авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Генетическая структура и филогенетические связи аборигенных пород лошадей западной сибири

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА Мария Михайловна

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ

АБОРИГЕННЫХ ПОРОД ЛОШАДЕЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

03.02.07. – Генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Дубровицы – 2011

Работа выполнена в лаборатории генетики ГНУ Всероссийский научно исследовательский институт коневодства Российской академии сельскохозяйственных наук кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Научный руководитель:

Храброва Людмила Александровна доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Букаров Нурмагомед Гаджикулиевич кандидат биологических наук Гладырь Елена Александровна

Ведущая организация: Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина

Защита состоится «_» 2011 года, в 10 часов, на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 006.013.03 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук Отзывы направлять по адресу: 142132 Московская область, Подольский район, пос. Дубровицы, ГНУ ВИЖ.

Тел./факс: (4967)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан «_» _ 2011 года

Ученый секретарь Совета Д 006.013.03 И. В. Гусев 1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение генофонда местных пород лошадей представ ляет интерес в плане оригинальности генетической структуры и выявления полиге нов, отвечающих за высокие адаптивные качества животных. Местные породы ло шадей не только обладают исключительно высокими адаптивными качествами, но и являются живыми памятниками культуры создавших их народов и представляют огромную историко-этнографическую ценность (Костюченко М. В. и др., 2001).

По мнению экспертов Всемирной продовольственной организации ООН (FAO), основным препятствием при разработке программ по сохранению пород животных является недостаток информации о генетической структуре популяций, так как ста тус риска, базирующийся на численности поголовья, не может отразить всей кар тины разрушения генофонда.

Для изучения генетической структуры и взаимосвязей между различными по пуляциями и породами лошадей в настоящее время широко используются локусы микросателлитной ДНК и системы полиморфных белков плазмы крови, которые являются индикаторами уровня внутри- и межпородной изменчивости (Cothran E.

G. et al., 1998;

Nozawa K. et al., 1998;

Canon J. et al., 2000;

Juras R. et al., 2003;

Ab erle K. S. et al., 2004;

Solis A. et al., 2005).

Цель и задачи исследований. Целью проведенных исследований являлась оценка генетической структуры популяций двух аборигенных пород лошадей – кузнецкой и нарымской и интеграция полученной информации в систему данных о генетическом разнообразии в популяциях пород лошадей мира.

Исходя из поставленной цели, нами решались следующие задачи:

1. изучить особенности формирования аборигенных пород лошадей За падной Сибири и влияние на этот процесс улучшающих пород;

2. установить генетическую структуру популяций кузнецкой и нарымской лошадей путем анализа полиморфных систем белков и групп крови;

3. дать характеристику генетической структуры популяции нарымской лошади по 17 локусам микросателлитной ДНК;

4. установить филогенетические связи нарымской лошади путем изучения полиморфизма D-петли мито хондриальной ДНК.

Научная новизна. Проведено обследование поголовья лошадей местной по роды в Парабельском районе Томской области и кузнецких лошадей, принадлежа щих ЗАО «Черепановское» (Черепановский район Новосибирской области). В ре зультате обследования в Парабельском районе Томской области выявлен массив фенотипически однородных животных, подхо дящих под описание нарымской ло шади, сделанное в первой половине ХХ века.

В работе впервые представлены данные о генетической структуре популяции нарымской лошади по 4 локусам полиморфных систем белков и групп крови и локусам микросателлитной ДНК. Впервые изучен полиморфизм нуклеотидной по следовательности D-петли мито хондриальной ДНК в популяции нарымской лоша ди.

Установлены уровни внутрипопуляционного генетического разнообразия, степень и характер генетической дифференциации популяций нарымской и куз нецкой лошадей. Проведено сравнение генетической структуры кузнецкой и на рымской лошадей с заводскими и местными породами российской и зарубежной селекции по системам полиморфных белков и групп крови, локусам микросател литной ДНК и гаплотипам митохондриальной ДНК.

Теоретическая значимость. Молекулярно-генетическая характеристика по пуляции нарымской лошади является важным вкладом в систему пока еще немно гочисленных знаний о генофондах популяций аборигенных лошадей Сибири. По лученные в работе результаты имеют междисциплинарное значение и могут быть использованы для решения общих и практических задач генетики, а также в учеб ном процессе для лекционных курсов по генетике и селекции.

Практическая значимость. Полученные данные о генетической структуре популяции нарымской лошади могут являться основой для генетического монито ринга и позволяют предлагать рекомендации при разработке стратегии сохранения популяции нарымской лошади. По результатам работы подготовлена заявка в Го сударственную комиссию по охране селекционных достижений для регистрации нарымской породы лошадей.



Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены авто ром на международной научно-практической конференции «Зоотехнические и ве теринарные аспекты развития животноводства в современных условиях аграрного производства» (г. Мичуринск, 2009г.), Всероссийской научной конференции сту дентов и аспирантов «Молодые исследователи – регионам» (г. Вологда, 2009). По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 1 в журнале, рекомендуемом ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав – обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и практических предложений.

Общий объем работы составляет 121 страницу печатного текста. Результаты иссле дований приведены в 27 таблицах. Работа иллюстрирована 38 рисунками. Список литературы содержит 217 литературных источников, в том числе 135 на иностран ных языках.

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛ ЕДОВАНИЙ Материалом для исследования послужило поголовье лошадей местной поро ды Парабельского района Томской области (n=46) и ЗАО «Черепановское» (быв ший государственный племенной конный завод «Вперед») Черепановского района Новосибирской области (n=20). В диссертации были использованы материалы Го сударственного архива Томской области и архива Томской государственной заво дской конюшни. Схема исследований представлена на рисунке 1.

Образцы крови были протипированы в лаборатории генетики ВНИИ Коневод ства по локусам трансферрина (TF), альбумина (ALB), эстеразы (ES), постальбу мина (Xk), EAD-системе изоантигенов эритроцитов, кроме того, поголовье нарым ских лошадей было протестировано по 17 локусам микросателлитной ДНК: AHT4, AHT5 (Binns M.M. et al., 1995), ASB2, ASB17 (Breen M. et al., 1997), ASB23 (Irvin Z.

et al., 1998) HMS1, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7 (Gurin G. et al., 1994), HTG4, HTG6 (Ellegren H. et al., 1992), HTG7, HTG10 (Marklund S. et al., 1994), VHL (Van Haeringen H. et al., 1994), LEX3 (Сoogle L. et al., 1996), CA425 (Eggleston-Scott M. et al., 1997) Типы полиморфных белков определяли методом электрофореза в крахмаль ном геле по общепринятым методикам (Gahne B., 1966, 1970;

Дубровская Р.М., 1986). Группы крови типировали с помощью моноспецифических сывороток реагентов, изготовленных в лаборатории и прошедших международные сравни тельные испытания.

Обследование поголовья лошадей Сбор образцов биоматериала Снятие промеров Кровь Зоотехническое Волосяные луковицы описание Выделение ДНК Определение Типирование типов групп крови полиморфных белков Проведение ПЦР Характеристика Электрофорез породы Выявление полиморфизма Популяционно-генетический анализ Оценка уровня полиморф- Составление генетиче ности и гетерозиготности ского профиля породы Рисунок 1 – Схема исследований ДНК выделяли из волосяных луковиц с помощью набора «ExtraGene DNA Prep 200» (производство «Изоген», г. Москва), амплифицировали с использованием набора праймеров «StockMarks». Амплификаты анализировали на генетическом анализаторе ABI 3130 Genetic Analyzer фирмы Applied Biosystems.





Дизайн праймеров для амплификации участка D-петли мито хондриальной ДНК был выбран на основе опубликованных нуклеотидных последовательностей (Xu X., Arnason U., 1994): FP 5' – CAC TGA AAA TGC CTA GAT GA – 3' и RP 5' – ACA CCA GTC TTG TAA ACC AG – 3'. Состав реакционной смеси включал 0,2мМ каждого dNTP, 0,5мМ каждого праймера, 2,5мМ MgCl2, 1 х ПЦР-буфер, 1 ед. Taq полимеразы и 1 ед. AmpliTaq Gold полимеразы, 50 нг ДНК. Первичная денатурация проводилась при 95°С в течение 5 минут, далее 30 циклов, состоящих из денатура ции в течение 40 секунд при 94°С, отжига праймеров в течение 45 секунд при тем пературе 55°С и элонгации при температуре 72°С в течение 45 секунд. Финальная элонгация проводилась в течение 10 минут при температуре72°С.

Секвенирование ПЦР–продукта проводили с использованием набора Dye Pri mer Cycle Sequencing Ready Reaction – 21M13 Kit (производства Applied Biosystems, США). Секвенированные фрагменты были сокращены для сравнения с сиквенсами представителей других пород лошадей.

В качестве эталона для сравнения использовали данные о нуклеотидной по следовательности участка D-петли «шведской лошади» (Xu X., Arnason U., 1994), размещенной в GenBank под номером доступа X79547. Для сравнения были ис пользованы данные о нуклеотидной последовательности участка D-петли, разме щенные в GenBank под номерами доступа: мезенская лошадь (n=18) DQ327950 DQ327967;

монгольская лошадь (n=16) DQ327986-DQ328001;

орловская рысистая (n=18) DQ328002-DQ328019;

вятская (n=18) DQ328020-DQ3208037;

якутская (n=20) DQ328038-DQ328057;

тувинская (n=11) AF481324-DQ481334.

Нормальность распределения признаков проверяли по критериям Колмогоро ва-Смирнова и Шапиро-Уилка с помощью пакета Statistica 6.0. Гипотезы о равен стве пропорций проверяли с помощью критерия Хи-квадрат Пирсона. Результаты считали статистически значимыми при достигнутом уровне значимости р 0,05.

Частоты аллелей и генотипов, а также индекс фиксации рассчитывали с по мощью программы Genepop for Windows version 4.0.10 (Rousset F., 2009). Для оп ределения уровня генетического разнообразия использовали следующие показате ли: наблюдаемая (Ho ) и ожидаемая (He) гетерозиготность;

эффективное число алле лей (A e);

информационное содержание полиморфизма (PIC);

индекс фиксации (Fis ).

Количественную оценку степени генетических различий между популяциями про водили по следующим величинам: минимальное и стандартное расстояние Нея;

расстояние Рейнольдса (DR);

Для расчета вышеуказанных параметров была исполь зована программа MolKin version 3.0 (Gutierrez J.P., 2009). Кластеризацию популя ций по методу UPGMA (Sneath P.H.A., Sokal R.R., 1973) проводили с использова нием пакета программ PHYLIP 3.69 (Felsenstein J., 1989).

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛ ЕДОВАНИЙ 3.1 Особенности формирования аборигенных пород лошадей Западной Сибири На формирование местных пород лошадей Западной Сибири значительное влияние оказала деятельность Томской государственной заводской конюшни, ос нованной в 1894 году. В производящем составе преобладали орловские рысистые (28%), полукровные и высококровные английские жеребцы (15,4%). Улучшение местных пород шло через широкую сеть случных пунктов: только в Томской гу бернии работали 23 постоянных и 80 временных случных пунктов. Жеребцы гос конюшни в числе около 100 голов покрывали ежегодно до 3000 кобыл. Таким об разом, практически все аборигенные сибирские породы сформировались под влия нием прилития крови заводских пород.

Нарымская лошадь Для нарымских лошадей типична гнедая и рыжая масть, но встречаются соло вая, бурая, игреневая, чалая, серая, саврасая и мышастая. Голова грубая, широкая, тяжелая. Ганаш широкий. Шея относительно короткая, высоко приставлена. Холка достаточно широкая, несколько выдается над спиной. Грудь широкая и глубокая.

Спина широкая, прямая;

поясница короткая, широкая. Круп широкий, сравнитель но длинный и округлый, при хорошей упитанности видна его раздвоенность. Ноги прямые, широко поставлены, суставы хорошо развиты. Средние промеры нарым ских жеребцов составляют 147,1 – 152,8 – 172,3 – 20,7 см;

кобыл – 145,6 – 151,9 – 174,2 – 19,8 см.

В настоящее время нарымская лошадь используется как рабочее животное для перевозки различных грузов, в основном в зимнее время года, а также на сельско хозяйственных работах.

Кузнецкая лошадь Для экстерьера кузнецких лошадей характерны следующие особенности: го лова крупная, профиль прямой. Шея средней длины, холка низкая, широкая;

спина длинная, широкая. Низшая точка спины находится непосредственно за холкой. По ясница прямая, мускулистая. Круп широкий, нормального наклона, иногда свис лый. Ноги костистые, су хие, мускулистые. Преобладают гнедая и рыжая масти.

В настоящее время кузнецких лошадей выращивают только в ЗАО «Черепа новское» (бывший ГПКЗ «Вперед») Черепановского района Новосибирской облас ти. Поголовье лошадей в 2009 году составляло 87 маток и 5 жеребцов производителей. Для сравнения – в 1999 году поголовье кузнецких лошадей насчи тывало 117 маток и 4 жеребца-производителя (Князев С.П. и др., 2001).

3.2 Генетическая структура популяций нарымской и кузнецкой лошадей по системам полиморфных белков и групп крови У кузнецкой лошади в EAD-системе групп крови выявлено 7 аллелей и 6 ал лелей – у нарымской. Обе популяции характеризуются высокой частотой встре чаемости аллеля EADcgm – 0,3200 у нарымских и 0,2949 у кузнецких лошадей. При этом в популяции нарымской лошади не обнаружен аллель EADcegm, встречающий ся у кузнецкой лошади с частотой 0,0577 (p = 0,0313). Установлены статистически значимые отличия по частоте встречаемости аллеля EADbcm – его частота в попу ляции нарымской лошади выше, чем у кузнецкой (p = 0,0046).

По остальным аллелям EAD-системы групп крови значимых отличий в часто тах не установлено (таблица 1). Статистически значимых отличий в уровне гетеро зиготности по данному локусу между популяциями нарымской и кузнецкой лоша ди также не выявлено.

В ЕАА-системе групп крови у нарымской лошади выявлено 2 аллеля ЕАА а и ЕАА -, формирующие два фенотипа, а у кузнецкой лошади – 5 аллелей (ЕАА a, ЕАА ad, ЕААc, ЕААd, ЕАА -) и 7 фенотипов. При этом гетерозигот по некоторым ал лелям невозможно различить серологически. Выявлены статистически значимые отличия между популяциями нарымской и кузнецкой лошадей в частотах встре чаемости фенотипов ЕАА a (р = 0,0000) и ЕАА ad (р = 0,0000).

В EAC-системе антигенов эритроцитов в обеих популяциях выявлено два ан тигена EACa и EAC-. Выявлены статистически значимые отличия в частотах встре чаемости выявленных антигенов в популяциях нарымских и кузнецких лошадей (р = 0,0147).

В EAK-системе антигенов у кузнецкой лошади выявлены два антигена EAKa и EAK-. В популяции нарымской лошади фиксирован нулевой антиген ЕАК-. Отли чия между популяциями статистически значимы – р = 0,0000.

В системе трансферрина у кузнецких и нарымских лошадей выявлено 5 алле лей – TFD, TFF, TFH, TFO, TFR. При этом у кузнецких лошадей присутствовали 11 из 15 возможных генотипов, а у нарымских лошадей – 12. В аллелофонде обеих попу ляций преобладает аллель TFF, его частота у кузнецких и нарымских лошадей со ставляет 0,4559 и 0,3261 соответственно. В то же время концентрация аллеля TFR в популяции нарымской лошади значимо выше, чем в кузнецкой (р = 0,0081).

Таблица 1 – Частоты аллелей систем полиморфных белков и групп крови и 95% доверительный интервал в популяции кузнецких и нарымских лошадей Нарымская Кузнецкая Достигнутый Система Частота Доверительный Частота Доверительный уровень значимости интервал интервал 2 = 2,42 р = 0, ad 0,0600 0,0166-0,1478 0,1410 0,0970-0, 2 = 3,98 р = 0, bcm 0,1400 0,0676-0,2469 0,0321 0,0119-0, 2 = 4,67 р = 0, cegm 0,0000 0,0000-0,0582 0,0577 0,0304-0, 2 = 0,03 р = 0, EAD cgm 0,3200 0,2121-0,4446 0,2949 0,2349-0, 2 = 0,02 р = 0, de 0,1800 0,0972-0,2931 0,1731 0,1247-0, 2 = 0,72 р = 0, dhgm 0,1800 0,0972-0,2931 0,1218 0,0812-0, 2 = 0,04 р = 0, dk 0,1200 0,0536-0,2232 0,1795 0,1303-0, 2= 63,82 р = 0, a 0,7172 0,5335-0,8591 0,0345 0,0062-0, 2 = 41,05 р = 0, ad 0,0000 0,0000-0,1129 0,7931 0,6864-0, 2 = 0,78 р = 0, adc 0,0000 0,0000-0,1129 0,0345 0,0062-0, 2 = 0,38 р = 0, EAA* c 0,0000 0,0000-0,1129 0,0172 0,0009-0, 2 = 0,78 р = 0, cd 0,0000 0,0000-0,1129 0,0345 0,0062-0, 2 = 0,38 р = 0, d 0,0000 0,0000-0,1129 0,0172 0,0009-0, 2 = 0,05 р = 0, - 0,2828 0,1409-0,4665 0,0690 0,0239-0, 2 = 5,96 р = 0, a 0,6000 0,4168-0,7644 0,4472 0,2748-0, EAC 2 = 5,96 р = 0, - 0,4000 0,2356-0,5832 0,5528 0,3702-0, 2= 20,67 р = 0, a 0,0000 0,0000-0,1129 0,3453 0,1974-0, EAK 2 = 20,67 р = 0, - 1,0000 0,8871-1,0000 0,6547 0,4806-0, 2 = 0,31 р = 0, D 0,2174 0,1490-0,3000 0,1765 0,1243-0, 2 = 1,85 р = 0, F 0,3261 0,2455-0,4154 0,4559 0,3830-0, 2 = 0,45 р = 0, TF H 0,1087 0,0602-0,1774 0,2132 0,1565-0, 2 = 0,30 р = 0, O 0,0652 0,0288-0,1247 0,0735 0,0404-0, 2 = 7,01 р = 0, R 0,2826 0,2062-0,3699 0,0809 0,0460-0, 2 = 0,11 р = 0, A 0,3804 0,2956-0,4712 0,3478 0,2805-0, ALB 2 = 0,11 р = 0, B 0,6196 0,5288-0,7044 0,6522 0,5798-0, 2 =1,09 р = 0, F 0,1125 0,0600-0,1881 0,2152 0,1626-0, 2 = 1,14 р = 0, ES G 0,4250 0,3312-0,5231 0,3228 0,2613-0, 2 = 0,03 р = 0, I 0,4625 0,3668-0,5603 0,4620 0,0460-0, Примечание: * приведены частоты фенотипов Максимальное значение наблюдаемой гетерозиготности в данном локусе от мечено в популяции нарымской лошади – 0,7455%, но отличия между популяция ми статистически не значимы. Эффективное число аллелей в системе трансферрина составляет 2,98 у кузнецкой лошади и 3,93 у нарымской. По информационному со держанию полиморфизма локус трансферрина в обеих популяциях относится к вы сокоинформативным – значение PIC превышает 0,5.

В локусе альбумина выявлено 2 аллеля ALBA и ALBB, ко торые формируют три генотипа: AA, AB, BB. В обеих популяциях доминирует аллель ALBB, который встречается с частотой 0,6196 у нарымской лошади и 0,6522 у кузнецкой.

Наблюдаемая гетерозиготность по локусу альбумина у нарымской лошади со ставляет 0,4872%, при этом отличия между популяциями статистически не значи мы (р = 0,2555). В обеих популяциях маркер является умеренно информативным.

Эффективное число аллелей у нарымской лошади несколько выше, чем у кузнец кой и составляет 1,95.

Таблица 2– Основные популяционно-генетические характеристики изученных популяций по системам полиморфных белков и групп крови Локус Кузнецкая лошадь Нарымская лошадь PIC Ho He Ae FIS PIC Ho He Ae FIS EAD 0,8062 0,8291 0,7952 5,85 0.0426 0,7019 0,8368 0,7952 6,13 0. TF 0,6617 0,6647 0,7506 2,98 -0.1144 0,7082 0,7455 0,7525 3,93 -0, ALB 0,3508 0,4082 0,4712 1,69 -0.1337 0,3602 0,4872 0,4601 1,95 0. ES 0,5621 0,6499 0,5929 2,86 0.0961 0,5060 0,5096 0,5622 2,04 -0. В системе эстеразы выявлено три аллеля: ESF, ESG, ESI, формирующие шесть генотипов: FF, FG, FI, GG, GI, II. И у кузнецкой, и у нарымской лошади преобла дают аллели ESG и ESI.

Уровень наблюдаемой гетерозиготности в популяции кузнецкой лошади зна чимо выше, чем в нарымской (р = 0,0449), при этом в обеих популяциях отмечается дефицит гетерозигот. Локус эстеразы является высокоинформативным в кузнецкой породе и умеренно-информативным для нарымской лошади. Эффективное число аллелей наиболее велико у нарымской лошади.

Степень генетических различий по системам полиморфных белков и групп крови между нарымской лошадью и рядом пород установлена на основании расстояний Рейнольдса (рисунок 2).

Наиболее близкой по гене тической структуре оказалась популяция кузнецкой лошади, которая образовала кластер пер вого порядка с нарымской ло шадью.

Районы формирования этих пород располагаются до вольно близко друг от друга, к тому же кузнецкие и нарымские лошади были широко распрос транены в начале ХХ века и зоны их хозяйственного исполь зования перекрывались. Клас тер второго порядка эти породы образуют с орловским рысаком, который широко использовался Рисунок 2 – Филограмма генетических на протяжении ХХ века в ка дистан-ций на основе расстояний Рейнольдса, честве улучшателя аборигенных рассчи-танных по локусам полиморфных белков пород.

Несмотря на то, что и групп крови архивные материалы содержат сведения об использовании верховых пород (арабской и чистокровной верховой) для улучшения аборигенных пород лошадей Сибири, их влияние на современное поголовье не выражено и на филограмме они образуют внешнюю ветвь.

3.3 Характеристика генетической структуры популяции нарымской ло шад и по 17 локусам микросателлитной ДНК В популяции нарымской лошади по 17 микросателлитным локусам было про типировано 116 аллелей (таблица 3). Максимальное число аллелей – 10, обнаруже но в локусе ASB17;

9 аллелей – в локусах VHL20 и HTG10;

8 аллелей – в локусах AHT4, HMS7;

7 аллелей – в локусах ASB2, HMS3, HMS2, LEX3, CA425;

6 аллелей – в локусах HTG4, AHT5, HMS1;

5 аллелей – в локусах HMS6, ASB23;

4 аллеля – в локусах HTG6 и HTG7.

Максимальное эффективное число аллелей составило от 7,1 и 7 в локусах ASB17 и VHL20 соответственно, до 2,1 в локусе HTG6. В среднем на локус эффек тивное число аллелей составило 4,64.

Наибольшее значение показателя гетерозиготности отмечено в локусе CA – 100%, наименьшее – 19,05% в локусе HTG6. Средний уровень гетерозиготности, рассчитанный по 16 локусам (LEX3 локализован на Х-хромосоме) составил 75,60%. Значимые значения индекса фиксации были получены только для дву х ло кусов: CA425 (p = 0,0123) и HTG6 (р = 0,0004). Еще в дву х локусах достигнутый уровень значимости был близок к 0,05: HMS3 (р = 0,0516) и HMS6 (р = 0,0652).

Таблица 3 – Генетический спектр аллелей микросателлитных локусов и ос новные популяционно-генетические характеристики FIS** Локус Обнаруженные аллели A e Ho He PIC VHL20 I, J, L, M, N, O, P, R, Q 7,00 0,8571 0,8780 0,841 0, HTG4 K, L, M, N, O, P 3,34 0,6667 0,7178 0,665 0, AHT4 H, I, J, K, L, N, O, P 4,79 0,8571 0,8107 0,764 -0, HMS7 J, K, L, M, N, O, P, Q 5,73 0,9048 0,8455 0,802 -0, HTG6 G, I, J, O 2,09 0,1905 0,5331 0,464 0, AHT5 J, K, L, M, N, O 5,48 0,7143 0,8374 0,791 0, HMS6 K, L, M, N, O 2,57 0,7619 0,6260 0,568 -0, ASB23 J, K, L, S, U 4,24 0,7619 0,7700 0,727 0, ASB2 I,K,L,M,N,O,Q 4,34 0,7619 0,7886 0,737 0, HTG10 I,K,L,M,N,O,P,Q,R 5,35 0,8571 0,8328 0,795 -0, HTG7 K,M,N,O 3,17 0,6190 0,7015 0,633 0, HMS3 I,M,N,O,P,R,S 3,87 0,6667 0,7596 0,717 0, HMS2 H,I,J,K,L,M,R 4,93 0,8571 0,8165 0,768 -0, ASB17 F,I,J,K,M,N,O,P,Q,R,S 7,06 0,9048 0,8792 0,843 -0, LEX3* F,H,L,M,N,O,P 5,88 0,4286 0,8502 0,808 HMS1 I,J,K,L,M,N 3,89 0,7143 0,7607 0,706 0, CA425 G,I,J,L,M,N,O 5,16 1,0000 0,8258 0,779 -0, Примечание: * локус локализован на Х-хромосоме;

** рассчитано в програм ме Genepop for Windows version 4.0.10 (Rousset F., 2009) по Weir B.S., Cockerman C.C., 1984.

Практически все локусы, кроме HTG6, имеют значение PIC 0,5 и относятся к высокоинформативным маркерам. Локус HTG6 имеет значение PIC равное 0, и относится к умеренно информативным маркерам.

У нарымской лошади в микросателлитном локусе HMS7 обнаружен аллель HMS7P, который не встречается у других заводских и местных пород российской селекции. Также в структуре аллелофонда нарымской лошади выявлены редкие ал лели, типичные для ахалтекинских лошадей – HMS3R, HMS3S, вятской лошади – HTG6I, алтайской лошади – AHT4L, AHT4N, HTG10N, HTG10P, HTG10Q, ASB17J, ASB17P, ASB17S.

Проведенный кластерный анализ генотипов по 17 микросателлитным локусам позволил уточнить генетическую структуру популяции – выделяется три группы по географическому местоположению (рисунок 3).

Рисунок 3 – Результаты кластерного анализа 19 лошадей нарымской породы по 17 маркерам микросателлитной ДНК Образцы №№1-4 из совхоза «Приобский» (Парабельский район Томской об ласти), №№5-10 с. Чегара (Парабельский район Томской области), №№11-19 жи вотные принадлежат частным владельцам в с. Парабель (Томской области) Таким образом, в популяции нарымской лошади ярко выражена географиче ская подразделенность, что можно объяснить низкой численностью поголовья (по данным Томского областного ветеринарного управления на 01.01.2010 г. в Пара бельском районе числилось 432 головы лошадей преимущественно местной поро ды). Степень генетических различий между нарымской лошадью и рядом европей ских и азиатских пород была установлена на основании расстояний Рейнольдса, рассчитанных между сравниваемыми парами популяций по частотам аллелей локусов микросателлитной ДНК (рисунок 4).

Нарымская лошадь относится к монгольской группе и имеет максимальное генетическое сходство с хакасской лошадью, при этом достаточно близко распола гаются бурятская и забайкальская породы, а также корейские жежу.

Генетические расстояния между нарымской лошадью и другими породами варьи руют в достаточно широких пределах: от 0,0380 до 0,1905, составляя в среднем 0,0977.

Рисунок 4 – Дендрограмма генетических дистанций на основе расстояний Рейнольдса, рассчитанных по частотам аллелей 12 локусов микросателлитной ДНК 3.4 Генетическая структура популяции нарымской лошади по гаплотипам митохонд риальной ДНК В исследованных по следовательностях доли NA азотистых оснований рас 14 NA пределены относительно NA равномерно, с некоторым NA преобладанием пиримиди NA нов, доля которых состав NA ляет – 58%. Среднее число NA замен на 1 сайт составило NA 0,0199±0,0042. Замены NA представлены в основном NA транзициями A G и T NA C. Трансверсий в на NA стоящем исследовании не X выявлено.

0.020 0.018 0.016 0.014 0.012 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0. Рисунок 5 - Эволюционные связи нарымских лошадей относительно рефе рентного сиквенса X79547. Схема составлена по методу UPGMA (Snealth P. H. A., Sokal R.R., 1973). Значения бутстрепа указаны в соответствующих узлах ветвления.

Эволюционные расстояния вычислены методом максимального сходства (Tamura K., et al., 2004). Филогенетический анализ выполнен в программе MEGA 4 (Tamura K, et al., 2007).

В популяции нарымской лошади были выявлены 11 гаплотипов митохондри альной ДНК, которые отличаются от референтного сиквенса «шведской лошади»

(GeneBank X79547) по 1 – 10 сайтам. Последовательности, аналогичные изучен ным, встречаются в популяциях мезенской, вятской, якутской, монгольской лоша дей и орловского рысака (рисунок 6).

Рисунок 6 – Эволюционные связи нарымской лошади с представителями тувинской, монгольской, вятской относительно референсного сиквенса Х79547. Анализ выполнен в программе MEGA Выявленные в митохондириальном генофонде нарымской лошади последова тельности, сходные с гаплотипами вятских и мезенских лошадей, свидетельствуют об их вкладе в становление породы. Это не противоречит литературным данным – нарымская лошадь использовалась для перевозки грузов от Кяхты до Перми, Таким образом, нарымская лошадь относится к монгольскому корню и имеет родственные связи с аборигенными породами лошадей Восточной Сибири (хакас ской, забайкальской, якутской).

ВЫВОДЫ 1. Кузнецкая и нарымская породы лошадей выведены путем народной селекции в XIX веке для удовлетворения потребности населения в сильной и вы носливой лошади для перевозки различных грузов. На их формирование значи тельное влияние оказали лошади рысистых пород, упряжные лошади тяжелого ти па, а также представители вер ховых пород.

2. В результате исследования популяции нарымской лошади по 24 мар керным локусам (ЕАА, EAD, ЕАС, ЕАК системам изоантигенов эритроцитов, TF, ALB, ES, системам полиморфных белков плазмы крови, AHT4, AHT5, ASB2, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7, HTG4, HTG6, HTG7, HTG10, VHL20 локусам микро сателлитной ДНК) выявлено 142 аллеля. Из них 15 – в системе изоантигенов эрит роцитов, 10 - в системах полиморфных белков плазмы крови, 116 - в локусах мик росателлитной ДНК.

3. Оценка основных параметров генетического разнообразия показала, что нарымская и кузнецкая лошади характеризуются достаточно высоким уровнем генетической изменчивости. У кузнецкой лошади полиморфны 100% проанализи рованных локусов, у нарымской – 95,8% (в ЕАК-системе групп крови фиксирован нулевой аллель).

4. У нарымской лошади среднее число аллелей на локус в системах по лиморфных белков и групп крови составляет 3,51, эффективное число аллелей – 2,53, средняя наблюдаемая и средняя ожидаемая гетерозиготности равны соответ ственно 0,6448 и 0,6425. Среднее число аллелей на локус у кузнецкой лошади в системах полиморфных белков и групп крови составляет – 3,35, эффективное чис ло аллелей – 2,75, средняя ожидаемая и средняя наблюдаемая гетерозиготность равны соответственно 0,6380 и 0,6525.

5. По 16 локусам микросателлитной ДНК (локус LEX 3 локализован на Х-хромосоме) число эффективно действующих аллелей составляет 4,64. Средняя наблюдаемая и средняя ожидаемая гетерозиготность равны соответственно 0, и 0,7740.

6. Исследованная популяция нарымской лошади находится в состоянии, близком к равновесному. Наблюдаемое соотношение генотипов не отличается от ожидаемого в соответствии с законом Харди-Вайнберга. Значение показателя FIS, отражающего инбридинг особи относительно популяции, составляет у нарымской лошади -0,0101. В то же время в популяции кузнецких лошадей наблюдается дефи цит гетерозигот – значение коэффициента FIS в этой популяции составляет -0,0754.

7. У нарымской лошади в контрольном регионе D-петли митохондриаль ной ДНК выявлено 11 гапло типов, относящихся к кластерам A, D и F. Последова тельности, аналогичные изученным, встречаются в популяциях мезенской, вятской, якутской, монгольской лошадей и орловского рысака (кроме группы F).

8. Нарымская лошадь относится к монгольской группе и имеет родст венные связи с аборигенными породами лошадей Восточной Сибири (хакасской, забайкальской и якутской). Вместе с тем в мито хондриальном генофонде выявлены последовательности, сходные с гапло типами вятских и мезенских лошадей, что свидетельствует о влиянии э тих пород на формирование нарымской лошади.

Предложения производству 1. Внести нарымскую породу лошадей в Государственный реестр селек ционных достижений, так как она является самостоятельной породой со своеобраз ной генетической структурой и входит в реестр Всемирной продовольственной ор ганизации ООН.

2. При дальнейшей работе по сохранению и совершенствованию породы в дополнение к зоотехническим методам оценки использовать систему генетиче ской оценки и осуществлять мониторинг генетической структуры Опубликованные работы по теме диссертации В журналах, рекомендованных В АК РФ:

1. Кузнецова, М.М. Нарымская лошадь сегодня /Кузнецова М.М.//Коневодство и конный спорт, № 6, 2009. С. 8 – В других изданиях:

2. Кузнецова, М.М. Нарымская лошадь./Кузнецова, М.М.//Сборник научных трудов международной научно-практической конференции «Проблемы коневодст ва», Иркутск, 2009. С. 174 – 3. Кузнецова, М.М. Очерк истории коневодства Сибири./Кузнецова, М.М //Гиппомания, №1, 2010. С. 102 – 4. Кузнецова, М.М. Разработка методов сохранения и использования местных пород лошадей Западной Сибири на основе нанотехнологий./Кузнецова, М.М //Материалы Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Моло дые исследователи - регионам», Т. 1. Вологда, 2009. С. 23 – 5. Кузнецова, М.М. Современная зоотехническая характеристика нарымской лошади./Кузнецова, М.М //Материалы международной научно-практической кон ференции «Зоотехнические и ветеринарные аспекты развития животноводства в современных условиях аграрного производства», Мичуринск, 2009. С. 84- 6. Кузнецова, М.М. Нарымская лошадь и пути ее сохранения./Кузнецова, М.М, Храброва Л.А. //Вестник Рязанского государственного агротехнологического уни верситета имени П.А.Костычева, №3, 2009. – С. 36- 7. Кузнецова, М.М. Аборигенные породы лошадей Западной Сибири.

/Кузнецова, М.М., Храброва, Л.А. //Сб. науч. трудов «Научно-технический про гресс в коневодстве», ВНИИКонев., 2010. – С. 59 – 8. Кузнецова, М.М. Генетическая структура популяции нарымской лошади.

/Кузнецова, М.М.//Материалы международной конференции «Молодежь и наука – XXI век». Ульяновск, 2010. – С.137- Издательская лицензия ИД №050806 о т 10.09. Подписано в печать 02.03.2011. Формат 60х84 1/ Печатных листов 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № Участок печати ГНУ ВНИИ коневодства Рыбновский район, Рязанская область Тел./факс 8 (4912) 24-02-65;

24-05- E-mail: vniik08@mail.ru

 

Похожие работы:


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.