Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Полиморфные эритроцитарные системы в селекции свиней

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

Автореферат диссертации по теме "Полиморфные эритроцитарные системы в селекции свиней"

о л

На правах рукописи

Орлова Галина Владимировна

ПОЛИМОРФНЫЕ ЭРИТРОЦИТАРНЫЕ СИСТЕМЫ В СЕЛЕКЦИИ СВИНЕЙ

06.02.01- разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

новосибирск - 1998

Работа выполнена в Институте цитологии и генетики СО РАН и Сибирском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте животноводства СО РАСХН, г. Новосибирск

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Бекенёв В.А.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Тихонов В.Н.

кандидат биологических наук, доцент Жучаев К.В.

Ведущее учреждение: Институт общей генетики РАН, г. Москва

Защита диссертации.состоится " ¿Л_1998 г. в ^

час. на заседании диссертационного совета Д-120.32.02 в Новосибирском государственном аграрном университете (630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирскогс государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " Л " СХ мЪШхшт.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук КОЧНЕВ H.H.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Общепринятые методы селекции свиней недостаточно используют генетический потенциал существующих пород. Необходимы дальнейшие теоретические и практические разработки и внедрение в производство эффективных приемов селекции для улучшения адаптивных и воспроизводительных качеств свиней с учётом современных интенсивных технологий. Изучение электрофоретических вариантов ферментов в качестве генетических маркеров позволяет исследовать генетическое разнообразие популяций и пород, степень дифференциации отдельных субпопуляций и внутрипородных линий (Созинов, 1985; Алтухов, 1993; Глазко, Созинов, 1993).

В связи с интенсивной межпородной гибридизацией остро встала проблема сохранения генофондов локальных пород и популяций. Как показывает практика, использование завозных производителей не всегда эффективно и может сопровождаться интродукцией в местные стада нежелательных мутаций и предрасположенности к заболеваниям. Однако, для эффективного использования генофонда отечественных пород необходимо изучать их генетическое своеобразие (Захаров, 1992). Значительный и самостоятельный интерес представляет сравнение генофондов домашних форм свиньи с дикими предковыми формами, которые адаптированы к обитанию в разнообразных природных условиях (Тихонов, 1991).

Эффективность свиноводства в значительной степени связана с повышением многоплодия, основным компонентом которого является размер помета. Признак "размер помета" относится к группе адаптивных, полифакторно контролируемых количественных признаков с низким коэффициентом наследуемости. Известно, что на размер помета отрицательно влияют различные генетические факторы (Понд, Хоупт, 1979; И^ЫМ е1 а!., 1996), в том числе, летальные и снижающие пренатальную жизнеспособность потомков факторы (1т1аЬ, 1970; Никитин, Лобков, 1996; Тихонов, Бобович, 1996). В связи с этим, особого внимания заслуживает изучение случаев нарушения менделевского расщепления генотипов по полиморфным системам в анализирующих скрещиваниях сельскохозяйственных животных, которое может указывать на присутствие в популяциях летальных факторов, снижающих размер помета.

Цель н задачи исследования. Целью настоящего исследования является изучение полиморфизма систем эритроцитарных ферментов и возможностей использования биохимических маркеров в селекции свиней.

При выполнении диссертационной работы были поставлены следующие

задачи:

1. Изучение мономорфизма и полиморфизма систем эритроцитарных ферментов у домашних свиней различных пород, разводимых в Сибири, и сравнительный анализ изменчивости по этим системам у домашних и диких свиней.

2. Характеристика полиморфных биохимических систем у свиней крупной белой породы создаваемого сибирского типа и сравнение этих систем в двух популяциях свиней - новосибирская крупная белая 1 и 2 (НКБ-1 и НКБ-2).

3. Изучение случаев нарушения менделевского расщепления генотипов полиморфных систем (эстеразы Э и систем групп крови Б и К) в различных типах скрещиваний миниатюрных свиней и свиней крупной белой породы; оценка влияния генотипа по этим системам на многоплодие.

Научная новизна исследований. В работе впервые изучен полиморфизм по системам эритроцитарных ферментов - аденозиндеаминазы, эстеразы Б, 6-фосфоглюконат дегидрогеназы, в двух родственных популяциях миниатюрных свиней н в популяциях домашних свиней следующих пород: крупная белая, сибирская северная, дюрок, семиреченская, кемеровская, немецкий ландрас и скороспелая мясная. Впервые описана изменчивость биохимических систем эритроцитов в популяциях сибирского и среднеазиатского подвидов кабана и проведен сравнительный анализ этих подвидов по полиморфным системам. Изучена генетическая структура заводского типа "Новосибирский" крупной белой породы. Показано, что две популяции госплемзавода "Большевик", содержавшиеся 15 лет в репродуктивной изоляции, характеризуются значительными различиями как по частотам аллелей полиморфных эритроцитарных систем, так и по продуктивным. признакам. Установлена связь размера помёта с различными генотипами по эстеразе О у свиней крупной белой породы. Выявлено, что у свиней крупной белой породы лохус эстеразы Э сцеплен с полудоминантным летальным фактором. Оценены частота летального фактора'и вероятность его ассоциации с аллелями системы

эстеразы Р. Для популяции миниатюрных свиней показано отсутствие летального фактора, сцепленного с локусом эстеразы О, при наличии двух других рецессивных летальных факторов, сцепленных с системами групп крови О и К.

Практическая значимость. Результаты исследований вносят значительный вклад в развитие частной генетики свиньи. Показана применимость использования полиморфных систем эритроцитарных ферментов в селекционной практике для описания генофондов различных популяций и пород свиней. Установлено, что за счёт элиминации обнаруженного летального фактора, маркированного аллелем эстеразы Ов, возможно реальное увеличение среднего размера помёта свиней крупной белой породы сибирских типов от 10,0 до 11,8 поросенка на помет.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены, представлены телками докладов или стендовых сообщений: на 3-й школе-семинаре по генетике и селекции животных (Бийск, 1989); на 21-й Международной конференции по генетике животных (Ист-Лансинг, США, 1990); на 7-м Всесоюзном симпозиуме "Молекулярные механизмы генетических процессов" (Москва, 1990); на Всесоюзной конференции "Экологическая генетика растений, животных и человека" (Кишинев, 1991); на 22-й Международной конференции по генетике животных (Интерлекен, Швейцария, 1992); на 1-й Международной конференции по частной генетике сельскохозяйственных животных (Аскания-Нова, 1993); на 46-й и 47-й ежегодных конференциях по производству продуктов животноводства (Прага, Чехия, 1995 и Лиллихамер, Норвегия, 1996); на 6-м Международном конгрессе по использованию генетики в животноводстве (Армидейл, Австралия, 1998); на отчетных сессиях Института цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, 1991, 1994).

По материалам исследований опубликовано 17 печатных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 102 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 4 рисунка. Работа состоит из разделов: введение, обзор литературы, материал и методы, результаты и обсуждение, заключение, выводы, предложения. Список использованной литературы включает 70 отечественных и 123 иностранных источника.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проведены в Институте цитологии и генетики СО РАН и в Сибирском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте животноводства СО РАСХН в 1988-1997 годах. Эритроцитарные системы ферментов изучали у 1680 свиней 7 пород (табл. 1). Образцы крови дикого кабана среднеазиатского подвида получены из Общества охотников СибВО (отлов животных производился в Киргизии), сибирского подвида - из разных районов республики Тыва. Особое внимание уделено изучению генетической структуры крупной белой породы свиней: племенные хряки европейской селекции (20 голов) завезены из госплемзаводов "Венцы-Заря" и "Гулькевичский" Краснодарского края, образцы крови свиней крупной белой породы заводского типа 'Новосибирский" (674 голов) получены из ГПЗ "Большевик", стадо которого представлено двумя замкнутыми популяциями - НКБ-1 и НКБ-2, и из ЗАО "Кудряшовское" Новосибирской области.

Оценку племенных качеств, откормочных и мясных свойств проводили в соответствии с "Инструкцией по бонитировке" (1976 г.). Размер помёта определялся общим количеством живых поросят, начиная со второго опороса. В анализ влияния генотипа по эстеразе D на многоплодие включались хряки крупной белой породы, от которых было получено не менее 5 пометов.

Анализ соотношения генотипов потомков по системе эстеразы D проводился по результатам 19 скрещиваний типа Es DA/Es DA х Es DA/Es DB. Результаты 510 скрещиваний использовались для изучения связи системы Es D с размером помёта. В том числе, по данным 478 скрещиваний определялось влияние генотипа по системе Es D на размер помёта, по 381 скрещиванию - изменчивость размера помета у 25 хряков крупной белой породы, по 430 скрещиваниям - средний размер помёта.

Электрофорез белков эритроцитов проводили в пластинах 14%-го крахмального геля с последующим гистохимическим окрашиванием для выявления зон активности 26 систем ферментов по Стандартным методикам (Show, Prasad, 1970; Harris, Hopkinson, 1976; Серов и др., 1977). Анализ полиморфных систем проводился поголовно, а мономорфные системы исследовались во всех образцах крови кабанов и выборочно в 25-30 образцах крови свиней разных пород. Точность

определения генотипов по полиморфным системам ферментов подтверждена результатами международных сравнительных испытаний крови свиней в 1988 г.

По результатам 9 серий контрольных откормов данные о 460 животных занесены в компьютерную базу данных, которая статистически обработана на ПК IBM 486 с использованием пакета программ FoxPro. Расчеты проведены по алгоритмам, изложенным в соответствующих руководствах (Плохинский, 1961; Лакин, 1990; Животовский, 1991).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Сравнение биохимического полиморфизма у свиней различных пород, разводимых в Сибири

Показано, что из 26 систем ферментов только 4 системы - аденозиндеаминаза (Ada), глюкозофосфатизомераза (Gpi), 6-фосфоглюконатдегидрогеназа (б-Pgd) и эстераза D (Es D), являются полиморфными у свиней различных пород, разводимых в Сибири (табл. 1). С частотой, равной 0,03, выявлен специфический для сибирской северной породы аллель по системе Ada. У свиней сибирской северной породы обнаружены редкие фенотипы (с частотой ниже 0,01) по системам изоцитратдегидрогеназы и пегггидазы, что свидетельствует об оригинальном генофонде породы, при выведении которой использовались местные аборигенные свиньи. Миниатюрные популяции свиней, выведенные с использованием генофонда кабана, характеризуются отсутствием нулевого аллеля Ada. Доля полиморфных систем варьирует от 4 до 15% (ландрас, крупная белая, семиреченская породы). Средняя гетерозиготность на локус максимальна в популяциях свиней крупной белой породы.

Мономорфны были следующие системы: аденилаткиназа 1, аконитаза 1, аспартатаминотрансфераза, гексокиназа, глицератдегидрогеназа,

глутаматоксалоацетат трансаминаза, глюкозо-6-фосфат дегидрогеназа, диафораза, изоцитратдегидрогеназа, карбоангидраза, каталаза, кислая фосфатаза, лактат дегидрогеназа, лейцилариламинопепетидаза, малатдегидрогеназа, малик энзим, нуклеозидфосфорилаза, пептидаза С, пируваткиназа, сорбитолдегидрогеназа, супероксиддисмутаза, фумараза. Эти системы могут считаться маркерами

кардинальных биохимических функций, изменчивость по которым недопустима. Наименьшими показателями гетерозиготности характеризуются популяции свиней пород дюрок, кемеровской и сибирской северной.

В целом, не было выявлено общих закономерностей изменчивости полиморфных биохимических систем для животных, разводимых в одной экологической зоне.

Таблица 1

Частоты аллелей полиморфных систем в популяциях диких и домашних свиней

Популяция, порода, выборка п Es D G pi 6-Pgd Ada

А В А В А В А В 0

Сибирская

северная 93 1,00 0 0,49 0,51 0,91 0,09 0,51 0,02 0,44

Дюрок (Омск) 50 1,00 0 0,41 0,59 0,38 0,62 0,98 0,02 0

Дюрок

"Кудряши" 14 0,95 0,05 0,20 0,80 0,35 0,65 0,65 0,05 .0,30

Немецкий

ландрас 40 0,83 0,17 0,22 0,88 0,68 0,32 0,48 0,27 0,25

Кемеровская 133 1,00 0 0,40 0,60 0,52 0,48 0,84 0 0,16

Скороспелая

мясная, 1990 140 1,00 0 0,41 0,59 - - 0,42 0,08 0,51

Скороспелая

мясная, 1996 49 1,00 0 0,39 0,61 0,64 0,36 0,55 0,03 0,47

Минисибс 343 0,88 0,12 0,10 0,90 0,81 0,19 0,89 0,11 0

Семиреченская 71 0,96 0,04 0,42 0,58 0,66 0,34 0.61 0,07 0,32

Хряки КБ:

а) европей-

ских типов 20 0,68 0,32 0,45 0,65 0,95 0,05 0,41 0,02 0,57

б)сибирских

типов 116 0,56 0,44 0,62 0,38 0,92 0,18 0,40 0,07 0,53

в) НКБ-1 44 0,64 0,36 0,57 0,43 0,76 0,24 0,28 0,04 0,68

г) НКБ-2 46 0,48 0,52 0,65 0,35 0,85 0,15 0,50 0,06 0,44

НКБ-1 (гко)* 227 0,48 0,52 0,47 0,53 0,89 0,11 0,39 0,06 0,55

НКБ-2 (гко) 229 0,51 0,49 0,60 0,40 0,83 0,17 0,32 0,07 0,61

НКБ-1 (семьи) 102 0,43 0,57 0,71 0,29 0,91 0,09 0,45 0,09 0,46

Сибирский

подвид кабана 38 0,97 0,03 0,06 0,94 0,25 0,75 0,58 0,37 0

Среднеазиат-

ский подвид

кабана 10 1,00 0 0 1,00 1,00 0 0,30 0 0,70

* (гко) - группа контрольного откорма.

3.2. Полиморфные системы эритроцитарных ферментов в популяциях сибирского и среднеазиатского подвидов дикого кабана

В популяциях двух подвидов дикого кабана 4 системы - эстеразы D, глюкозофосфатизомеразы, 6-фосфоглюконатдегидрогеназы и аденозиндеаминазы, оказались полиморфными. Таким образом, дикие и домашние формы свиней полиморфны по одним и тем же системам ферментов. Однако, у среднеазиатского подвида кабана полиморфизм по системе Gpi не выявлен, все изученные животные имели гомозиготный генотип GpiB/GpiB. Изменчивость по системе б-Pgd кабана и домашней свиньи практически не различается. В популяции сибирского подвида дикого кабана нами обнаружен не характерный для кабанов восточного происхождения аллель Es DB. В популяции среднеазиатского кабана не найдено вариантов по системе Es D. В популяции сибирского подвида нами обнаружен не описанный ранее в литературе гетерозиготный фенотип по системе Ada. На электрофореграмме более медленная фракция соответствовала зоне активности AdaA, а быстрая, обозначенная нами AdaF, имела большую подвижность, чем зона активности AdaA. Оба подвида кабана характеризуются низкой частотой встречаемости аллеля Ada0. В целом, уровень изменчивости по биохимическим маркерам в популяциях дикого кабана ниже, чем у домашней свиньи.

3.3. Генетнчсская структура различных субпопуляций крупной белой породы

Сравнение двух популяций крупной белой породы - НКБ-1 и НКБ-2, долгое время разводившихся в репродуктивной изоляции, показало значительные отличия по уровню полиморфизма эритроцитарных ферментов (табл. 2). Частоты аллелей полиморфных систем Gpi и б-Pgd в целом по популяциям крупной белой породы, разводимым в Сибири, точно соответствуют частотам этих систем в зарубежных европейских линиях (Op't Hof et at., 1972; Vogely et al., 1985). Характерной особенностью отечественных популяций крупной белой породы является наличие аллеля Es DB как в европейской, так и в сибирской популяциях.

Различия частот аллелей полиморфных систем в различных популяциях крупной белой породы

Сравниваемые Полиморфные системы

группы Gpi 6-Pgd EsD Ada

хряки сибирских типов хряки европейских типов Р <0,01 Р < 0,05

хряки НКБ-1 хряки НКБ-2 Р < 0,05 - - Р <0,01

хряки НКБ-1 НКБ-1 (гко) Р < 0,05 - - -

хряки НКБ-2 НКБ-2 (гко) - - Р < 0,05 -

НКБ-1 (гко) НКБ-1 (семьи) - Р < 0,01 Р < 0,05 -

НКБ-1 (гко) НКБ-2 (гко) Р < 0,05 Р <0,01 Р<0,01 Р < 0,05

Прим.: прочерком обозначено отсутствие различий между сравниваемыми группами; (гко) - группа контрольного откорма.

Внутри условного сибирского типа наблюдаются значительные различия. Хряки популяций НКБ-1 и НКБ-2, принадлежащие к различным направлениям продуктивности, достоверно отличаются по частотам аллелей Gpi и Ada, а группы животных НКБ-1 и НКБ-2, отобранные для контрольного откорма, достоверно отличались по частотам аллелей всех четырех полиморфных систем. Распределение частот аллелей полиморфных систем б-Pgd и Es D у животных, отобранных в группу для контрольного откорма, отличалось от частот в выборке семей НКБ-1.

3.4. Связь полиморфных систем эрнтроцнтарных ферментов с мясными и откормочными качествами свиней крупной белой породы Анализ данных контрольного откорма в большинстве случаев не выявил связи генотипа по полиморфным биохимическим признакам с мясными и откормочными признаками.

В популяции НКБ-1 обнаружена связь (Р < 0,05) генотипа по Es D с толщиной шпика; Gpi - с цветом мяса. Для НКБ-2 характерна связь генотипа по Ada со скороспелостью и по Gpi - с массой задней трети полутуши (табл. 3). Отсутствие гомологичных ассоциаций между НКБ-1 и НКБ-2 говорит о случайном характере их образования, связанном с использованием животных с различными генотипами.

Таблица 3

Ассоциации генотипов по полиморфным биохимическим системам с хозяйственно-

полезными признаками (Р < 0,05)

Признак Группа Систе- Генотип

ма AA AB BB 00

Толщина НКБ-1 EsD 3,50±0,03 3,30+0,02 3,70+0,04

шпика, см (78) ' (88) (39)

Цвет мяса, балл НКБ-1 Gpi 3,07±0,06 (58) 3,33+0,06 (93) 3,3610,05 (53) •

НКБ-2 • Ada 2,7310,04 2,86±0,03 2,78+0,10 2,9810,09

(131) (21) (18) (51)

Среднесуточный НКБ-1 Ada 833+12 868±46 921139 848112

прирост, г (99) (12) (14) (80)

Скороспелость, НКБ-2 Ada 169,0±0,9 174,0±2,1 176,612,7 171,111,7

дней , (137) (22) (18) (51)

Масса задней

трети полу- НКБ-2 Gpi 10,40+0,03 10,60±0,04 10,40+0,03

туши, кг (54) (86) . (85)

Прим.: в скобках указано число животных.

3.5. Анализ нарушения менделевского расщепления генотипов полиморфных систем

3.5.1. Нарушение менделевского расщепления аллелей систем групп крови Б и К в популяции миниатюрных свиней

Анализ расщепления 11 систем групп крови и' 4 полиморфных систем ферментов показал, что менделевское расщепление аллелей отвергается для систем групп крови Р и К. Для системы Б наблюдается редукция числа Б-позитивных генотипов в возвратных скрещиваниях хряков генотипа Т>'/Оь с гетерозиготными дочерьми Б'/1)ь. При скрещивании хряков К"7К° с гетерозиготными матками наблюдается достоверная редукция числа К"с-позитивных генотипов (табл. 4). Высказывается предположение, что редукция числа определенных генотипов происходит вследствие сцепления локусов систем групп крови Р и К с рецессивными легальными факторами. При этом, потомки маток-носителей летальных факторов в гетерозиготном состоянии сохраняют относительную пренатальную жизнеспособность, равную примерно 0,5.

Сегрегация аллелей систем групп крови О и К а)

Скрещивания Генотип и число потомков х2

тип число С/О" ОТОь Оь/Оь

Оьь х 0"ь 7 , 0 23 (24,0) 25 (25,0) 0,08

О"" х Б'" 6 3 (9,5) 18(19,0) 17 (9,5) 12,76

б)

Скрещивания Генотип и число потомков х2

тип число К"(+) К«(-)

К0,0ХК.С» 20 65 (67,5) 70 (67,5) 0,19

К""'0 х К"-0 24 121 (142,5) 69 (47,5) 12,98

Прим.: в Скобках даны теоретически ожидаемые величины; . К" (+) - К" -положительные; К" (-) - К*с - отрицательные.

3.5.2. Сегрегация аллелей системы эстеразы О у свиней крупной белой

породы и в популяции миниатюрных свиней

Анализ генотипов потомков по системе Еб Б в скрещивании Ее Оа/Еэ 1)А х Еэ Э /Ее Ов показал, что фактическое соотношение генотипов достоверно отличается от ожидаемого соотношения 1:1 (табл. ,5). Для оценки влияния происхождения аллеля Ее Ов на частоту его передачи от родителей потомкам были рассмотрены отдельно скрещивания с участием аллеля Еб Бв миниатюрных свиней, обозначенного Еэ Ов+, и аллеля Ее Ов свиней крупной белой породы, обозначенного Еб 0в1*. Оказалось, что соотношение генотипов потомков по системе Еэ Б зависит от происхождения аллеля Ее Эв, например, в скрещиваниях с участием аллеля Ез Б8* оно соответствовало теоретически ожидаемому соотношению 1:1, а в скрещиваниях с участием аллеля Еб Р81* достоверно отличалось от ожидаемого из-за редукции класса гетерозиготных потомков, приближаясь к соотношению 2:1 (Р < 0,01).

3.5.3. Зависимость размера помета от генотипа по системе Ее О

Изучение связи генотипа по системе Ее О с размером помета выявило особенности, обусловленные вариантами Еэ Ов' и Еб О81" аллеля Еб Бв.

Таблица 5

Влияние происхождения аллеля Еэ Ов на частоту его передачи потомкам (тип скрещивания Еэ 0А /Ее Оа х Ее БА /Ез Ов)

Вариант аллеля Генотип и число потомков Достоверность разницы с соотношение м потомков 1:1

Es D в Es DA/Es Da Es DA/Es Db X2 Р

Es D в 96 60 8,31 Р < 0,05

Es DB*(7) 15 18 0,27 нет разницы .

Es Ddl(7) 81 42 12,37 Р < 0,001

Прим.: в скобках указано число гетерозиготных родителей.

Таблица 6

Зависимость размера помета от породы родителей и их генотипа по Ее Э

Порода, популяция Генотип матки Генотип хряка Число пометов Размер помета

Миниатюрная Ез Оа / Еэ Ба Ез Ба/Ез Оа 34 7,7±0,4

Еэ Оа/Е5 Ба Ез Ов /Еэ 0А (или Ея Ов) 15 8,110,5

Еб Оа/ Еэ Оа неизвестен 17 7,2±0,6

Еэ Эв/Е5 Ба (или Еэ О") Ее ОА/ Ее Ба 21 7,7+0,7

Крупная белая неизвестен Еэ Оа/Е5 Ба 301 10,2±0,2

неизвестен Е$ ЭА/ Ее Б" 82 9,6±0,3

неизвестен Ее Ов / Ее Бв 8 7,9±0,9

Дисперсионный анализ показал отсутствие связи генотипа по системе Ее Б с размером помета у миниатюрных свиней (табл. 5; Р = 0,38, <!.£ 1 = 3, <1 Г 2 = 83). В то же время, у свиней крупной белой породы обнаружена зависимость числа потомков в помете от генотипа хряка по системе Ее И (табл. 6; Р = 4,19, с!^. 1 = 2, (1.С 2 = 388, Р < 0,05), при которой наблюдается тенденция к снижению среднего размера помета, полученного от хряков с двумя дозами аллеля Ее Рв.

3.5.4. Гетерогенность выборки хряков по размеру помета

Анализ гетерогенности выборки хряков-производителей (табл. 7) показал, что вариация выборки хряков по индивидуальному среднему размеру помета

(межгрупповая дисперсия) достоверно превышает вариацию размера пометов, полученных от отдельного хряка (внутригрупповая дисперсия). В каждом из генотипических классов Ее 0Л/Ед Бл и Еэ Ол/Ез О® можно вьщелить, по крайней мере, два класса хряков, которые различаются по размеру полученного от них помета. Кроме того, дисперсионный анализ не выявил гетерогенности выборок хряков в группах с низким и нормальным размером помета (табл. 8). При этом, индивидуальные средние размеры пометов от хряков этих двух классов не перекрываются.

Таблица 7

Изменчивость выборок хряков крупной белой породы с генотипами Ее Оа /Ее 0А и Ее Оа/Ез Бв по размеру полученного помета

Генотип Число Размер помета Дисперсия Р

хряков пометов средний ПШ1 тах Б,

Ее 0А/ Ее Ба 18 291 10,16 6,57 11,29 12,57 6,95 Р < 0,05

Е5 0а/Е8Цв 6 82 9,60 7,92 11,17 13,97 5,58 Р < 0,05

Прим.: Б, - межгрупповая дисперсия; - случайная дисперсия.

Зависимость размера помета хряков крупной белой породы от генотипа по системе Ее О обусловлена различной частотой хряков с низким размером помета в генотипических классах по системе Ее Б (табл. 8).

Таблица 8

Изменчивость среднего размера помета, полученного от хряков крупной белой породы в классах с нормальным и низким значением признака и различными генотипами Еэ Б

Размер Генотип Ее Б Число Размер помета Дисперсия

помета АА АВ ВВ хряков пометов средний 1ШП тах .

Норма 17 4 0 21 340 10,2 9,0 11,3 6,5 6,8

Низкий 1 2 1 .4 ■ 41 - 8,0 .6,6 8,8 7,7 5,1

Прим.: норма - средний размер помета, полученного от хряков класса не отличается от среднего по популяции; низкий - средний размер помета хряков класса ниже среднего по популяции.

Частота хряков с низким размером помета достоверно увеличивается при увеличении дозы аллеля Ез Бв в геноме. Результаты исследования соответствуют предложенной нами гипотезе о сцеплении Ее И с фактором, приводящим к пренатальной гибели гомозигот и половины гетерозигот. В популяции миниатюрных свиней указанный летальный фактор отсутствует, а в популяции свиней крупной белой породы он сцеплен преимущественно с аллелем Ее Бв.

Частота летального фактора, оцененная двумя способами, одинакова (0,16 и 0,17). Частота сочетания летального фактора с аллелем Еэ 0А равна 0,02±0,02, а с аллелем Ее Бв - 0,15±0,04, что указывает на неравновесие по сцеплению.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За последние десятилетия наблюдается снижение числа пород свиней, происходит утрата генетического разнообразия. В связи с этим, возрастает важность изучения оставшихся популяций, выведенных с участием аборигенных свиней (сибирская северная, кемеровская, семиреченская). В частности, сохранение в генофонде сибирской северной породы специфического аллеля по системе" аденозиндеаминазы, обнаруженного в данном исследовании, говорит об уникальности генного состава и указывает на необходимость всестороннего изучения особенностей этой породы.

Особого внимания заслуживают результаты исследования случаев отклонений эмпирических соотношений генотипических классов потомков от теоретически ожидаемых, сопровождающихся редукцией числа новорожденных поросят в гнезде. Показано, что в разных популяциях свиней летальные факторы, снижающие пренатальную жизнеспособность и число поросят в помете, могут быть сцеплены с различными генами. Так, в популяции минитюрных свиней Экспериментального хозяйства СО РАН рецессивные летальные. факторы были сцеплены с генами, детерминирующими антигены групп крови К и И (Ооге1оу е1 а1., 1998), а также с генами окраски (Никитин, 1996). В популяциях свиней крупной белой породы сибирских типов выявлено действие полудоминантного летального фактора, сцепленного с локусом эстеразы О (преимущественно с аллелем Ее Ов). Совокупное действие нескольких генетических факторов приводит к установлению

среднего размера помета, являющегося породной характеристикой (Волкопялов, 1968; Никитин, 1996).

Проведенное исследование указывает на необходимость оценки хряков-производителей по размеру помёта. Например, зависимость размера помета от генотипа родителей по системе Es D была обусловлена более интенсивным использованием в репродукции хряков-носителей аллеля Es DB, от которых были получены пометы с размером ниже среднего по популяции. Следует отметить, что даже в странах с развитым свиноводством, нередки случаи, когда в репродуктивную часть стада отбираются хряки, происходящие из малоплодных гнезд (Walters, Hooper, 1984) и в некоторых случаях являющиеся носителями рецессивных летальных аллелей, но характеризующиеся некоторыми преимуществами индивидуального развития на начальных этапах роста.

Анализ данных, приведенных в работе Е. Танаки с соавторами (1980), показал нарушение менделевской сегрегации аллелей системы эстеразы D, проявляющееся как недостаток гомозиготных генотипов Es DB в различных типах скрещиваний европейских и американских пород свиней. Это может служить косвенным доказательством действия в этих популяциях летального фактора, аналогичного описанному в данной работе. Отсутствие аллеля Es DB, преимущественно сцепленного с летальным фактором, в большинстве популяций свиней коммерческих пород, вероятно, могло бьггь следствием селекции на улучшение репродуктивных качеств, в частности, на повышение многоплодия. Однако, для выяснения причин сохранения рецессивных летальных факторов в популяциях сельскохозяйственных животных необходимы дополнительные исследования.

ВЫВОДЫ

1. Электрофоретический анализ 26 биохимических систем эритроцитов и лейкоцитов крови в 20 популяциях домашних и диких свиней выявил четыре полиморфные системы: глюкозофосфатизомераза (Gpi), 6-фосфоглюконатдегидро-геназа (б-Pgd), аденозиндеаминаза (Ada) и эстераза D (Es D). Полиморфизм по четырем системам в большинстве изученных популяций может свидетельствавать об их адаптивном значении. Мономорфизм по остальным 22 биохимическим

системам в изученных популяциях указывает на сохранение аллельного состава исходного предкового генома диких и домашних свиней.

2. Показано, что наибольшей степенью изменчивости обладает система аденозиндеаминазы, которая полиморфна во всех изученных популяциях диких и домашних свиней. У кабанов сибирского подвида и свиней сибирской северной породы впервые обнаружены и описаны редкие аллели - AdaF и Adas, встречающиеся с частотами 0,05 и 0,03, соответственно.

3. Установлено, что наименьшим полиморфизмом характеризуется система эстеразы D, которая представлена аллелями Es DA и Es DB в 8 популяциях -сибирского кабана и свиней пород дюрок, немецкий ландрас, минисибс, семиреченская и крупная белая, и только одним аллелем - Es DA, в популяциях среднеазиатского кабана и свиней пород сибирская северная, кемеровская и скороспелая мясная.

4. Обнаружено, что одной из отличительных характеристик всех изученных российских популяций крупной белой породы свиней является аллель Es DB, встречающийся в популяциях с частотами 0,3-0,6.

5. Выявлено, что в результате репродуктивной изоляции в течение 15 лет в двух популяциях крупной белой породы общего происхождения произошла дивергенция и сформировались различия как по частотам аллелей полиморфных систем Es D, Gpi, 6-Pgd и Ada, так и по откормочным и мясным качествам.

6. В популяции миниатюрных свиней Экспериментального хозяйства СО РАН обнаружены рецессивные летальные факторы, которые сцеплены с локусами систем групп крови D и К.

7. Впервые установлено, что в популяциях свиней крупной белой породы заводского типа "Новосибирский" с частотой 0,16 встречается полудоминантный летальный фактор, сцепленный с локусом эстеразы D. Показано, что летальный фактор значительно снижает многоплодие свиней крупной белой породы. Предполагается, что элиминация сцепленного с локусом эстеразы D летального фактора повысит многоплодие свиней крупной белой породы.

Предложена гипотеза, согласно которой в популяциях свиней сформировались разные ассоциации летальных факторов с маркерными генами,

обладающие одинаковым фенотипическим эффектом, а именно, снижением размера помета и редукцией числа потомков определенных генотипов.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Рекомендуется проводить анализ полиморфных систем у импортируемого скота для определения соответствия породным стандартам. Средний размер помета свиней крупной белой породы заводского типа "Новосибирский" может быть увеличен от 10,0 до 11,8 поросенка за счет элиминации летального фактора.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Горелов И.Г., Орлова Г.В. Группы крови и биохимический полиморфизм у диких кабанов сибирского подвида (Sus scrofa sibiricus) II Тез. докл. V съезда ВОГИС, Москва, 24-28 ноября 1987 г. / Москва. 1987. С.57-58.

2. Orlova G.V. Enzyme polymorphism in Siberian wild boar (Sus scrofa sibiricus) II Isozyme Bulletin. 1989. V. 22. P 72.

3.'Орлова Г.В. Генетическая гетерогенность некоторых пород свиней, разводимых в Сибири//Изв. СО АН СССР, сер. биол. наук. 1989. Вып. 2. С. 34-35.

4. Орлова Г.В., Бекенёв В.А. Полиморфизм свиней крупной белой породы по эригроцитарным ферментам // Разведение и селекция в животноводстве. Сб. научн. трудов СибНИПТиЖ / Новосибирск. 1990. С. 76-82.

5. Орлова Г.В., Бекенёв В.А. Изучение экспрессии АДА эритроцитов при селекции свиней на мясность // В кн.: Молекулярные механизмы генетических процессов. Матер. VII Всесоюз. симпоз., Москва, 20-23 марта 1990 г. / Москва. 1990. С. 93-94.

6. Орлова Г.В. Биохимический полиморфизм светлогорской популяции миниатюрных свиней // В кн.: Лабораторные животные для медико-биологических и биотехнологических исследований.. Тез. докл. междунар. конф., Москва, 20-22 ноября 1990 г. / Москва. 1990. С. 113.

7. Orlova G.V., Bekenev V.A. Polymorphism of erythrocyte enzymes in Large White pig breed in Siberia // In: Proc. of 21th International Conference of Animal Genetics 1990. East-Lansing, Michigan, USA. P. 30.

8. Gorelov I.G., Orlova G.V., Savina M.A. Population genetics analysis of blood groups allotypes and isozymes in wild boar of Siberia // In: Proc. of 22th ISAG Conference, Interleiken, Bern, Switzerland. 1992. P, 27.

9. Орлова Г.В. Использование полиморфизма по некоторым эритроцитарным ферментам в селекции свиней // В кн.: Тез. докл. 1 Междунар. конф. по частной генетике с.-хозяйственных животных, Асхания-Нова. 1993. С. 45.

10. Gorelov I.G., Ssvina М.А., Orlova G.V., Ermakova N.V., Ermolaev V.I. Immunogenetic analysis of Semirechenskaya pig breed // In: Proc. of 46th Annual Meeting of EAAP, Prague. 1995. P. 62.

11. Gorelov I.G., Orlova G.V., Savina M.A., Ermolaev V.I. Immunogenetic analysis of Siberian miniature pig breed // In: Proc. 47th Annual Meeting of EAAP, Lillehammer, Norway. 1996. P. 22.

12. Орлова Г.В., Никитин C.B., Бекенёв B.A. Влияние генотипа хряков по эстеразе D на величину помета свиноматок // В кн.: Повышение эффективности животноводства в Сибири. Сб научи, тр. СО РАСХН / Новосибирск. 1997. С. 76-82.

13. Орлова Г.В., Никитин С.В., Лобков Ю.И. Летальные факторы в популяциях домашних свиней //В кн.: Тез. докл. Международной конференции по агробиотехнологии растений и животных, Киев. 1997. С. 46-47.

14. Orlova G.V., Nikitin S.V., Lobkov Yu.I., Axenovieh T.I., Bekenev V.A. Esterase D: polymorphism, allele segregation and litter size in pig // In: Proc. 6th World Congr. on Genetics Applied to Livestock Product., Armidale, Australia, 1998. P. 664-667.

15. Gorelov I.G., Orlova G.V., Nikitin S.V., Lobkov Yu.I. Deviation from Mendelian segregation of blood group loci D and К in crosses of Large White and Miniature pig breeds // In: Proc. of 6th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production, Armidale, Australia, 1998. P. 632-635.

16. Nikitin S.V., Lobkov Yu.I., Orlova G.V. Deletorious effect of lethal alleles on litter size in miniature pig breed // In: Proc. of 6th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production, Armidale, Australia, 1998. P. 656-659.

17. Орлова Г.В., Никитин C.B., Бекенёв B.A., Лобков Ю.И. Сцепление локуса эстеразы D свиньи с летальным фактором // Генетика (принята в печать).