Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ПОЛИМОРФНЫЕ ДНК - МАРКЕРЫ В ИССЛЕДОВАНИИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ЛОСОСЕВЫХ РЫБ

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "ПОЛИМОРФНЫЕ ДНК - МАРКЕРЫ В ИССЛЕДОВАНИИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ЛОСОСЕВЫХ РЫБ"

<А -З

На правах рукописи

СЕКСТЕ ЭДГАР АРТУРОВИЧ

ПОЛИМОРФНЫЕ ДНК - МАРКЕРЫ В ИССЛЕДОВАНИИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ЛОСОСЕВЫХ РЫБ

Специальность: 03.00.15 — генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканне ученой степени кандидата биологических паук

Са и кт-Пете рбу рг 2008

г-

Работа выполнена в лаборатории молекулярной цитогенетики Государственного., научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИГРЖ РАСХН)

Научный руководитель: доктор биологических наук

Официальные оппопеиты:

доктор биологических наук, профессор

В-П. ТЕРЛЕЦКИИ (ГНУ ВНИИГРЖ)

Б.П. ЗАВЕРТЯЕВ (ГНУ ВНИНГРЖ)

доктор биологических наук * И.Н. АНИСИМОВА

(ГНУ ВНИИР РАСХН)

Ведущее учреждепне:

ФГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела МСХ РФ

Зашита диссертации состоится Л£» О-П^елй 2008г. в часов на заседании диссертационного совета Д 006.012.01 по защите докторских диссертаций в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных (ГНУ ВНИИГРЖ) Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 196601, Санкт-Петербург- Пушкин, Московское шоссе, 55-а. Факс: (812)-465-99-89. Е-таН: spbvniigen@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГРЖ Автореферат разослан «¿¿>> 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор

Г-Н. Сердюк

Г** РГАУ-МСХА

3 ] имени К.А. Тимирязева

1. ОБЩАЯ ХЛРЛ1СГКРИСП11Ш 1>АЬТШЦ Н.И, Желеэнова

: Фоня на у »ш ой л мтера ту я ы

1.1. Актуапыюстъ темы. Поддержание оптимального уровня генетического разнообразия является одной из важнейших задач, требующих немедленного решения, поскольку снижение генетической гетерогенности приводит к ухудшению многих качественных показателей рыбы и ставит под угрозу существование генофондных популяций лосося и пород радужной форели. В тоже время увеличение генетического разнообразия приводит к утрате уникальных свойств и признаков, характерных для пород и популяций лососевых рыб.

В настоящее время с внедрением в практику молекулярно-генетических методов исследования, таких как ДНК-фингерпринтинг, таксонопринт, ЯАРО-анализ, появилась возможность проводить генетический контроль над уровнем генетического разнообразия в генофондных популяциях, подбирать оптимальную структуру и размер популяций, осуществлять подбор пар производителей для получения эффекта гетерозиса, подбирать пары для повышения выживаемости личинок и мальков лососевых рыб, а также осуществлять молекулярно-генетической оценку эффективности проводимой селекции, уточнять историю выведения пород и популяций лососевых рыб.

Представленная работа является частью научных исследований, проводимых лабораторией молекулярной цитогенетики ГНУ ВНИИ генетики и разведения с.-х. животных в соответствии с научной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации, выполненной по договору с РАСХН: 06.01.01. «Установить генетическую гетерогенность популяций сельскохозяйственных животных и разработать комплексную систему оценки наследственных качеств племенных животных на основе использования генетических маркёров и ДНК- технологий» (номер гос. регистрации 15070.7822000013.06.8.001.1).

1.2. Цель и задачи исследовании. Основной целью работы является оценка генетического разнообразна пород и популяций лососевых рыб с помощью полиморфных ДНК-маркеров.

В конкретные задачи работы входило:

определить перспективы применения метода ПАРО-РСЯ для выявления различий между видами и породами лососевых рыб;

провести подбор праймеров, способных выявлять повторяющиеся последовательности ДНК у лососевых рыб;

обнаружить маркерные фрагменты ДНК у отдельных пород и популяций лосося, используя молекулярный зонд (СОЛТ)4

провести сравнительную оценку генетических параметров, полученных с помощью 2-х методов: КАРО-РСЯ-анализа и ДНК-фи н гер принта нга.

1.3. Научная новизна работы. Впервые показан высокий уровень сходства между популяциями онежского и балтийского лососей (В5-0,92 по праймеру ОРР-17). Выявлены максимальные различия между популяциями каспийского и балтийского лососей {В5=0,69 по праймеру ОРР-17). Обнаружены маркерные фрагменты, характерные для каспийского лосося.

Наблюдается достаточно высокий уровень сходства между породой радужной форели ростапь и популяцией стальноголового лосося.

Показана высокая отрицательная корреляция между коэффициентом сходства и скоростью роста годовиков, а также между коэффициентом сходства и сохранностью мальков при гетерогенном подборе в парах стальноголового лосося.

1.4. Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическая значимость состоит в разработке молекулярно-

генет!гческих подходов для выявления особенностей породообразовательных процессов у лососевых рыб.

Полученные результаты свидетельствуют об эффективности использования ЕАРО-РСК анализа для обнаружения маркерных

последовательностей ДНК у генофондных популяций лосося н пород радужной форели.

Использованные методы позволяют с большой эффективностью подбирать пары стальноголового лосося для дальнейшего получения товарной рыбы.

1.5. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на аспирантских сессиях, отчетах лаборатории молекулярной цитогенетики и в материалах межрегиональной научной конференции аспирантов и студентов СПбГАУ, посвященной 100-летию университета. Отдельные положения работы представлены в материалах международной научной конференции ГНУ ВНИИГРЖ «Современные методы генетики и селекции в животноводстве», Санкт-Петербург, 26-28 июня 2007 и в журнале «Доклады РАСХН».

1.6. Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ.

1.7. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения, выводов, практических предложений производству и списка использованной литературы. Работа изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 28 таблиц и 13 рисунков. Список литературы включает 175 наименований, в том числе 112 на английском языке.

1.8. Основные положения, выноснмые па защиту:

наличие маркерных последовательностей, характерных для отдельных популяций рыб, выявляемых с помощью RAPD-PCR-анализа и ДНК-фин герпринтинга

использование зонда (GGAT)4 для тонирования популяций

лосося;

сравнительная оценка основных генетических параметров, полученных методом RAPD-PCR и ДНК-фингерпринтингом.

2. МАТЕРИАЛЫ II МЕТОДЫ ИССЛВДОВАНИЙ

Исследования проводили в лаборатории молекулярной- цитогенетики ГНУ ВНИИ генетики и разведения с.-х. животных. Объектом исследования были образцы ДНК. Геномную ДНК выделяли из крови рыб семейства лососевых; онежского, балтийского, каспийского и стальноголового лосося (род Salmo) и у некоторых пород радужной форели: росталь, рофор, форель доиальдсона, камлоопс и адлерская янтарная (род Oncorhynchus) (от 8 до 10 голов). Выделяли ДНК по стандартной методике (Т. Маниатис, 1 984).

Для определения понуляционно-генетических параметров в геиофоидных популяциях лосося и в породах радужной форели использовали два метода исследования — полимеразную цепную реакцию со случайными праймерами (RAPD-PCR-анализ) и ДНК- фингерпринтинг.

RAPD-PCR-анализ проводили с использованием 10 олигонуклеотидных праймеров: ОРР-12 (T.Hatanaka et al., 2003), ОРА-16 (Р.В. Mather, 2001), UBC-744 (T.Jug et. al., 2004), UBC-575 (T.Jug et al., 2004), UBC-509 (TJug ct al., 2004), UBC-508 (T.Jug et al., 2004), OPC-03 (X. Zhang et al., 1995), OPC-05(X. Zhang et al., 1995), OPC-12 (X. Zhang et al., 1995), OPP-17( D. Sharma et al., 2001).

Для ДНК-фингерпринтинга использовали олигонуклеотидный зонд (GGAT>4 меченый дезоксигеиином по усовершенствованной нами методике (V.P. Terletski, 2003).

Изображения анализировали с помощью программ компьютерной графики и Iplab™ и RFLPscan™, а также программы Gelstats™, которая позволяет рассчитать популяционно-генетические параметры по методикам разработчиков.

Анализ внутрипо пуля цион ной генетической вариабельности проводили на основании расчетов средней гетерозиготности (Stephens J.С. eta1,1992).

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

3.1. Анализ полиморфизма ДНК лососевых рыб род:» Salmo с помощью RAPD-PCR -анализа

В предварительных экспериментах было протестировано 10 десяти членных олигонуклеотидных праймера, из которых отобрано только два: OPP-I7 и ОРС-ОЗ, дающие наиболее информативные картнпы распределения полос (фрагментов ДНК). Исследованные популяции отличались по частотам встречаемости полос (табл. 1).

Так, например, фрагменты №2 (950 п.н.), 6 (300 п.н.), 11 (670 п.н.) обнаружены у всех изученных каспийских лососей и полностью отсутствуют в RAPD-cnempax онежского и балтийского лососей. Фрагменты №3 (850 п.н.), №5 (320), и №14 (360 п.н.), встречаются только у балтийского и онежского лососей.

Наиболее близкими оказались группы онежского и балтийского лососей (BS=0,93 по праймеру ОРР-17, BS=0,81 по праймеру ОРС-ОЗ и BS=0,87 по суммарной матрице). Такое генетическое сходство можно объяснить географической близостью ареалов распространения указанных групп лосося. К тому же наши результаты подтверждают данные морфологии и кариотипа лосося, в результате которых популяции онежского и балтийского лосося были отнесены к 2-м подвидам благородного лосося. Максимальные различия были получены между популяциями каспийского и балтийского лосося (BS=0,<59 по праймеру ОРР-17, BS=0,75 по праймеру ОРС-ОЗ, BS=0,72 по суммарной матрице). Каспийский лосось подвергся большей дивергенции вследствие географической изоляции этого вида лосося и отсутствием обмена генетическим материалом на протяжении многих поколений.

Таблица 1. Чистота встречаемости некоторых фрагментов ДНК ¡га

НАРЕК спектрах лососевых рыб

Праймер Номер Размер Частота встречаемости фрагментов

фрагмента фрагмента онежский каспийский балтийский

(П.Н.) лосось лосось лосось

1 1030 0,89 0,00 1,00

2 950 0,00 1,00 0,00

3 850 1,00 0,00 1,00

ОРР-17 4 800 0,89 0,50 1,00

5 320 1,00 0,00 1,00

6 300 0,00 1,00 0,00

7 250 0,89 0,50 0,89

8 2100 1,00 0,75 0,00

9 2000 0,00 1,00 0,89

10 840 1,00 0,00 0,56

ОРС-ОЗ 11 670 0,00 1,00 0,00

12 420 1,00 1,00 0,22

13 380 1,00 1,00 0,33

14 360 1,00 0,00 1,00

Результаты расчетов генетического сходства и генетического расстояния между различными группами рыб, подученные с использованием двух праймеров: ОРР-17 и ОРС-ОЗ представлены в таблице 2.

Таблица 2. Коэффициенты генетического сходства (05) и генетические расстояния (О) между популяциями онежского, балтийского н каспийского

лосося по данным RAPD-аналиэа

Праймер В5 внутри групп BS между группами генетическое расстояние по Lynch (D)

I II III I -11 І-Ш 11-111 I-1I І-Ш п-ш

ОРР-17 0,91 0,93 0,94 0,70 0,93 0,69 0,22 0,00 0,24

ОРС-ОЗ 1,00 0,96 0,88 0,81 0,81 0,75 0,17 0,13 0,18

По двум праймер. 0,96 0,95 0,91 0,76 0,87 0,72 0,20 0,06 0,21

1 — онежский лосось; II — каспийский лосось; III — балтийский лосось

D- генетическое расстояние по Lynch (1991)

Низкие значения генетического расстояния отмечены между онежским и балтийским лососем (D=0,00 по праймеру ОРР-17, D=0,13 по праймеру ОРС-ОЗ и D=0,0ó по суммарной матрице).

Генетическое разнообразие определяли по критерию средней гетерозиготности. Наибольшее генетическое разнообразие наблюдается у балтийского лосося (Н'=0,11), а наименьшее у каспийского лосося (Н'=0,06) по суммарной матрице.

3.2. Анализ гетерогенности лососевых рыб рода Salmo с помощью ДНК-фингерприкгинга

На картине фингерггршгпшга ДНК балтийского, онежского и каспийского лососей имеются полосы, встречающиеся у всех изучаемых видов с частотой 1,00. (фрагменты 53, 67 и 70). Есть также фрагменты, характерные для отдельных популяций.

Таблица 3. Коэффициенты генетического сходства (BS) и генетические расстояния (D) между популяциями онежского, балтийского и

каспийского лосося по данным ДНК-фингериртггинга

Кол-во

Популяция п полос на BS внутри BS между D

дорожку Х±т Р групп группами

балтийский 10 33,2± 1,57 9,23x10"* 0,57

лосось 0,53 0,07

онежский лосось 9 33,3±1,11 1,63x10"7 0,63

балтийский 10 33,2±1,57 9,23x10"* 0,57

лосось 0,43 0,13

каспийский 10 39,2*1,97 7,04x10'" 0,55

лосось

онежский лосось 9 33,3± 1,11 1,63x10' 0,63

7,04x10 й 0,44 0,15

каспийский 10 39,2± 1,97 0,55

лосось

Р — вероятность встречаемости двух особей с идентичными

фрагментами ДНК; п - число особей

to

Например, фрагмент 42 является мономорфным для каспийского лосося и редко встречается у балтийского и онежского лососей. Л фрагмент 122 является мономорфным для онежского лосося и редко встречается у балтийского и каспийского лососей.

Коэффициенты сходства между балтийским и онежским лососем значительно выше, чем между каспийским и обоими этими видами (табл. 3). Соответственно, значения генетического расстояния между"каспийским и другими двумя популяциями были существенно выше.

Расчет генетического разнообразия внутри популяций проводился по критерию средней гетерозиготности (Stephens J.С. et.a!,, 1992). Самый высокий уровень гетерозиготности отмечен в популяции каспийского лосося (Н=0,62). Самый низкий уровень генетического разнообразия выявлен в популяции онежского лосося (Н=0,40). Это объясняется малочисленностью популяции. Кроме того, онежский лосось является представителем озерной экофауны, что практически исключает обмен генетической информацией и ведет к снижению генетического разнообразия этого ценного вида рыб. Для более точной оценки требуется проведение мониторинга природной популяции этого вида.

В ходе исследования выяснилось, что каспийский лосось по изучаемым мннисателлитным маркерам, значительно отличаются от всех изучаемых видов лосося. Балтийский и онежский лосось в процессе эволюции генегически дивершровали незначительно, поскольку относятся к одному виду. Полученные данные могут бьпъ использованы для контроля генетического разнообразия в генофондных популяциях лососевых рыб.

ЗЛ. Анализ генетического разнообразия пород радужной форели с помощью ЯАРО-РСН-эпапиза

Был проведен ЯАР1>-анализ 2-х пород радужной форели (росталь и рофор) и популяции стально голового лосося, с целью оценки генетического разнообразия этих популяций. Были отобраны 6 праймеров, дающие наиболее полиморфную картину распределения полос.

Породы радужной форели отличались по частотам встречаемости полос на ИАРГ>-спектрах (табл. 4).

Таблица 4. Частота встречаемости некоторых фрагментов ДНК на

RAPD-cn «страх пород радужной форели н стальн оголооого лосося

Праймер Размер Частота встречаемости фрагментов

фрагмента росталь сталы гоголовы й рофор

(пн.) лосось

770 0,56 0,75 0,44

430 0,33 0,25 0,67

ОРР-17 350 0,78 0,50 0,22

300 0,56 0,63 0,67

1600 0,00 0,25 0,33

1200 0,67 0,88 0,67

ОРС-12 500 0,44 1,00 0,56

480 0Т44 0,38 0,78

2500 1,00 1,00 0,56

900 0,89 1,00 0,56

ОРС-05 890 1,00 0,88 1,00

600 1,00 0,63 0,78

880 0,67 0,50 0,13

ОРС-ОЗ 750 0,89 0,88 0,63

600 0,78 0,88 1,00

1300 0,78 1,00 0,67

UBC-744 500 0,67 0,63 1,00

1050 1,00 0,88 1,00

UBC-508 1000 1,00 0,63 1,00

720 0,67 0,50 1,00

Разница в частотах незначительна, но все же позволяет судить о степени полиморфизма в определенной популяции. Так с помощью прайм ера

ОРС-12 выявлен фрагмент ДНК размером 500 пл., встречающийся у всех особей сталыюголового лосося и значительно реже у пород росталь и рофор. Праймер ОРС-05 выявил фрагмент длиной 600 п.н., который был обнаружен у всех особей форелей росталь и рофор. Праймер ЦВС-508 обнаружил фрагмент длиной 1000 п.н. у всех форелей рофор и росталь и встречающийся с меньшей частотой у стальноголового лосося.

Наиболее однородной труппой оказалась порода росталь (В3=0,99 по праймеру ОРС-05 и В3=0,92 по суммарной матрице), а наиболее гетерогенной - стальноголовый лосось (В5=0,79 по праймеру ЦВС-508 и 0,91 по суммарной матрице) (табл. 5). Стальноголовый лосось - проходная рыба, характеризующийся множеством фенотипически различающихся форм, приспособленных к самым различным ареалам, что естественно отражается на генофонде популяций, как следствие высокий уровень генетического разнообразия.

Таблица 5. Коэффициенты генетического сходства (В8) п генетические расстояния (О) между породами радужной форели росталь и рофор и популяцией сталыюголового лосося по данным 11АР1>-аналиэа

Праймер В5 внутри групп ВЭ между группами О (генетическое расстояние)

I II Ш 1-И 1-Ш II - III [-11 1-Ш И-III

ОРР-17 0,80 0,84 0,84 0,83 0,81 0,84 0,00 0,01 0,00

ОРС-12 0,94 0,96 0,92 0,94 0,93 0,93 0,01 0,00 0,01

ОРС-05 0,99 0,95 0,90 0,96 0,93 0,91 0,01 0,02 0,02

ОРС-ОЗ 0,92 0,92 0,94 0,93 0,91 0,93 0,00 0,02 0,01

ЦВС-744 0,93 0,96 0,96 0,95 0,94 0,94 0,00 0,00 0,01

ЦВС-508 0,92 0,79 0,90 0,86 0,90 0,84 0,00 0,01 0,01

По суммарн. матрице 0,92 0,91 0,91 0,91 0,91 0,90 0,00 0,01 0,01

I - росталь, II — стальноголовый лосось(Ропша); III - рофор

Порода росталь в свою очередь создавалась на основе стальноголового лосося, с применением близкородственных скрещиваний, что повлекло за собой снижение генетического разнообразия.

Наиболее близкими среди пород являются особи пород росталь и стальноголового лосося (ВБ=0,96 по праймеру ОРС-ОЗ, по праймеру иВС-744-0,95 и по суммарной матрице -0,91).

Максимальные различия были получены между особями стальноголового лосося и форели рофор (В 5=0,84 по праймеру ОРР-17 и 0,90 по суммарной матрице).

Относительно низкие значения генетического расстояния отмечены между породой росталь и стал ышголовы м лососем (табл. 5). Поскольку генофонд породы росталь представлен значительной долей генов стальноголового лосося.

3.4. Генетическая изменчивость радужной форели, определяемая методом Д11К-фншг рнршгпн ш»

Для сравнения изучаемых пород форели, был проведён анализ частоты встречаемости полос. К отличительным особенностям породы росталь следует считать отсутствие полос 3,6, 27, присутствие у всех особей полосы 44. У стальноголового лосося при отсутствии полосы 27, присутствуют полосы 3 и 6. Порода рофор имеет все три полосы 3, 6 и 27, при отсутствии полосы 109. Частота встречаемости полос у каждой породы рыб позволяет идентифицировать исследуемые популяции.

Коэффициенты сходства находятся в пределах, характерных и для других видов животных. Наиболее низкие коэффициенты сходства у стальноголового лосося и породы рофор свидетельствуют о высокой гетерогенности популяций, по сравнению с породой росталь (табл. 6). Коэффициенты сходства между породами достаточно высокие. Это говорит о генетической близости изучаемых популяций рыб. Об этом свидетельствуют и данные о генетических расстояниях.

Таблица б. Коэффициенты генетического сходства (В8) и генетические расстояния (О) между породами радужной форели росталь и рофор н популяцией сгальноголового лосося по данным ДНК-фннгерпрннтинга

Порода п Среднее число полос на дорожке. Р ВЭ внутри групп ВЭ между группами О

росталь 10 34,2*3,12 5,4x10'' 0,66

стальноголо- 1,4x10"10 0,51 0,06

вый лосось. 10 30,0±4,02 0,47

росталь 10 34,2*3,12 5,4x10*1,1 0,66 0,50 0,09

рофор 10 31,2*4,05 7,8x10'10 0,51

стальноголо- 10 30,0*4,02 1,4x10"1 и 0,47

вый лосось 7,8x1 О*10 0,45 0,05

рофор 10 31,2±4,05 0,51 4

Генетическая дивергенция небольшая между всеми группами. Наиболее высокий показатель генетического расстояния между породами росталь и рофор.

3.5. Молетсулярно-генетическнй анализ пар-произвол »мелей сгальноголового лосося с помощью ДНК- фннгерприктннга

Ставилась задача установления связи между генетическим сходством (ВЭ) производителей по ДНК-фингерпринту и производственными показателями потомков этих пар. Коэффициент сходства между подобранными парами составлял 0,48±0,026 При минимуме 0,27 (гетерогенный подбор) и максимуме 0,66 (близкий гомогенному подбору). Интересно, что зависимость сохранности мальков от ВЗ была обратной (0,46), а навеска рыбы при последующем выращивании характеризовалась положительным коэффициентом корреляции (0,42). Выявлено, что на такие показатели как сохранность икры, сохранность личинок, скорость роста в первые четыре месяца и др. оказывают большее влияние другие факторы, а не гомогенность или гетерогенность подбора. В результате оценки роста и развития молоди за 7 месяцев, селекционерами было отобрано потомство.

пары №6 и пары №9. Коэффициент сходства (BS) между производителями в этих парах составлял 0,51 и 0,38 соответственно. Семья Хз9 имеет низкий коэффициент сходства, а семья №6 коэффициент сходства несколько выше среднего по всем изучаемым нарам.

Проведенная оценка изменчивости потомков семьи 9 и семьи 6 показала, что BS внутри семей высокий (0,78 и 0,76), а между семьями ннзкий (0,57±0,005). Гетерозиготность семьи 6 оказалась практически такой же, как и у семьи 9, несмотря на то, что подбор производителей у семьи 9 был гетерогенным.

3.6. Д11 К-фннгер прннтн и г популяций радужной форели Адлерского рыбного хозяйства

На данном этапе исследования нами изучались методом ДНК -фингерпринтинга породы форели я1ггарпая (трех разновидностей окраски: дикой, паломино и альбино), форели породы камлоопс it доизльдсона.

Сравнивая изучаемые породы форели нами, во-первых, был проведен анализ частоты встречаемости полос. Были обнаружены полосы, частота встречаемости которых в одной породе значительно отличалась от частоты встречаемости в другой.

Таблица 1. Коэффициенты генетического сходства (BS) и кмитнчеекне расстояния (D) в трех группах форели (янтарная діпсоіі окраски, паломино, альбнно) по данным ДНК - фингерпршпннги

Сравниваемые Полос на

группы форелі[ п дорожку Р BS внутри BS между D

Х±т групп групами

янтарная дикой 9 28,2±2,4 9,6x10"13 0,41

окраски 2,7x10'11 0,37 0,02

паломино 9 24,3±3,1 0,37

янтарная дикой 9 28,2±2,4 9,6x1012 0,41

окраски 0.36 0,05

альблно 7 18,б±3,7 5,2x10^ 0,41

паломино 9 24,3±3,1 2,7x10-" 0,37

0,38 0,01

альбнно 7 18,6±3,7 5,2x10* 0,41

Была обнаружена маркерная полоса, характеризующая популяцию у форели породы дональдсона. Имелись полосы с высокой частотой встречаемости в одной популяции и с низкой - в другой. Есть также множество редко встречающихся полос, что обуславливает полиморфизм ДНК и дает возможность оценивать гетерозиготность популяции.

При исследовании пород форели была поставлена задача изучения их генетического разнообразия. Во-первых, анализировались фингерпринты по коэффициенту сходства (В 8).

Таблица 8. Коэффициенты генетического сходства (Вв) и генетические расстояния (О) в трех группах форели (камлоопс, дональдсона к янтарной дикой окраски) по данным ДНК—фингсрнрннпшга

Сравниваемые п Попоена Р ВБ внутри Вв О

группы форели дорожку групп между

Х±т групами

камлоопс 9 28,б±2,4 9,6x10" 0,50

0,44 0,06

форель 10 25,1±2,0 2,7x10'" 0,50

дональдсона

камлоопс 9 28,6±2,4 9,6x10"'* 0,50

0,43 0,04

янтарная дикой 10 26,4± 1,9 5,2x10"4 0,44

окраски

форель 10 25,1 ±2,0 2,7x10'" 0,50

дональдсона 0,43 0,04

янтарная дикой 10 26,4±1,9 5,2x10"8 0,44

окраски

Сравнение всех изучаемых пород форели показало наибольшее

отличие камлоопс и дональдсона. Коэффициент сходства внутри пород форели дональдсона и форели камлоопс был выше, чем у янтарной дикой окраски (табл. 8). Средняя гетерозиготность была выше у янтарной дикой окраски и янтарной паломино. Низкий уровень гетерозиготности отмечен в породах форели камлоопс, дональдсона и янтарная альбино. Возможно, это обусловлено жестким отбором и высокой степенью инбридинга.

п

выводы

1. Проведенный анализ ЯАРО-спектров выявил маркерные фрагменты размером 950 н.н., 670 п.н. и 300 п.н., специфичные для каспийского лосося.

2. Методом ДНК-фингерпринтинга показана значительная разница в частотах встречаемости ряда фрагментов ДНК между онежским, балтийским и каспийским лососем.

3. В результате КАРВ-аналнза наблюдается высокое генетическое сходство между популяциями онежского и балтийского лосося (В8=0,93 по праймеру ОРР-17), а так же - между породой росталь и стальн о головым лососем (В 5=0,9 б по прайм еру ОРС-05, по праймеру ЦВС-744-0,95 и по суммарной матрице-0,91).

4. По данным ИАРО-анализа, максимальные различия были получены между популяциями каспийского и балтийского лосося (В8=0,69 по праймеру ОРР-17).

5. Самый высокий уровень гетерозиготности отмечен в популяции каспийского лосося (Н=0,62). Самый низкий уровень генетического разнообразия выявлен в популяции онежского лосося (Н^0,40) при использовании ДНК-фипгерпринтинга.

6. В ходе КАР1> анализа выяснилось, что популяции янтарной форели Адлерского рыбного хозяйства по основным генетическим параметрам слабо различаются, что вероятно связано с жестким отбором в этих популяциях.

7. В результате анализа пар производителей стальноголового лосося выявлена отрицательная корреляция между сохранностью их мальков и коэффициентом сходства (В8) при гетерогенном подборе.

8. ДНК-фннгерпринтинг, в целом, подтверждает основные выводы, полученные с использованием КЛРО-аналнза.

ш

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Данные по полиморфным ДНК-маркерам рекомендуется использовать при разведении пород радужной форели и в программах по сохранению генофондных популяций онежского, балтийского и каспийского лосося.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ Д ИССЕРТАЦИИ

1. Сексте Э.А. Молекулярно-генетический анализ гетерогенности пород радужной форели / Э.А. Сексте, Н.В. Дементьева, В.П. Терлецкнй и др. //Доклады РА СХН.-2008.-№ 1 ,-С. 43-46

2. Сексте Э.А. Применение ПЦР-анализа со случайными праймерами для типирования популяций рыб семейства лососевых / Э.А. Сексте, О.В. Митрофанова, Н.В. Дементьева, В.П. ТерлецкиЙ, А.Ф. Яковлев // Материалы конференции, посвященной 100-летию научной селекции в России, - М.-2003.-С. 190

3. Митрофанова О.В. Полиморфизм ДНК лососевых рыб, определяемый ИАРО-РСЯ анализом / О.В. Митрофанова, Э.А. Сексте, Н.В. Дементьева, В.П. ТерлецкиЙ, А.Ф. Яковлев // Материалы Межрегиональной научной конференции аспирантов и студентов зооинженерного факультета, посвященной 100-летию университета. -Санкт-Петербург-Пушкин, 2004, - С.64-69

4. Митрофанова О.В. Использование случайных праймеров дм типирования популяций лососевых рыб / О.В. Митрофанова, Э.А. Сексте, Н.В. Дементьева, В.П. ТерлецкиЙ, А.Ф. Яковлев // Генетика, селекция и племенное дело в аквакультуре России. — М,: ФГНУ «Росинформахротех». — 2005.- С. 182-184

5. Яковлев А.Ф. Использование полиморфизма ДНК и генов в селекции сельскохозяйственных животных / А.Ф. Яковлев, В.П. ТерлецкиЙ, В.И. Тыщенко, Н.В. Дементьева, О.В. Митрофанова, Э.А. Сексте

//Материалы международной научной конференции ВНИИГРЖ «(Современные методы генетики и селекции в животноводстве». -Санкт-Петербург,- 2007,- С. 18-23

6. Теряедкий В.П. Молекулярно-генетическая оценка гетерозиготности в популяциях животных. / В.П, Терлецкий, Н.В. Дементьева, В.И. Тшценко, О.В. Митрофанова, Э.А. Сексте и др. Н Материалы международной научной конференции ВНИИГРЖ «Современные методал генетики и селекции в животноводстве», Санкт-Петербург, 2007.- С. 273-277

7. Дементьева Н.В. Молекулярно-генетический анализ при подборе пар стальноголового лосося. / Н.В. Дементьева, В.И. Тыщенко, В;П. Терлецкий, ЭЛ. Сексте и др. // Материалы международной научной конференции ВНИИГРЖ «Современные методы генетики и селекции в животноводстве», Санкт— ~ ~

і

Подписано в печать 17.03.2008 г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Объём 1 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № {СС

Отпечатано на ризографе ГНУ СЗНИИМЭСХ