Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение продуктивных особенностей и характеристика аллелофонда свиней породы Боди по ДНК-маркерам

ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Изучение продуктивных особенностей и характеристика аллелофонда свиней породы Боди по ДНК-маркерам"

На правах рукописи

Цг

Сизарева Елена Ивановна

ИЗУЧЕНИЕ ПРОДУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА АЛЛЕЛОФОНДА СВИНЕЙ ПОРОДЫ БОДИ ПО ДНК-МАРКЕРАМ

Специальность: 03.02.07-ГЕНЕТИКА

автореферат диссертации

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

И046И3281

Дубровицы - 2010 г.

004603281

Работа выполнена в Центре биотехнологии и молекулярной диагностики животных ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук.

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор, член-корреспондент РАСХН Зиновьева Наталия Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Калашникова Любовь Александровна

доктор биологических наук, профессор Нарижный Александр Григорьевич

Ведущее учреждение - Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина.

Защита состоится мая 2010 года, в 10 часов, на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 006.013.03 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Россельхозакадемии.

Адрес института: 142132, Московская область,

Подольский район, пос. Дубровицы, ГНУ ВИЖ. т/факс (4967)651101

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ ВНИИЖ. Автореферат разослан «Л3_» апреля 2010 года.

Ученый секретарь

СоветаД006.013.03 / ' И.В.Гусев

1. введение

Актуальность темы. Современные стратегии племенной работы в свиноводстве не ограничиваются совершенствованием уже существующих пород, а предусматривают так же создание новых селекционных форм. В этой связи интерес представляют синтетические породы, создаваемые скрещиванием двух и более пород, и сохраняющие в ряде поколений постоянное соотношение генов исходных пород [Cunningham Е.Р., Syrstad О., 1987, Hall S., 2004]. В свиноводстве описан ряд синтетических пород: манор мейшан в Англии, темпо в Голландии, пролиген и найма во Франции, сонг-льяо черная в Китае, лейкома в Германии и ряд других. В 2007 г. в ООО «Знаменский селекционно-гибридный центр» Орловской области завезена для научных исследований синтетическая порода свиней боди, полученная скрещиванием пород белый пьетрен и ландрас с прилитием крови крупной белой породы. По данным создателей свиньи боди имеют среднесуточный привес на выращивании 820-870 г, возраст достижения массы 100 кг - 155162 дня, толщину шпика - 15,5-16,0 мм, площадь мышечного глазка - 62-63 кв. см. Продуктивные качества в условиях РФ и аллелофонд свиней породы боди остаются не изученными.

Перспективным приемом оценки аллелофонда свиней является использование генетических маркеров [Калашникова Л.А., Дунин ИМ., Глазко В.И., 2000]. Развитие геномных технологий обусловило открытие ДНК-маркеров - полиморфных участков ДНК, расположенных по всему геному. В характеристике аллелофонда пород, типов и линий сельскохозяйственных животных находят применение различные типы ДНК-маркеров, имеющих широкий спектр прикладного применения [Калашникова Л. А. и др., 2000, Сулшюва Г.Е., 2004, Захаров И.А., 2006, Эрнст Л.К., Зиновьева H.A., 2008]. Технологии, основанные на применении генетических маркеров признаков продуктивности, широко используют в своей работе для совершенствования линий свиней ведущие зарубежные компании, такие как PIC International Group, JSR Farming Group, Rattlerow Seghers и ряд других.

Исходя из выше изложенного, актуальным является оценка аллелофонда свиней синтетической породы свиней боди с использованием ДНК-маркеров разных типов и характеристика ее продуктивных особенностей в сравнении с другими отцовскими породами свиней.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изучение продуктивных особенностей и характеристика аллелофонда свиней породы боди с использованием ДНК-маркеров разных типов.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучить продуктивные особенности свиней боди, разводимых в условиях РФ, в сравнении со свиньями породы дюрок.

2. Дать характеристику аллелофонда породы боди по микросателлитам в сравнении с другими породами свиней, разводимыми в предприятии.

3. Изучить особенности популяционно-генетических параметров, рассчитанных по микросателлитам, у хряков-производителей породы боди.,%

4. Дать оценку распространения наследственных заболеваний и пороков у хряков породы боди.

5. Выполнить построение и анализ ДНК-профилей хряков породы боди по маркерам мясной и откормочной продуктивности ГСР2 и МС4Я.

Научная новизна исследований. Впервые с использованием широкого спектра ДНК-маркеров: микросателлиты (12 локусов), гены наследственных заболеваний (Яуг1, РЯКАйЗ и КРЬ2), ДНК-маркеры мясной и откормочной продуктивности (ЮР2 и МС4Я) изучен аллелофонд свиней породы боди, завезенной в РФ для научных исследований.

Практическая значимость. Впервые в условиях РФ выполнено исследование продуктивных особенностей синтетической породы свиней боди. На основании анализа ДНК-профилей по микросателлитам показан уникальный аллелофонд свиней боди, что позволяет рассматривать их в качестве самостоятельной породы. Показано отсутствие в породе аллелей, обуславливающих наследственные заболевания и пороки Р8Е-синдром, синдром «кислое мясо» и ЮТЗ-синдром. Выявлен высокий генетический потенциал мясной и откормочной продуктивности хряков породы боди по ДНК-маркеру ЮР2.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на научных конференциях:

• международной научно-практической конференции «Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных», г. Краснодар, 7-8 апреля 2009 г;

• международной научно-практической конференции «Селекция животных на современном этапе развития биологической науки», г. Киев, 1719 декабря 2009 г.;

• Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и практики в современных условиях и пути их решения», г. Казань, 25-27 февраля 2009 г.;

• конференции Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ГНУ ВНИИЖ, 5 марта 2010 г.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Свиньи породы боди, разводимые в условиях РФ, характеризуются высокими показателями мясной и откормочной продуктивности.

• Хряки боди имеют уникальный аллелофонд, оцененный по 12-и микросателлитным локусам, что позволяет их рассматривать в качестве самостоятельной породы.

• Племенное поголовье хряков-производителей породы боди является свободным от аллелей, обуславливающих наследственные заболевания и пороки РБЕ-синдром, синдром «кислое мясо» и КТБ-синдром.

• Хряки-производители породы боди имеют высокий генетический потенциал мясной и откормочной продуктивности, оцененный по ДНК-маркеру ЮР2.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 4 научные работы, в том числе 1 статья в журнале «Достижения науки и техники АПК», рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация написана на 106 страницах, состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты и обсуждение, выводы, практические предложения, список литературы. Диссертационная работа одержит 24 таблицы и 14 рисунков. Список литературы включает 130 источников, в том числе 82 источника на иностранном языке.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в лаборатории молекулярной генетики животных Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии, в ООО «Знаменский СГЦ» (ЗСГЦ) Орловской обл. в период с 2008 по 2010 гг. по схеме, представленной на рисунке 1.

Оценку показателей развития, мясной и откормочной продуктивности ремонтного молодняка свиней породы боди проводили на основании анализа данных зоотехнического учета продуктивности 784 голов (в т.ч. 302 свинок и 482 хрячков) в сравнении с продуктивными показателями 2701 головы ремонтного молодняка свиней породы дюрок (в т.ч. 804 свинки и 1897 хрячков). Мясные и откормочные качества хряков-производителей (п=17) изучали на основании оценки по качеству потомства (п=784).

В молекулярно-генетических исследованиях участвовали основные и проверяемые хряки породы боди (п=42), в т.ч. воспроизводства Нурог (п=18) и собственного воспроизводства (п=24). В качестве групп сравнения были использованы хряки пород дюрок (п=58), ландрас (п=130) и крупная белая (п=100), разводимых в предприятии.

Материалом служили пробы ткани свиней (ушной выщип). Выделение ДНК из проб ткани проводили на колонках фирмы Nexttec (Германия) и с использованием набора реагентов DIAtom™ DNA PreplOO (Россия).

Молекулярно-генетические исследования выполняли по методикам Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ГНУ ВИЖ. Определение микросателлитного профиля свиней по локусам S0155, S0355, S0386, SW24, SW72, SW951, S0101, SW240, SW857, S0228, SW911 и SW936 проводили с использованием ДНК-анализатора с лазерным детектором ABI3130x1. На основании анализа свиней по микросателлитам (MC) проводили построение и анализ аллельных профилей, определение уровней гетерозиготности (Но, Не), расчет популяционно-генетических параметров (Fis, Fit, Fst, Nm, Fst (AMOVA)), установление генеалогических связей.

Определение статуса по наследственным заболеваниям и порокам PSE-синдрому, синдрому «кислое мясо» и ISTS-синдрому проводили на основании результатов анализа генов Ryrl, PRKAG3 и KPL2, соответственно.

Оценку генетического потенциала мясной и откормочной продуктивности проводили по ДНК-маркерам MC4R (полиморфизм G—>А в позиции 1426) и IGF2 (полиморфизм Q—>q в позиции 3072).

Рисунок 1.

Схема исследований

Статистическую обработку данных зоотехнического учета и генотипирования проводили по стандартным методикам [Вейр Б., 1995, Животовский, 1991, Меркурьева Е.А. и др., 1991] и с использованием программного обеспечения MS Excel, GenAlEx 6.0, PAST, Structure 3.2.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Анализ продуктивных качеств свиней породы боди

Анализ продуктивных качеств свиней породы боди проводили в сравнении с животными породы дюрок, разводимыми в предприятии.

3.2.1. Развитие ремонтного молодняка свиней

Проведенные исследования показали, что ремонтный молодняк породы боди характеризуется высокими показателями развития (табл. 1).

Таблица 1.

Характеристика развития ремонтного молодняка свиней породы боди в

сравнении с породой дюрок.

Порода Число голов Живая масса, привед. к возр. 2 мес. 10 дней, кг Живая масса, привед. к возр. 5 мес. 20 дней, кг

Свинки Боди 302 34,8±0,19 103,7±0,46

Дюрок 804 35,0±0,13 113,2±0,37

Хрячки Боди 482 34,0±0,16 107,1±0,47

Дюрок 1897 34,8±0,09 117,6±0,29

Живая масса в возрасте 2 мес. 10 дней варьировала у свинок от 25,3 до 44,3 кг (в среднем 34,8 кг), у хрячков - от 23,5 до 44,3 кг (в среднем 34,0 кг), в возрасте 5 мес. 20 дней варьировала у свинок от 82,7 до 128,0 кг (в среднем 103,7 кг) и у хрячков от 77,4 до 141,3 кг (в среднем 107,1 кг). Более низкий уровень показателей развития по сравнению с молодняком породы дюрок, по всей видимости, является следствием использования в качестве одной из исходных пород при выведении боди медленно растущего пьетрена.

3.2.2. Мясные и откормочные качества ремонтного молодняка Результаты анализа мясной и откормочной продуктивности ремонтного молодняка свиней приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Характеристика мясной и откормочной продуктивности ремонтного

молодняка свиней

§ С Порода Число голов Живая масса конечная, кг С/сут. привес на выращивании, г С/сут. привес с рождения, кг Возраст достиж. массы 100 кг, дн Толщина шпика в 100 кг, мм*

Свинки Боди 302 102,5±0,5 755,2±4,5 623,7±2,9 160,0±0,6 11,4±0,1

Дюрок 804 112,2±0,4 857,2±3,6 678,5±2,3 150,6±0,4 12,5±0,1

Хрячки Боди 482 106,0±0,5 801,2±4,5 641,6±2,9 157,1±0,6 10,9±0,1

Дюрок 1897 116,6±0,3 914,8±2,7 707,6± 1,7 146,3±0,3 11,4±0,1

* в среднем по 4-м точкам.

Возраст достижения живой массы 100 кг у ремонтного молодняка породы боди варьировал от 132,6 до 196,2 дня у свинок (в среднем 160,0 дней) и от 127,7 до 210,2 дней у хрячков (в среднем 157,1 дней). Толщина шпика, приведенная к живой массе 100 кг, варьировала от 6,6 до 16,5 мм у свинок (в среднем 11,4 мм) и от 6,2 до 17,2 мм у хрячков (в среднем 10,9 мм). Следует отметить меньшую скороспелость и большую постность ремонтного молодняка породы боди по сравнению с молодняком породы дюрок.

3.2.3. Мясные и откормочные качества хряков-производителей (оценка по качеству потомства)

Проведенная оценка мясных и откормочных качеств 17 основных и проверяемых хряков породы боди по качеству потомства показала, что возраст достижения массы 100 кг у потомства отдельных хряков варьировал от 150,9 до 166,5 дней у свинок и от 146,6 до 166,3 дней у хрячков, толщина шпика - от 9,8 до 12,0 мм у свинок и от 7,9 до 13,4 мм у хрячков.

Таким образом, проведенные исследования продуктивных качеств свиней породы боди показали высокий уровень развития, мясной и откормочной продуктивности ремонтного молодняка, а так же мясных и откормочных качеств всех хряков-производителей. Выявленный уровень продуктивных признаков позволяет сделать вывод о целесообразности использования породы боди в качестве отцовской формы при проведении промышленного скрещивания.

3.3. Характеристика аллелофонда свиней породы боди по микросателлитам В ходе выполнения диссертационной работы нами дана характеристика аллелофонда свиней породы боди в сравнении со свиньями пород крупная белая, ландрас и дюрок, разводимыми в предприятии, выполнен анализ рассчитанных на их основе популяционно-генетических параметров, установлены генеалогические связи между исследованными породами.

3.3.1. Анализ аллельных профилей хряков по МС Результаты анализа минимального и максимального числа аллелей в локусе, а так же среднего числа аллелей на локус обобщены на рисунке 2.

Рисунок 2.

Минимальное (♦), максимальное (►) и среднее (•) число аллелей на локус у исследованных пород свиней

Боди Дюрок Ландрас К. Белая

10

5,33!

5,25

7,08

7,42:

12

14

16

Как показано на рисунке 2, число аллелей в локусе МС в группе хряков породы боди варьировало от 4 до 7 и в среднем составило 5,33 аллеля на локус. Среднее число аллелей было сопоставимо с аналогичным показателем у хряков породы дюрок: 5,25 аллелей на локус (от 3 до 9 аллелей в отдельных локусах) и было ниже по сравнению с хряками материнских пород ландрас (7,08) и крупная белая (7,42). Уровень генетического разнообразия является

следствием отражения стратегии селекционно-племенной работы, используемой в предприятии. Меньшее генетическое разнообразие хряков пород боди и дюрок следует рассматривать, прежде всего, как указание на замкнутое разведение и высокую степень линейности животных.

Результаты анализа числа информативных (с частотой встречаемости более 5%) и эффективных аллелей МС обобщены в таблице 3.

Таблица 3.

Анализ наличия информативных и эффективных аллелей МС у

исследуемых пород свиней

Порода п Среднее число аллелей МС (12 локусов)

Na более 5% Ne

Боди 42 4,00±0,05 3,19±0,05

Дюрок 58 3,67±0,04 2,58±0,04

Ландрас 130 3,67±0,04 2,96±0,04

Крупная белая 100 4,42±0,04 3,91±0,03

Примечание. Na более 5% - информативные аллели; Ne - эффективные аллели.

Как следует из данных таблицы 3, свиньи породы боди, имея меньшее генетическое разнообразие по сравнению со свиньями пород дюрок и ландрас (рис. 2), характеризуются более равномерным распределением аллелей МС, что проявляется в более высоком числе, как информативных (4,00 против 3,67), так и эффективных аллелей на локус (3,19 против 2,582,96). По числу информативных и эффективных аллелей хряки породы боди уступают только группе хряков крупной белой породы, которые характеризуются более высоким генетическим разнообразием (рис. 2).

Результаты анализа генетического разнообразия хряков породы боди собственного воспроизводства (ЗСГЦ) и воспроизводства Нурог в сравнении с хряками других пород предприятия представлены на рисунке 3.

Рисунок 3,

Характеристика аллельных профилей хряков боди воспроизводства Нурог и собственного воспроизводства

Примечание. Ось Х- среднее число аллелей на локус (по 12-и МС).

ЗСГЦ Нурог ЗСГЦ Нурог ЗСГЦ Нурог ЗСГЦ Нурог ЗСГЦ Нурог

ENe

ЕШа>5%

CNa

Как показано на рисунке 3, поголовье хряков породы боди собственного воспроизводства, как и других пород, характеризуется большим генетическим разнообразием по сравнению с хряками воспроизводства Нурог. По всей видимости, это связано с различным происхождением матерей и отцов хряков.

Одной из характеристик аллелофонда популяций является наличие приватных аллелей, т.е. аллелей, специфичных для каждой из исследуемых групп свиней. Данный показатель рассматривается в качестве одного из критериев характеристики уникальности популяций и отсутствия интенсивного обмена генами между сравниваемыми популяциями. У свиней породы боди выявлено 2 приватных аллеля против 3, 6 и 8 приватных аллелей в группах хряков пород дюрок, ландрас и крупная белая, соответственно. Наименьшее среди исследованных пород число приватных аллелей указывает на наличие обмена генами между боди и другими породами (по всей видимости, с породой ландрас). С другой стороны, наличие приватных аллелей указывает на относительную изолированность боди от ландрасов как одной из исходных пород.

3.3.2. Анализ степени гетерозиготности

Числовое значение степени гетерозиготности зависит от того, какая система маркеров используется для расчета данного показателя. Поэтому прямое сравнение данного показателя следует проводить только внутри одной маркерной системы при использовании одинакового набора локусов. Вместе с тем, следует отметить, что ранжирование групп животных по показателю уровня гетерозиготности имеет одинаковую тенденцию вне зависимости от используемой системы генетических маркеров.

Таблица 4.

Фактическая и ожидаемая степени гетерозиготности _ у исследованных пород свиней_

Группа свиней Степень гетерозиготности Разность Но-Не

Фактическая, Ожидаемая, «+ / -»- избыток /

Но Не дефицит гетерозигот

Боди 0,63 8±0,043 0,641±0,045 -0,003

Дюрок 0,519±0,065 0,568±0,041 -0,049

Ландрас 0,622±0,034 0,627±0,033 -0,003

Крупная белая 0,729±0,029 0,729±0,020 0,000

Как показано в таблице 4, в группе хряков породы боди степень гетерозиготности составила 63,8%, в то время как у других исследованных пород данный показатель варьировал от 51,9% у хряков породы дюрок до 72,9% у хряков крупной белой породы.

Сравнение фактической и ожидаемой степени гетерозиготности выявило незначительный дефицит гетерозигот в группе хряков породы боди (0,3%). Дефицит гетерозигот наблюдался в группах хряков пород дюрок и ландрас (4,9 и 0,3%, соответственно). У хряков крупной белой породы различий в наблюдаемой и ожидаемой степени гетерозиготности выявлено не было.

Для закрепления селекционных признаков в специализированных линиях практикуют умеренный инбридинг, который приводит к некоторому снижению гетерозиготности и, как следствие, дефициту гетерозигот. Для кроссов линий, наоборот, свойственно повышение уровня гетерозиготности и, как следствие, некоторый избыток гетерозигот. В этом аспекте, выявленный дефицит гетерозигот у хряков породы боди указывает на использование в селекции свиней исследуемых групп умеренного инбридинга и служит косвенным указанием на их специализацию.

3.3.3. Анализ показателей Б-статистики Оценку показателей Б-статистики проводили на популяции всех 4-х пород свиней, разводимых в предприятии (боди, дюрок, ландрас, крупная белая). Для оценки влияния породы боди на изменение показателей Б-статистики, проводили расчет аналогичных показателей, исключив из выборки группу боди. Результаты анализа обобщены в таблице 5.

Таблица 5.

Показатели F-статистики, рассчитанные по МС_

Показатель Значение

4 породы* 3 породы**

Fis 0,019 0,028

Fit 0,125 0,136

Fst 0,109 0,111

Fst (AMOVA) 0,134 0,145

Варианса (между/внутри групп) 0,61/3,92 0,67 / 3,93

Примечание. * расчет по 4-м породам (боди, дюрок, ландрас, крупная белая); **расчет по 3-м породам (дюрок, ландрас, крупная белая).

Как следует из данных таблицы 5, получены положительные значения Fis и Fit, что указывает на снижение гетерозиготности индивидуумов в каждой из пород вследствие неслучайного спаривания, как без учета, так и с учетом генетических различий между породами. Это, по всей видимости, являются следствием линейного разведения животных и использования умеренного инбридинга для закрепления ценных качеств производителей.

Значение показателя Fst показывает, что различия в степени гетерозиготности между исследованными породами на 10,9% обусловлены межпородными различиями. Расчет показателя Fst (AMOVA), основанного на различиях в вариансе между субпопуляциями по отношению к сумме варианс между и внутри субпопуляций, показывает, что различия в аллельных профилях по МС между исследуемыми породами на 13,4% были обусловлены межгрупповыми различиями и на 86,6% - внутригрупповыми различиями. Как следует из данных таблицы 5, включение в расчеты группы хряков боди приводило лишь к незначительному снижению межпородных различий, оцененных, как по показателю Fst, так и Fst (AMOVA), что указывает на некоторую схожесть аллельных профилей боди с другими породами, участвующими в исследованиях.

3.3.4. Определение породной принадлежности особей

Расчет генетической принадлежности к собственной популяции, основанный на генотипе каждого животного по МС, а так же на числе и частотах встречаемости аллелей, общих для каждой из групп (по Рае1каи), показал высокую консолидированность группы хряков породы боди (рис. 4): 95,2% животных генетически относятся к собственной породе. Для сравнения в группах хряков пород дюрок, ландрас и крупная белая этот показатель составляет, соответственно, 93,1, 98,5 и 99,0%.

Рисунок 4.

Распределение хряков 4-х пород в пространстве двух измерений

Таким образом, основываясь на полученных данных анализа генотипа по МС, можно сделать вывод о высокой генетической консолидированности породы боди, что является следствием разведения «в себе» и целевого отбора по показателям продуктивности в соответствии с критериями, разработанными специально для свиней породы боди.

3.3.5. Установление генетических различий между хряками породы боди и другими породами свиней, разводимыми в предприятии Генетические различия между хряками породы боди и другими породами, разводимыми в предприятии, оценивали по следующим показателям: (1) значения индекса фиксации Бе! при парном сравнении; (2) число мигрантов №п; (3) генетические дистанции по Ые1 [1983].

Значения индекса фиксации Бб! при парном сравнении и числа мигрантов, как меры генетических различий между группой хряков породы боди и сравниваемыми породами представлены в таблице 6.

Анализ данных таблицы 6 показывает, что наибольшие генетические различия в аллельных профилях наблюдаются между породой боди и породами дюрок и крупная белая: Рз1=6,8 и 6,7%, соответственно. Более близкое генеалогическое родство выявлено между породами боди и ландрас (5,4%). Это подтверждается значением показателя Иш: наибольшее число мигрантов (4,42) выявлено мевду породами боди и ландрас против 3,44 и 3,50 между породами боди - дюрок и боди - крупная белая, соответственно.

Таблица 6.

Значения индекса фиксации и число мигрантов N111 при парном _сравнении хряков породы боди с другими породами_

Порода Число мигрантов, Кгп

Дюрок Ландрас К. Белая Боди

о Дюрок * 2,49 2,34 3,44

Ьй 1) ■*-* Ландрас 0,091 * 3,47 4,42

Крупная белая 0,097 0,067 * 3,50

К Боди 0,068 0,054 0,067 *

Примечание. Над диагональю - число мигрантов; под диагональю — индекс

Результаты анализа Рисунок 5.

генетических дистанций и Дендрограмма филогенетического формирующаяся кластерная родства группы хряков породы боди с

структура генеалогического дерева (рис. 5) подтверждает наибольшее генетическое родство пород боди и ландрас (0,227) и наименьшее - пород боди и крупная белая (0,351).

Таким образом, результаты проведенных исследований

показывают, что порода боди имеет уникальный аллелофонд, отличный от других пород, разводимых в ООО «Знаменский СГЦ», является генетически консолидированной и по своим генетическим параметрам

соответствует самостоятельной породе.

3.4. Оценка распространения наследственных заболеваний среди племенных хряков породы боди

Скрининг хряков-производителей породы боди (п=42) по генам наследственных заболеваний и пороков Яуг1, РЯКАвЗ и КРЬ2 показал, что в популяции хряков отсутствуют рецессивные аллели, обуславливающие РБЕ-синдром, синдром «кислое мясо» и 18Т5-синдром (табл. 7).

Таблица 7.

Результаты скрининга хряков-производителей породы боди

по генам наследственных заболеваний

Наследственное заболевание / порок Маркер Мутантный аллель Статус

Стресс-синдром Яуг1 п 100% не носители

Синдром «кислое мясо» РЯКАвЗ 20011 100% не носители

КТЗ-синдром КРЬ2 Ретротранспозон 100% не носители

хряками других пород

■г ц 5 ц % $ $

-КБ -Л -Б "Д

КБ - крупная белая; Л - ландрас; Б - боди; Д - дюрок.

Таким образом, все исследованное поголовье хряков породы боди может быть без ограничений использовано в селекции без риска возникновения у потомства вышеназванных наследственных заболеваний.

3.5. Характеристика аллелофонда свиней породы боди по ДНК-маркерам, связанным с (}ТЬ Учитывая, что порода боди используется в системе промышленного скрещивания (гибридизации) в качестве отцовской, определяющее значение в оценке племенной ценности породы имеет характеристика ее статуса по ДНК-маркерам мясной и откормочной продуктивности. Нами были исследованы ДНК-профили хряков породы боди по маркерам Ю¥2 (Q—>q в позиции 3072) и МС411 (в->А в позиции 1426).

3.5.1. Инсулиноподобнын фактор роста 2 (ЮР-2) Результаты анализа хряков боди по ЮБ2 обобщены в таблице 8.

Таблица 8.

Частоты встречаемости генотипов ШР2 у хряков боди_

Группа Число голов, п Частоты генотипов, %

QQ Qq qq

Воспроизводство Нурог 18 100,0 0,0 0,0

Воспроизводство ЗСГЦ 24 ^ 87,5 12,5 0,0

Всего 42 92,9 7,1 0,0

Как показано в таблице 8, хряки породы боди характеризуются очень высоким генетическим потенциалом мясности: 100,0% хряков воспроизводства Нурог имеют «желательный» с точки зрения мясности генотип 00 по ЮР'2. Среди 24 хрячков, отобранных для ремонта, 92,9% несут генотип в то время как 7,1% - генотип С^.

Распределение аллелей у хряков породы боди в сравнении с другими породами, разводимыми в предприятии, представлено на рисунке 6.

Рисунок 6.

Распределение аллелей ЮР2 у хряков породы боди в сравнении с другими породами, разводимыми в ООО «Знаменский СГЦ»

К. Белая_ЗСГЦ К. БелаяНурог Лавдрас GL_3CrH Ландр ас GL_Hypor Лавдрас D_3CITJ ЛандрасВ_Нурог Дюрок_ЗСГЦ Дюрок_Нурог БодиЗСГЦ Боди_Нурог

ПО Ра

J

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Как показано на рисунке 6, частота встречаемости аллеля <3 у хряков породы боди воспроизводства Нурог составила 100% и была аналогична значению данного показателя у хряков породы дюрок. У ремонтных хрячков пород боди и дюрок собственного воспроизводства частота встречаемости аллеля <3 снизилась до 87,5 и 94,7%, соответственно. Несмотря на использование в качестве одной из исходных пород ландрасов, частота встречаемости аллеля 0 у хряков породы боди существенно превышает данный показатель у обеих линий ландрасов, разводимых в предприятии: 2,1 и 14,6% у ландрасов линии Б, 11,1 и 17,0% у ландрасов линии СЬ. С точки зрения генетического потенциала мясности хряки породы боди соответствуют лучшим зарубежным аналогам.

Поскольку при отборе ремонтного молодняка производился учет генотипа хряков по ЮР2, все хряки, отобранные для дальнейшего воспроизводства и введенные в основное стадо, имеют генотип по ЮР2.

3.5.2. Рецептор меланокортина 4 (МС4К) МС4Я рассматривается в качестве экономически значимого маркера, особенно в свиноводческой промышленности тех стран, где в программах по гибридизации используется медленно растущая порода пьетрен. Учитывая, что одной из исходных пород при выведении боди являются ландрасы, нами выполнено исследование частот встречаемости генотипов \1C4R у хряков породы боди (табл. 9).

Таблица 9.

Частоты встречаемости генотипов МС4К у хряков боди_

Группа Число голов, п Частоты генотипов, %

АА АО СО

Воспроизводство Нурог 18 0,0 33,3 66,7

Воспроизводство ЗСГЦ 24 16,7 25,0 58,3

Всего 42 9,5 28,6 61,9

Как показано в таблице 9, хряки породы боди характеризуются относительно невысоким генетическим потенциалом скороспелости, оцененным по \1C4R. Однако учет при отборе хряков в качестве дополнительного критерия генотипа по МС4Я привел за одно поколение к увеличению доли хряков с «желательным» генотипом АА на 16,7% и доли хряков, несущих в своем генотипе «желательный» аллель А, на 8,4%.

Распределение аллелей МС411 в породах, разводимых в ООО «Знаменский СГЦ», представлено на рисунке 7. Как показано на рисунке 7, частота встречаемости аллеля А у хряков породы боди воспроизводства Нурог составила 16,7% и была заметно ниже значения данного показателя у хряков воспроизводства Нурог другой отцовской породы - дюрок (43,5%). Данный факт вполне объясним, так как одной из исходных пород в выведении боди является пьетрен, который, как известно, относится к медленно растущим породам. Более низкая, по сравнению с дюроком, скороспелость свиней породы боди подтверждается и результатами анализа зоотехнических показателей (табл. 2).

Рисунок 7.

Распределение аллелей МС4Г{ у хряков породы боди в сравнении с другими породами, разводимыми в ООО «Знаменский СГЦ»

К. Белая_ЗСГЦ К. Белая_Нурог Ландрас ОЬ_ЗСГЦ Ландрас вЬ_Нурог Ландрас Ц_ЗС1Ц Лавдр ас ВНурог Дюрок_ЗСГЦ Дюрок_Нурог Боди_ЗСГЦ Боди_Нурог

О

10

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Следует отметить, что у ремонтных хрячков породы боди собственного воспроизводства частота встречаемости аллеля А заметно возрастала с 16,7 до 29,2%, что достигалось отбором ремонтных хряков с учетом генотипа по МС4Я. У хрячков породы дюрок существенных различий в частотах встречаемости аллелей МС4Я между животными воспроизводства Нурог и ЗСГЦ выявлено не было (43,5 и 44,7%).

4. ВЫВОДЫ

1. Установлен высокий уровень развития продуктивных качеств у свиней породы боди.

а) Живая масса ремонтного молодняка в возрасте 2 мес. 10 дней варьировала от 25,3 до 44,3 кг у свинок (п=302) и от 23,5 до 44,3 кг у хрячков (п=482) и в среднем составила 34,8 и 34,0 кг, соответственно; живая масса ремонтного молодняка в возрасте 5 мес. 20 дней варьировала от 82,7 до 128,0 кг у свинок и от 81,8 до 155,9 кг у хрячков и в среднем составила 103,7 и 107,1 кг, соответственно.

б) Показана высокая скороспелость ремонтного молодняка: возраст достижения живой массы 100 кг варьировал от 132,6 до 196,2 дней у свинок (п=302) и от 127,7 до 210,2 дней у хрячков (п=482) и в среднем составил 160,0 и 157,1 дней, соответственно. Скороспелость ремонтного молодняка свиней породы боди была ниже по сравнению с аналогами породы дюрок (150,6 дней у свинок и 146,3 дня у хрячков), что, по всей видимости, является следствием использования в качестве одной из исходных пород при выведении боди медленно растущего пьетрена.

в) Установлен высокий уровень мясной продуктивности ремонтного молодняка свиней породы боди: толщина шпика (в среднем по 4-м точкам) варьировала от 6,6 до 16,5 мм у свинок и от 6,2 до 17,2 мм у хрячков и в

среднем составила 11,4 и 10,9 мм, соответственно. Свиньи породы боди отличались большей постностью по сравнению с аналогами породы дюрок, толщина шпика у которых составила 12,5 мм у свинок (п=804) и 11,4 мм у хрячков (п=1897).

2. Выявлено относительно высокое генетическое разнообразие хряков породы боди по 12 локусам микросателлитов (МС): 5,33 аллеля на локус против 5,25 аллелей на локус у свиней породы дюрок. Показано повышение генетического разнообразия у хряков собственного воспроизводства по сравнению с хряками воспроизводства Нурог (4,50 и 5,00 аллелей на локус, соответственно). Сравнительные исследования свиней пород боди, дюрок, ландрас и крупная белая показали, что различия в степени гетерозиготности на 10,9% обусловлены межпородными различиями и на 89,1% -внутрипородной изменчивостью.

3. Показана высокая генетическая консолидированность хряков породы боди: 95,2% хряков генетически относятся к собственной породе на основании анализа МС. В группах хряков пород дюрок, ландрас и крупная белая этот показатель составил, соответственно, 93,1,98,5 и 99,0%.

4. Используя в качестве критериев значения индексов фиксации Ре!, числа мигрантов (N01) и генетических дистанций (№0, охарактеризованы генеалогические связи между свиньями породы боди и другими породами, разводимыми в предприятии. Показана большая генетическая удаленность свиней породы боди от свиней пород дюрок (Рз1=0,068, N01=3,44, Ха'=0,260) и крупная белая (Б81=0,067, N111=3,50, Ке!=0,351), меньшая - от свиней породы ландрас (р51=0,054, N111=4,42, N61=0,227). Формирующаяся кластерная структура генеалогического дерева подтверждает наибольшее генетическое родство породы боди с ландрасом.

5. Установлено отсутствие у хряков-производителей породы боди (п=42) рецессивных аллелей, обуславливающих наследственные заболевания Р8Е-синдром, синдром «кислое мясо» и 18Т8-синдром.

6. Выявлен высокий генетический потенциал мясности у хряков породы боди, оцененный по маркеру ЮР2. 100,0% хряков воспроизводства Нурог и 87,5% хряков собственного воспроизводства имели «желательный» по ЮР2 генотип <3<3, что было сопоставимо с аналогичными показателями у хряков породы дюрок: 100 и 94,7%, соответственно.

7. Выполнена оценка генетического потенциала скороспелости и постности с использованием маркера МС411. Установлены меньшие частоты встречаемости «желательного» аллеля А по МС4И. у хряков породы боди (0,167 у хряков воспроизводства Нурог и 0,292 у хряков собственного воспроизводства) по сравнению с хряками породы дюрок (0,435 и 0,447, соответственно). Показано, что отбор хряков с учетом генотипа по МС4Я привел к увеличению за одно поколение доли хряков с «желательным» генотипом АА с 0,0 до 16,7%.

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Основываясь на результатах анализа хряков породы боди по ДНК-маркерам разных типов, рекомендуем Государственной комиссии по испытанию и охране селекционных достижений при Минсельхозе РФ при рассмотрении вопроса о включении породы боди в государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории РФ, учитывать результаты молекулярно-генетического тестирования, указывающие на статус боди как самостоятельной породы.

2. Учитывая высокий уровень развития показателей мясной и откормочной продуктивности, рекомендуем свиноводческим предприятиям России при проведении промышленного скрещивания использовать породу боди в качестве отцовской формы.

Список опубликованных работ

В журналах, рекомендованных ВАК

Зиновьева H.A., Сизарева Е.И., Гладырь Е.А., Проскурина Н.В., Шавырина K.M. Некоторые аспекты использования микросателлитов в свиноводстве// Достижения науки и техники АПК, 2009, № 8, с. 38-41.

В других изданиях

Сизарева Е.И., Банникова А.Д., Зиновьева H.A. Характеристика аллелофонда свиней Bod-Y с использованием микросателлитов // Сборник трудов «Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных», Ч. 2, СКНИИЖ, Краснодар, 2009, с. 46-47.

Зиновьева H.A., Сизарева Е.И., Гладырь Е.А., Проскурина Н.В., Шавырина K.M. Микросателлиты и их использование в свиноводстве // Сборник трудов международной научно-практической конференции «Селекция животных на современном этапе развития биологической науки», Киев, 17-19 декабря 2009 г., с. 43-44.

Костюнина О.В., Банникова А.Д., Сизарева Е.И., Зиновьева H.A., Шавырина K.M. Изучение роли молекулярно-генетических маркеров в характеристике некоторых биологических и продуктивных особенностей свиней боди // Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и практики в современных условиях и пути их решения» посвященной памяти Р.Г. Гареева (25-27 февраля 2009 года), Казань, 2009. -с. 384-387.

Издательство ВНИИ животноводства 142132, Московская обл., Подольский р-н, п. Дубровицы Тел. (8 - 4967) 65-15-97

Сдано в набор 19.04.2010. Подписано в печать 20.04.2010. _Заказ №5. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз._

Отпечатано в типографии ВНИИ животноводства

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Сизарева, Елена Ивановна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Структура генома у млекопитающих

2.1.1. Кодирующие последовательности

2.1.2. Повторяющиеся последовательности

2.1.3. Геномный анализ

2.2. Синтетические породы в животноводстве

2.2.1. Синтетические породы в скотоводстве и овцеводстве

2.2.2. Синтетические породы в свиноводстве

2.3. Молекулярно-генетические методы и их роль в 29 исследовании синтетических пород свиней

2.3.1. Микросателлиты

2.3.2. Гены наследственных заболеваний и дефектов

2.3.3. ДНК-маркеры локусов количественных признаков свиней

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Краткая характеристика предприятия

3.2. Животные

3.3. Реактивы и оборудование

3.3.1. Реактивы и расходные материалы

3.3.2. Оборудование

3.4. Методы исследований

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Принципы племенной работы, используемые в предприятии

4.2. Анализ продуктивных качеств свиней породы боди

4.2.1. Развитие ремонтного молодняка свиней

4.2.2. Мясные и откормочные качества ремонтного молодняка

4.2.3. Мясные и откормочные качества хряков-производителей 63 (оценка по качеству потомства)

4.3. Характеристика аллелофонда свиней породы боди по 66 микросателлитам

4.3.1. Анализ аллельных профилей

4.3.2. Анализ степени гетерозиготности

4.3.3. Анализ показателей F-статистики

4.3.4. Определение породной принадлежности на основании 75 анализа по МС

4.3.5. Анализ генеалогических связей свиней породы боди с 76 другими породами

4.4. Оценка распространения наследственных заболеваний 78 среди племенных хряков породы боди

4.5. Характеристика аллелофонда свиней породы боди по ДНК- 80 маркерам, связанным с QTL

4.5.1. Инсулиноподобный фактор роста 2 (IGF2)

4.5.2. Рецептор меланокортина 4 (MC4R)

5. ВЫВОДЫ

6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изучение продуктивных особенностей и характеристика аллелофонда свиней породы Боди по ДНК-маркерам"

Актуальность темы.

Большинство селекционных программ с отцовскими формами в свиноводстве направлено на создание животных, отличающихся хорошими мясными и откормочными качествами. Сегодня реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории РФ, включает целый ряд специализированных мясных пород, таких как ландрас, дюрок, эстонская беконная и другие. Вместе с тем, используемые в разведении свиней стратегии не ограничиваются совершенствованием селекционных признаков уже существующих пород, а предусматривают так же испытание новых пород и линий свиней на их соответствие современным требованиям.

Большой интерес для животноводства, и в частности для свиноводства представляют синтетические породы, создаваемые путем скрещивания двух и более пород, и сохраняющие в ряде поколений постоянное соотношение генов исходных пород [Cunningham Е.Р., Syrstad О., 1987]. Определение пропорций генов каждой из исходных пород, которые необходимо закрепить в синтетической породе, основывается на комбинировании генетических решений и практических аспектов [Hall S., 2004]. Наибольшее распространение синтетические породы получили в мясном скотоводстве, где созданы такие породы, как американская (браман /4, шароле 14, бизон Ун, герефорд 1/16 и шортгорн 1/16), бурваш (шароле 1А, герефорд % и шортгорн 1Л), рейнджер (симментал, хешкросс, бифмастер, герефорд, браман, хайланд, шортгорн, американская бурая швицкая, красный ангус, красная голштинская) и другие [Данкверт С.А. и др., 2007]. Целый ряд синтетических пород получен в овцеводстве с целью обеспечения потребностей специфических рынков. Примером является кембриджская порода овец [Maijala К., Terrill С.Е., 1991].

В свиноводстве создание синтетических пород началось несколько позже. На сегодня описано лишь несколько таких пород. В свиноводстве описан ряд синтетических пород: манор мейшан, темпо в Голландии, I пролиген и найма во Франции, сонг-льяо черная в Китае, лейкома в Германий и ряд других. В 2007 году в ООО «Знаменский селекционно-гибридный центр» Орловской области завезена для научных исследований синтетическая порода свиней боди, полученная голландской компанией Нурог на основе свиней пород белый пьетрен и ландрас с прилитием крови крупной белой породы. По данным создателей свиньи боди отличаются исключительными мясными и откормочными качествами: среднесуточные привесы (от 25 до 115 кг) - 820-870 г, возраст достижения массы 100 кг -155-162 дня, толщина шпика - 15,5-16,0 мм, площадь мышечного глазка - 6263 кв. см. Несмотря на активное использование в системе гибридизации, аллелофонд свиней породы боди остается мало изученным.

Перспективным приемом оценки аллелофонда свиней является использование генетических маркеров [Калашникова JI.A., Дутт И.М., Глазко В.К, 2000]. В настоящее время в селекции свиней оформилось три направления генетического маркирования: маркеры I типа (структурные гены, группы крови, антигены главного комплекса гистосовместимости I класса, антигены тромбоцитов, аллотипы белков сыворотки крови); маркеры II типа (полиморфные системы ДНК) и маркеры III типа (гены, связанные с хозяйственно-полезными признаками или наследственными заболеваниями) [Марзанов Н.С. и др., 2001]. До недавнего времени наиболее распространенным типом маркеров являлись группы крови (ГК), представляющие собой определенные сочетания эритроцитарных антигенов [Безенко С.П., 1982]. В ряде исследований показана прикладная значимость ГК в контроле достоверности происхождения, в качестве маркеров генофонда и его изменений во времени и в поколениях, в целенаправленной селекции отцовских и материнских линий, в осуществлении индивидуальных и групповых подборов [Сердюк Г.Н, Новиков А.А., 2002].

Развитие ДНК-технологий обусловило открытие ДНК-маркеров -полиморфных участков ДНК, расположенных по всему геному. В характеристике аллелофонда пород, типов и линий сельскохозяйственных животных находят применение различные типы ДНК-маркеров, имеющих широкий ^ спектр прикладного применения [Эрнст JI.K., Зиновьева Н.А., 2008]. Наиболее распространенным типом маркеров оценки состояния аллелофонда, уровня гетерозиготности, оценки консолидированности популяций, выявления генетических различий между различными популяциями являются микросателлиты (МС), которые, благодаря высоко полиморфному характеру и менделевскому типу наследования являются идеальными ДНК-маркерами в геноме сельскохозяйственных животных [Tautz D., 1989]. Сегодня получены богатые данные об аллелофонде пород свиней по МС [Laval G. et al., 2000, Martinez A.M. et al., 2000, San Cristobal M. et al., 2006, Megens H.J. et al., 2008, Гладыръ E.A. и др., 2009], показано, что профили свиней по МС могут быть использованы для определения породной принадлежности [Проскурина Н.В. и др., 2007], для оценки структуры стада [Зиновьева Н.А. и др., 2006], для подтверждения достоверности происхождения [Проскурина Н.В. и др., 2007]. Другим методом оценки генотипа!животных является ДНК-диагностика генов (маркеров), связанных с уровнем проявления признаков продуктивности животных [Калашникова JI.A. и др., 2000, Захаров И.А., 2006]. Технологии, основанные на применении генетических маркеров признаков продуктивности, широко используют в своей работе для совершенствования линий свиней ведущие зарубежные компании, такие как PIC International Group, JSR Farming Group, Cotswold Pig Development Company, Rattlerow Seghers и ряд других. Возможность проведения диагностики непосредственно на уровне генотипа означает, что селекционные решения могут приниматься на самых ранних этапах развития животного. Таким образом, для отбора животных, несущих желательный генетический потенциал по определенному признаку, нет необходимости дожидаться реализации данного признака в фенотипе [Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А., 2008].

Исходя из вышеизложенного, актуальным является изучение продуктивных особенностей синтетической породы свиней боди, разводимой в условиях РФ, и характеристика ее аллелофонда с использованием ДНК-маркеров разных типов.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы является изучение продуктивных особенностей и характеристика аллелофонда свиней породы боди с использованием ДНК-маркеров разных типов.

Для достижения поставленной цели запланировано решение следующих задач:

1. Изучить продуктивные особенности свиней боди, разводимых в условиях РФ, в сравнении со свиньями породы дюрок.

2. Дать характеристику аллелофонда породы боди по микросателлитам в сравнении с другими породами свиней, разводимыми в предприятии.

3. Изучить особенности популяционно-генетических параметров, рассчитанных по МС, у хряков-производителей породы боди.

4. Дать оценку распространения наследственных заболеваний и j пороков у хряков породы боди.

5. Выполнить построение и анализ ДНК-профилей хряков породы боди по маркерам мясной и откормочной продуктивности IGF2 и MC4R.

Научная новизна исследований.

Впервые с использованием широкого спектра ДНК-маркеров: I микросателлиты (12 локусов), гены наследственных заболеваний (Ryrl,

PRKAG3 и KPL2), ДНК-маркеры мясной и откормочной продуктивности I

IGF2 и MC4R) изучен аллелофонд свиней породы боди, завезенной в РФ I для научных исследований.

I I

Практическая значимость.

Впервые в условиях РФ выполнено исследование продуктивных особенностей синтетической породы свиней боди. На основании анализа

ДНК-профилей по микросателлитам показан уникальный аллелофонд свиней боди, что позволяет рассматривать их в качестве самостоятельной породы. , Показано отсутствие в породе аллелей, обуславливающих наследственные заболевания и пороки PSE-синдром, синдром «кислое мясо» и ISTS-синдром. Выявлен высокий генетический потенциал мясной и откормочной продуктивности хряков породы боди по ДНК-маркеру IGF2. j

Апробация работы.

Результаты исследований были доложены на следующих научных конференциях:

• Международной научно-практической конференции «Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных», г. Краснодар, 7-8 апреля 2009 года;

• международной научно-практической конференции «Селекция животных на современном этапе развития биологической науки», г. Киев, 1719 декабря 2009 года,

• Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и практики в современных условиях и пути их решения» посвященной памяти Р.Г. Гареева, г. Казань, 25-27 февраля 2009 года;

• конференции Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ГНУ ВНИИЖ, 5 марта 2010 года. I

Основные положения, выносимые на защиту:

• Свиньи породы боди, разводимые в условиях РФ, характеризуются высокимй показателями мясной и откормочной продуктивности.

• Хряки боди имеют уникальный аллелофонд, оцененный по 12-и I микросателлитным локусам, что позволяет их рассматривать в качестве самостоятельной породы.

• Племенное поголовье хряков-производителей породы боди является свободным от аллелей, обуславливающих наследственные заболевания и пороки PSE-синдром, синдром «кислое мясо» и ISTS-синдром.

• Хряки-производители породы боди имеют высокий генетический потенциал мясной и откормочной продуктивности, оцененный по ДНК-маркеру IGF2.

Публикации результатов исследований.

По материалам диссертации опубликовано 4 научные работы, в том числе 1 статья в журнале «Достижения науки и техники АПК», рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация написана на 106 страницах, состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты и обсуждение, выводы, практические предложения, список литературы. Диссертационная работа одержит 24 таблицы и 14 рисунков. Список литературы включает 130 источников, в том числе 82 источника на иностранном языке.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Сизарева, Елена Ивановна

5. ВЫВОДЫ.

1. Установлен высокий уровень развития продуктивных качеств у свиней породы боди. а) Живая масса ремонтного молодняка в возрасте 2 мес. 10 дней варьировала от 25,3 до 44,3 кг у свинок (п=302) и от 23,5 до 44,3 кг у хрячков (п=482) и в среднем составила 34,8 и 34,0 кг, соответственно; живая масса ремонтного молодняка в возрасте 5 мес. 20 дней варьировала от 82,7 до 128,0 кг у свинок и от 81,8 до 155,9 кг у хрячков и в среднем составила 103,7 и 107,1 кг, соответственно. б) Показана высокая скороспелость ремонтного молодняка: возраст достижения живой массы 100 кг варьировал от 132,6 до 196,2 дней у свинок (п=302) и от 127,7 до 210,2 дней у хрячков (п=482) и в среднем составил 160,0 и 157,1 дней, соответственно. Скороспелость ремонтного молодняка свиней породы боди была ниже по сравнению с аналогами породы дюрок (150,6 дней у свинок и 146,3 дня у хрячков), что, по всей видимости, является следствием использования в качестве одной из исходных пород при выведении боди медленно растущего пьетрена. в) Установлен высокий уровень мясной продуктивности ремонтного молодняк!а свиней породы боди: толщина шпика (в среднем по 4-м точкам) варьировала от 6,6 до 16,5 мм у свинок и от 6,2 до 17,2 мм у хрячков и в среднем составила 11,4 и 10,9 мм, соответственно. Свиньи породы боди отличались большей постностью по сравнению с аналогами породы дюрок, толщина 'шпика у которых составила 12,5 мм у свинок (п=804) и 11,4 мм у I хрячков (п=1897).

2. Выявлено относительно высокое генетическое разнообразие хряков породы боди по 12 локусам микросателлитов (МС): 5,33 аллеля на локус против 5,25 аллелей на локус у свиней породы дюрок. Показано повышение генетического разнообразия у хряков собственного воспроизводства по сравнению с хряками воспроизводства Нурог (4,50 и 5,00 аллелей на локус, соответственно). Сравнительные исследования свиней пород боди, дюрок, I ландрас и крупная белая показали, что различия в степени гетерозиготности на 10,9% обусловлены межпородными различиями и на 89,1% -внутрипородной изменчивостью.

3. Показана высокая генетическая консолидированность хряков породы боди: 95,2% хряков генетически относятся к собственной породе на основании анализа МС. В группах хряков пород дюрок, ландрас и крупная белая этот показатель составил, соответственно, 93,1, 98,5 и 99,0%.

4. Используя в качестве критериев значения индексов фиксации Fst, числа мигрантов (Nm) и генетических дистанций (Nei), охарактеризованы генеалогические связи между свиньями породы боди и другими породами, разводимыми в предприятии. Показана большая генетическая удаленность свиней породы боди от свиней пород дюрок (Fst=0,068, Nm=3,44, Nei=0,260) и крупная белая (Fst=0,067, Nm=3,50, Nei=0,351), меньшая - от свиней породы , ландрас (Fst=0,054, Nm=4,42, Nei=0,227). Формирующаяся кластерная структура генеалогического дерева подтверждает наибольшее генетическое родство породы боди с ландрасом.

5. Установлено отсутствие у хряков-производителей породы боди (п=42) рецессивных аллелей, обуславливающих наследственные заболевания PSE-синдром, синдром «кислое мясо» и ISTS-синдром.

6. Выявлен высокий генетический потенциал мясности у хряков породы боди, оцененный по маркеру IGF2. 100,0% хряков воспроизводства Нурог и 87,5% хряков собственного воспроизводства имели «желательный» по IGF2 генотип QQ, что было сопоставимо с аналогичными показателями у хряков породы дюрок: 100 и 94,7%, соответственно.

7. Выполнена оценка генетического потенциала скороспелости и постности с использованием маркера MC4R. Установлены меньшие частоты встречаемости «желательного» аллеля А по MC4R у хряков породы боди (0,167 у хряков воспроизводства Нурог и 0,292 у хряков собственного воспроизводства) по сравнению с хряками породы дюрок (0,435 и 0,447, соответственно). Показано, что отбор хряков с учетом генотипа по MC4R привел к увеличению за одно поколение доли хряков с «желательным» генотипом АА с 0,0 до 16,7%. I

6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

1. Основываясь на результатах анализа хряков породы боди по ДНК-маркерам разных типов, рекомендуем Государственной комиссии по испытанию и охране селекционных достижений при Минсельхозе РФ при рассмотрении вопроса о включении породы боди в государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории РФ, учитывать результаты молекулярно-генетического тестирования, указывающие на статус боди как самостоятельной породы.

2. Учитывая высокий уровень развития показателей мясной и откормочной продуктивности, рекомендуем свиноводческим предприятиям России при проведении промышленного скрещивания использовать породу боди в качестве отцовской формы.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Сизарева, Елена Ивановна, Дубровицы

1. Адаменко В.А. Роль комплекса полиморфных маркеров в характеристике генетического потенциала свиней // автореф. дис. . канд. биол. наук. Дубровицы. 2005, 23 с.

2. Айла, Ф Введение в популяционную и эволюционную генетику / Ф Айла. М.: Мир, 1984. - 232. Пер. с англ. канд. физ.-мат.наук А.Д. Базыкина

3. Безенко С.П. О направлении иммуногенетики в селекции свиней // Свиноводство, 1982, № 5, с. 25-26.

4. Вейр Б. Анализ генетических данных. Пер. с англ. Зайкина Д.В., Пудовкина А.И., Татаренкова А.Н. // М.: Мир. 1995, 400 с.

5. Гладырь Е.А., Зиновьева Н.А., Эрнст Л.К., Костюнина О.В., Быкова А.С., Банникова А.Д., Кудина Е.П., Брем Г. Молекулярные методы в диагностике заболеваний и наследственных дефектов сельскохозяйственных животных // Зоотехния, 2009, № 8, с . 26-27.

6. Гладырь Е.А., Костюнина О.В., Эрнст Л.К. Изучение генома Sus Scrofa с использованием ДНК-маркеров // Сельскохозяйственная биология, 2009, №2, с. 16-26.

7. Данкверт С.А., Холманов A.M., Осадчая О.Ю. Скотоводство стран мира // М., 2007, 608 с.

8. Дунин И. М., Новиков А. А., Романенко Н. И. Генетическая экспертиза племенной продукции в Российской Федерации // Аграрная Россия, 2002, № 5, с. 52-54.

9. Животовский Л.А. Популяционная биометрия // М.: Наука, 1991, 271 с.

10. Захаров И.А. Генофонды сельскохозяйственных животных: генетические ресурсы животноводства России / отв. Ред. И.А. Захаров.- М.: Наука, 2006, 462 с.

11. Зиновьева Н.А. Прикладные аспекты использования ДНК-маркеров в свиноводЬтве // Сборник научных трудов Международной промышленнойакадемии', 2010, в печати.I

12. Зиновьева Н.А., Гладырь Е.А., Эрнст Л.К., Брем Г. Введение в молекулярную генную диагностику сельскохозяйственных животных // ВИЖ, 2002, 112 с.

13. Зиновьева Н.А., Костюнина О.В., Гладырь Е.А., Банникова А.Д., Харзинова В.Р., Ларионова П.В., Шавырина К.М., Эрнст Л.К. Роль ДНК-маркеров признаков продуктивности сельскохозяйственных животных // Зоотехния, 2010, № 1, с. 8-10.

14. Зиновьева Н.А., Ларионова П.В., Тихомирова Т.И., Гладырь Е.А., Шавырина К.М. Генетическая характеристика свиней пород крупная белая и йоркшир' различного происхождения с использованием ДНК-маркеров // Доклады РАСХН, 2008, № 2, с. 33-36.

15. Зиновьева Н.А., Попов А.Н., Эрнст Л.К. и др. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве // Дубровицы: ВИЖ. 1998, 47 с.

16. Зиновьева Н.А., Сизарева Е.И., Гладырь Е.А., Проскурина Н.В., Шавырина К.М. Некоторые аспекты использования микросателлитов в свиноводстве// Достижения науки и техники АПК, 2009, № 8, с. 38-41.

17. Калашникова Л. А. Современное состояние и проблемы использования методов анализа ДНК в генетической экспертизе племенных животных // Аграрная Россия, 2002, № 5, с. 7-11.

18. Калашникова JI.А., Дунин И.М., Глазко В.И. Селекция XXI века: использование ДНК-технологий // Московская обл., Лесные Поляны, ВНИИплем, 2000.-31 с.

19. Калашникова Л.А., Дунин И.М., Глазко В.И., Рыжова Н.В., Голубина Е.П. ДНК — технологии оценки сельскохозяйственных животных // ВНИИплем, 1999, 148 с.

20. Каюмов Ф., Макаев ILL, Габидулин В., Белоусов А. Новая порода -русская комолая // Животноводство России, 2008, № 6, с. 51-52.

21. Коновалова Е.Н. Полиморфизм гена рецептора Е. Coli F18 (ECR F18 / FUT1) и его влияние на хозяйственно-полезные признаки свиней // автореф. дис. . канд. биол. наук. Дубровицы. 2004, 18 с.

22. Коновалова Е.Н., Гладырь Е.А., Лобан Н.А., Соловых А.Г., Шмаков Ю.И., Зиновьева Н.А. Изучение связи полиморфизма гена рецептора Е. ColiI

23. F18 / FUT1 с локусами количественных признаков свиней // Сборник материалов международной научно-практической конференции «Прошлое, настоящее и будущее зоотехнической науки», научные труды ВИЖ, 2004, вып. 62, Т. 2, с. 81-85.

24. Костюнина О.В., Зиновьева Н.А., Левитченков А.Н., Лобан Н.А., Василюк О.Я. Ген POU1F1 как потенциальный маркер привесов у свиней. О.В. // Свиноводство, 2008, № 1, с. 5-7.

25. Левитченков А.Н. Изучение полиморфизма ДНК-маркеров и их влияния на показатели мясной и откормочной продуктивности свиней различных пород и кроссов // автореф. дис. . канд. биол. наук. Дубровицы. 2009, 18 с.

26. Левонтин Р. Генетические основы эволюции // М.: Мир, 1978, 351 с.

27. Лобан Н.А., Василюк О.Я., Зиновьева Н.А., Гладырь Е.А. Оценка стрессоустойчивости свиней различными методами // Вестник аграрной науки Причерноморья, 2002b, Вып. 3 (17), с. 146-150.

28. Лобан Н.А., Чернов А.С., Зиновьева Н.А. Влияние полиморфизма гена IGF-2 на откормочные и мясные качества свиней // Вестник Белорусской госсельхскакадемии, 2008, № 2, с. 78-79.

29. Марзанов Н.С., Фролкин Д.А., Зиновьева Н.А., Попов А.Н., Данилин А.В., Брем Г. RYRl-ген у свиней отечественных и зарубежных пород // Доклады РАСХН, 2001, № 1, с. 34-36.

30. Меркурьева Е.А., Абрамова З.В., Бакай А.В. и др. Генетика // М.: Агропромиздат, 1991.

31. Плужникова О.В. Естественная резистентность,Iвоспроизводительные и мясные качества свинеи в связи с их аллельным состоянием по локусу Ryr-1 гена // автореф. дис. . канд. биол. наук. Ставрополь. 2009, 19 с.

32. Порядок и условия проведения бонитировки племенных свиней // МСХ РФ,1 М.: 2009, 15 с.

33. Проскурина Н.В. Сравнительное исследование роли групп крови и ДНК-микросателлитов в генетической оценке свиней пород йоркшир, ландрас и дюрок // автореф. дис. . канд. биол. наук. Дубровицы. 2008, 21 с.

34. Рыбалко В.П., Семенов В.В., Сердюков Е.И., JIiotob Е.А., Плужникова О.В. Воспроизводительные качества свиней и оценка потомства при различных вариантах подбора // Доклады РАСХН, 2009, № 1, с. 44-46.

35. Рыжова Н.В., Калашникова Л.А. Скрининг RYR-гена свиней скороспелой мясной породы // Сборник материалов международной научной конференции «Молекулярно-генетические маркеры животных», Киев, 1999, С. 21-22 :

36. Рыжова Н.В., Калашникова Л.А. ДНК-диагностика стрессчувствительности свиней скороспелой мясной породы Диагностика полиморфных вариантов RYRl-гена. // Вестник РАСХН, 2000, N 1, С. 68-71

37. Рыжова Н.В., Калашникова Л.А., Новиков А.А. Частота встречаемости мутантного аллеля RYRl-гена в популяциях свиней крупной белой породы // Доклады РАСХН, 2001, N 6, С. 31-35

38. Семенов В.В., Плужникова О.В. Зависимость воспроизводительных, откормочных и мясных качеств свиней различных генотипов от стресс-чувствительности // Свиноводство, 2009, № 3, с. 21-24.

39. Сердюк Г. Н., НовиковА. А. Иммуногенетический контроль достоверности происхождения племенных животных: проблемы и возможности // Аграрная Россия, 2002, № 5, с. 50-52.

40. Сулимова Г.Е. ДНК-маркеры в генетических исследованиях: типы маркеров, их свойства и области применения // Электронный журнал Лаборатории сравнительной генетики животных. 2004, №1. Режим доступа: (http://www.lab-cga.ru/articles/Jornal01/Statial.htm).I

41. Фролкин Д.А. Скрининг гена злокачественного гипертермического синдрома (MHS) у свиней // Автореф. канд. дисс., ВИЖ, 2000.

42. Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А. Биологические проблемы животноводства в XXI веке // М.: РАСХН, 2008, 501 с.

43. Andersson M, Peltoniemi O, Makinen A, Sukura A, Rodriguez-Martinez H. The Hfereditary 'Short Tail' Sperm Defect A New Reproductive Problem in Yorkshire1 В oars // Reproduction in Domestic Animals, 2000, 35 (2), 59.

44. Baltimore D. Our genome unveiled //Nature, 2001, 409, 814-815.

45. Beuzen N.D., Stear M.J., Chang K.C. Molecular markers and their use in animal breeding // Vet. J., 2000, 160, 42-52.

46. Bicalho H.M.S., Pimenta C.G., Mendes I.K.P., Репа H.B., Queiroz E.M., Pena S.D.J. Determination of ancestral proportions in synthetic bovine breeds using commonly employed microsatellite markers // Genet. Mol. Res., 2006, 5 (3), 432-437. 1

47. Bruun C.S., J0rgensen C.B., Nielsen V.H. et al. Evaluation of the porcinemelanocortin 4 receptor (MC4R) gene as a positional candidate for a fatness QTL