Биология

К. с.-х. н. Седых Т.А., д.б.н. Долматова И.Ю.

Башкирский государственный аграрный университет, Россия

Оценка аллелофонда

крупного рогатого скота герефордской породы,

разводимого в Предуральской степной зоне

Башкортостана

Одной важнейших задач отрасли животноводства является совершенствование количественных и качественных параметров сельскохозяйственных животных и для этого в настоящее время накоплен большой объем ценнейшей научной информации, позволяющий повышать генетический потенциал продуктивности животных и улучшать качество продуктов, потребляемых населением [4,8,9].

Существенным резервом в обеспечении населения страны конкурентоспособным сырьем является мясное скотоводство. В целях реализации программы развития мясного скотоводства в Республику Башкортостан в 2009 г. был завезен из Австралии крупный рогаты скот герефордской породы, представленный популяциями, разводимыми в штатах Южная Австралия, Виктория, Новый южный Уэльс и на о. Тасмания [2,3]. Изучение генетического потенциала и оценка аллелофонда животных австралийской генерации и потомков первого и второго поколения российской генерации представляет значительный интерес для осуществления селекционно-племенной работы.

В настоящее время отмечается дефицит информации по изучению аллелофонда мясного скота, завезенного из других стран и адаптированного к местным условиям. Как отмечается в проведенных ранее исследованиях по изучению популяций крупного рогатого молочного направления продуктивности оценка всего спектра разнообразия, создание генетических паспортов пород требует изучения как можно большего числа географически удаленных популяций. Существенный вклад в характеристику аллельного разнообразия пород вносят региональные популяции, формирование аллелофонда которых в большинстве случаев происходило в условиях относительной географической изоляции [4,7,8]. В качестве инструмента для изучения вопросов популяционной и эволюционной генетики находят применение молекулярно-генетические маркеры и одним из высокоинформативных типов ДНК-маркеров, характеризующих генофонд, являются микросателиты [5,9].

Целью работы стало исследование с использованием микросателитов аллелофонда крупного рогатого скота герефордской породы, разводимого в условиях Предуральской степной зоны Башкортостана.

Материалы и методы исследований. Исследования проводились на базе ЦКП «Биоресурсы и биоинженерия сельскохозяйственных животных» ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии.

Материалом для исследований служили пробы ткани (ушной выщип) крупного рогатого скота герефордской породы трёх генетико-экологических генераций в количестве 66 голов, разводимых в МТС «Центральная» Республики Башкортостан, в т.ч. завезённые из Австралии, (ГРФ_АВСТР, n=30), первой российской генерации, (ГРФ_F1, n=26) и второй российской генерации (ГРФ_F2, n=10). В хозяйстве используется стойлово-пастбищная технология содержания мясного скота, практикуются туровые отелы в зимне-стойловый период. Первые 6-8 дней новорожденных телят содержат в индивидуальных боксах совместно с матерями, затем коров переводят на выгульные площадки и используют режимный подсос. Раздельное содержание коров и молодняка обеспечивает лучшие зоогигиенические условия для телят и сокращает затраты. В летний период коровы и телята содержатся на естественных пастбищах, осенью в конце пастбищного периода молодняк переводится на доращивание и на откормочные площадки, где находятся, как правило, до 18-20-месячного возраста. Коровы и быки содержатся зимой на кардах.

Выделение ДНК проводили с помощью набора реагентов для выделения ДНК DIAtomTM DNA Prep100 (ООО «Лаборатория Изоген», Россия). Анализ ДНК и постановку ПЦР проводили по методикам, разработанным ранее [5]. Набор маркеров для анализа включал 9 микросателлитных локусов - TGLA126, TGLA122, TGLA227, ILST005, ETH185, ETH10, ETH225, BM1818 и BM2113. Фрагменты амплификации идентифицировали на генетическом анализаторе ABI Prism 3130xl («Applied Biosystems», США). Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам [1] с использованием программного обеспечения GenAlEx v 6.4 [11] и PAST в соответствии с методическими подходами, разработанными в ГНУ ВИЖ РАСХН [10].

Результаты собственных исследований. Микросателлиты характеризуются высоким уровнем полиморфизма и стабильным аутосомным кододоминантным наследованинм, вследствие чего являются удобными генетическими маркерами в геноме сельскохозяйственных животных.

Аллельные частоты по микросателлитным маркерам герефордского скота австралийской генерации приводятся на рисунке 1.

Рис. 1 Аллельные частоты по микросателлитным маркерам

герефордского скота австралийской генерации

Анализируя полученные данные можно утверждать, что у крупного рогатого скота австралийской генерации число аллелей на локус микросателлитов варьировало в пределах от 2 до 8, при среднем значении - 6,00±0,62.

Аллельные частоты по микросателлитным маркерам первого поколения герефордского скота русской генерации приводятся на рисунке 2.

Рис. 2 Аллельные частоты по микросателлитным маркерам

первого поколения герефордского скота русской генерации

На рисунке 2 показано, что у первого поколения герефордов местной генерации число аллелей на локус микросателлитов варьировало в пределах от 2 до 8, при среднем значении - 6,00±0,69.

Аллельные частоты по микросателлитным маркерам второго поколения герефордского скота русской генерации представлены на рисунке 3.

Рис. 3 Аллельные частоты по микросателлитным маркерам второго поколения герефордского скота русской генерации

Данные рисунка 3 свидетельствуют о том, что у второго поколения герефордов местной генерации число аллелей на локус микросателлитов варьировало в пределах от 2 до 5, при среднем значении - 3,33±0,37.

Таким образом, исследуемые выборки крупного рогатого скота характеризуются невысоким уровнем генетического разнообразия: среднее число аллелей на локус микросателлитов составило 6,00 в генерациях ГРФ_АВСТР и ГРФ_РФ_F1 и снизилось до 3,33 аллеля в генерации ГРФ_РФ_F2.

В ходе исследований так же установлено, что число эффективных аллелей в локусах TGLA126, TGLA122, TGLA227, ILST005, ETH185, ETH10, ETH225, BM1818 и BM2113 составило в среднем в генерации ГРФ_АВСТР 3,79±0,39, в генерации ГРФ_РФ_F1 - 3,32±0,32 и в генерации ГРФ_РФ_F2 - 2,59±0,34. Таким образом, у потомков показано снижение эффективных аллелей с 3,79 до 2,59 аллеля в генерации.

Индекс Шеннона, используется в экологических исследованиях для оценки генетического разнообразия. В нашем случае для исследованных локусов в среднем он составил в генерации ГРФ_АВСТР 1,44±0,12, в генерации ГРФ_РФ_F1 – 1,35±0,13 и в генерации ГРФ_РФ_F2 – 0,99±0,12. Таким образом, в местных генерациях наблюдается снижение данного показателя.

В таблице 1 представлены сведения о наличии информативных и эффективных аллелей, а также индекс Шеннона в целом по изученной популяции животных.

Таблица 1 Наличие информативных и эффективных аллелей

Показатель	Локус									В среднем, M±m
	TGLA126	ILST005	ETH185	TGLA122	ETH 10	ETH 225	TGLA 227	BM 1818	BM 2113
Na	5,667±0,333	2,000±0,000	6,333±1,667	4,333±1,453	5,667±1,453	4,667±0,333	6,667±0,882	6,000±1,528	4,667±0,882	5,11±0,40
Ne	3,937±0,318	1,808±0,113	3,538±0,655	1,775±0,291	3,654±0,744	3,643±0,332	3,802±0,128	3,832±1,087	3,132±0,376	3,24±0,22
I	1,498±0,033	0,633±0,038	1,418±0,235	0,797±0,217	1,374±0,242	1,402±0,074	1,518±0,051	1,453±0,297	1,245±0,151	1,26± 0,08

Примечание: Na – информативные аллели; Ne – эффективные аллели, I – индекс Шеннона.

Анализируя полученные данные в аспекте отдельных локусов, наименьшее генетическое разнообразие у исследованных популяций установлено по локусу ILST005 – 2,0 аллеля во всех генерациях. Наибольшее генетическое разнообразие выявлено в локусе TGLA227 – 6,7 аллеля, с диапазоном от 5 до 9 в исходной, завезённой группе австралийской генерации.

Вывод. На основании проведенных исследований полиморфизма 9 микросателитных локусов популяции крупного рогатого скота герефордской породы австралийской генерации и их потомков первого (F1) и второго (F2) поколений показано, что в трёх последовательных генерациях животных происходит снижение числа аллелей во втором поколении.

В разрезе изученных генераций установлено в локусах TGLA126, TGLA122, TGLA227, ILST005, ETH185, ETH10, ETH225, BM1818 и BM2113 у потомков первого (F1) и второго (F2), снижение числа эффективных аллелей с 3,79 (ГРФ_АВСТР) до 2,59 (ГРФ_РФ_F2) аллеля в генерации и индекса Шеннона с 1,44±0,12 (ГРФ_АВСТР) до 0,99±0,12 (ГРФ_РФ_F2).

Наименьшее генетическое разнообразие у исследованных популяций установлено по локусу ILST005 – 2,0 аллеля во всех генерациях. Наибольшее генетическое разнообразие выявлено в локусе TGLA227 – 6,7 аллеля, с диапазоном от 5 до 9 в исходной, завезённой группе австралийской генерации.

С чувством глубокой признательности благодарим Гладырь Е.А., канд. биол. наук, заведующую лабораторией молекулярной генетики животных и сотрудников ЦКП «Биоресурсы и биоинженерия сельскохозяйственных животных» ГНУ ВНИИЖ Россельхозакадемии за помощь, оказанную в проведении исследований.

Литература:

1. Вейр Б. Анализ генетических данных // М.: Мир, 1995. 319 с.

2. Гизатуллин Р.С., Седых Т.А. Резервы увеличения производства говядины в Башкортостане // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2011. № 3. С. 25-29.

3. Гизатуллин Р.С., Хазиахметов Ф.С., Седых Т.А., Мударисов Р.М. Ресурсосберегающая технология разведения мясного скота и производства говядины: рекомендации. – Уфа: Издательство Башкирский ГАУ, 2013. – 64 с.

4. Долматова И.Ю. Зиновьева Н.А., Горелов П.В., Ильясов А.Г., Гладырь Е.А., Траспов А.А., Сельцов В.И. Особенности аллелофонда башкирской популяции симментальского скота по микросателитам // Сельскохозяйственная биология. 2011. №6. С. 70-74.

5. Зиновьева Н.А., Гладырь Е.А. Генетическая экспертиза сельскохозяйственных животных: применение тест-систем на основе микросателлитов // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 9. С. 46-48.

6. Зиновьева Н.А., Попов А.Н., Эрнст Л.К., Марзанов Н.С., Бочкарев В.В., Стрекозов Н.И., Брем Г. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве // Дубровицы. ВИЖ, 1998. 47 с.

7. Зиновьева Н.А., Стрекозов Н.И., Молофеева Л.А. Оценка роли ДНК-микросателлитов в генетической характеристике популяции черно-пестрого скота // Зоотехния. 2009. № 1. С. 2-4.

8. Траспов А.А., Зиновьева Н.А., Долматова И.Ю., Гладырь Е.А. Аллелофонд башкирской популяции черно-пестрого скота по микросателлитам в связи с показателями молочной продуктивности коров // Проблемы биологии продуктивных животных. 2011. Т. 1. С. 65-68.

9. Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А. Биологические проблемы животноводства: монография. – М.:РАСХН, 2008. – 508 с.

10. Nei, M. 1978. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals. Genetics 76: 379-390.

11. Peakall, R., Smouse P.E. GENALEX 6: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. //. Molecular Ecology Notes, 2006, 6, 288-295. V. GENALEX 6.4 UTR: http://appliedpopulationgenetics2010.wikispaces.com/file/view/GENALEX6.4_documntation.pdf, (дата обращения 19.12.2010).