Популяционно-генетический анализ полутонкорунных пород овец по биохимическому полиморфизму белков

УДК 636.32/.38.082.12

Популяционно-генетический анализ полутонкорунных пород овец по биохимическому полиморфизму белков

Л.В. Ольховская, к. с.-х. н.,

Г.Н. Шарко, с. н.с.

Для каждой породы, популяции животных характерен особый, только ей свойственный, спектр частот встречаемости полиморфных систем, поэтому генетическая характеристика пород, проведенная в период их относительно стабильного состояния, может служить своеобразным иммуногенетическим паспортом и возможной точкой отсчета в дальнейших мониторинговых исследованиях качественных и количественных изменений параметров генофондов, происходящих под влиянием факторов внешней среды и специфики селекционной работы.

Используя генетико-статистические методы анализа путем определения цифровых значений таких генетических констант, как степень гомозиготности (Са), уровень полиморфности (Ыа), степень генетической изменчивости популяции (V) и др., мы попытались оценить селекционную перспективность изученных нами полутонкорунных пород овец.

Исследования проводились в период 1987 и 1989 гг. на овцепоголовье в племенных хозяйствах Ставропольского края, остфризской и цигайской полутонкорунных пород - Молдавии,1987 г.; корридель, латвийской темноголовой и оксфоршир - Латвии, 1989 г., генетико-статистические расчеты - в 2012 г.

Иммуногенетическое типирование животных проводили с помощью стандартов полиморфных систем белков- трансферрина (И"), гемоглобина (НЬ), прошедших международные сравнительные испытания (Франция, 1975, Германия, 1980, Италия, 1985) согласно методическим рекомендациям, указаниям ВНИИОК (1982, 1989,1994), генетико-статистические расчеты -монографии Л.В. Ольховской, В.В. Абонеева (2007).

Сокращения: ТТ - трансферрин; НЬ - гемоглобин; породы овец: ОФ -остфризская, Ц - цигайская полутонкорунная, КР - корридель, ЛТ -латвийская темноголовая, ОКСФ - оксфоршир, СК - северокавказская.

Локус трансферрина является самым информативным по уровню полиморфизма белков и ферментов крови. В результате исследований установлено наличие 15 фенотипов локуса трансферрина: АА, ав, АС, Ай, ае, вв, вс, Вй, ве, сс, Сй, СЕ, йй, йЕ, ее, образующихся пятью аллельными генами - А, В, С, й, Е (табл. 1, рис.1).

0,8 -г 0,7

А В С Б Е А В

Трансферрин Гемоглобин

Рисунок 1. Частота аллелей полиморфных систем белков крови овец

полутонкорунных пород В локусе трансферрина у изученных полутонкорунных пород овец не выявлено единообразия, однако большинство из них обладает более высокой встречаемостью аллеля С (0,189 - 0,458). Так, в остфризской породе высока частота аллелей трансферрина В, С и D; цигайской - А, С и D; корридель - А и С; латвийской темноголовой - А, В и С; оксфоршир - С, D и Е; северокавказской - А, D и Е.

В связи с этим основу пород составляют генотипы, в состав которых входят аллеломорфы Tf A, Tf В, Tf С, Tf D и Tf Е (АА- 16,7%, АС-14,5-16,2%, АD-24,3-31,3%, ВС-16,0%, ВD- 8,0-26,7%, СС-12,3-25,0%, СD-16,0-16,7%, СЕ-11,8-16,7%, DD-12,5%, АЕ-18,8%).

При сравнении фактического распределения фенотипов с

о

теоретически возможным нарушение генного равновесия (х2=36,59-47,19) выявлено у двух пород - латвийской темноголовой и северокавказской. В остальных популяциях животных генное равновесие сохранено (х2=13,30-19,25, табл.1).

Таблица 1 - Популяционно-генетический анализ структуры полутонкорунных пород овец по локусу трансферрина

Породы Кол. жи- вот- ных, п Распро- стра- нение гено ти- пов Показатели гетерозиготности Сте- пень гомо зиг., Са, % Доля гомо зигот, % Уро- вень поли- морф- ности, Na Коэффи циент эксцесса, D х2 (хи- квадрат), генное равновесие

гетеро зиго- ты гомо- зиго- ты К= гетер./ гомо ТГ= Кф.- Кт.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ОСТФ 81 Факт. 53 28 1,893 -1,001 29,2 34,6 3,4 -0,136 19,25

Теор. 60,2 20,8 2,894 есть

Ц 37 Факт. 25 12 2,083 -0,895 25,1 48,0 3,98 -0,108 13,30

Теор. 27,7 9,3 2,978 есть

КР 37 Факт. 25 12 2,083 -0,895 25,1 48,0 3,98 -0,108 15,78

Теор. 27,7 9,3 2,978 есть

ЛТ 330 Факт. 221 109 2,028 -1,082 24,3 33,0 4,1 -0,130 47,19

Теор. 249,7 80,3 3,109 нет

ОКСФ 24 Факт. 13 11 1,182 -1,956 24,0 45,8 4,2 -0,400 18,89

Теор. 18,2 5,8 3,138 есть

СК 32 Факт. 30 2 15,00 +11,845 34,6 6,3 2,9 +0,235 36,59

Теор. 24,3 7,7 3,155 нет

Уровень гомозиготности (Са) по локусу трансферрина у всех пород был невысоким. Колебания составили от 24,03% у породы овец оксфоршир до 34,6% у северокавказской породы. Соответственно доля гомозигот также была низкой - в пределах от 6,3% у северокавказской породы овец до 48,0% у корридель.

Число эффективно действующих аллелей (уровень полиморфности локуса, Nа) является величиной, обратной степени гомозиготности (Са), оно оказалось высоким во всех породах и составило 2,9 - 4,2.

Животные большинства анализируемых пород отличаются недостатком относительной гетерозиготности, полученной по фактическим данным, по сравнению с относительной гетерозиготностью, вычисленной по теоретическому количеству генотипов, по локусу трансферрина, о чем свидетельствуют тест гетерозиготности (ТГ, -0,895 - -1,956) и левосторонний эксцесс (от -0,108 до -0,400), за исключением северокавказской породы, где наблюдается её избыток.

У всех изученных нами пород овец идентифицировано наличие трех феновариантов локуса гемоглобина: гомозиготные типы HbAA и HbBB, гетерозиготный вариант HbAB, кодируемые двумя кодоминантными аллелями HbA и HbB

В локусе гемоглобина изученные полутонкорунные породы овец характеризуются более высокой встречаемостью аллеля HbВ (0,500-

0,781).

Основу пород составляют генотипы, в состав которых входит аллеломорф Hb В

При сравнении фактического распределения фенотипов с теоретически возможным не выявлено нарушение генного равновесия (Х2=0,27-2,85, табл. 2).

Уровень гомозиготности (Са) по локусу гемоглобина у всех пород был высоким. Колебания составили от 50,0 у корриделей до 65,8% у северокавказских овец. Соответственно доля гомозигот также была высокой: в пределах от 34,5% у корриделей до 68,8% у

северокавказской породы овец.

Уровень полиморфности локуса (число эффективно действующих аллелей, Nа) составил 1,5 - 2,0.

Тест гетерозиготности (ТГ= -0,006 - 0,296) и коэффициент эксцесса (левосторонний эксцесс -0,064-0,218) свидетельствуют о том, что животные большинства анализируемых пород отличаются незначительным недостатком относительной гетерозиготности по локусу гемоглобина. Исключение составляет порода овец корридель, где прослеживается большее её количество (ТГ=+0,900; D=+0,310).

Породы Кол. жи- вот- ных, п Распро- стра- нение гено ти- пов Показатели гетерозиготности Сте- пень гомо зиг., Са, % Доля гомо зигот, % Уровень поли- морфно- сти, Na Коэфф ициент эксцесс а, D х2 (хи- квадрат), генное равновесие

гетеро зиготы гомо- зиго- ты К= гетер./ гомо ТГ= Кф.- Кт.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

КР 29 Факт. 19 10 1,900 +0,900 50,0 34,5 2,0 +0,310 2,85

Теор. 14,5 14,5 1,000 есть

ЛТ 325 Факт. 149 166,4 0,895 -0,006 51,2 54,2 2,0 -0,064 1,19

Теор. 158,6 176 0,901 есть

ОКСФ 42 Факт. 17 25 0,680 -0,296 50,7 59,5 2,0 -0,218 1,38

Теор. 20,7 21,3 0,976 есть

СК 32 Факт. 10 22 0,455 -0,068 65,8 68,8 1,5 -0,100 0,27

Теор. 11,0 21,0 0,523 есть

В заключение следует отметить, что разработка и внедрение научно обоснованных методов использования молекулярно -генетических маркеров для оценки и формирования оптимальной структуры популяций позволит существенно повысить продуктивность стад и уменьшить затраты по сохранению генофондов пород.

Литература:

1. Абонеев, В.В. Иммуногенетика в селекции овец /В.В. Абонеев, Л.Н. Чижова, М.И. Селионова: Монография //Ставрополь, 2004. - 168с.

2. Абонеев, В.В. Доктрина информатизации сельского хозяйства /В.В. Абонеев, Ю.Д. Квитко, Д.Е. Белов, А.Е. Мищенко, А.Ф. Шалин, С.О. Сиптиц, М.В. Макеев, И.М. Кузнецов, Ю.И. Соколов //Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. -2012. -Т. 3. -№ 1-1. -С.3-7.

3. Белов, Д.Е. Совершенствование биотехнологических и молекулярногенетических методов при изучении генов, определяющих устойчивость к заболеваниям и молочную продуктивность /Д.Е. Белов //Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Ставропольский государственный университет. Ставрополь, 2006. -24 с.

4. Белов, Д.Е. Технологии разработки систем управления информацией с открытым исходным кодом, проблемы внедрения в животноводстве России /Д.Е. Белов, В.В. Абонеев, А.Ф. Шалин //Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. -2011. -Т. 1. -№ 4-1. -С. 96-100.

5. Букаров, Н.Г. И еще раз о маркерной селекции в скотоводстве /Н.Г. Букаров, С.Ф. Силкина, Д.Е. Белов //Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. -2012. -Т. 3. -№ 1-1. -С. 61-62.

6. Квитко, Ю.Д. Применение математических методов для оптимизации рационов сельскохозяйственных животных /Ю.Д. Квитко, Б.Т. Абилов, Д.Е. Белов, Т.В. Ефимова,А.Ф. Шалин //Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. -2012. -Т. 2. -№ -1. -С. 257-260.

7. Ольховская, Л.В. Биохимический полиморфизм в селекции коз /Л.В. Ольховская, В.В. Абонеев //Ставрополь, 2007.- 190 с.

8. Скорых, Л.Н. Аллелофонд овец разных генотипов и его взаимосвязь с продуктивностью /Л.Н. Скорых, С.Ф. Силкина //Сб. науч. тр. 4-й межд. науч.-практ. конф. «Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Ч.1. -Краснодар.-2011. -С.27-29.

9. Чижова, Л.Н. Методические рекомендации по применению генетических тестов в селекции овец и коз /Л.Н. Чижова, М.И. Селионова, В.В. Абонеев, Л.В. Ольховская, Е.Н. Барнаш, А.Н. Скокова, Г.Н. Шарко //Ставрополь, СНИИЖК, 2005. - 40 с.

10. Чижова, Л.Н. Способ оценки, прогноза продуктивности сельскохозяйственных животных в раннем возрасте на основе

биохимических тест-систем, генетических маркеров /Л.Н. Чижова, А.К. Михайленко, Л.В. Ольховская, Н.Г. Марутянц, Е.Н. Барнаш, А.В. Скокова, Г.Н. Шарко, С.В. Криворучко, Е.Е. Абонеева, К.П. Ковалева, А.Р. Каграманов //Ставрополь, СНИИЖК, 2010.

11. Чижова, Л.Н. Прогнозирование племенной ценности овец по биохимическим тестам, генетическим маркерам /Л.Н. Чижова //Овцы. Козы. Шерстяное дело. - 2004. - №2. -С. 1-3.