Первые результаты изучения генетической структуры лошадей якутской, мегежекской и приленской пород

ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЛОШАДЕЙ ЯКУТСКОЙ, МЕГЕЖЕКСКОЙ И ПРИЛЕНСКОЙ ПОРОД

Владимир Гаврильевич Осипов,

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий ; лабораторией ФГБНУ «Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

М. А. Зайцева, А. М. Зайцев, В. Г. Осипов, Р. В. Иванов, Л. Г. Козлова, М. И. Прокопьева

Марина Анатольевна Зайцева,

кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник лаборатории генетики ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства»

Александр Михайлович Зайцев

кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель директора ГНУ ВНИИК

Якутская лошадь входит в группу восточных пород, в которую, кроме нее, включают монгольскую, бурятскую, корейскую лошадь Чеджу, тувинскую, алтайскую и др. О якутской лошади впервые стало известно в Европе из челобитных русских землепроходцев, достигших к 1630-м годам бассейнов рек Лены, Алдана и Яны: «А якольская де землица, великий государь, людна и конна» [1]. Велика была роль якутских лошадей в государственных грузоперевозках к Тихому океану, когда ежегодно в зимние месяцы поставлялось до 10 -12 тысяч лошадей.

Генетическая структура якутской породы и выведенных из нее прилен-ской и мегежекской пород - самых северных пород домашней лошади -по микросателлитам ДНК изучается впервые. Генофонд таких местных пород лошадей России, как якутская, кузнецкая, вятская, мезенская и другие, неоценим в связи с их хорошей приспособленностью к местным природно-климатическим условиям и

устойчивостью к заболеваниям. Их уникальный генофонд был установлен в результате исследований генетической структуры по полиморфным системам крови [2, 3]. В условиях сокращения численности и критического статуса ряда отечественных пород лошадей использование генетических методов их изучения и сохранения становится все более актуальным [4].

Было изучено влияние заводских пород (русской и орловской рысистых, русской тяжеловозной) на генетическую структуру центрального типа лошадей Якутии на основе исследования крови по аллелям локусов альбумина, трасферрина и эстеразы. Так, И. П. Гурьевым была установлена степень влияния заводских пород на генетические характеристики местных популяций якутской лошади [5, 6].

На протяжении XIX - XX вв. для укрупнения габаритов и улучшения рабочих качеств якутская лошадь подвергалась скрещиванию с кузнецкими, орловскими рысистыми

Реворий Васильевич Иванов,

доктор сельскохозяйственных наук, заместитель директора ЯНИИСХ

Любовь Григорьевна Козлова,

кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник лаборатории селекции и генетики лошадей ЯНИИСХ

Марфа Ивановна Прокопьева,

младший научный сотрудник лаборатории селекции и генетики лошадей ЯНИИСХ

и русскими тяжеловозными жеребцами, что привело к началу XXI в. к формированию и выделению из основной породы двух новых пород - приленской и мегежек-ской [7, 8]. В центральной и западной группе районов Якутии, в основном на территориях по долинам р. Лены и её притоков, в результате прилития крови заводских пород (рысистых и, возможно, тяжеловозных) и улучшения технологии содержания табунных лошадей, сформировалась приленская порода, основным направлением использования которой является мясное табунное коневодство.

Лошади мегежекской породы разводятся в бассейне верхнего течения р. Мархи (приток р. Вилюй) на территории Нюрбинского улуса (рис. 1). В качестве скрещивате-лей первоначально использовались жеребцы кузнецкой породы, а в дальнейшем - жеребцы тяжеловозных пород. Улучшение проводилось методом народной селекции.

Результаты впервые проведенных исследований по генетической особенности внутрипородных типов якутской (рис. 2) и двух новых пород лошадей Республики Саха (Якутия) благоприятствуют ускоренному усовершенствованию новых типов и пород. Методической основой этих исследований явились генетическая дифференциация и маркирование признаков, характеризующих мясную продуктивность лошадей [9]. В теоретическом плане необходимо было провести сравнительное исследование местных пород лошадей Якутии с другими местными породами Сибири и европейского Севера для мониторинга, охраны и использования их генофонда в селекции продуктивных пород России [10].

Исследования выполнялись в лаборатории генетики Всероссийского научно-исследовательского института коневодства [11, 12]. Было проведено типирование лошадей якутской (20 голов), приленской (10 голов) и мегежекской (19 голов) пород. Обследованное поголовье лошадей протестировано по 17 локусам1 микросателлитов ДНК. ДНК из волосяных луковиц с использованием набора «ExtraGene TM DNA Prep 200» производства ООО «Лаборатория Изоген» (Россия) и амплифициро-вано с помощью набора праймеров StockMarksR. Электрофорез продуктов амплификации осуществлялся на автоматическом четырехкапиллярном генетическом анализаторе ABI3130.

Лошади мегежекской и приленской (рис. 3) пород по всем основным селекционируемым признакам имеют явное преимущество перед лошадьми исходной якутской породы. Наибольшее отклонение от якутских лошадей имеют лошади мегежекской породы. При тестировании обследованного поголовья лошадей в 17 изученных микросателлитных локусах было идентифицировано от 4 до 10 аллелей2.

В сравнении с другими местными породами якутская, мегежекская и приленская породы характеризуются широким спектром аллелей микросателлитных

Рис. 1. Жеребец мегежекской породы на конезаводе им. Ст. Васильева

Рис. 2. Представитель самой многочисленной якутской породы табунных лошадей Якутии

Рис. 3. Жеребец приленской породы на осенней сельскохозяйственной выставке

1Локус (лат. Locus - место) в генетике означает местоположение определённого гена на генетической или цитологической карте хромосомы. Вариант последовательности ДНК в данном локусе называется аллелью. Упорядоченный перечень локусов для какого-либо генома называется генетической картой.

2Аллель - один из возможных структурных вариантов гена.

локусов. У лошадей якутской породы было выявлено 117 аллелей по 17 локусам и один приватный аллель ASB2L, в то время как в приленской породе обнаружено 3 приватных аллеля (AHT4R, ASB17D и CA425H). В мегежекской породе было выявлено 109 аллелей по 17 локусам и обнаружено 3 приватных аллеля (ASB17J, HMS6J и HTG4Q) (табл. 1).

Было установлено, что лошади мегежекской, приленской и якутской пород различаются по наличию и частоте встречаемости аллелей ряда микросателлит-ных локусов. Так, в локусе HMS1 аллель М отмечен во всех породах, но в приленской популяции его частота составляет 0,6667, тогда как в мегежекской популяции его частота равна 0,4211, якутские лошади занимают среднюю позицию (0,5909).

Мегежекские лошади отличаются от якутских как наличием новых (не встречающихся в якутской породе) аллелей, так и отсутствием аллелей, характерных для якутской породы. Так, в локусе HTG4 мегежекские лошади отличаются от приленских и якутских наличием аллеля Q. В локусе ASB17 лошади мегежекской породы отличаются от якутских (и других местных пород) лошадей наличием аллеля G, в то время как характерный для якутской породы аллель F отсутствует. В локусе HMS6, который представлен одинаковым набором аллелей у приленских и якутских лошадей, мегежекская популяция вносит аллель J.

Практически всем местным породам лошадей, даже при условии небольшой численности протестированного поголовья, свойственен высокий уровень полиморфности микросателлитных локусов. Уровень полиморфности мегежекских лошадей составляет 3,8, что является средним значением между якутскими (4,2) и приленскими (3,6) популяциями (табл. 2).

Среднее число аллелей на один локус (NV) в якутской популяции (6,9) превышает таковое у лошадей мегежекской и приленской пород (6,4 и 5,6 соответственно). Степень герезиготности обследованных популяций (He) в среднем по локусам составляет 0,7. Коэффициент Fis имеет отрицательное значение у популяции лошадей якутской породы, что указывает на смещение генетического равновесия в данной популяции в сторону избытка гетерозигот. Положительное значение этого коэффициента говорит о недостатке гетерозигот, что наблюдалось у приленской и в меньшей степени у мегежекской пород.

Таблица 1

Оценка полиморфизма микросателлитной ДНК лошадей местных пород

Локус Якутская Приленская Мегежекская

Na* Па** Na* Па** Na* Па**

AHT4 9 - 7 R 8 -

ANT5 7 - 6 - 6 -

ASB2 10 L 7 - 7

ASB17 8 - 6 D 10 J

ASB23 8 - 6 - 6 -

CA425 7 - 8 H 6 -

HMSI 7 - 4 - 6 -

HMS2 6 - 5 - 4 -

HMS3 6 - 5 - 5 -

HMS6 6 - 6 - 7 J

HMS7 6 - 5 - 6 -

HTG4 8 - 6 - 5 Q

HTG6 4 - 4 - 7 -

HTG7 5 - 5 - 4 -

HTG10 4 3 3 - 8 -

LEX3 7 - 6 - 7 -

VHL20 9 - 7 - 7 -

*Na - число аллелей в локусе.

**Па - число приватных аллелей в локусе.

Результаты проведенного кластерного анализа генетического сходства изученных пород лошадей наглядно демонстрирует дендрограмма (рис. 4). Самый высокий коэффициент генетического сходства по локусам микросателлитов ДНК (0,81) имели якутская и приленская породы, тогда как для мегежекской он составляет - 0,78 (рис. 5).

Таким образом, каждая местная порода табунных лошадей Якутии (якутская, мегежекская и приленская) имеет свою характерную генетическую структуру при наличии нескольких приватных аллелей. У лошадей якутской породы наблюдается высокий уровень генетического разнообразия. Уровень генетического сходства между якутской и приленской породами лошадей достаточно высок, что указывает на общность их происхождения. Уровень генетического сходства между мегежекской породой и якутской, приленской породами лошадей

Таблица 2

Генетико-популяционные характеристики лошадей местных пород по 17 локусам

микросателлитом ДНК

Порода лошадей n Ae He Ho Fis NV Na

Якутская 20 4,169 0,726 0,720 -0,020 6,882 117

Приленская 10 3,629 0,690 0,778 0,076 5,647 96

Мегежекская 19 3,769 0,714 0,728 0,010 6,375 102

Примечание. n - число протестированных лошадей; Ае - эффективное число аллелей (уровень полиморфности); Не - ожидаемая гетерозиготность; Но - наблюдаемая гетерозиготность; Fis - индекс фиксации; NV - среднее число аллелей на один локус; Na - число аллелей в локусе.

Complete Linkage 1 - Pearson

ПРИПЕНСКАЯ

ЯКУТСКАЯ

МЕГЕЖЕКСКАЯ

0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 Linkage Distance

Рис. 4. Дендрограмма генетических расстояний между породами якутских лошадей по 17 локусам микросателлитов ДНК

Рис. 5. Отбор проб волос с луковицами из грив лошадей для ДНК-анализа

Фото М. И. Прокопьевой

Рис. 6. Лошади якутской породы на тебеневке

Фото А. Н. Ильина

заметно ниже, но это не исключает общности происхождения первой породы с двумя последними. С учетом широкого ареала распространения и многочисленности табунных лошадей Якутии предстоит изучить генетическую структуру их разных экологических подтипов (рис. 6).

Список литературы

1. Токарев, С. А. Якутия в XVII веке / С. А. Токарев. - Якутск: Якутиздат, 1947. - 155 с.

2. Дубровская, Р. М. Аллелофонд локусов транс-феррина, альбумина, эстеразы и групп крови лошадей 10 пород, разводимых в СССР. Резервы повышения эффективности коневодства и коннозаводства / Р. М. Дубровская, И. М. Стародумов // Сб. науч. тр. ВНИИ коневодства. - Дивово: ВНИИК, 1987. - С. 55-69.

3. Храброва, Л. А. Влияние селекции на генетическую структуру пород лошадей / Л. А. Храброва // Сб. науч. тр. ВНИИК. - Дивово : ВНИИК, 2007. - Ч. 2. - С. 7-12.

4. Храброва, Л. А. Методические рекомендации по ведению генетического мониторинга местных пород лошадей / Л. А. Храброва, А. М. Зайцева. - Дивово : ВНИИК, 2005. - 50 с.

5 Гурьев, И. П. Зоотехнические и иммуногенети-ческие особенности популяций якутской лошади : ав-тореф. дис. ... канд. с.-х. наук /И. П. Гурьев. - Дивово : ВНИИК, 1992. - 24 с.

6 Гурьев, И. П. Влияние заводских пород на генетическую структуру якутской лошади / И. П. Гурьев // Коневодство и конный спорт. - 2012. - № 2. - С. 9-10.

7. А. с. № 53988 Рос. Федерации Приленская порода лошадей / Н. Д. Алексеев [ и др.]; ГНУ ВНИИ коневодства, ГНУ Якутский НИИСХ. - № 8953000; заявл. 26.01.2010. - М.: МСХ РФ ФГУ «Гос. комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений», 2010.

8. Калашников, В. В. Зоотехническая характеристика приленской породы лошадей Якутии / В. В. Калашников [и др.] // Коневодство и конный спорт. -2012. - № 2. - С. 13-15.

9. Зайцев, А. М. Интенсивность генетической дифференциации при создании новых селекционных форм в коневодстве и возможность маркирования признаков, характеризующих мясную продуктивность лошадей (09-04-13757) / А. М. Зайцев [и др.] // Ориентированные фундаментальные исследования и их реализация в агропромышленном комплексе России : материалы Всерос. науч. конф. - М., 2010. - С. 209-212.

10. Зайцева, М. А. Породоспецифические особенности микросателлитов ДНК лошадей заводских и местных пород : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / М. А. Зайцева. - Дивово : ВНИИК, 2010. - 23 с.

11. Храброва, Л. А. Методические положения по использованию ДНК анализа лошадей для оценки генетических ресурсов в коневодстве / Л. А. Храброва, М. А. Зайцева, Л. В. Калинкова. - Дивово: ВНИИК, 2011.

12. Храброва, Л. А. Метод оценки генетического разнообразия и степени генотипического сходства лошадей заводских и местных пород / Л. А. Храброва, А. М. Зайцев, М. А. Зайцева. - Дивово : ВНИИК, 2011.