Использование генной технологии для характеристики аллелофонда черно-пестрого скота

Калязина, Татьяна Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Использование генной технологии для характеристики аллелофонда черно-пестрого скота
ВАК РФ 06.02.07, Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Использование генной технологии для характеристики аллелофонда черно-пестрого скота"

На правах рукописи

КАЛЯЗИНА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА

Использование генной технологии для характеристики аллелофонда черно-пестрого скота

06.02.07 - Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2012

Я ІЗД 2012

005019114

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов «Российская академия менеджмента в животноводстве» (ФГБОУРАМЖ)

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Марзанов Нурбий Сафарбиевич

Официальные оппоненты: Скрипниченко Георгий Григорьевич,

доктор биологических наук, профессор кафедры генетики и разведения животных ФГБОУ ВПО МГАВМиБ имени К.И. Скрябина

Иолчиев Байлар Садраддин оглы,

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

Центра биотехнологии и молекулярной диагностики животных ГНУ ВИЖ

Россельхозакадемии

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева»

Защита диссертации состоится «23» мая 2012 года, в 10 часов, на заседании диссертационного совета Д 220.042.03 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» по адресу: 109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23. Тел. 8(495)377 - 49 - 39; Факс: 8(495) 377- 49- 39

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина».

2012 года

[аталья Николаевна Шумилина

Автореферат разослан « Д5 »

Учёный секретарь диссертационного совета

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Реализация племенного материала привела к глобальному распространению «коммерческих пород» с высокой продуктивностью, созданию интенсивных технологий по содержанию и выращиванию животных, заготовке качественных кормов, жесткому контролю окружающей среды и дорогому ветеринарному обслуживанию. Доминирование «коммерческих пород» в мире до сих пор остается практически во всех отраслях животноводства (Амерханов Х.А., Марзанов Н.С., 1999; Жига-чев А.И., Суллер И.Л., 2002; Eggen А. et al., 2004; Ohba Y. et al., 2004; Oguni T. et al., 2004; Турбина И.С., 2006; Марзанов H.C. и др., 2005; 2007; 2011; Храброва Л.А., 2011). Аналогичная ситуация в России, где доля генофонда черно-пестрого генеалогического корня составляет большинство из разводимых на ее территории пород молочного скота. По данным Ежегодника ФГНУ ВНИИплем (2011) в 2010 году удельный вес черно-пестрой и голштинской пород уже составил 62,6%. А с учетом голштинской красно-пестрой и красно-пестрой пород, этот показатель достиг 68,2%. Что касается Рязанской области, то там генофонд практически на 100% представлен популяцией черно-пестрого скота. Такое положение мы связываем с большой потребностью в молоке жителей Рязанской и Московской областей. Особую значимость приобретает проведение исследований черно-пестрого скота по различным типам генетических маркеров, поскольку применение молекулярно - генетических методов способствует выявлению хозяйственно - полезных признаков, более достоверно оценивать генотип животных, эффективно использовать его, при этом сохраняя биоразнообразие популяции.

Цель и задачи исследований. Целью работы является использование генной технологии для характеристики аллелофонда черно-пестрого скота. В связи с этим решали следующие задачи:

1. Изучить особенности аллелофонда по группам крови у черно-пестрого скота.

2. Дать оценку достоверности происхождения животных в племенных хозяйствах Рязанской области.

3. Изучить ассоциации генотипов ЕАВ локуса групп крови с уровнем молочной продуктивности и воспроизводительной способностью животных.

4. Провести кластерный анализ по ЕАВ локусу групп крови у быков различного происхождения.

5. Изучить геногеографию и состояние аллелофонда по локусу каппа-казеина у животных различных регионов Российской Федерации.

6. Провести аттестацию быков-производителей черно-пестрой голштинской породы на наличие точковых мутаций BLAD и CVM.

оценка достоверности происхождения животных в ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области. Изучены ассоциации воспроизводительной способности и уровня молочной продуктивности коров в условиях ООО ПЗ «Авангард» с уровнем гетерозиготности по ЕАВ системе групп крови. Осуществлен кластерный анализ по аллелям групп крови быков черно-пестрой породы различного происхождения, использованных в племенных хозяйствах Рязанской области. Проведен популяционно-генетический анализ скота различных пород по частотам встречаемости аллелей и генотипов каппа-казеина. Сделан анализ носительства ВЬ и СУ аллелей у быков-производителей ОАО «Рязанское» по племенной работе.

Теоретическая и практическая значимость работы. Проведена оценка и получена информация о генетической структуре и качестве племенного материала, используемого в условиях Рязанской области.

Определена ассоциация отдельных аллелей групп крови с уровнем продуктивности и воспроизводительной способности. Идентификация генотипов по локусу каппа-казеина позволит скорректировать отбор быков с учетом желательных аллелей и использовать потомство для получения молока с лучшими технологическими качествами. Результаты исследований частоты встречаемости аллельных вариантов каппа-казеина, а так же на наличие точковых мутаций ВЬАЕ) и СУМ будут использованы ОАО «Рязанское» по племенной работе при составлении селекционных программ для разведения черно-пестрой породы.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Оценка аллелофонда групп крови у животных ООО ПЗ «Авангард».

• Определение ассоциаций аллелей групп крови с уровнем молочной продуктивности и воспроизводительным качествам.

• Генотипирование помесных быков-производителей черно-пестрой породы на ВЬАГ), СУМ и каппа-казеин.

• Кластерный анализ быков черно-пестрой породы различного происхождения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались при рассмотрении годовых отчетов на заседаниях кафедры племенного дела в животноводстве ФГБОУ РАМЖ (2006-2011). Часть полученных материалов диссертации была представлена в трудах конференций ФГБОУ РАМЖ (Быково, 2006, 2007, 2008) и научно-практической конференции, проведенной под эгидой ОАО «ГЦВ СЖ» МСХ РФ и ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии (Быково, 2011).

Публикация материалов. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 3 статьи в рекомендуемых ВАК МИНОБРНАУКИ России журналах (Молочное и мясное скотоводство, 2008, №1; Научно-теоретический журнал ВНИИФБиП: Проблемы биологии продуктивных животных, 2011. - №4).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, резуль-

татов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических предложений, списка использованной литературы. Материал изложен на 101 страницах компьютерного текста, содержит 24 таблицы, 4 рисунка, 1 схему. Список использованной литературы включает 148 источников, в том числе 52 на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили с 2006 по 2011 годы в ФГБОУ РАМЖ на кафедре племенного дела в животноводстве, лаборатории генетики животных ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии, ОАО «Рязанское» по племенной работе и ООО ПЗ «Авангард» по схеме, представленной в таблице 1.

Таблица 1- Общая схема исследований_

н а я о. я к

в я] в ч и о е

И ч X о

2 4

н ч

>в я о

в в я а о

Ч в а

к* О

о. а Л

Й 8

° н

« О

В! св

со е

иод

- X о

<я

РЭ

о * «

ч: а о

" я «

® Й и Я

о ч в

и и

В! О,

ч а

и я

св

И <

¡а

я ~

03 ьн О І-1

4 о ч О ° О

Геногеография и сравнительная характеристика аллелей локуса каппа-казеина у животных различных регионов Российской Федерации (п=984)

Оценка достоверности происхождения животных. Анализ аллелей в триадах _отец-мать-потомок (п=3557)_

Оценка аллелофонда быков-производителей, использованных в хозяйствах области (п=275)

Кластерный анализ групп крови у быков различного происхождения(п=138)

Исследование быков-производителей черно-пестрой голштинской породы на наличие точковой мутации ВЬАБ и СУМ (п=30)

Изучение аллелофонда групп крови во времени, выявление аллелей, идентифицирующих породы, участвовавшие в формировании современного стада _ООО ПЗ «Авангард» (п=1436)

Оценка генотипов коров по ЕАВ, ЕА1 и ЕАБ-У системам групп крови. Определение ассоциаций уровня гомози-готности и числа эффективных аллелей (Са и Иа) по ЕАВ локусу с показателями молочной продуктивности и воспроизводительной способности _(п=1615) _

Группы крови по 9 генетическим системам определяли в лаборатории иммуногенетического контроля достоверности происхождения живот-

ных ОАО «Рязанское» по племенной работе. Постановку гемолитических тестов проводили по общепринятой методике (Сороковой П.Ф., 1974).

Всего было исследовано 3557 голов. Для оценки достоверности происхождения теленка анализ проводили по триаде: отец-мать-потомок.

Для анализа аллелофонда ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области использовали данные по ЕАВ, EAJ и EAF-V локусам групп крови 1436 животных. Анализ аллелофонда по ЕАВ системе проводили с учетом классификации, предложенной Н.А. Поповым, Г.В. Ескиным (2000).

Частоты аллелей ЕАВ локуса определяли по формуле p=F/2n. Уровень гомозиготности рассчитывали исходя из формулы А. Робертсона (1956): Са = Ер2, где Са - уровень гомозиготности по одному локусу, а р -частота аллеля в локусе. Число эффективных аллелей вычисляли по формуле: Na= 1/Са (Меркурьева Е.К., 1970; 1991).

Для исследования ассоциаций генотипа групп крови и уровня продуктивности, были использованы данные племенного зоотехнического учета по ООО ПЗ «Авангард», сформированные с помощью программы «СЕЛЭКС».

При изучении аллелофонда быков-производителей, использованных в хозяйствах Рязанской области, были учтены данные по 275 животным. По 138 быкам в том числе, был проведен кластерный анализ с помощью программы STATISTICA for Windows. Version 7.1999.

Для оценки аллелофонда в локусе каппа казеина была обобщена информация по 984 быкам 11 молочных и комбинированных пород, принадлежащих 14 племпредприятиям.

Быки-производители (30 гол.), принадлежащие ОАО «Рязанское» по племенной работе, были тестированы на наличие мутантных аллелей BL и CV. Диагностику мутантного BL аллеля осуществляли по методике, изложенной в работе Tammen I. (1994). Наличие мутантного CV аллеля определяли по методу, описанному Ruse A., Kaminski S. (2007).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Характеристика ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области

ООО ПЗ «Авангард» оказывает большое влияние на качественное совершенствование молочного скота Рязанской области, в первую очередь за счет реализации племенных бычков. Использование в селекционном процессе высокоценных быков-производителей голштинской породы оказало влияние на повышение генетического потенциала животных и рост молочной продуктивности.

3.2. Контроль достоверности происхождения животных

В среднем, в исследуемых хозяйствах Рязанской области уровень достоверности записи в родословных составляет 92-95 %. На начало 2009 года исследовано 3557 (17,6%) голов, из них 1526 (21,7%) - в племзаводах и 2031 (15,4 %) - в племрепродукторах. Достоверность происхождения оп-

ределяла'сь у быков-производителей, коров быковоспроизводящих групп, ремонтного молодняка и реализуемых племенных животных.

3.3. Характеристика аллелофонда стада ООО Ш «Авангард» Рязанской области по ЕАВ локусу групп крови

Чтобы проследить изменения аллелофонда групп крови скота, разводимого в ПЗ «Авангард» нами был проведен анализ результатов тестирования с 1992 года по 2008 год (таблица 2).

Таблица 2 - Количество анализируемых животных и выявленных аллелей

Год исследования Количество проанализированных животных, гол. Установлено аллелей ЕАВ локуса

1992 134 268

1997 195 390

2002 526 1052

2005 488 976

2008 93 186

При анализе аллелофонда выявлены часто встречающиеся и уникальные аллели, характерные для отдельных пород, участвовавших в формировании современной популяции скота в ООО ПЗ «Авангард» (таблица

Найдены аллели серой степной, бурой латвийской, кавказской бурой, красной степной, пинцгау, красной горбатовской, бурой карпатской, сы-чевской и калмыцкой пород. В аллелофонде современного стада ООО ПЗ «Авангард» присутствуют аллели, характерные для 17 пород. При этом мы рассматриваем только аллели, которые высокоспецифичные для определенной породы.

К 2005 году основными породами, которые интенсивно использовались в хозяйстве, были черно-пестрая московский тип, черно-пестрая гол-штинская, черно-пестрая немецкая. Количество их аллелей в 2005 году составляло 17,2%, тогда как к 2008 году эта цифра уже достигала до 21,5%. К этому времени высокоспецифичные аллели холмогорской, ярославской, бестужевской пород уже не выявлялись.

Вместе с тем, со временем увеличивается количество аллелей, которые являются общими для нескольких пород одновременно, т.е. высокоспецифичные аллели постепенно выводятся, идет накопление общих аллелей, характерных для черно-пестрого голштинизированного скота.

Таким образом, динамика во времени изменения аллелофонда групп крови, в данном случае ЕАВ локуса, раскрывает процесс образования и формирования аллелофонда у современного стада ООО ПЗ «Авангард».

Таблица 3 - Аллелофонд у животных ООО ПЗ «Авангард» по группам крови, полученный от предшествующих пород

1992 | 1997 | 2002 | 2005 | 2008

Аллели, характерные для предшествующих пород

Черно-пестрая ЕГСО'С" ПС-О', ЕГСО'С", НОЕ"«}' ИСО', ВЮ1У2А'1ЕЧ, вго<г\ 1ЮЕЧО" псос, ЕГСО'С", йСО' О'С'О'

Черно-пестрая голландская - С204У2Е-1<3' С201У2 в201У2 01А'2У21С0"

Голпггинская черно-пестрая, немецкая черно-пестрая и московский тип ПСС", 12 С2У2ЕЧ<?' 01А'2У21С0\ Е'гсо' С2У2ЕЧ(}', 01У1Е*ЗСС", Г1(ГС", В1С2К04А'20" С2У2ЕЧд\ 12, ЕЧвв"

Восточно-финская - - 12 АЧ -

Бестужевская - ■ - А'2 -

Ярославская В2 - - 12С

Холмогорская С201Т2(1), ОЮ", 12Е'3 12Е'3, 120 - . 01С

Серая степная - . 02У2, 11У2Г<3' - оо О• О-

Бурая латвийская ' - У2АЧГ, В2У2А'1 АЧЕЧС СО1

Кавказская бурая - А'1 - -

Бурая карпатская У2ЕЧ

Пинцгау У2Г

Красная степная - - О', Е'2С, С20' -

Симментальская О" - О'Е'ЗСГ БЕ'ЗСГ

Сычевская - С201Е'1<2\ ИГО" С201ЕЧ<3' С2О1ЕЧ0', ИГО'

Красная горбатовская - - - ■ Р'20'

Калмыцкая - У2А1,А'1С" Р2ЕЧ, У2АЧ

Анализ данного материала показывает, что мы имеем дело с синтетической популяцией исследуемого поголовья в ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области. Знание аллелотипа позволит более четко прослеживать, контролировать и управлять селекционно-генетическим процессом в стаде.

3.4. Оценка продуктивности животных с учетом уровня гомозиготности

Материалом для исследования послужили данные племенного и зоотехнического учета, а так же результаты тестирования в лаборатории им-муногенетического контроля происхождения животных ОАО «Рязанское» по племенной работе за 2002,2005 и 2008 годы.

Молочную продуктивность учитывали за 305 дней первой лактации. Всю совокупность животных по величине удоя распределили по классам с интервалом 2000 кг с учетом коэффициента гомозиготности (Са) и числа эффективных аллелей (Иа) по ЕАВ локусу (таблица 4).

Таблица 4 - Распределение коров по величине удоя (кг)

Показатель менее 5000 5001-7000 7001 и более

п = 511 151 318 42

% гол. 29,55 62,23 8,22

Са 0,049±0,018 0,054 ±0,013 0,091±0,044

№ 20,22 15,51 10,99

Показатель уровня гомозиготности возрастает с увеличением показателя удоя. Максимальное значение Са = 0,091 - в группе коров с удоем 7001 и более, а минимальное - Са = 0,049 - в группе, где удой менее 5000 кг. Число эффективных аллелей - величина, обратная значению уровня гомозиготности, поэтому с увеличением молочной продуктивности оно уменьшается.

Величина коэффициента гомозиготности характеризует уровень однородности аллелофонда стада. Увеличение значения этого показателя указывает на уменьшение генетического и фенотипического разнообразия популяции.

При исследовании аллелофонда стада ООО ПЗ «Авангард» было установлено увеличение количества аллелей голштинской породы. Скрещивание привело к росту молочной продуктивности потомства.

Далее мы исследовали подобную зависимость между показателем содержания жира в молоке и уровнем гомозиготности по ЕАВ локу-су(таблица 5). Животных разделили на три группы и по приведенным выше формулам рассчитали коэффициенты Са и Ыа.

В группе с минимальным содержанием жира (до 3,70%) мы видим максимальное значение уровня гомозиготности, равное 0,123. С увеличением жирности молока данный показатель Са уменьшается.

Подобный анализ был проведен и по показателю содержания белка в молоке. Максимальное значение Са = 0,222 наблюдалось в группе животных, у которых содержание белка было на уровне до 2,81%.

Таблица 5 - Распределение коров по массовой доле жира (%) в молоке

Показатель До 3,70 3,71-4,50 4,50 и более

п = 470 9 441 20

% гол. 1,91 93,83 4,25

Са 0,123±0,109 0,057±0,011 0,090±0,0бЗ

Ыа 8,13 17,54 11,11

С увеличением процента белка в молоке уровень гомозиготности уменьшался. Однако следует отметить, меньшую ассоциацию с уровнем гомозиготности и содержанием белка в молоке. Считаем, наличие такой закономерности связано с длительным отсутствием контроля по показателю белковомолочности в ООО ПЗ «Авангард».

Таким образом, можно сказать, что полученные нами коэффициенты имеют достаточно высокие значения и определенную динамику, изменяясь в различных группах по ряду показателей продуктивности.

3.5. Оценка воспроизводства в стаде ООО ПЗ «Авангард» с учетом уровня гомозиготности

В таблице 6 представлены результаты исследования зависимости продолжительности сервис-периода от уровня гомозиготности по ЕАВ ло-кусу.

Таблица 6 - Зависимость продолжительности сервис-периода (дн.) от величины коэффициента гомозиготности

Показатель Сервис-период (среднее значение), дн.

До 90 91-120 121-150 151 и более

п = 503 72 111 112 208

% гол. 14,31 22,07 22,27 41,35

Са 0,05 8±0,027 0,061±0,023 0,052±0,021 0,058±0,016

N3 17,24 16,39 19,23 17,24

Установлено, что в данной популяции продолжительность сервис-периода не связана со значением уровня гомозиготности и обусловлена по-видимому скоростью восстановления физиологической функции воспроизводства у коровы после отела.

Подобным же образом, мы изучали связь между величиной коэффициента гомозиготности и индексом осеменений (таблица 7).

Таблица 7 - Зависимость индекса осеменений от величины коэффициента гомозиготности

Показатель Индекс осеменений

До 2,0 2,1-3,0 3,1 и более

п = 547 246 247 54

% гол. 44,97 45,15 9,87

Ca 0,055±0,014 0,059±0,015 0,060±0,032

Na 18,18 16,95 16,67

Следует отметить, что наблюдается тенденция увеличения числа осеменений с возрастанием уровня гомозиготности, и уменьшением числа эффективных аллелей.

3.6. Характеристика аллелофонда стада ООО ПЗ «Авангард» по EAF-V локусу групп крови

Этот локус считается закрытым, что позволяет определять обе гомозиготы (F/F, V/V) и гетерозиготу (F/V) (таблица 8).

Таблица 8 - Полиморфизм ЕАБ-У локуса групп крови стада ООО ПЗ «Авангард»

Год п Распределение генотипов Генотипы EAF-V локуса х2 Частота аллелей

F/F F/V V/V F V

2002 155 H 55 98 2 28,93* 0,671 0,329

О 69,79 68,43 16,78

2005 304 H 190 105 9 1,49 0,798 0,202

О 193,59 98,01 12,40

2008 93 H 53 40 0 6,98* 0,785 0,215

О 57,31 31,39 4,29

Примечание: Н - наблюдаемое, О - ожидаемое; нарушение генетического равновесия: *-£~2%,9Ъ\6£= 1; р<0,001; ^=6,98^=1; р<0,001.

Из генотипов чаще всего выявлялась гомозигота F/F, затем гетерозигота F/V и самым редко встречаемым была другая гомозигота - V/V. Исключение составляет 2002 год, где с наибольшей частотой встречаются гетерозигота F/V (п=98), затем гомозиготы F/F (п=55) и ъредко - V/V (п=2). Что касается 2008 г., то генетическая структура EAF-V локуса выглядела совершенно иначе, а животные с генотипом V/V среди исследуемого поголовья не встречались вообще. Вероятно, это связано с тем, что животные с данным генотипом менее жизнеспособны, чем другие.

3.7. Характеристика аллелофонда стада ООО ПЗ «Авангард» по ЕА1 локусу групп крови

Исследуемых животных классифицировали на две группы: I- позитивных (1+) и I - негативных (1-). По каждой группе определяли число гомо - и гетерозиготных особей (таблица 9). У большинства исследованных животных независимо от продуктивности отмечается превалирование негативных (Г) и большой дефицит позитивных животных (1+).

Таблица 9 - Полиморфизм ЕА1 локуса групп крови стада ООО ПЗ «Авангард»

Год п Фенотипы Генотипы Частота аллелей

Ґ Г Ґ/Ґ Ґ/Г т Ґ Г

2002 155 40 115 0 40 115 0,258 0,742

0,129 0,871 0 0,129 0,871

2005 304 71 233 0 71 233 0,234 0,766

0,117 0,883 0 0,117 0,883

2008 93 41 52 0 41 52 0,441 0,559

0,220 0,780 0 0,220 0,780

Учитывая, что 3 система тесно связана с локусами главного комплекса гистосовместимости и воспроизводительными качествами (Машуров А.М., 1980), желательно при отборе быков на племя обращать внимание на наличие данного антигена.

3.8. Характеристика аллелотипа быков-производителей Рязанской области по ЕАВ локусу

Проведен анализ ЕАВ локуса групп крови у 275 быков черно-пестрой и голштинской пород, принадлежащих ОАО «Рязанское» по племенной работе, семя которых использовалось для искусственного осеменения маточного поголовья области (таблица 10).

Аллелотип ЕАВ локуса включал 550 аллелей. По частоте встречаемости, все аллели нами распределялись на три группы: редкая (до 0,02); средняя (от 0,02 до 0,05) и высокая (свыше 0,05). В первую и последнюю группу вошли 271 и 222 аллеля соответственно. Наиболее малочисленной оказалась группа со средней частотой встречаемости, куда вошли 57 аллелей.

Для каждой группы были рассчитаны уровни гомозиготности (Са) и число эффективных аллелей. Наибольшее значение Са (0,0905) - в группе часто встречающихся аллелей; наименьшее (0,0027) - в группе аллелей с низкой частотой.

Таблица 10-Характеристика быков черно-пестрой породы Рязанской области по ЕАБ локусу

Показатели Встречаемость аллелей

редкая, <0,02 средняя, 0,02 - 0,05 высокая, >0,05

п 271 57 222

Ca 0,0027 0,0040 0,0905

Na 375,78 249,79 11,05

У быков-производителей ОАО «Рязанское» по племенной работе из 550 выявленных аллелей ЕАВ локуса 305, по классификации H.A. Попова, Г.В. Ескина (2000), оказались характерными для черно-пестрой породы (таблица 11).

Таблица 11 - Аллели ЕАВ локуса, характерные для черно-пестрой породы (п = 305)

Частота Частота

Тип аллеля встречаемости Тип аллеля встречаемости

G'G" 0,002 Y2 0,007

I2D"G' 0,002 D'G'O" 0,007

QE'l 0,002 CT 0,020

И 0,002 G" 0,035

G2F1 0,002 12 0,049

B1I1 0,002 G2Y2E4Q' 0,135

GlOl 0,002 G2Y2 0,004

Y2Q' 0,004 04У2АЧГ 0,004

E4G'G" 0,004 b 0,269

ЕЧ 0,005

В виду того, что каталог аллелей, изданный Н.А. Поповым и Г.В. Ес-киным (2000) не может охватить все многообразие генотипов, остальные аллели можно считать уникальными или редкими для данной популяции, поскольку они выявлялись только у отдельных животных. Возможно, причиной такого состояния аллелофонда являются факты прилития крови, скрещивания, миграции и мутации в процессе проводимой селекционной работы в Рязанской области.

Племенная база молочного скотоводства Рязанской области представлена 5 племзаводами и 10 племрепродукторами. Все племенные животные проходят аттестацию по группам крови и контроль достоверности происхождения.

Для эффективного управления селекционным процессом только генеалогического анализа по продуктивным качествам недостаточно, так как этот метод не дает количественную характеристику идентичности разных

стад, что не позволяет оценить влияние систем разведения животных на генетическую структуру стада и рационального выбора направления селекции. Мы проанализировали аллелофонд быков-производителей, которые использовались на 10 наиболее крупных племенных хозяйствах Рязанской области (таблица 12).

Таблица 12 - Аллелофонд ЕАВ локуса у быков-производителей черно-

пестрого скота, использованных в хозяйствах Рязанской области_

_Аллели ЕАВ локуса (п=275)_

B2G202; G2Y2D'E40'; B2G2KY2A'1E'1F'0'; G2I2; О'; G2Y2E4Q'; 12; FQ'; B2G2KY2A40'; B2Y2G-P"2Q'G"; D'G'O'G"; В202; 02A'1Y'2K'0'; B2Y2E'IG'P'2Q'G"; B2G2Y2;A'IG'j Y2Q-; АЧ; O2; Y2; 02E4G"; B2G2Y2A40'; Q'; B202Y2D-; B2G202Y2; I2A'1D'0'G"; D'E'lF'G'O'; G2Y2D'; Y2G'Y'G"; B2G2K04Y2A'1E'10'Y'; І2Г; 04A'1Y'2K'0'; 04E4G"; B202B'; G204Y2E4Q'; G2Y2; B202Y2A'1E'1G'P'2Q'G"; ЕЧ; B202Y2A4E'1G'P'2Q-; G2I2Y2E4Q'; E'G"; 02Y2E'1G'G"I'; E'IG"; D'G'O'Q'; G202Y2E4Q'; G202E4Q'; 03Y'2K'0'; G"; 01; B201; Y2A4; B201B'; D'; E4G'; B2G2Y20'; Y2G'G"; G'Q'; B202Y2D'E'1Q'; B2; I2G'; QY2D'G'G"; G2; Y2'Q'; B2G2KY2E' lF'O'; B2G2P2E40'; Р2Г; 02Y2A4E40'; G202Y2A'1E'1Q'; E'G'G"; Г; B2G2KA'l; Р2ЕЧ; F2; B2Y2A'IE' II' ÍO'Y'; B2G2KE2Y2A' IE' 10'Y'; І1Г1; 02Y'2K'0'; I2G'G"; D'G'O'; A'10'; Q4"; B'Q'; G202A4; E'lQ'; 04АЧ; Gill; B20'B"; E'IF'G'O'G"; OlE'lG"; BlG2KO2YlA'2B'F'2Y'G";BlG2KO2Y2A'2G'K'0'Y'G";BlG2K04YlA'2E'3GT0' G';B1G2K04Y2A'2E'3G'G"; B1G2K04Y2A'2G'0'G"; В1G2K04Y2 A' 20' Г'; В1G2K04 Y2E' 1F'20'G";B1 G2K04 Y2E' 11' 0' G" ;B 1G2K.04 A'20'; В1G2K04E' 1 F'20' I"; B1G2K040'; B1G2KA'1E'3G'G"; B1G201Y2E'3G'; B1G2QT2Y1A'2G'P'1B"; B1G2QT2A4P4; B1G3I1P1A4P4B"; B1I104QJ'10'; B1I1Q; BIIIYIG'G"; Bill; B101QT'A'1P'2B";B103Y2A'2E'3G'I'P'2Q';B103Y2A'2E'3P'2Q'G"I"; B103Y2A'2E'3I'P'2Q';B103Y2E'3G'0'P'2Q'G'; B103Y2E'3G'G"; B103Y'2E'3I'G"; B103A'1G'P'2Q';B103A'1I'P'2Q'; B103A'2P'2Q'; BIPIG'Y'; B1Q; B1Y2A'2E'1D'Q"; BIB'Q"; BII'P'2; В1РЧ; BIQ'l; B2G201Y2I"; B2G3T1A'1B'E'3F'2Q'; B201Y2D'D"I"; B201Y2I"; B201D'; B201E'1P'2; B201Q'; B201D"; B204Y2A'1E'1; B2P1QA4; B2QT2G'P'1Q'B"; B2QQ'; B2Y2; B2D"; G1I1A"; G101; G1040'; G1A4I"; GIF; G201Y1D'E'3F'2G"; G201Y2D'D"; G201Y2I"; G201D'G'Q'G"; G201E'3; G201Q'; G2T2A'2B'D'G'Q'B"; G2Y1D'; G2A'1D'E'3F'2Q'; G2E4; G301T1A'2E'3F'2I'K'; G301T1A'2E'3F'2K'; G3P1QT1; G3T1B'P'2; I102QA'1E'1K'Q'; I102A'2J'1K'0'; IIQE'II'Q'; IIQE'IQ'; I1Y2E4; IIG'G"; II; I2D'G'; OIQD'Q'; ОІТІЕ'ЗК'; OIYIG'G"; 01Y2A4I"; 01Y2D'G'Q'; 01Y2E'3G'Y'; 01Y2I'; 01Y2; OlA'ID'G'; 01A'1E'3G'; OIA'II"; 01A'2E'3K'; OID'; 01E'3G'; OlI'Q'; OIF; OIQ'; Oil"; 02QA'2E'3F'2J'2 ; 02QA'2J'1K'0'; 02A'2J'1K'0'; 02A'2K'; 04Y2A'1I"; 04Y2D'E'1F'20'; 04Y20'Q'Y'; 04D'E'3F'2G'0'; 04E'3G'G"; 04E'3G"; 040'; PIQE'II'G"; PIQG'K'; P1Y1E4; P1Y2; PIE'31'Q'B"; РІЕ'ЗГ; P1E'4; PH'I"; QA'l; QE'IQ'I"; QE'l; QE'3F'2; QQ"; Q; YIA'IB'Y'; YIA'IY'; Y'E'3G'Y'G"; YIG'Y'G"; YlG'G";Y2A4B'; Y2A4D'E'l; Y2Á'1E'3Q'; Y2A'1G'G"; Y2DGTQ'; Y2D'G'; Y2D'Q'; Y2E4FQ'; Y2E'1Q'; Y2E'3G'G";Y2G'I'G"; Y2I'; Y20'Y'; Y2G"; A'lB'; A'1E'3G'; A'10'Г'; A'lQ'; A'll"; B'E'3F'2G'; D'G'0'P'2Q'G"; D'G';E'1F'2G'0'G"; E4F'2I'G"; E'IG'Q'G"; E'IG'G"; E'II'P'2; E'lI'Q'G"; E4F; E'lQ'G"; E'2F'2G'Q'; E'3F'2G'0'G"; E'3F'2I'; E'3F'20'; E'3G'FG"; E'3G'Q'; E'30'Q'; G'I'G"; G'G" ; G'; I'Q'I"; B103Y1E'3G'I'P'2G"I"; B103Y2A'2E'3G'P'2Q'G"I"; B103A'2E'3I'P'2Q'; B1Y1E'3G'I'P'2G"; B2P1G'; G201Y1I"; G2Y1A'2D'; G301T1A'2E'3I'K'Q'; G3P1Q-G"; I101J'2K'0'; 01Y1E'3G'G"; OlA'IB'I"; P1QE4F; T1;Y1E'3G'Y'G"; Y2Y'; E'2G'Q' ________

Исходными данными послужили генетические паспорта 138 животных по ЕАВ локусу, которые использовались для искусственного осеменения маточного поголовья. Всего были использованы данные по 275 аллелям. Эти материалы сравнивали с данными аллелофонда черно-пестрой и голштинской пород (Попов H.A., Ескин Г.В., 2000).

На основании суммарных частот аллелей были вычислены показатели генетических расстояний между группами быков, закрепленными за матками разных хозяйств. Полученная дендрограмма (рисунок 1) представляет результаты обработки их на компьютере по программе кластерного анализа по версии Statistica for Windows v. 5.5a. 1999.

Примечание: Пр - П/р ФГУСП «Пробуждение», Ра - П/р ЗАО «Рассвет», Му - П/р «Мурминский», Па - П/р ЗАО «Павловское», Ст - ФГУП учхоз «Стенысино», Ше - П/р К/з «Шелковской», Ек - П/р ЗАО «Екимовское», Ба - ПЗ СПК «Батурино», Ле - К/з им. Ленина, Ав - ПЗ ООО «Авангард», Ч-П - черно-пестрая порода, Ч-П-Г- голштинская черно-пестрая порода

Рисунок 1 - Дендрограмма кластерного анализа групп быков-производителей черно-пестрого генеалогического корня, использованных в хозяйствах Рязанской области

На дендрограмме показаны два кластера для изученных быков-производителей. Один представлен только черно-пестрой породой, в другой вошли все остальные исследованные группы животных. В свою очередь второй, сложный кластер разделился тоже на две демы. В одной оказалась только голштинская порода, а в другую вошли все остальные группы быков-производителей, которые были использованы в племенных хозяйствах Рязанской области.

Что касается группы быков-производителей, закрепленных за матками в племенных хозяйствах, то они распределились следующим образом:

отдельной демой выделилась группа животных, которые работали в племенном хозяйстве - колхозе имени Ленина. Ближе всех к ним оказались быки, использованные в племенном заводе «Авангард». Следует отметить, что, пожалуй, только в ПЗ «Авангард» и колхозе им. Ленина выявленные аллели ЕАВ локуса, несколько схожи с аллелями ЕАВ локуса, характерными для исследуемых пород. Так же дендрограмма показывает, что быки, используемые в этих хозяйствах, генетически наиболее близки с помесным скотом (голштинская х черно-пестрая порода), нежели с чистопородным черно-пестрым, т.е. мы видим результат скрещивания крупного рогатого скота в этих хозяйствах.

Дендрограмма показывает, насколько отличались аллелофонды быков-производителей, использованных в 10 племенных хозяйствах от чистопородных животных черно-пестрой и голштинской черно-пестрой пород. Объясняя тот факт, что быки-производители, использованные в Рязанской области, оказались генетически довольно близкими между собой и образовали отдельный кластер, отличный от кластера аллелофондов черно-пестрой и голштинской пород, можно предположить, что данная популяция образовывает новый отдельный синтетический генофонд.

В связи с этим рассуждением, справедливо утверждение о необходимости углубленного изучения синтетических генофондов, тщательного контроля их состояния и разработки генетических программ по эффективному их использованию.

3.9. Геногеография и сравнительная характеристика аллелей локуса каппа-казеина у животных различных регионов Российской Федерации

Локус каппа-казеина привлекает большое внимание исследователей, так как он оказывает значительное влияние на физические, химические и технологические свойства молока. Для пород молочного направления продуктивности аллельные варианты каппа-казеина рассматриваются как экономически важные селекционные критерии, позволяющие надежно оценить генотип животного вне зависимости от его пола и возраста. Этот факт побудил животноводов ввести запись гена каппа-казеина быка в каталоги племенных животных.

Нами было проанализировано 984 быка 11 молочных и комбинированных пород, принадлежащих 14 племпредприятиям. Обработку данных проводили путем определения встречаемости генотипов и аллелей, оценки генетического равновесия на основе х2.

Следуя по предложенной Турбиной И.С. (2006) классификации аллелей по частоте встречаемости, мы выделили 3 группы животных, в генотипе каппа-казеина которых аллель к-СМВ имеет низкую (до 0,3), среднюю (от 0,3 до 0,5) и высокую частоту встречаемости (свыше 0,5). Наиболее часто желательный для сыроварения аллель к-СЫВ (до 0,58) встречался у животных бурой швицкой породы и симменталов, принадлежащих ОАО

«ГЦВ СЖ». У всех грушх исследованных нами пород наблюдалось преобладание аллеля к-СКА.

Из приведенных данных по десяти племпредприятиям различных регионов Российской Федерации, следует, что в большинстве из них, число быков с генотипом к-СЫ было превалирующим (таблица 13).

Таблица 13 - Полиморфизм каппа - казеина быков черно-пестрой породы

из племпредприятий регионов Российской Федерации

Племенное предприятие п Частота генотипа Частота аллелей х2

к- см** к-СЫ^ СКВВ к- ОІА к-

Черно-пестрая (1) 24 Н О 13 14,27 11 8,47 0 1,26 0,771 0,229 2,12

Черно-пестрая (2) 2 Н О 0 0,5 2 1 0 0,5 0,5 0,5 2

Черно-пестрая (3) 8 н О 4 4,5 4 3 0 0,5 0,75 0,25 0,89

Черно-пестрая (4) 40 н О 20 22,5 20 15 0 2,5 0,75 0,25 4,44*

Черно-пестрая (5) 79 н О 58 57,62 19 19,7 2 1,68 0,854 0,146 0,09

Черно-пестрая (6) 27 н О 23 23,15 4 3,70 0 0,15 0,926 0,074 0,17

Черно-пестрая (7) 16 н О 15 15,02 1 0,96 0 0,02 0,969 0,031 0,017

Черно-пестрая (8) 21 н О 17 15,42 2 5,15 2 0,43 0,857 0,143 7,83**

Черно-пестрая (9) 82 н О 44 43,94 32 32,17 6 5,89 0,732 0,268 0,0031

Черно-пестрая (10) 5 н О 3 3,2 2 1,6 0 0,2 0,8 0,2 0,3125

ИТОГО 304 197 97 10 0,808 0,192

Примечание: 1-ОАО «Красноярскагроплем»; 2-ОАО «Мордовиягосплем»; 3- ОАО «Тюменьгосплем»; 4- ОАО «Вологодское»; 5- ОАО «Кировплем»; 6- ОАО «Рязанское» по племенной работе; 7-ОАО «Невское»; 8-ОАО «Тамбовское»; 9- ОАО «ГЦВ СЖ»; Ю-ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям; Н - наблюдаемое число генотипов; О - ожидаемое число генотипов; Нарушение генетического равновесия: *- {¿ = 4,44; <НЧ; р<0,05); ** - 7,83; <Ш=1; р<0,01).

Быки с генотипом к-СЫвв были обнаружены только на племпред-приятиях ОАО «Кировплем», «Тамбовское» и ОАО «ГЦВ СЖ». В целом из 304 голов быков черно-пестрой породы выявлено 197 быков с генотипом к-СЫ^, 97 животных имеют генотип к-СКАВ и лишь 10 быков с гено-

типом k-CNbb. Частота генотипов распределилась следующим образом: к-CN"^ - 0,648 ; k-CNab - 0,319 и k-CNbb - 0,033. Частота встречаемости ал-леля k-CNa составила 0,80В и 0,192 - k-CNb аллеля. Проверка генетического равновесия методом %2 показала, что генетическое равновесие нарушено в ОАО «Вологодское» (у2 = 4,44; d£=l; р<0,05) и ОАО «Тамбовское» (%2 = 7,83; df=l; р<0,01), что связано с жестким отбором быков.

Исходя из данных таблицы 13, следует, что у обильно молочных коров в популяциях черно-пестрой породы относительно низкая частота встречаемости аллеля k-CNb и отражает в целом ситуацию ухудшения сы-родельческих свойств молока, ведения однонаправленной селекционно-племенной работы на повышение удоя и получения от них в основном "питьевого" молока.

4.0. Исследование быков-производителей черно-пестрой голштинской породы на наличие точковых мутаций (BLAD, СУМ)

Анализ различных источников свидетельствует, что среди голштин-ских быков-производителей, используемых в племенной сети России, имеются представители линий, носители мутаций, вызывающих два наследственных заболевания: дефицит лейкоцитарной адгезии (BLAD) и комплексную аномалию позвоночника (CVM).

В этой связи, нами была поставлена задача изучить встречаемость мутантных аллелей BL и CV у быков ОАО «Рязанское» по племенной работе. В результате исследований ни одно животное племпредприятия не оказалось носителем мутантных аллелей. На рисунке 2 представлен фрагмент фореграммы тестированных животных. У быков, которые не являются носителями представлены в виде двух полос, эта картина характерна для нормального аллеля. У гетерозиготных контрольных животных-носителей BLAD (Nn (к)) они идентифицируются в виде трех полос.

<—132 п.н. <- 87 п.н. <- 68 п.н. <— 45 п.н.

Примечание: NN (1) - нормальный аллель (бык Серж 7828); NN (2) - нормальный аллель (Джорам 7776); №1 (к) - контроль; NN (3) - нормальный аллель (Асвар 7773)

Рисунок 2- Результаты электрофореза фрагмента СО 18 у быков

Эти образцы ДНК были получены от ранее исследованных быков -носителей и служили контролем в нашей работе. Таким образом, все жи-

вотные, имеющиеся на Рязанском племпредприятии оказались гомозиготами (0128/0128) по нормальному Б128 аллелю, т.е. не являются носителями. Гетерозиготные особи по мутантному аллелю Б1280 у исследованных популяций отсутствовали.

Все быки, завозимые на племпредприятие, так же тестируются на носительство СУ аллеля. Результаты исследований подтверждают отсутствие мутантных аллелей у быков-производителей.

Рязанская область наряду с Тамбовской являются теми регионами, где не выявлены мутантные аллели, вызывающие в гомозиготном состоянии дефицит лейкоцитарной адгезии (ВЬАО) и комплексную аномалию позвоночника (СУМ) у чистопородного черно-пестрого и помесного с голпггинской породой скота (Марзанов Н.С. и др., 2011).

ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ состава аллелей групп крови стада ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области. Исследована динамика изменения форм аллелей групп крови ЕАВ локуса во времени, тем самым показан процесс формирования аллелотипа групп крови у современного поголовья в данном хозяйстве. Определены уникальные для черно-пестрой породы аллели ЕАВ локуса, унаследованные от предшествующих пород, участвовавших в процессе становления современного аллелотипа стада ООО ПЗ «Авангард».

2. Дана оценка контроля достоверности происхождения племенных животных Рязанской области. В среднем, в исследуемых хозяйствах Рязанской области она находилась в пределах 92-95 %.

3. Исследования генотипов по трем системам групп крови показали высокий уровень гетерозиготности по ЕАВ системе, низкий - поЕАБ-У и ЕА1 локусам. Обнаруженная ассоциация между молочной продуктивностью и уровнем гомозиготности по ЕАВ локусу связана с накоплением определенных аллелей и их сочетаний в генотипах, вследствие проведенного скрещивания в исследованном стаде.

4. Дана оценка аллелотипа по ЕАВ локусу 275 быков-производителей, принадлежащих ОАО «Рязанское по племенной работе» бьщо выделено 550 аллелей, 305 из которых совпадают с аллелями, часто встречающимися у черно-пестрой породы.

5. Генетический анализ 138 быков-производителей 10 хозяйств, составляющих племенную базу Рязанской области, показал, что среди аллелей ЕАВ локуса, выявленных у животных стада ПЗ «Авангард» и колхоза им. Ленина большинство совпадает с аллелями, характерными для черно-пестрой и голштинской черно-пестрой пород. Быки, используемые в этих хозяйствах, генетически наиболее близки с помесным черно-пестрым скотом, нежели с чистопородным черно-пестрым, что является следствием их

происхождения в результате скрещивания современного скота и однонаправленности селекционного процесса.

6. Кластерным анализом установлено, что использованные группы племенных быков-производителей в Рязанской области генетически близки между собой и образуют отдельный кластер, отличный от кластера алле-лофондов отечественной черно-пестрой и голштинской черно-пестрой пород.

7. Проведенный анализ генотипов по локусу каппа-казеина у 984 быков-производителей 11 молочных и комбинированных пород 14 племенных предприятий показал преобладание животных с генотипом CN . Желательный для сыроделия аллель к-CN8 (до 0,58) встречался у животных бурой швицкой породы и симменталов, принадлежащих ОАО «ГЦВ СЖ». У всех других исследованных породных групп животных наблюдалось преобладание аллеля k-CNa.

8. Быки-производители и спермобанк ОАО «Рязанское» по племенной работе свободны от вредоносных BL и CV мутантных аллелей.

СВЕДЕНИЯ О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты исследований применяются специалистами племпред-приятия ОАО «Рязанское» по племенной работе. Научные данные и практические рекомендации по генной технологии для характеристики аллело-фонда черно-пестрого скота используются при чтении лекций для слушателей ФГБОУ РАМЖ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ

Полученные материалы рекомендуется использовать на племенных предприятиях при оценке быков-производителей, ремонтного молодняка, завозимого семени и коров быковоспроизводящих групп, а информацию по трем типам генетических маркеров (группы крови, каппа-казеин, наследственные болезни) - при разработке селекционных программ по совершенствованию крупного рогатого скота молочного направления продуктивности.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Статьи в изданиях, рецензируемых ВАК МИНОБРНАУКИ России: 1. Калягина Т.В. Необходимость селекции на белок в молочном скотоводстве / Ю.В. Саморуков, Т.В. Калягина, Н.С. Марзанов // Молочное и мясное скотоводство, 2008. -№1. -С.12.

2. Калязина Т.В. Характеристика аллелофонда быков-производителей Рязанской области по ЕАВ-локусу групп крови / Т.В. Калязина, Ю.В. Само-руков, М.Х. Тохов, Р.В. Фридберг // Научно-практическая конференция: «Практическое использование современных научных разработок в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота». Научно-теоретический журнал ВНИИФБиП: Проблемы биологии продуктивных животных, 2011. -№4. Спецвыпуск. - С. 51-53.

3. Калязина Т.В. Сравнительная характеристика локуса каппа-казеина у животных черно-пестрой голштинизированной породы различных регионов Российской Федерации / И.С. Турбина, Т.В. Калязина, З.Л. Дохова, А.Н. Попов, Е.И. Кийко, М.Х. Тохов, Я.И. Алексеев, Ю.В. Саморуков, Н.С. Марзанов // Научно-практическая конференция: «Практическое использование современных научных разработок в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота». Научно-теоретический журнал ВНИИФБиП: Проблемы биологии продуктивных животных, 2011. - №4. Спецвыпуск. -С.152-154.

Статьи, опубликованные в других научных изданиях:

4. Калязина Т.В. Племенная работа в молочном скотоводстве определяется качеством быков-производителей / Т.В. Калязина, Ю.В. Саморуков, Н.С. Марзанов. Материалы международной научно-практической конференции на тему: «Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения». Быково, 2006. - Вып. 12. - С.13-16.

5. Калязина Т.В. Характеристика аллелофонда групп крови по ЕАВ - ло-кусу у животных ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области / Т.В. Калязина, Ю.В. Саморуков, Н.С. Марзанов. Материалы международной научно-практической конференции на тему: «Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения». Быково, 2007. - Вып. 13.-С.101-104.

6. Калязина Т.В. Скотоводство - основная отрасль животноводства России / Ю.В. Саморуков, Т.В. Богданова, Т.В. Калязина, Н.С. Марзанов. Материалы международной научно-практической конференции на тему: «Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения». Быково, 2008. - Вып. 14.- С.12-15.

Отпечатано в ООО «Издательство Спутник+» ПД № 1-00007 от 26.09.2000 г. Подписано в печать 19.04.2012 г. Тираж 200 экз. Усл. п.л. 1,2 Печать авторефератов (495)730-47-74,778-45-60

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Калязина, Татьяна Владимировна, п. Быково Московской области

61 12-3/877

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕНЕДЖМЕНТАВ ЖИВОТНОВОДСТВЕ

(ФГБОУРАМЖ)

КАЛЯЗИНА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЛЛЕЛОФОНДА ЧЕРНО-ПЕСТРОГО СКОТА

06.02.07 - Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Марзанов Нурбий Сафарбиевич

п. Быково Московской области 2012

на правах рукописи

ДИССЕРТАЦИЯ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................................4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................7

1.1. Понятие о генетическом полиморфизме и сохранении биоразнообразия животных..........................................................................................................................................................................................7

1.2. Использование генетических маркеров в селекции крупного рогатого скота....................................................................................................................................................................12

1.2.1. Типы генетических маркеров........................................................................................................12

1.2.2. Генетические системы групп крови......................................................................................17

1.2.3. Краткий обзор истории открытия и развития учения о группах крови.................................................................................................................................18

1.2.4. Краткий обзор систем групп крови у крупного рогатого скота..................21

1.2.5. Использование групп крови в селекции крупного рогатого

скота..................................................................................................................................................................23

1.3. Характеристика локуса каппа-казеина у различных пород крупного рогатого скота..................................................................................28

1.3.1. Актуальность селекции на повышение белковомолочности................28

1.3.2. Генетические и селекционные методы повышения белковомолочности молока.................................................................................................29

1.4. Мутация ВЬАЕ) (иммунодефицита) у черно-пестрого генеалогического корня крупного рогатого скота...................................................34

1.4.1. Понятие о мутациях. Виды мутаций..............................................34

1.4.2. Этиология ВЬАО-синдрома у крупного рогатого скота........................37

1.4.3. Наследование и встречаемость мутантного аллеля ВЬАБ-синдрома у черно-пестрого голштинизированного скота.................39

1.4.4. СУМ-комплексная аномалия позвоночника черно-пестрого голшти-низированного скота......................................................................42

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.................44

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ........................46

3.1. Характеристика ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области..............................46

3.2. Контроль достоверности происхождения животных...................... 46

3.3. Характеристика аллелофонда стада ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области по ЕАВ локусу групп крови —.................................................47

3.4. Оценка продуктивности животных с учетом уровня гомозиготности ЕАВ локусу групп крови.......................................................................54

3.5. Оценка воспроизводства в стаде ООО ПЗ «Авангард» с учетом

уровня гомозиготности ЕАВ локуса групп крови..................................................58

3.6. Характеристика аллелофонда стада ООО ПЗ «Авангард»

по ЕАБ-V локусу групп крови................................................ 61

3.7. Характеристика аллелофонда стада ООО ПЗ «Авангард»

по ЕА1 локусу групп крови................................................... 62

3.8. Характеристика аллелотипа быков-производителей Рязанской области по ЕАВ локусу групп крови........................................... 63

3.9. Геногеография и сравнительная характеристика аллелей локуса каппа-казеина у животных различных регионов Российской Федерации.................................................................................. 70

4.0. Исследование быков-производителей черно-пестрой голштинской

породы на наличие точковой мутации ВЬАО и СУМ.................... 77

ОБСУЖДЕНИЕ............................................................................ 80

ВЫВОДЫ.................................................................................... 85

СВЕДЕНИЯ О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ........................................................................... 86

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ.. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..........................

86 87

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Реализация племенного материала привела к глобальному распространению «коммерческих пород» с высокой продуктивностью, созданию интенсивных технологий по содержанию и выращиванию животных, заготовке качественных кормов, жесткому контролю окружающей среды и дорогому ветеринарному обслуживанию. Доминирование «коммерческих пород» в мире до сих пор остается практически во всех отраслях животноводства [6, 23, 42, 57, 58, 89, 93, 103, 115]. Аналогичная ситуация в России, где доля генофонда черно-пестрого генеалогического корня составляет большинство из разводимых на ее территории пород молочного скота. По данным Ежегодника ФГНУ ВНИИплем (2011) в 2010 году удельный вес черно-пестрой и голштинской пород уже составил 62,6%. А с учетом голштин-ской красно-пестрой и красно-пестрой пород, этот показатель достиг 68,2%. Что касается Рязанской области, то там генофонд практически на 100% представлен популяцией черно-пестрого скота. Такое положение мы связываем с большой потребностью в молоке жителей Рязанской и Московской областей. Особую значимость приобретает проведение исследований черно-пестрого скота по различным типам генетических маркеров, поскольку применение молекулярно - генетических методов способствует выявлению хозяйственно - полезных признаков, более достоверно оценивать генотип животных, эффективно использовать его, при этом сохраняя биоразнообразие популяции.

1. Изучить особенности аллелофонда по группам крови у черно-пестрого скота.

2. Дать оценку достоверности происхождения животных в племенных хозяйствах Рязанской области.

4. Провести кластерный анализ по ЕАВ локусу групп крови у быков различного происхождения.

6. Провести аттестацию быков-производителей черно-пестрой гол-штинской породы на наличие точковых мутаций ВЬАО и СУМ.

Научная новизна работы. Впервые изучен аллелофонд по группам крови у черно-пестрого скота, разводимого в условиях Рязанской области. Проведен сравнительный анализ аллелофонда групп крови у животных различных пород и помесей черно-пестрого генеалогического корня. Дана оценка достоверности происхождения животных в ООО ПЗ «Авангард» Рязанской области. Изучены ассоциации воспроизводительной способности и уровня молочной продуктивности коров в условиях ООО ПЗ «Авангард» с уровнем гетерозиготности по ЕАВ системе групп крови. Осуществлен кластерный анализ по аллелям групп крови быков черно-пестрой породы различного происхождения, использованных в племенных хозяйствах Рязанской области. Проведен популяционно-генетический анализ скота различных пород по частотам встречаемости аллелей и генотипов каппа-казеина. Сделан анализ носительства ВЬ и СУ аллелей у быков-производителей ОАО «Рязанское» по племенной работе.

Определена ассоциация отдельных аллелей групп крови с уровнем продуктивности и воспроизводительной способности. Идентификация генотипов по локусу каппа-казеина позволит скорректировать отбор быков с учетом желательных аллелей и использовать потомство для получения молока с лучшими технологическими качествами. Результаты исследований частоты встречаемости аллельных вариантов каппа-казеина, а так же на наличие точковых мутаций ВЬАГ) и СУМ будут использованы ОАО «Рязанское» по пле-

менной работе при составлении селекционных программ для разведения поголовья черно-пестрой породы.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Оценка аллелофонда групп крови у животных ООО ПЗ «Авангард».

• Определение ассоциаций аллелей групп крови с уровнем молочной продуктивности и воспроизводительными качествами.

• Генотипирование помесных быков-производителей черно-пестрой породы на ВЬАЕ), СУМ и каппа-казеин.

• Кластерный анализ быков черно-пестрой породы различного происхождения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались при рассмотрении годовых отчетов на заседаниях кафедры племенного дела в животноводстве ФГБОУ РАМЖ (2006 - 2011). Часть полученных материалов диссертации была представлена в трудах конференций ФГБОУ РАМЖ (Быково, 2006, 2007, 2008) и научно-практической конференции, проведённой под эгидой ОАО «ГЦВ», МСХ РФ и ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии (Быково, 2011).

Публикация материалов. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 3 статьи в рекомендуемых ВАК МИНОБРНАУКИ России журналах (Молочное и мясное скотоводство, 2008. №1; Научно-теоретический журнал ВНИИФБиП: Проблемы биологии продуктивных животных, 2011. №4).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических предложений, списка использованной литературы. Материал изложен на 101 страницах компьютерного текста, содержит 24 таблицы, 4 рисунка, 1 схему. Список использованной литературы включает 148 источников, в том числе 52 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Понятие о генетическом полиморфизме и сохранении биоразнообразия животных

В последние годы изучение генетического полиморфизма стало одним из наиболее важных и плодотворных направлений, как фундаментальной генетики, так и прикладных исследований. Ряд разработок в этой области успешно используют для повышений эффективности селекции сельскохозяйственных животных. Повышенный интерес к изучению генетического полиморфизма у сельскохозяйственных животных вызван тем, что с его помощью по фенотипу без проведения гибридологических скрещиваний у медленно размножающихся животных можно судить об их генетике [94].

Полиморфизмом, по определению Е.В. Ford (1964), называется явление, когда в популяции есть сразу две или больше генетически детерминированных вариаций какого-нибудь признака, и их пропорция такова, что частота самой редкой вариации зависит не только от интенсивности мутационного процесса в определенном локусе, но является результатом состояния уже существующих аллелей [94, 110].

Признак является полиморфным, если самой редкой вариацией обладает хотя бы 1% индивидов с условием, что обследована достаточно большая популяция - не менее чем 500 членов. Так, если реализация практически всей генетической информации протекает не иначе, как через синтез соответствующих белков, которые являются и пластическим материалом более сложных структур и катализаторами биохимических процессов, то, в конце - концов, любой признак можно свести к простому генетико-биохимическому акту. Это означает, что практически любой фиксируемый признак можно считать полиморфным, если в сходных условиях внешней среды он проявляет вариабельность, не свойственную его модификационной изменчивости [19].

Более конкретно генетический полиморфизм можно определить как разнообразие генетических локусов, выявляемое в ходе изучения наслед-

ственного материала организма. Локус считается полиморфным, если в популяции существуют еще два или более подобных аллеля. Однако, в том случае, если один из аллелей имеет очень высокую частоту встречаемости, например, 99 % и более, то есть вероятность, что другой аллель может быть вовсе не выявлен. Поэтому, исходя из практической целесообразности, локус рассматривается как полиморфный только при частотах встречаемости аллелей ниже 99 % [84].

Многие первичные генетические исследования в популяциях домашних животных велись в направлении изучения хозяйственно-полезных и ин-терьерно-физиологических признаков, поэтому первые описания полиморфизма относятся к морфологическим признакам, таким как окраска шерстяного покрова, оперение, комолость или рогатость скота, форма гребени у кур и т.д., и позже по группам крови, белкам и ферментам крови, молока и др.

Из интерьерных признаков классическим примером полиморфизма являются группы крови, которые наглядно показывают, какое огромное антигенное разнообразие одних только эритроцитов в отдельных популяциях. Полиморфизм обнаружен почти у всех видов животных от простейших до позвоночных.

Таким образом, полиморфизм охватывает большой круг явлений, которые можно объединить единой генетической теорией эволюции популяций. Механизм поддерживания полиморфизма в популяции одним из первых пробовал объяснить R.A. Fischer [108, 109]. По его теории приспособляемость гетерозигот (Аа) выше, чем гомозигот (АА или аа), а оба аллеля сохраняются с промежуточной частотой, даже если гомозигота (аа) будет летальной, ген а в популяции все равно сохраняется, при условии, что селективная ценность гетерозиготы (Аа) будет больше, чем гомозиготы. Таким образом, генный фонд будет постоянно пополняться из гетерозиготных (Аа) индивидов, которым благоприятствует отбор. Полиморфизм такого характера называется сбалансированным [11].

Превосходство гетерозигот можно объяснить следующим образом:

1. В случае, когда гетерозис обусловлен доминантностью, превосходство гетерозигот объясняется повышением жизнеспособности в результате увеличения у гибридов числа доминантных генов в локусах, которые в родительских популяциях были гомозиготными различного рода рецессивами.

2. Если гетерозис обусловлен сверхдоминантностью, то преимущество гетерозигот обуславливается следующими факторами:

а) дополняющие друг друга действие двух аллелей;

б) сменный (альтернативный) синтез двух продуктов действия гена в разных условиях;

в) выявление дополнительного полезного гибридного вещества.

Согласно теории гетерозиса, гетерозиготы особенно выгодны при колеблющихся внешних условиях, так как в однородных условиях гетерозиготы лишаются своего превосходства, и возрастает относительное преимущество между гомозиготами. В замкнутой популяции это может привести к утрате гетерозиготами гетерозиса, следовательно, и сбалансированного полиморфизма.

Постоянный сбалансированный полиморфизм возможен лишь тогда, когда при течении отбора в противоположном направлении увеличивается преимущество гетерозигот или преимущество редких гомозигот.

Однако, существуют факты, в том числе из области исследований групп крови, показывающие, что отбор может происходить и против гетерозигот и мутаций, например, явление антигенной несовместимости групп крови матери и эмбриона некоторых видов животных.

Согласно И.И. Шмальгаузену (1968), любой вид полиморфизма требует наличия генетически различных структур, которые в соответствующих условиях проявляют соответствующую генетически детерминированную норму реакции.

Благодаря наличию именно этой нормы осуществляется адаптационная пластичность и эволюция как домашних, так и диких животных [11, 95].

Полиморфизм как общее биологическое явление сопротивляется уменьшению генетической изменчивости, сохраняя генетическую вариабельность популяций как один из основных адаптивных и селективных факторов.

Такое огромное распространение полиморфизма - один из самых важных факторов генетического приспособления организма и результат отбора.

Полиморфизму характерна не внешняя сторона фенотипического проявления различий (прерывистые или непрерывистые переходы между морфами, видимые или невидимые внешние признаки), а их регулярность и постоянство в каждой отдельной популяции. Это, прежде всего та часть генетического разнообразия, которая сформировалась эволюционно, уже вошла в достаточно стабильной форме в генофонд вида и отражает наследственную специфику популяции [19].

Следует отметить широкие перспективы использования молекулярно-генетических подходов в оценке биоразнообразия, изучении структуры популяции сельскохозяйственных животных и в породообразовательном процессе. Расчет нескольких важных популяционно-генетических параметров на реально существующих генофондных стадах животных позволяет более осмысленно разрабатывать стратегию разве�

Информация о работе

Калязина, Татьяна Владимировна
кандидата биологических наук
п. Быково Московской области, 2012
ВАК 06.02.07

Диссертация

Использование генной технологии для характеристики аллелофонда черно-пестрого скота - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы