Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПОЛИМОРФИЗМ ЭРИТРОЦИТАРНЫХ АНТИГЕНОВ И БЕЛКОВ КРОВИ ЛОШАДЕЙ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЕ

ВАК РФ 06.02.01, Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "ПОЛИМОРФИЗМ ЭРИТРОЦИТАРНЫХ АНТИГЕНОВ И БЕЛКОВ КРОВИ ЛОШАДЕЙ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЕ"



ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ДУБРОВСКАЯ Римма Михайловна

УДК 636.1.: 612.118.221.2

ПОЛИМОРФИЗМ ЭРИТРОЦИТАРНЫХ АНТИГЕНОВ И БЕЛКОВ КРОВИ ЛОШАДЕЙ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЕ

Специальность 06.02.01.— разведение, селекция и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1988

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследователь*-ском институте коневодства.

Официальные оппоненты: Павличенко В.П., доктор биологических наук, профессор. Кот М.М., доктор с.-х. наук, профессор. Стародубцев В ,М„ доктор с.-х. наук, профессор.

Ведущее предприятие: Сибирский научно-исследовательский проектно—технологический институт животноводства.

Защита диссертации состоится ЛЮЬа.!^ 198&.

ю/оиг) - ' -'

п " I ИСг*^ час.-на заседании специализированного совета

Д 120.35.05 при Московской сельскохозяйственной академии

имени К.А.Тимирязева.

Адрес: 1 2755 0, г.Москва, И-550, Тимирязевская ул.47. ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан - Ч>У £А&#*£к5/иЛ 1 988г.

Ученый секретарь 0 специализированного совета .(А / Калинина К.Н.

/Г

?

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В решениях XXVII съезда КПСС под-черкивается-важность внедрения новых достижений науки во все области народного хозяйства. В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986— 1990 годы и на период до 2000 года» указывается на необходимость улучшения сельскохозяйственных животных путем использования достижений генетики и селекции. Претворение в жизнь решений XXVII съезда КПСС и реализация продовольственной программы выдвигает перед учеными задачи разработки эффективных методов и приемов селекции, способствующих решению поставленных задач. На современном этапе наиболее эффективной мерой в достижении этой цели является использование в животноводстве одного из направлений современной генетики — иммунной и биохимической'ге-нетики.

Группы кровн и полиморфные системы белков и ферментов успешно применяются в селекции в качестве возможных маркеров количественных признаков. Открытие и изучение генетических систем аллотипов эритроцитарных антигенов и полиморфных белков крови дало селекционерам методы объективного контроля родословных животных, маркирования пород, линий, семейств, повышения жизнеспособности молодняка при отборе стрессоустойчивых и резистентных животных.

В коневодстве использование генетических маркеров необходимо как для экспертизы происхождения, генетической маркировки и идентификации лошадей на ипподромах и конных заводах, так и для решения частных вопросов повышения эффективности селекции. Поэтому научный поиск и разработка путей и специальных методов использования имму-ногенетических маркеров для повышения эффективности селекционной работы в коневодстве приобретают особую актуальность.

Тема диссертации является составной частью плана научно-исследовательских работ по коневодству в отраслевой

и - -

CS.4

- ; > |

<

\

научно-технической программе О.СХ.44 Государственного агропромышленного комитета СССР (тема 02 «Усовершенствовать и внедрить методы использования иммуногенетических маркеров в коневодстве», номер государственной регистрации 107756) и связана с целевой комплексной программой 0.51.25.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось изучение генетических особенностей эритроци-тарных антигенов и полиморфных белков и ферментов крови лошадей и выяснение возможности их использования для повышения эффективности племенной работы в коневодстве.

Исходя из этой цели были поставлены следующие задачи:

•Г Обобщить имеющуюся информацию по генетике полиморфных систем крови у лошадей.

2. Разработать и внедрить в производство эффективный метод иммуногенетического контроля достоверности происхождения лошадей.

3. На основе изучения существующих технологий получения сывороток-реагентов для определения групп крови сельскохозяйственных животных разработать и предложить производству усовершенствованный метод изготовления сывороток-реагентов для определения групп крови лошадей, вклю-♦ чающий способ повышения эффективности иммунизации реципиентов.

4. Исследовать генетические маркеры и изучить особенности аллелофонда лошадей верховых, рысистых и тяжеловозных пород. Определить целесообразность использования генетических маркеров (групп крови и полиморфных белков)-при изучении генетической структуры пород лошадей. •

♦ 5. Изучить связь полиморфных систем белков „ и групп крови с воспроизводительными функциями лошадей.

Научная новизна результатов исследований. Впервые определены у лошадей генетические обусловленные полиморфные системы белков, ферментов и групп крови. Изучены их генетические особенности, характер наследования и феноти-пнческие изменения в онтогенезе.

Полученные данные использованы как источник информации о генетической структуре пород лошадей, выявлении межпородных и внутрипородных различий и связей, определении консолидации и гомогенности популяций, при контроле достоверности происхождения.

Впервые получены идентифицированные с международными стандартами сыворотки (реагенты) для определения групп крови лошадей. Организовано их изготовление для научных и производственных целей и создан Всесоюзный банк ♦реагентов.-Разработаны и внедрены в производство методы :изготовления сывороток-реагентов для- определения, эритро-

- о

цитарных антигенов у лошадей и контроля достоверности их происхождения по полиморфным системам белков и группам крови. Впервые при проведении иммунизации применен биогенный препарат продигиозан, повышающий иммунологическую активность продуцентов, а при изготовлении сывороток-реагентов использовано криоконеервирование больших объемов эритроцитов в условиях ультранизких температур.

Изучены полиморфные системы белков, ферментов и групп крови в аспекте' их взаимосвязи с воспроизводительными способностями лошадей.

Теоретическая и практическая значимость работы. Проведенные исследования позволили получить данные об аллело-фонде лошадей верховых, рысистых и тяжеловозных пород, которые имеют теоретическое значение при систематике пород, служат источником информации об их генетической структуре и составляют материалы учета аллелофонда основных пород лошадей в СССР.

Разработанный и внедренный в практику коннозаводства метод контроля достоверности происхождения лошадей позволил снизить за 10 лет число недостоверных записей с 16,0 до 4,5%. Данные о происхождении племенных лошадей регулярно передаются на племенные фермы и в конные заводы, используются для подтверждения происхождения при трансплантации яйцеклеток и искусственном осеменении, записываются в международный регистр при продаже арабских и ахалтекинских лошадей на международных аукционах, служат основанием для записи племенных лошадей в госплем-книги.

Экономический эффект от проведенного за 5 лет контроля достоверности записей происхождения 21314 лошадей составил 1188633 рубля.

Разработанный и внедренный способ повышения иммунологической активности реципиента позволил за один год повысить эффективность иммунизации на 30% и увеличить производство сывороток-реагентов с 4,0 до 20,0 тысяч тесто-доз.

Изучение взаимосвязи полиморфных систем белков и групп крови с воспроизводительными способностями лошадей позволило разработать способы, обеспечивающие повышение их плодовитости. '

Публикация материалов исследований. Материалы диссертационной работы опубликованы в научных журналах: «.Сельскохозяйственная биология», «Доклады МОИП», научно-производственном журнале «Коневодство и конный спорт», в сборниках научных трудов, журналах и сборниках международного общества по изучению групп крови и биохимического полиморфизма животных, а также общества биологии вос-

производства. По материалам диссертации опубликовано 53 научных статьи.

Апробация работы. Основные положения диссертации апробированы на трех научно-технических советах МСХ СССР в 1974, 1980, 1985 годах, по материалам которых утверждены три методические рекомендации и технические условия. Материалы диссертационной работы доложены на: 2—3-й конференциях молодых ученых по разведению и генетике сельскохозяйственных животных (ВНИИРГЖ, г. Пушкин, 1970— 1971), 15- и 16-й Международных конференциях по группам крови и биохимическому полиморфизму животных (Ирландия, Дублин, 1976, Ленинград, 1978), научной конференции «Повышение эффективности методов генетики и селекции в животноводстве» (Байсогола, 1978), 2-ом Всесоюзном симпозиуме по иммунологии воспроизведения (Москва, 1980), научно-технических советах МСХ СССР (Москва, 1974, 1980, 1985), 5- и 6-ом Международных симпозиумах «Иммунология репродукции» (Болгария, Варна, 1982, 1985), 33-й ежегодной конференции Европейской Ассоциации по животноводству (Ленинград, 1982), Всесоюзном симпозиуме «Биохимия сельскохозяйственных животных и продовольственная программа» (Ташкент, 1986).

Объем работы. Диссертация изложена на 339 страницах, содержит 117 таблиц, 2 графика. Список использованной литературы содержит 385 наименований, в том числе 188 на иностранных языках.

Материал и общая методика исследований. Основу работ по изучению особенностей аллелофонда лошадей 12 пород, разработке теоретических основ и методов использования достижений иммунной и биохимической генетики в племенной работе в коневодстве составили материалы, в сборе и обработке которых автор принимал непосредственное участие в течение 20 лет.

Объектом исследования при изучении генетически обусловленных полиморфных систем крови служили более 20 тысяч лошадей чистокровной арабской, чистокровной верховой, ахалтекинской, терской, тракененской, донской, буденновской, орловской и русской рысистых, русской, владимирской и советской тяжеловозных пород, разводимых в 40 конных заводах и 16 племенных фермах колхозов и совхозов РСФСР, Украины, Белоруссии, Грузии, Туркмении, Азербайджана.

При сравнении наблюдаемого числа исключений отцовства с предполагаемым и контроля надежности систем при исключении «недействительных» родителей соответствующие тесты проведены в трех вариантах экспериментальных случаев. При проведении первого варианта в эксперимент были

А

включены 84 матки с жеребятами известного происхождения и 15 произвольных жеребцов, которые заведомо не являлись' отцами этих жеребят. Исключение ложного отцовства проводили с использованием каждой из шести полиморфных систем: Tf, Л1, Es, 6-PGD, PGM, PHI. Второй вариант —комиссионно проведенная «закрытая» экспертиза с закодированными образцами крови от 20 кобыл, их жеребят и трех возможных отцов. Используя полиморфные системы Ti + AL + Es + Pi, устанавливали для каждого жеребенка истинного отца, исключая дзух ложных.

В третьем варианте ложное отцовство исключали у 300 лошадей чистокровной верховой, ахалтекинской и терской пород но сумме и различным сочетаниям полиморфных систем Tf+Al + Pi + Cp-j-Ca + Es.

Изучение фенотипнческих изменений полиморфных систем белков и ферментов крови п онтогенезе лошадей и процессе храпения образцов сыворотки проводили сравнением фенотипов альбумина, трансферрина, эстеразы утробного плода, новорожденных, жеребят в месячном и старше одного месяца возрасте и их родителей. Предполагаемый возраст плодов определяли по весу и длине тела эмбриона по методу В. Акатова п др. (1977).

Фенотипические изменения белков и ферментов в сыворотке крови, происходящие в процессе двух и пятилетнего хранения образцов при температуре минус '20° С, определяли горизонтальным электрофорезом в крахмальном геле с использованием специфических для каждой системы методик.

При разработке методов, повышающих эффективность проводимых иммунизации, использовали биогенный препарат про-дигиозан. Отработка оптимальной дозы препарата и сроков его введения проведена в течение двух лет, в восьми опытах, на 70 животных. '

В опытах по криоконсервиропанию эритроцитов в условиях ультранизких температур (—196° С) изучали эффективность 17 криозащитных веществ (сахаров и многоатомных спиртов), действующих интра- и экстрацеллюлярно.

Исследования но изучению содержания железа в сыворотке крови лошадей проводили на кафедре биофизики МВА.'на атомспектрофогометре. Статистическую обработку этого материала проводили методом дисперсионного анализа двух-факторных комплексов на ЭВМ-ЕС-1035.

При изучении взаимосвязи полиморфных систем, белков и ферментов крови с воспроизводительными функциями лошадей анализировали результаты 27345 спариваний 8799 кобыл 10 пород с 830 жеребцами за период с 1963 по 1979 годы. Показателями, характеризующими воспроизводительную способность, считали зажерсбляемость, число абортов, прохоло-

стов и процент благополучной выжеребки. Исследования проводили с учетом возрастных групп животных, как суммарно, так и отдельно по породам и конным заводам.

Две серии контролируемых подборов проводили в шести конных заводах, на 555 кобылах и 59 жеребцах. Результаты случки и выжеребки при этом подтверждали актами спе-циалистов'этих хозяйств.

При изучении воспроизводительных функций лошадей в зависимости от групп крови анализировали результаты плодовой деятельности 786 кобыл арабской породы, принадлежащих Терскому конному заводу за период с 1974 по 1984 годы. При этом результаты спариваний кобыл с жеребцами изучали в зависимости от характера их подборов по системе D групп крови, антигенного сходства спариваемых родителей и возможности возникновения материнско-нлодовой иммунологической несовместимости.

Антигены эритроцитов определяли с помощью 16 сывороток-реагентов, которые были изготовлены нами в лаборатории иммуногенетики ВНИИ коневодства. Специфичность реагентов подтверждали в Международных сравнительных испытаниях. Полиморфные системы белков и ферментов крови выявляли горизонтальным электрофорезом в крахмальном геле, по О. Смитису (1955) в различных модификациях. Типы трансферрина и альбумина определяли по Б. Ганэ (1966), — эстеразы — по К. Томашевской-Гушкевич (1976), карбоан-гидразу и кислую фосфогазу — по К. Сандбергу (1968), пре-альбумины — но М. Бренду (1967, 1970), 6-фосфоглюконат-дегидрогеназу, фосфоглюкомутазу, фосфогексозу-изомеразу— по С. Бенгтссону, К. Сандбергу (1973), каталазу — по Е. Кел-ли, К. Стормонту (1971).

Частоту антигенных факторов вычисляли но Л. Животов-скому и А. Машурову (1974), частоты генов для электрофо-ретических систем определяли путем простого подсчета генов по формуле, выведенной из уравнения Харди-Вайнберга. Расчет концентрации аллелей в двухаллельных системах С, К, U групп крови, где генотипы серологически не выявляются, проводили по формуле Харди-Вайнберга (1908), а в более сложных системах, Л, Р, Q групп крови по формуле Ф. Бер-нштейна (1930), предложенной им для определения частот аллелей в группах крови АВО человека.

В сложной закрытой системе D групп крови определения частот аллелей проводили аллокашгонным методом А. Ней-манна-Соренсена (1956).

Показатель «вероятности исключения», определяющий вероятность возможности определения ошибочного родителя, рассчитывали по формуле А. Джемисона (1978). Показатели объединенного эффекта исключения в разных сочетаниях и

по всем полиморфным системам белков, ферментов и групп крови рассчитывали по формуле Л. Винера (1930).

Уровень генетического сходства при сравнении пород определяли по формуле Майяла-Линдстрема (1966).

Уровень генетического сходства лошадей по нескольким полиморфным системам вычисляли по формуле Л. Животов-ского и Л. Машурова (1974).

Ожидаемый и фактический уровень гомозиготности, тест гетерозиготности и число эффективных аллелей в популяциях лошадей вычисляли по формулам Л. Робертсона (1956).

Проверку фактического и ожидаемого распределения генотипов осуществляли методом хи-квадрат (Л. Животовский, Л. Машуров, 1974). Цифровой материал обработан биометрически (П. Рокицкий, 1964).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Теоретические предпосылки исследований. В данной главе обобщена имеющаяся информация но генетике полиморфных систем крови у лошадей и других видов сельскохозяйственных животных. Изложены вопросы генетической природы полиморфизма, проанализированы разработанные Е. Фордом (1945) основные положения сбалансированного, переходного и нейтрального полиморфизма. Описаны — история открытия, состояние изученности и биологическая роль полиморфных систем белков и ферментов крови. Приведена современная их номенклатура. Проанализированы четыре основных направления использования генетических маркеров:

— применение полиморфизма систем крови для экспертизы происхождения сельскохозяйственных животных;

— изучение генофонда и генетической структуры пород, маточных семейств и линий;

— использование генетических маркеров для анализа передачи генетической информации из поколения в поколение в связи с применением различных методов разведения или с особенностями генетической структуры популяций;

— применение наследственного полиморфизма для прог-, нозирования продуктивных качеств сельскохозяйственных животных.

Обсуждены вопросы использования генетических маркеров в практической селекции.

2. Иммуногенстический контроль достоверности

записей происхождения сельскохозяйственных животных

В данной главе описаны современное состояние иммуио-генетического контроля достоверности происхождения основных видов сельскохозяйственных животных. Дана информа-

ция о применении иммуногенетических маркеров при контроле достоверности происхождения лошадей в других странах и обоснование необходимости коЕггроля достоверности происхождения лошадей в СССР. Обсуждены известные приемы контроля достоверности записей происхождения сельскохозяйственных животных.

2.1. Контроль достоверности записей происхождения лошадей по полиморфным системам белков и ферментов

крови

Достоверность происхождения лошадей контролируют путем сопоставления генетических маркеров по наследственным типам полиморфных систем белков и ферментов крови потомка и обоих его родителей. Сопоставляя типы трансферри-на, альбумина, эстерази и других полиморфных систем белков крови потомка и его матери, устанавливают какие аллели он получал от нее и какие должен был получить от предполагаемого отца. В тех случаях, когда в системах белков и ферментов крови предполагаемого отца необходимые аллели отсутствуют, его отцовство исключают. В отдельных случаях, когда происхождение не подтверждается по матери, исключают и материнство.

В настоящее время у лошадей наиболее изучены 16 полиморфных систем крови, которые с различным успехом могут быть использованы в качестве генетических маркеров при контроле достоверности записей происхождения.

Расчеты эффективности использования 10 изучаемых полиморфных систем белков и ферментов крови при контроле достоверности записей происхождения лошадей показали, что наиболее успешно при проведении этих работ можно применять многоаллельные системы преальбумина и транс-феррина (ГО.

Каждая из них в отдельности больше способствует разре-

Таблица 1

Эффективность использования систем полиморфных белков и ферментов крови в контроле достоверности записей происхождения

лошадей (п %)

Эффективность ("у) Эффективность (%)

Локус чистокровная верховая арабская русская рысистая Локус чистокровная верховая арабская русская рисиоая

Pi -Es 6-PGD 11,4 40,7 53,4 4,1 18,9 17,7 41,9 59,3 9.2 18,7 20,2 48,5 50,0 27,9 14,9 PGM РШ • Cat АР Са 1,9 0,3 4,5 3.3 1.7 4.4 5.5 " 3,2 12,4 13.4 13.5 8.2 3,7

шению сомнительных случаев происхождения, чем любая' другая полиморфная система белков и ферментов (таблица 1).

С увеличением числа используемых при контроле достоверности происхождения полиморфных систем крови и контролирующих их1 аллелей возрастает вероятность исключения ошибочных записей (таблица 2).

Таблица 2

Эффективность исключения ошибочных записей у лошадей; по различным сочетаниям полиморфных систем белков и ферментов крови -

(в •%)

Чистокровная верховая Арабская Русская рысистая

Использовано систем «а -а Л о ё § а

8 ° 5 а и п о я К о =- я II -г *Х ' 3 Л 5 о ег та а с1 ^ О ЕР Я (-> •I- о

ТГ+Р1 ТГ+ Р1+А1 ТГ+Р1-£А1 + Ее ТГ-:-Р1+А1+Б8-(-6РОБ ТГ + Р1+А1 + Е8+6РОБ + Са1 + РОМ + РЫ1 ТГ+Р1+А1 + Б8 + 6РОБ + Са1 + РОМ + РЫ1+Ар + Са ТГ+А1 + Б8 Т1+А1+Бе + 6РОБ ТГ+АНЕе+ОРОБ + РОМ ТГ+А1 + Б8 + 6РОБ + РОМ + Са1 ТГ+А1 + Е$ + 6РОБ + РОМ + Са1+ АР ТГ+А1 + Е$ + 6РОБ + РОМ + Са1 + АР + Са ТГ+А1 + Е$ + 6РОБ + РОМ + Са1 + АР+Са+РЫ1 12 .14 .16 18 20 24 9 11 13 15 17 17 17 72.4 75.5 76,5 80,9 81,3 82,3 49,7 59,3 60,1 60.2 62,0 62.0 62,0 и 14 15 17 23 25 8 10 12 14 16 18 20 76,4 80,6 82,4 85.8 87,2 88,4 56.6 64.9 66,1 67,1 69,4" 70,4 71,0 12 14 17 19 • 25 27 10 12 14 16 18 20 22 74,3 79,5 85.3 87,5 90,9 93,0 70.4 74,9 77,9 81,0 82.5 83,2 85,5

Из данных таблицы 2 видно, что особенно заметный эффект при контроле происхождения дает сочетание многоал-лельных систем, таких как системы ТГ, К, Бе.

. Величина вероятности исключения ошибочных записей зависит от частот генов в полиморфных системах. Так, вероятность исключения по системам ТГ+А1 + Бе у чистокровных верховых лошадей составляет 49,7%, в то же время по этим системам у русских рысистых лошадей она достигает 70,4%. Разницу 20,7% обуславливают частоты генов альбумина, составляющие у чистокровных верховых лошадей А1А — 0,159, А1В —0,841, а у русских рысистых А1А —0,406, А1в — 0,594. Аналогичны показатели частот генов у этих пород лошадей

и по системе эстеразы. Так, частота гена Бер у чистокровных верховых составляет 0,044, при отсутствии гена Бе4 и соответственно высокой частоте Бе1 — 0,956. У ¡русских рысистых лошадей частоты генов в этом локусе Бе — 0,097, БеО — 0,339, Бе1 — 0,564.

Как только величина вероятности исключения ошибочных записей возрастает до 80,0% и более, увеличить ее становится труднее. Так, система преальбумина, по которой эффективность "исключения составляет 50,0% и более, увеличивает общую вероятность исключения у лошадей русской рысистой породы с 85,0% до 93,0%, т. е. только на 4,5%.

-'Расчеты прогнозируемой эффективности контроля достоверности происхождения лошадей были подтверждены тремя вариантами экспертиз (исключение ложного отцовства, «закрытая» экспертиза по установлению отцовства таблицы 3, 4).

Таблица 3

Анализ результатов экспериментального исключения ложного отцовства у лошадей русской рысистой породы

Исключения Исключено по полиморфным системам (в %)

А1 Бе 6-РОБ РОМ РН1 включено в анализ

Наблюдаемое Прогнозируемое 50,0 48,0 18,0 20,0 16,0 27,0 11,0 15,0 1,0 12,0 8,0 13,0 5 84 потомков 84 <? 15

РЕ—наблюдаемое 79,0.

РЕ — прогнозируемое 80,9.

Таблица 4

Результаты «закрытой» экспертизы по установлению отцовства лошадей

Установлено отцовство по полиморфным системам

Исключения ТГ+Л1 ТМ-Л1+Р1 Т1+Л1+Р1 + + Бе

п % п % п % в экспер-

п % тизу

Наблюдаемое . Прогнозируемое 7 9 35,0 48,0 11 12 55,0 60,0 16 15 80,0 79,0 19 17 95,0 85.0 520 Б 20 * 3

Из данных таблиц 3, 4 видно, что сравнение наблюдаемых и ожидаемых чисел исключений ложного отцовства как по отдельным системам, так и по их сочетаниям не выявило значительных отклонений сравниваемых показателей, а подведение итогов «закрытой» экспертизы констатировало совпа-

дение установленного действительного отцовства при исключении двух ложных.

На основании изучения разрешающей способности полиморфных белков и ферментов крови сделано заключение, что выполнять стандартные исследования по всем 16 системам полиморфных белков и ферментов при массовом контроле достоверности происхождения не целесообразно. Это связано с тем, что в локусах PHI, Cat, Ca, АР у большинства пород лошадей отмечены лишь незначительные вариации и разрешающая способность этих систем колеблется от 0 до 5,0%.

2.1.1. Фепотипичсские изменения полиморфных белков и ферментов крови в онтогенезе лошадей и процессе хранения

Полученные в исследованиях данные показали, что на пяти- и шестимесячной стадии развития эмбрионы уже имеют сходство со взрослыми особями но тинам трансферрина и альбумина. Однако интенсивность окрашивания этих белков на фореграмме слабее и над зоной альбумина проявляется яркая полоса фегального протеина.

В образцах сыворотки крови от новорожденных и жеребят недельного'возраста интенсивность окрашивания на форе-грамме полос трансферрина и альбумина возрастает, а фе-тального протеина слабеет. К месячному возрасту феталь-ный протеин исчезает.

Проведенные работы показали, что следует избегать ранних определений генетических маркеров у жеребят в течение первых пяти недель после их рождения, поскольку системы трансферрина, альбумина еще не имеют той активности, которая характерна для взрослых лошадей, а на фореграммах возможно проявление феталыюго протеина.

Большое значение при проведении экспертиз по исключению или установлению отцовства, при идентификации лошадей имеют сведения о изменяемости типов полиморфных белков в процессе длительного хранения образцов крови.

Наши исследования показали, что после двухлетнего хранения образцов сыворотки крови лошадей при температуре минус 20° С типы трансферрина в них не изменились и соответствовали свежевзнтым.

Существенные изменения наблюдали в системе альбумина — 90% образцов, имеющих в первый год хранения гомозиготный тин альбумина АА или ВВ, фенотипическн из-менилились. Гомозиготные формы, ранее выраженные одной яркой полосой, превратились в гетерозиготные, в виде двух менее ярких, но достаточно четких, одинаково окрашенных полос. Дополнительная полоса появилась впереди основной, таким образом гомозиготный тип альбумина ВВ через два

(и более) года хранения образца ничем не отличался от гетерозиготного и мог быть ошибочно принят за гетерозиготный. Это положение следует учитывать при проведении повторных экспертиз с использованием образцов крови, которые длительное время хранились в замороженном состоянии.

2.1.2. Производственная апробация и внедрение метода контроля достоверности записей происхождения лошадей по полиморфным системам'белков и ферментов крови

Производственная апробация метода показала удовлетворительную для практики коннозаводства эффективность исключения ошибочных записей о происхождении. С 1974 года контроль достоверности записей происхождения основных конских пород лошадей по полиморфным системам белков и ферментов стал проводиться систематически. С 1974 года по 1976 годы в двадцати конных заводах были определены генетические маркеры у 8988 и проконтролировано происхождение 4048 лошадей 10 пород. Процент исключений записей происхождения в эги годы колебался от 0,4% (в чистокровной верховой породе) до 24,0% (у лошадей полукровных пород). Так, у лошадей чистокровной верховой из 1154 проверенных животных было выявлено только 5 "особен с недостоверными племенными записями (0,4%). В терской породе из 41 лошади, доставленной для испытаний на ипподром, достоверность племенных записей была исключена у 10 животных (24,2%). В первом случае несоответствие племенных записей явилось следствием двойных покрытий кобыл разными жеребцами, во втором — результатом умышленной фальсификации — «прилития» крови чистокровных верховых лошадей с целью повышения резвостных качеств терских.

Контроль достоверности происхождения лошадей в течение трех лет дал положительные результаты. Так, если у лошадей ахалтекинской породы в первый год проведения контроля достоверности происхождения (1974) процент несоответствия записей составил 17,3%. то уже в 1975 году он снизился до 12,0%, а в 1976 году до 7,6%. Этот метод в 1974 году одобрен НТС МСХ СССР."

Проведенные исследования показали, что проблема племенного учета в коневодстве в 1974—1976 годах стояла очень остро и диктовала необходимость расширения работ по контролю достоверности происхождения и дальнейшего совершенствования метода.

2.2. Контроль достоверности записей происхождения по группам крови

Изучение возможности использования групп крови для контроля достоверности происхождения лошадей требовало 12

наличия необходимых сывороток-реагентов,, с помощью которых можно было бы определять генетически обусловленные эритроцитарняе антигены. Поскольку к началу работ необходимых для этой цели сывороток-реагентов в СССР не было, были проведены исследования по разработке и совершенствованию метода их изготовления.

Работы по изготовлению реагентов для определения эри-троцптарных антигенов'лошадей были начаты нами в 1976 году на животных Опытного конного завода. Для этой цели впервые за рубежом (в ПНР) были протестированы по группам крови 50 лошадей. Они положили начало формированию донорского поголовья лошадей, необходимого для получения моноснецифических сывороток-реагентов. Подробное изложение способа получения моноснецифических.сывороток-реаген-тов дли определения- групп крови лошадей с описанием техники иоааНОВКи реакций гемолиза и агглютинации, проведения иммунизации, абсорбции в больших и малых объемах, приготовлении комплемента опубликовано в разработанных нами «Методических указаниях но изготовлению сывороток-реагентов для определения групп крови лошадей», одобренных НТС МСХ СССР в 1980 году.

Создание тестированного поголовья лошадей, необходимого для проведения работ но изготовлению реагентов, получение первых в СССР моноспецифических сывороток-реагентов, прошедших международные сравнительные испытания, стало основой организации банка эталонных сывороток для определения групп крови лошадей. В настоящее время банк укомплектован эталонами всех известных моноснецифических сывороток лошадей. На основе проведенных исследований по изготовлению сывороток-реагентов для определения групп крови лошадей нами разработаны технические условия — ТУ-10-07-302-86 «Сыворотки иммуноспецифические для определения групп крови лошадей», которые введены в действие с 1Х 1.86 г. и являются основным документом к хранению и реализации реагентов.

2.2.1. Совершенствование технологии изготовления сывороток-реагентов

Результативность иммунизации лошадей по сравнению с другими видами сельскохозяйственных животных невысокая и" не превышаетЛ20,0%. Для повышения эффективности иммунизации впервые в практике получения реагентов в качестве средства, улучшающего иммунологическую активность продуцентов, мы использовали продигиозан. Этот биогенный препарат применяют в медицине, в случаях снижения иммунобиологической реактивности при инфекциях.

Сравнение результатов иммунизации без продигиозана.и

с его применением показало, что использование препарата дает дополнительно до 30% сывороток (реагентов), увеличивая в конечном итоге эффективность проводимых иммунизации с 19,0 до 58,0 процентов (таблица 5).

Таблица 5

Результаты применения продигиозана при иммунизации лошадей для получения сывороток-реагентов

Иммунизация реципиентов

и:£

Эффективность иммунизации

положительный результат

п

1 %

титр

антител в результативных иммунизациях

1 :4

1 :6

1 :8

1 : 10

1 : 16 1 :32

1 :64

С продигиоза-ном (опыт) Без продигиозана (контроль)

Без продигио-зана (в предыдуЩем году)

31 46

30

18 9

58,0 19,0

20,0

15 3

Л ш

о

3

о

6

1

2

о

Сыворотки (реагенты), полученные с применением продигиозана имеют повышенную активность. Без применения продигиозана (от общего числа полученных) титр антител 1 : 32 имеют 33,3% сывороток (реагентов). С применением продигиозана титр антител 1 : 32 имеют 83,3% сывороток (реагентов).

Применение продигиозана в практике изготовления моноспецифических сывороток (реагентов) для определения групп крови лошадей позволило более интенсивно использовать донорское поголовье и получить дополнительно до 39,0% сывороток (реагентов).

Использование при иммунизациях в течение двух лет продигиозана в дозе 60—75 мкг на 100 кг ж. в. не отразилось на физиологическом состоянии лошадей-продуцентов. В общей сложности за два года воздействию продигиозана подвергались 70 животных. Случаев шока, абортов, заболеваний и падежа у этих лошадей не было.

Этот новый способ не требует специального сложного оборудования, безвреден для здоровья реципиентов, может быть использован на'предприятиях по изготовлению сывороток-реагентов.

2.2.2. Использование различных криопротекторов при замораживании и хранении эритроцитов лошадей в условиях ультранизких (—196° С) температур

При изготовлении сывороток-реагентов необходимы большие запасы эритроцитов, способных не изменяться в процессе хранения. Для этого очень важно разработать технику их хранения на длительный срок. Реализация возможности длительного хранения эритроцитов доноров, панельных образцов кропи, больших объемов боенской крови для абсорбции значительно могла бы удешевить и облегчить процесс нзго-товления сывороток-реагентов.

Изучение криопротекционной способности 17 криозащит-ных веществ интра- и экстрацеллюлярного действия показало, что максимальная восстанавливаемость эритроцитов и лучшие результаты реакций при тестировании , наблюдали при использовании четырех из семнадцати изучаемых крио-протекторов при 30,0% их концентрации. Так, с рафинозои восстанавливаемость эритроцитов была 30,0, сахарозой — 40,0, мальтозой — 35,0, лактозой — 45,0 процентов.

Многоатомные спирты имели низкую криопротекшюнную эффективность.

При замораживании в гранулах больших, до 1 литра, объемов крови с 30,0% сахарозой и лактозой восстанавливаемость у эритроцитов была выше с сахарозой (60,25%), чем с лактозой (35,0% )•

Результаты опытов по продолжительному, в течение 6 месяцев хранению крови лошадей в парах жидкого азота с использованием в качестве криопротектора 30,0% раствора сахарозы не показали антигенных изменений эритроцитов.

Использование при замораживании крови лошадей восьми ограждающих растворов, в состав которых входили проникающие и непроникающие в клетки криозащитные вещества, показало, низкую восстанавливаемость эритроцитов после их размораживания.

Эффективность криопротекторов находится в прямой зависимости от техники замораживания крови. Так, после замораживания крови в тубах, независимо от состава криопро-тектора, эритроциты при размораживании гемолизируются. В тех же условиях криоконсервирования кровь, замороженная в виде гранул, сохраняет восстанавливаемость эритроцитов до 60,0% без изменения их антигенного состава.

2.2.3. Использование групп крови для контроля достоверности записей происхождения лошадей

Подробное описание принципов контроля достоверности записей происхождения лошадей по эритроцитарным антиге-

v

нам и генотипам родительских пар и их потомков с конкретными примерами семейных анализов изложены в разработанных нами «Методических указаниях по использованию групп крови при контроле достоверности происхождения лошадей», одобренных МТС МСХ СССР, в 1980 году.

Контроль достоверности записей происхождения по группам крови основывается на их широком разнообразии, кодо-минантном наследовании и неизменяемости в онтогенезе. Типы крови потомков формируются только из тех антигенов и аллелей, которые имеют их родители. Выявление у потомков антигенов или аллелей, отсутствующих у одного или обоих родителей служит основанием для исключения правильности племенной записи такого животного.

При проверке записи происхождения выясняют групповые антигены (фенотипы) у родителей и их потомков или их генотипы по контролирующим эти антигены аллелям.

В «закрытой» системе Б групп крови лошадей, как и в ♦ .электрофоретпчески определяемых полиморфных системах белков и ферментов крови, генотип лошади можно определить непосредственно по фенотипу, т. е. по данным тестов. В других системах групп крови (Л, С, К, Р, р, и) генотипы устанавливают семейным анализом, при этом выявляют'антиге-ны или их сочетания, переданные родителями своим потомкам и контролируемые отдельными аллелями.

2.2.4. Эффективность использования групп крови при контроле достоверности происхождения лошадей

Наши.исследования показали, что различные генетические системы групп крови обладают неодинаковой эффективностью -при контроле происхождения лошадей. Эта эффективность выражена в форме «процента исключения», т. с. процента выявленных случаев ложного родства. Как и в полиморфных системах белков и ферментов, она зависит от числа и относительной частоты аллелей и их генетических взаимосвязей. Наиболее эффективны при контроле происхождения полиал-лельныё системы.

Для одинакового числа аллелей и одинаковых аллельных частот система с кодоминирующими аллелями является более эффективной по сравнению с системой, включающей «негативные» аллели.

Результаты расчета эффективности использования каждой из 7 систем групп крови при контроле достоверности происхождения лошадей приведены в таблице 6.

Из данных таблицы видно, что в системах групп крови, где имеются «негативные» аллели и один фенотип маскирует два или несколько возможных генотипов, разрешающая способность значительно ниже, чем в «закрытой» системе Б 16

Таблица 6

Эффективность (%) контроля достоверности записей происхождения лошадей по группам крови

Число используемых аллелей Породи лошадей

Система (локус) о О т м « с-з « Я 1' (Я я н ш & а I о. ее РЗ К м га П 1П. а а* * о о. с о " « г к га —« Ш С - ё и г< С III 3 а> га га и 2 «з Д се га К 0- К га с

Л С Б К Р и Общая по группам крсви 4 •2 10 о 3 о о 27.6 16.3 62,2 2,7 15.7 13.8 4,3 84,7 30.5 18,0 65.3 10,1 27,8 17.6 15,3 91,2 30,3 16.5 67.8 5,3 14.6 18.9 87,9 23,0 18,3 02,17 5,3 13,9 16,5 72,2 27,9 18,4 72,0 16,7 16,6 5,9 89,4" 17,9 17,7 70,0 5,3 10.4 17.5 86,9 8,6 28,6 56,9 9,1 18,8 4,4 82,4 10,0 7.9 47,8 0.5 21.3 14,8 10.4 74.5

групп крови,' где оба аллели фенотипически проявляются одновременно.

Так, если по многоаллелыюй системе Л групп крови, включающей И аллелей (в том. числе 1 негативный), в 8 породах лошадей эффективность контроля достоверности происхождения колеблется от 8,6% (в ахалтекинской) до 30,0% (в орловской), то по системе Б групп крови, включающей 12 аллелей, этот показатель достигает от 47,8% (в арабской) до 72,0% (в донской).

Эффективность контроля достоверности происхождения лошадей по двухаллельным системам С, К, и, включающим негативный аллель, невысокая и у отдельных пород составляет всего 0,5—0,7% (по системе К в арабской и тракенеиской породах). Однако при соответствующем распределении частот групповых аллелей 'этих систем эффективность контроля достоверности происхождения может повышаться. Так, у ахалтекинской породы лошадей, имеющей распределение частот аллелей в системе С групп крови — Са — 0,5805, С- — 0,4195, значение этого показателя возрастает до 28,6%.

Эффективность контроля достоверности происхождения у лошадей при одновременном использовании всех семи систем групп крови достаточно высокая и колеблется от 72,0 до 89,0%.

Теоретические расчеты эффективности использования систем групп крови при контроле достоверности лошадей не всегда совпадают с практическими результатами. Так, если «закрытая» система Б в иммуиогенетической экспертизе ис-

о

17

пользуется очень широко и ее разрешающая способность не ниже теоретически рассчитанной, то этого нельзя сказать об остальных шести системах, имеющих «негативные» аллели. При разовых экспертизах далеко не всегда есть возможность установить генотипы родителей ио этим системам и эффективность контроля по таким системам в этом случае низкая. По сравнению с другими видами сельскохозяйственных животных (крупный рогатый скот, свиньи) число эритроцитар-ных антигенов у лошадей в настоящее время весьма ограничено, а среди лошадей, разводимых в СССР, одни антигены встречаются почти у каждого животного, а другие очень редко. .Очевидно, что анализа только по группам крови для осуществления иммуногенегической экспертизы недостаточно. В связи с этим целесообразно при проверке достоверности записей происхождения лошадей использовать группы крови в комплексе с полиморфными системами белков и ферментов.

2.3. Комплексная иммуногенетическая экспертиза по системам трансферрина, альбумина, эстеразы и группам крови, как. основной метод контроля достоверности происхождения лошадей

Как показали наши исследования, эффективность возможности исключения ложного и установления истинного отцовства при использовании комплекса систем полиморфных белков и групп крови возрастает.

В таблице 7 приведены расчеты показателей эффективности контроля достоверности записей происхождения лошадей трех пород по полиморфным системам белков и группам крови и их комплексу. Из приведенных данных видно, что если при контроле достоверности происхождения лошадей используют три полиморфные системы крови (Л + А1 + Бе), то в экспертизе участвуют 12 аллелей и вероятность исключения «недействительных родителей» колеблется от 49,7 до 70,4%.

Использование при контроле достоверности происхождения 7 систем групп крови увеличивает число аллелей до 25 и возможность исключения возрастает от 74,5 до 91,2%.

При одновременном привлечении к экспертизе происхождения полиморфных систем белков и групп крови число используемых при контроле аллелей увеличивается до 37, а показатель объединенного эффекта вероятности исключения ложного отцовства возрастает до 97,4%.

Комплексный метод контроля достоверности происхождения лошадей используется в коневодстве с 1977 года. На основании проведенных исследований и внедрения метода в практику разработаны «Методические рекомендации по использованию полиморфных систем белков и групп крови при контроле достоверности происхождения лошадей», которые

Эффективность (%) контроля достоверности записей происхождения трех пород лошадей по комплексу полиморфных систем крови

Локус

Ч(гслп 1гр-пользуемых аллелей

Породы лошадей

чистокровная верхо-пая (п —271)

арабская (п = 578)

русская рысистая

•• А1

• ТГ

ЕБ

ТГ+А1 • • ТГ+А1 + Ее ' А

С

» э

к

• о

Общая по группам крови

Группы крови+по-лиморфн. белки

6 4 8 12 4

о 10

о 3 2 2

25 37

11.4 40,7

4,1

47.5 49,7 17.9 17,7 70,0

5,3

16.4

17.5

80,9 93,5

17.7 41,9

9,2

52.2 50,0 10,6 7,9

47.8 0,5

21.3

14.8

10.4

74.5

88.9

20,0 48,5

27,9

58,9

70.4

30.5

18,0

65.3

10.4 27,8

17.6

15.3

91,2

97.4

о

одобрены зоотехнической секцией НТС МСХ СССР в 1985 году.

. Метод прошел производственную проверку, внедрен в 36 конных заводах и племенных фермах совхозов и колхозов РСФСР и других союзных республик. В этих хозяйствах за период 1977—1986 гг. проконтролирована достоверность записей у 21314 лошадей 14 пород.

\ Регулярный ежегодный контроль достоверности происхождения снизил несоответствия племенных записей в среднем по породам до 4,0—6,0%. Своевременное исключение этих лошадей позволило предотвратить затраты средств на иппо-дромные испытания, составившие 17,5 тысяч рублей.

С 1982 по 1986 гг. восстановлено происхождение у 213 жеребят. Расчет экономического эффекта от предотвращенного ущерба при восстановлении происхождения этих животных за пять лет составил 804015 рублей.

♦ Экономический эффект от подтверждения происхождения жеребят, родившихся от искусственного осеменения кобыл замороженной спермой, составил 367118 рублей. Общий экономический эффект от внедрения метода контроля достоверности происхождения лошадей с 1982 по 1986 гг. достиг 1188633 рублей.

3. Использование полиморфных систем крови при изучении аллелофонда и генетической. структуры пород лошадей

Полученные в результате исследований данные позволили ~ дать характеристику аллелофонда 12 основных разводимых в СССР пород лошадей, изучить степень их разнообразия и консолидации, судить о целесообразности использования от-" дельных систем крови при исследовании генетических процес-сов,происходящих в отдельных популяциях лошадей под влиянием естественного и искусственного отборов.

Исследования показали, что аллели Б системы групп кро-БИ и полиморфные системы трансферрина,-альбумина, эсте- = * * разы можно эффективно использовать при оценке у лошадей ♦ генетической изменчивости в породах. Эти генетические мар-. керы констатировали иммуногенетическое несходство популяций, различающихся по их. генеалогии, и подтверждали правильность существующих представлений об их родстпенных . связях. ;

У пород, близких по происхождению, сходных аллелей больше, а их частота выше, если же между породами в прошлом не наблюдалось родственных связей, то общих аллелей у них было мало. Так, лошади донской и буденновской (род--

♦ ственных) пород достоверно (РЛ0,05) различаются между собой только по одному аллелю локуса трансферрина (ТГ),

% ' аллелям Бае групп:крови, в то время как от орловской рысистой породы лошадей донская отличается (РЛ0,01) по .аллелям Т^ ТГ, Т^ ТГ, ТГ, Е8«, Е81 п'Б^, БЬст, Б", Ка, систем групп крови.. Аналогичные различия (или сходст-

♦ -ва) по иммуногенетическим маркерам наблюдали и между другими породами лошадей.-Наглядно эти различия отражал коэффициент генетического сходства, вычисленный по аллелям нескольких вместе взятых локусов.

; Анализ генетической структуры популяций лошадей раз-. ных пород показал высоку-ю эффективность использования генетических маркеров при-контроле за изменением этого показателя. В 12 изученных нами породах лошадей, подвергавшихся длительной направленной селекции, изменение генетической структуры популяции наблюдали по полиаллельиои системе Б локуса групп крови. Анализ расщепления аллелей показал достоверный недостаток теоретически ожидаемых гетерознгот в 10 породах. Только у арабской и терской пород (родственных) имеется достоверный избыток гетерозиготных генотипов в локусе Б системы групп крови.

. По полиаллельиои системе трансферрина нарушение генного равновесия констатировали у пяти пород из 12 с преимущественным избытком; гетерозиготных особей (Р>0,01). Всистеме эстеразынарушение,генного равновесия наблю-

дали в 7 породах из 12, с Достоверным.избытком гомозиготных особей (Р>0,05).

- Анализ генетической структуры популяций по изученным породам выявил повышенный уровень наблюдаемой гомозн-готности лошадей у 10 из 12 пород. Эга тенденция особенно заметна в сложных системах (Б и Бв). Только в двух породах лошадей — советской тяжеловозной и арабской фактиче. ский уровень гомозиготности был ниже ожидаемого. Таким образом, большинство изученных пород лошадей по локусам эстеразы и Б системы групп крови насыщены гомозиготами при недостатке гетерозигот.

Популяции лошадей характеризуются большим разнообразием по генам полиморфных систем. Однако анализ распространения аллелей в каждой изученной нами популяции "показал, что практически реализуются далеко не все возможные комбинации генов. В качестве примера можно использовать л о кус Б системы групп крови лошадей арабской породы. Возможное число Б генотипов при данном числе Б аллелей в этой породе — 36, фактическое же число генотипов — 12.

Полное отсутствие или нехватка отдельных генотипов, изменение генетической структуры по полналлельным системам в популяциях, на наш взгляд, носит направленный характер и может быть следствием длительного использования гомозиготных производителей, инбридинга, или применяемой "системы племенной работы.

Обобщая изложенное, можно сказать, что генетические маркеры полезны в объективной оценке генетического разнообразия и степени родства пород лошадей. Являясь составной частью генофокда популяции, они дают ценную информацию об изменениях, происходящих в ней в процессе селекции.

4. Исследование связи полиморфных локусов крови лошадей с селекционируемыми признаками

Данная глава посвящена изучению связи полиморфных ;локусов крови лошадей с селекционируемыми признаками. В ней обсуждены вопросы механизма связи полиморфных систем крови с показателями продуктивности сельскохозяйственных животных, анализируются гипотезы плейотропной связи, сцепления генов, гетерозисного эффекта при гетерогенных "подборах.

; Глава включает разделы исследований различных вариантов возможных связей полиморфных локусов крови с воспроизводительными функциями лошадей. Путем изучения массовых производственных материалов и постановки в строго контролируемых условиях специальных опытов изучена возможность существования ряда закономерностей, в том числе.

— влияния локуса трансферрина. на воспроизводительные функции лошадей;

— влияния сочетаемости отдельных аллелей локуса тран-сферрина на плодовитость лошадей;

— зависимости плодовитости лошадей от локуса альбумина и генетического сходства спариваемых особей по локусам трансферрина и альбумина;

— влияния различных типов трансферрина на содержание железа в крови лошадей,и результаты их плодовитости;

— зависимости плодовитости кобыл и оплодотворяющей способности жеребцов-, от нхгетерозиготности по локусам трансферрина, альбумина, эстеразы.

— зависимости воспроизводительных функций лошадей ог их генетического состояния по системам групп крови;

. —зависимости плодовой деятельности-кобыл от их имму-ногенетического сходства по группам крови, полиморфным системам белков и. их комплекса со спариваемыми жеребцами.

При изучении влияния полиморфных систем белков на воспроизводительные функции лошадей путем анализа многочисленных скрещиваний кобыл и жеребцов конкретных фенотипов получен обширный материал, позволяющий сделать определенные выводы о механизме их взаимосвязи.

Исследованием результатов 27345 покрытий 8799 кобыл с учетом их породной, принадлежности, возраста, хозяйства установлено повышение воспроизводительных способностей лошадей при подборах-родительских пар, обеспечивающих рождение гетерозиготного по локусу трансферрина потомства. Выявленная связь подтверждена проведением двух серий .контролируемых подборов 555 кобыл к конкретным жеребцам в шести конных заводах. Результаты одной из серий . подборов даны в таблице 8. .

Изучено влияние сочетаемости отдельных генов трансфер-ринового локуса (в'зависимости от скорости продвижения контролируемого ими белка в-блоке крахмального геля) на плодовитость лошадей. Эти:исследования показали, что худшая зажеребляемость (78,9%) и самый низкий процент благополучных выжеребок* (70,3%) получены при спаривании животных с одинаковыми аллелями (ВБхББ; РРхРБ и т. д.), а лучшие (90,7% и соответственно 80,0%) при подборах, где различия но подвижности трансферрина у спариваемых животных были максимальными— (ББХОО; РРХЯЯ). Эти материалы согласуются с полученными нами данными о лучших результатах при спаривании неподобных по трансферри-ну гомозиготных особей и рождении гетерозиготного по этому локусу потомства.

При изучении зависимости, плодовитости лошадей от ло-

Результаты выжеребки кобыл при гомо- и гетерозиготных по трансферринам подборах

Кличка жеребца, его тавро

Типы подборов

гомозиготные по ТГ гетерозиготные по ТГ

покрыто рождено жи- покрыто ко- рождено жи—

кобыл вых жеребят был вых жереб.

Близкий 134 Бивень 25

Конный завод им. С. М. Буденного

I

4 4

Зимовниковский конный завод

Дивизион 57 Забойный 234 Искромет 38 Любезный 103

Байбурт 53

X 2 4

О 3 2 5

Коннь1Й завод им. Первой Конной Армии

о о 7

о

6

Конный завод им. С. М. Кирова

Блеск 53 Эгоист 35

Процесс, 1965 Элевер 12 Нарцисс 1967

Кортик, 1971

Итого

%

Р <0,01

Ставропольский конный завод

4

2 0

Куедннский конный завод

4

42

100.0

3 2О 61.9

3 3'

5

53 100,0

4 47

з

6

куса альбумина и генетического сходства спариваемых особей по локусам альбумина и транеферрина установлено, что лучшие результаты по зажеребляемости кобыл и числу рожденных ими живых жеребят получены при отсутствии сходства между жеребцами и кобылами по локусам трансферрина и альбумина крови и рождении гетерозиготного по этим полиморфным белкам потомства (таблица 9).

Воспроизводительная способность кобыл при разных уровнях их сходства: с жеребцами по трансферринам и альбуминам

ЛУЙ. групп - Индекс сходства лошадей Показатели воспроизводительной способности кобыл- п. М±т (в%)

1 0,00 Всего Жеребые Аборт. • . . Рождено живых жеребят Прохолостело- 501 453 32 421 48 100,0±0,00 90,4±1,30 6,4 ±1,00 Ь4,0±1,60 9,6+1,30

* 2 0,25 Всего Жеребые Аборт . Рождено живых жеребят Прохолостело 4262 3616 265 3351 646 Ю0,0±0,00 81.8—5,50 6.2 ±0,36 '78,6 ±6,20 15,2 ±0,50

3 0,50 Всего Жеребые- . Аборт Рождено живых жеребят Прохолостело 9951 8493 667 7831 1453 100.0 ±0.00 85.4-.0,30 6.7=0.24 78,7±0,41 14,6±0,40

4 0,75 Всего Жеребые, Аборт Рождено живых жеребят Прохолостело 8052 6853 697 6156 1199 100,0±0,00 85,1 ±0,40 8,7±0,32 76,4 ±0,47 14,9±0Д0

5 1,00 Всего Жеребые . Аборт Рождено живых жеребят Прохолостело. 1513 1237 108 1129 276 100,0±0,00 81,8 ±0,98 7,1 ±0,66 74,7±1,10 18,2±1,00

Анализ данных по выжеребке кобыл отдельно по .конным заводам и. по породам выявил преимущество подборов кобыл к жеребцам с низким уровнем их генетического сходства по -трансферрину и альбумину в 29 конных, заводах из 37 обследованных и у 8 пород из 10.

Природу этого биологического явления можно объяснить возникновением моногенного гетерозиса,, обусловленного ге-терозиготностью по одной: паре аллелей изучаемых локусов. О позиции механизма этого явления, при гетерогенных подборах повышение воспроизводительных способностей лошадей можно отнести за счет рождения гетерозиготного по ло-кусу трансферрина и сумме двух локусов — трансферрина и альбумина — потомства, лучшую жизнеспособность которого можно рассматривать- как следствие межаллельной компле-

Показатели плодовой деятельности кобыл пяти пород в зависимости от уровня их гетерозчготности по трансферрину, альбумину и эстеразе крови

Показатели плодовой деятельности

Локус Уровень гетерози-готиости лошадей (в %) Плодовых лет зажерблясмость число абортов число рожденных живых жеребят

п Л1±т п Л1±т п М±т

ТС Гомозиготы Гетерозиготы 3463 7425 3014 '6453 87,0±0,6 87,0+0,4 260 440 8,1 ±0,4 0,0+0,03 2731 6013 78,9+0,7 Ы,0±и,ч

А1 Гомозиготы Гетерозиготы 5597 5051 4859 4325 86,8+0,5 85.1 ±0,5 358 309 6,4±0,3 6,1 ±0,3 4501 4016 80,4+0,5 79,5+0,5

Ее Гомозиготы Гетерозиготы 4000 2010 3352 2283 83,8±0,6 87,5±0,7 264 138 6,0 ±0,4 5,3 ±0,4 3083 '2145 77,2+0,7 82,2±0,7

ТС-]-Л1 Гомозиготы 50,0% Гетерозиготы 1622 5388 3538 1386 4721 3084 85.5 ±0,9 86,7±0,4 87,2±0,6 113 352 201 7,0+0,6 6,5±0,3 5,7±0,4 1273 4369 2883 78,5±1,0 81,8±0,5 81,5±0,6

ТС+А1+Ее Гомозиготы 33,3% 06,6% Гетерозиготы 679 2352 2556 972 561. 2034 2194 874 83,1 ±1,4 88.6 ±0,0 86,0+0,7 89,9+1,0 49 169 158 45 7,3 ±1,0 7,2+0.5 5,8±0,5 4.6 ±0,7 515 1915 2036 829 75,8 ±1,6 .81,4 ±0,6 80,0+0,8 85,3±1,1

менташш родительских особей, послужившей возникновению репродуктивного гетерозиса.

Наши исследования показали, что сам по.себе факт гете-розиготности кобыл по отдельным, локусам не влияет на их плодовитость. Гомо- и гетерозиготные по'локусам трансфер--рина и отдельно альбумина кобылы не имеют достоверных различий по плодовитости (таблица 10).

Однако одновременно гетерозиготные по генам нескольких локусов (трансферрину, альбумину, эстеразе) кобылы четырех пород лошадей имеют достоверное преимущество: (Р<0,01) по зажеребляемости и числу рожденных ими жн: вых жеребят перед гомозиготными по этим же локусам особями. Следовательно,, нарастание фактора гетерозиготности у маток по комплексу полиморфных систем — трансферрину, Лальбумину, эстеразе—в определенной степени служит маркером их гетерозиготного' состояния и достоверно связано с улучшением воспроизводительных способностей.

Аналогичные результаты получены и при обработке материалов в пределах каждой из пород.

Однако зависимость плодовитости лошадей от типов спариваний родительских пар по трансферрину могла быть не непосредственным результатом гомо- или гетерозиготности получаемого приплода, а следствием влияния измененного полиморфного белка на уровень окислительно-восстановительных процессов, которое могло отразиться на воспроизводительных качествах, лошадей.

Являясь основным переносчиком железа в организме животных трансферрин обладает комплексом функций его обмена и вполне возможно, что различные его формы могут обладать неодинаковой способностью присоединять к себе ионы железа и, тем самым, влиять на уровень окислительно-восстановительных процессов и плодовитость лошадей.

Проведенные нами исследования влияния различных форм трансферрина на содержание железа в сыворотке крови лошадей установили положительную связь между наличием гена ТГ и количественным содержанием железа.

Исходя из полученных нами данных о повышенном содержании железа в сыворотке крови у животных-носителей гена ТБ, мы изучили влияние этого фактора на репродуктивные способности 606 кобыл-терской, тракененской и буден-новской пород лошадей. Исследования показали, что по отношению к плодовитости лошадей ген Т^ локуса трансфер -рина нейтрален. Некоторая тенденция увеличения зажереб-ляемоети и числа рожденных живых жеребят у маток с геном Т^ была статистически недостоверна.

Полученные нами материалы.позволяют судить о том, что ген Т^ локуса трансферрина, вероятно, может иметь селек-

»

Зажеребляемость кобыл арабской породы в зависимости от типов их подборов к жеребцам и гомо- и гетерозиготиости ожидаемого потомства по системе Б групп крови

Ожидаемое соотношение гомо- и гетерознгот в потомстве

Кличка жеребца и его Результаты покрытия 4:0 1:1 1:3 0:4 итого

генотип

п 0'„ п ЛЬ п п 11 %

Асуан Благополучная выжеребка 25 62,5 33 84,6 41 70,7 99 72,3

Аборт 6 15,0 2 5,1 8 13,8 16 11,7

Холостые 9 22,5 4 10,3 9 15,5 22 16,0

Наследник Благополучная выжеребка 19 61,2 46' 85,2 65 76,5

Тополь ВЬст/Шк Аборт 6 19,4 2 3,7 9 9,4

Сувенир Холостые 6 19,4 6 11,1 12 14,1

Набег Благополучная выжеребка 11 64,7 31 86,1 6 75,0 48 78,8

Аборт 2 11,8 1 2,8 2 25,0 5 8,2

Нази Холостые 4 23,5 4 11,1 8 13,1

В среднем Благополучная выжеребка 25 62,5 63 72,4 77 86,5 47 71,2

Аборт 6 15,0 10 11,5 3 3,3 10 15,2

Холостые 9 22,5 14 16,1 10 11,1 9 13,6

ю

тивное преимущество в условиях дефицита железа в организме, или обладать еще каким-то неизвестным нам качеством, о „чем свидетельствует высокая частота аллеля почти у всех пород лошадей, однако не связан с их воспроизводительными функциями.

.В пользу теории гетерозиса и межаллельной комплементации говорят исследования групп крови и плодовитости лошадей. Повышение гетерозиготности потомков по системам групп крови улучшает воспроизводительные способности лошадей (таблица 11).

Изучая -нммуногенетическую обусловленность повышения плодовитости лошадей при гетерогенных по системам групп крови подборах, мы убедились в необходимости учитывать и возможное взаимодействие генотипов матери и отца по эри-троцитарным антигенам,- связанное с возникновением мате-рннско-плодовой несовместимости. На материале подборов, представленных в таблицах, 12. и 13 повышение плодовитости при гетерогенных по системе.Б групп крови спариваниях родительских пар отмечено только в случаях, исключающих материнско-плодовую несовместимость.

Т а блиц а. 12

Влияние иммунологической несовместимости родителей и гетерозиготности ожидаемого потомства по системе Б' групп • крови на выход жеребят у арабской породы лошадей

Ожидаемое в потомстве соотношение гомо- и ге-терозигот по системе Б групп крови Иммунологическая несовместимость Число спариваний п Благополучная выже-ребка Аборты Прохолост

п " % п % п %

1:1 исключена 71 55 77,46 . 7- 9,86 9 12,68

1 : 1 возможна 27 17 62,96 4 14,82 6 22,22

1 : 3 исключена 23 24 85,71 4 14,29

- 1:3 возможна - 64' 53 82,81 4 6,25 7 10,94

014 исключена- 18 ,16 88,90 2 11,11

0:4 возможна 68 ' 47 69,12 8 14,76 13 19,22

Из данных таблиц 12 и "13 видно, что если возникновение матеряшеко-плодового конфликта по отдельным антигенам ♦ было возможным, наблюдали достоверно большее число абортов, прохолостов и низкий процент благополучных выжере-бок.- '

Увеличение числа прохолостов может быть следствием того, что плод в результате иммунологическое несовместимости с материнским организмом* погибает в первой половине

I Влияние антигенных факторов системы Б групп крови при подборах на результаты благополучной выжеребки кобыл

Кличка и Генотипы Иммунологическая не- С ия Блзгопо-луч. вы- Аборты Прохоло-сты

генотип жеребца кобыл совмести- О к 2 « жеребка %

мость п % п п /о

Асуан, Dde/Dcgm исключена 48 40 83,3 3 6,3 5 10,4

1958 г.р. rjbcm/Dcgm возможна 57 40 70,2 8 14,0 9 15,8 ч

эмбрионального развитая и к 45 дню рассасывается, а его •* отсутствие регистрируется как прохолост маток. Это подт-Г верждают результаты обязательных в коневодстве ректальных исследований жеребости кобыл, которые проводят на 25, ( '45, 60 день после их покрытия.

Изучение плодовой деятельности кобыл в зависимости от / возможности возникновения у них иммунологической несов- -

местимости с потомством по одному и более антигенам по*. казало, что при исключающих иммунологическую нссовмести-*мость подборах, или когда предполагаемая несовместимость могла быть только по одному антигену, спаривания дают на-. . ибольший процент полноценных жеребят и наименьшее число прохолостов. При возникновении иммунологической несов-: местимости по трем и более антигенам результаты воспроизводительной способности лошадей достоверно (Р<0,001) ♦ -снижаются (таблица 14). •

Таким образом, накоплен значительный фактический материал по изучению воспроизводительных способностей лоша-

Та б лица 14

, Результаты плодовой деятельности кобыл арабской породы за 1979 и

1982 гг. в зависимости от возможности возникновения у них Иммунологической несовместимости с потомством при антигенных различиях со спариваемыми с ними жеребцами

Возможная иммунологическая не. совмести- Число кобЛл п Рождено полноценных жеребят Аборт, слабо и мерт-порож. Прохолост Пало после рождения

• антигенам п % п сй п 1 % п 1 %

Исключена по одному по двум по трем и более "В среднем 29 87 79 32 227 25 76 58 19 178 80,2 87,4 73,4 59,4 78,4 о 4 7 3 16 6.9 4,6 8,9 9,4 7,0 1 5 12 6 24 3,45 5,7 15,2 18,7 10,6 1 2 2 4 9 3.45 2.3 2,5 12,5 4,0

дей в зависимости от сочетания родительских пар по полиморфным системам белков :и. групп крови. Этот материал позволяет предположить,-.что несходство родителей по набору или отдельным аллелям .(антигенам) полиморфных белков и эритроцитарных антигенов создает условия гетерозиса, который, приводит к более высокой выживаемости гетерозиготных особей в эмбриональный и постэмбриональный периоды. В то же время отмечено, что несовпадение эритроцитарных антигенов матери и плода может вызвать явление материнско-плодовой иммунологической несовместимости, следствием которой является повышенное число абортов, прохолостов, пониженная жизнеспособность.родившихся жеребят.

Выводы

1. Иммунсгенетический контроль достоверности происхождения лошадей по полиморфным системам белков и группам крови является основным и объективным средством проверки соответствия родословных. Наиболее эффективными при решении этой проблемы у лошадей являются системы транс-феррина, преальбумина, альбумина, эстеразы и локус Б системы групп крови.

' 2. Изучение фенотипических изменений полиморфных систем белков и ферментов в онтогенезе лошадей показало, что необходимо избегать ранних иммуногенетических маркировок у жеребят в течение первых пяти недель после рождения.

. 3 . Длительное (более двух лет) хранение замороженных образцов сыворотки крови лошадей .приводит к изменению электрофоретнческой подвижности гомозиготного типа альбумина, вызывая раздвоение одинарной полосы, в результате чего гомозиготная форма альбумина может быть ошибочно принята за гетерозиготную.

4. Применение при иммунизацнях продигиозана повышает иммунологическую реактивность продуцента и увеличивает эффективность проводимых иммунизации с 20 до 50 и более процентов. Сыворотки (реагенты), полученные с применением продигиозана имеют выраженную повышенную активность.

5. В практике получения-реагентов впервые применено криоконсервирование эритроцитов с использованием в качестве крнопротектора 30,0% сахарозы. Длительное хранение гранул эритроцитов в. парах жидкого азота, не изменяет их антигенный состав и может быть использовано при хранении редких типов эритроцитарных.антигенов.

6. Установлены генетические особенности по полиморфным белкам сыворотки крови, антегиснам эритроцитов и контролирующим их аллельным генам 12 разводимых в СССР пород лошадей.

; 7. Установлена связь воспроизводительной функции кобыл

* с генами локуса трансферрина. При спариваниях, обеснечи-; вающих вероятность рождения кобылами гетерозигогного по ; локуеу трансферрина потомства, достоверно повышается за-"•' жеребляемость и увеличивается число рожденных жизнеспо-', собных жеребят.

Установленная связь подтверждена контролируемыми '; подборами родительских пар.

8. Установлена зависимость воспроизводительной функции

* лошадей от генетического сходства спариваемых особей по ; комплексу генов трансферрина и альбумина. Лучшие резуль-'* таты по показателям зажеребляемости кобыл и числу рож-♦: денных ими живых жеребят наблюдали при" отсутствии ге-" негического сходства между жеребцами и кобылами по этим

локусам.

9. Гетерозиготные одновременно но генам локусов трансферрина, альбумина, эстеразы кобылы имеют достоверное

. преимущество по показателям зажеребляемости и числу рож. денных живых жеребят перед гомозиготными по этим локу-; сам особями.

Гомо- и гетерозиготные отдельно по генам локусов транс-феррина и альбумина кобылы не имеют достоверных различий по показателям плодовой деятельности.

10. Оплодотворяющая способность жеребцов не зависит от их гомо- или гетерозигогного состояния по локусам транс-феррина, альбумина, эстеразы.

11. Подборы родительских пар, обеспечивающие рождение

* • гетерозигогного по системе Б групп крови потомства и исклю-

чающие возможность возникновения материнско-плодовой не' совместимости, повышают воспроизводительные способности < лошадей. > .. ,<-Ц

12. Установлена достоверная связь (Р<0,001) уровня ан-\ тнгенного сходства спариваемых лошадей с плодовитостью

кобыл. При повышении антигенных различий родительских пар (по трем и более антигенам) в результате возникновения матегинско-плодовой иммунологической несовместимости \ снижается число рожденных жизнеспособных жеребят и уве: личшается количество абортов.

Практические предложения

Рекомендованы для широкого внедрения в коневодстве следующие практические предложения:

1. Метод контроля происхождения лошадей по полиморфным белкам и ферментам крови (одобрен зоотехнической секцией НТС МСХ СССР 26 февраля 1974 года — протокол №

31

25, утвержден Главным управлением коневодства И коннозаводства МСХ СССР).. •'-.'. . •

,2. Метод изготовления сывороток-реагентов для определения групп крови лошадей (одобрен зоотехнической секцией НТС МСХ СССР 11 декабря 1980 года -протокол .\"з 101, утвержден Главным управлением коневодства и коннозаводства МСХ СССР).

- 3. Метод контроля достоверности происхождения лошадей по полиморфным системам белков и группам крови (одобрен зоотехнической секцией НТС МСХ'СССР, 3 июля 1985

♦ "года — протокол № 69, утвержден Главным управлением ко' неводства и коннозаводства МСХ СССР).

4. Способ повышения результативности иммунизации лошадей — продуцентов при получении моноспецифических сывороток (реагентов).

" * 5. Способ замораживания и хранения эритроцитов лошадей в условиях ультранизких температур.

.'6. Технические условия «Сыворотки.иммуноспецифические . для определения групп крови лошадей» (в соавторстве). (ТУ-10-07-302-86). Утверждены* зам. председателя Гссагро-прома СССР 23.Х.86 г. • '

♦ 7. Способ использования, полиморфных белковых систем и групп крови для повышения воспроизводительных способностей лошадей. .*. ; ' . Для практического применения этих методов осушествле-ны следующие мероприятия:. ♦ —" организованы научная лаборатория, йммуногенетики , (при ВНИИ коневодства) и отделы коневодства в производ-. ственных лабораториях Госплемобъедйнений (Краснодарской, .Омской, Харьковской, Литовской, Башкирской, Киргизской, Узбекской). , „% Это способствовало упорядочению племенного учета в хозяйствах и снижению числа, недостоверных записей, с .16,0 до

• 4,5%;

. — организовано изготовление сывороток-реагентов для определения групп крошг лошадей, повышена результативность проводимых иммунизации, что,позволило увеличить ежегодное производство сывороток-реагентов с .4,0 до 20,0 тысяч тестодоз; * • '

— сформировано эталонное по группам крови донорское, поголовье лошадей; •

— создан Всесоюзный банк реагентов;

— систематически осуществляется участие в международных сравнительных испытаниях сывороток-реагентов, что обеспечивает проверку качества, полученных реагентов и их

. * сравнение с международными стандартами.

*

Список основных публикаций по теми., диссертации

1. Д у б р о в с к а я Р. М. Использование полиморфизма белковых

* фракций крови при установлении отцовства у лошадей //Материалы 2-й

* конференции молодых ученых по генетике и разведению с.-х. животных.— *. Ленинград. —1971,—Т. 2.—С. 53—55.

2. Дубровская P. М. Генетическое исследование эстеразы в сыворотке крови у лошадей//Материалы научной конференции по вопросам

. технологии племенного, спортивного и продуктивного коневодства 16—17 ;• ноября 197.1 г. Рязань.— Рязань. — 1971. —С. 13 — 15.

3. Дубровская Р. М. Определение отцовства у лошадей путем " использования полиморфизма белков крови // Коневодство и конный спорт,— '. 1971— ЛЪ 6.—C.3G.

4. Дубровская Р. М. Наследование форм трансферрина, альбумина, преальбумнна у лошадей//Материалы III конференции молодых

. ученых по генетике и разведению с.-х. животных Ленинград.— 1973. Т. 2.—

- С. GI—71.

' 5. Д у б р о в с к а я Р. М. Изготовление сывороток-реагентов для оп-

<. ред1'ле:;ня групп крови лошадей и использование их при контроле происхождения // Рекомендации МСХ СССР по внедрению достижений науки и _„ передсиого опыта в производство.—Москва.—№ 8. С. 61—65 . G. Дубровская Р. М. Иммуногенетнческие маркеры в селекции лошадей.//Некоторые аспекты исследования биологич. систем: Докл.

- МОИП.. 1931.—Обшая биология.—Москва. 1983.—С. 35—38.

\ 7. Д у б р о в е к а я Р. М. Задачи дальнейшего повышения эффектив-" ности иммуногенетическнх исследований в коневодстве//Коневодство и г конный спорт.—1983. VS 10.—С. 13—14.

8. Д у б р о в с к а я Р. М. Методические указания по изготовлению сывороток-реагентов для определения групп крови и использования их при

f контроле происхождения лошадей.— Москва.— Колос — 1983. С. I—23.

9. Дубровская Р. М. Методические рекомендации по использо-'. ванию полиморфных систем белков и групп крови при контроле досто-". верности происхождения лошадей — ВНИИ коневодства. 1986,—39 с.

\

Л 381290 от 30/У1—88 г. Объем 21/* п. л. Заказ .1585. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44