Анализ генетической структуры 29 пород лошадей российской селекции по STR-маркерам

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Современный этап генетической сертификации лошадей заводских и местных пород на основе микросателлитного анализа позволяет достаточно эффективно проводить идентификацию и генетическую экспертизу происхождения племенных животных, а также решать проблему оценки, паспортизации и сохранения генетических ресурсов. При сокращении численности племенного поголовья до 200–300 кобыл, наблюдаемом в ряде пород, возрастает угроза снижения генетического разнообразия популяций и накопления генетического груза, что обусловливает необходимость изучения и мониторинга генетической структуры конских пород. В связи с этим проведенный нами сравнительный генетический анализ полиморфизма 17 микросателлитных локусов у 20541 лошадей 29 заводских и местных пород позволяет провести паспортизацию базовой части генетических ресурсов коневодства Российской Федерации, включая верховые, рысистые, тяжелоупряжные и местные породы. При генетико-популяционном анализе исследуемых пород оценивали базовые параметры: общее количество вариантов аллелей (Na), эффективное количество аллелей (Ae), среднее количество аллелей на локус (МNА), уровень наблюдаемой (Ho) и ожидаемой (Hе) гетерозиготности, а также коэффициент внутрипопуляционного инбридинга Fis. Филогенетические связи пород оценивали с помощью пакета программ R и R Studio. Среди пород лошадей разной специализации наибольшие значения всех показателей генетического разнообразия (Ae, Ho, He и Na) были определены у аборигенных популяций. В аллелофонде местных пород лошадей встречались редкие аллели ASB2T, HMS7S, HMS6J, HMS6H, HMS2T, HMS1O, HTG7L, HTG6L, HTG6H, VHL20S, ASB17Z, ASB17X, ASB17U, LEX3S, LEX3R и CA425E, которые отсутствовали у лошадей заводских пород. Среди верховых пород лошадей, созданных в России, наличием редких аллелей выделялись буденновская, донская и кабардинская породы лошадей. У рысистых лошадей были обнаружены аллели ASB2G, ASB2F, HMS2F, HTG7Q и ASB23O, не выявленные в генетической структуре других пород. Проведенный филогенетический анализ показал разделение конских пород на два четких субкластера, в первый из которых вошли только заводские породы. Второй кластер объединил все аборигенные породы, а также орловского рысака и группу тяжелоупряжных пород, которые использовались на протяжении многих лет в качестве улучшателей местного поголовья лошадей. Проведенный анализ генетической структуры отечественных пород лошадей выявил достаточно высокий резерв разнообразия даже в малочисленных популяциях, который является непременным условием успешной селекции в коневодстве.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Блохина

Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства

Автор, ответственный за переписку.
Email: nbloh16@yandex.ru
Россия, Рязанская область, пос. Дивово, 391105

Л. А. Храброва

Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства

Email: nbloh16@yandex.ru
Россия, Рязанская область, пос. Дивово, 391105

Список литературы

  1. Вдовина Н.В., Юрьева И.Б. Мониторинг генетической структуры мезенской породы лошадей по микросателлитам ДНК // Вавиловский журн. генетики и селекции. 2021. Т. 25.(2): 202–207. https://doi.org/10.18699/VJ21.024
  2. Блохина Н.В., Храброва Л.А., Зайцев А.М., Гавриличева И.С. Оценка генетического разнообразия микросателлитных локусов у лошадей тяжелоупряжных пород // Генетика и разведение животных. 2018. № 2. С. 39–44. https://doi.org/10.31043/2410-2733-2018-2-39-44
  3. Гавриличева И.С. Генетико-популяционная характеристика русской рысистой породы лошадей по локусам микросателлитов ДНК // АгроЗооТехника. 2019. Т. 2. № 3. С. 2. https://doi.org/10.15838/alt.2019.2.3.2
  4. Глазко В.И., Косовский Г.Ю., Глазко Т.Т., Федорова Л.М. ДНК-маркеры и “микросателлитный код” (обзор) // С.-х. биология. 2023. Т. 58. № 2. С. 223–248.
  5. Долматова И.Ю., Ниятшин Ф.И., Уразбахтин Р.Ф. Популяционно-генетическая характеристика лошадей башкирской породы по микросателлитам ДНК // Коневодство и конный спорт. 2017. № 4. С. 17–19.
  6. Калашников В.В., Храброва Л.А., Зайцев А.М. и др.. Полиморфизм микросателлитной ДНК у лошадей заводских и локальных пород // С.-х. биология. 2011. Т. 46. № 2. С. 41–45.
  7. Калашникова Л.А., Новиков А.А., Семак М.С. Развитие генетической экспертизы племенной продукции в животноводстве // Зоотехния. 2022. № 11. С. 25–28.
  8. Марзанов Н.С., Насибов М.Г., Марзанова Л.К. и др. Генетические маркеры в теории и практике разведения овец. М.: Пионер, 2010. 184 с.
  9. Храброва Л.А. Теоретические и практические аспекты генетического мониторинга в коневодстве: Дис. … д-ра с.-х. наук. М.: ВНИИ коневодства, Дивово, 2011. 38 с.
  10. Храброва Л.А. Стратегия использования генетических маркеров и геномной селекции в коневодстве. Дивово, 2015. 81 с.
  11. Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А. Биологические проблемы животноводства в XXI веке. М.: РАСХН, 2008. 501 с.
  12. Lippold S., Matzke N.J., Reissmann M. Whole mitochondrial genome sequencing of domestic horses reveals incorporation of extensive wild horse diversity during domestication // BMC Evol. Biol. 2011. V. 11. https://doi.org/10.1186/1471-2148-11-328
  13. Stock K.F., Jönsson L., Ricard A., Mark T. Genomic applications in horse breeding // Animal Frontiers. 2016. V. 6. I. 1. P. 45–52. https://doi.org/10.2527/af.2016-0007
  14. Atroshchenko M., Dementieva N., Shcherbakov Yu. et al. The genetic diversity of horse native breeds in Russia // Genes. 2023. V. 14. https://doi.org/10.3390/genes14122148
  15. Jarne P., Lagoda P.J.L. Microsatellites, from molecules to populations and back // Trends in Ecol. and Evol. 1996. V. 11(10). P. 424–429. https://doi.org/10.1016/0169-5347(96)10049-5
  16. Khaudov A.D., Duduev A.S., Kokov Z.A. et al. Diversity of Kabardian horses and their genetic relationships with selected breeds in the Russian Federation based on 17 microsatellite loci // IOP Conf. Series. Earth and Envir. Sci. 2019. https://doi.org/10.1088/1755-1315/341/1/012072
  17. Khrabrova L.A. Characterization of genetic horse breeding resources in Russia. Lambert Acad. Publishing, OmniScriptum GmbH&Co KG, 2015. 59 p. https://www.abebooks.com/9783659808814/Characterization-genetic-horse-breeding-resources-3659808814/plp
  18. Храброва Л.А., Блохина Н.В., Белоусова Н.Ф., Котран Е.Г. Оценка генеалогической структуры вятской породы лошадей (Equus ferus caballus) с использованием анализа ДНК // Генетика. 2022. Т. 58. № 4. С. 457–462.
  19. Blohina N.V., Khrabrova L.A., Gavrilicheva I.S. Application of modern technologies in identifying distinctive features in the subpopulation of Novoaltaiskaya horses // IOP Conf. Series: Earth and Environ. Sci. 2021. V. 624(1). 012019.
  20. Zaitcev A.M., Gavrilicheva I.S., Blohina N.V. Аssessment of the population structure of horses of the Priobskaya breed based on modern technologies // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2021. V. 624. https://doi.org/10.1088/1755-1315/624/1/012032
  21. Chang C.C., Chow C.C., Tellier L.C.A.M. et al. Second-generation PLINK: Rising to the challenge of larger and richer datasets // (Giga)n Science 2015. V. 4. I. 1. s 13742-015-0047-8. https://doi.org/10.1186/s13742-015-0047-8
  22. Francis R.M. Pophelper: An R package and web app to analyse and visualize population structure // Mol. Ecol. Resour. 2017. V. 17. P. 27–32.
  23. Van de Goor L.H.P., Panneman H., Haeringen W.A. A proposal for standardization in forensic equine DNA typing: allele nomenclature for equine-specific STR loci // Animal Genet. 2010. V. 41. № 2. P. 122–127.
  24. Nei M. Molecular Evolutionary Genetics. N.Y.: Columbia Univ. press, 1987. 512 p.
  25. Van de Goor L.H., Van Haeringen W.A., Lenstra J.A. Population studies of 17 equine STR for forensic and phylogenetical analysis // Animal Genet. 2011. V. 42(6). P. 627–633. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2011.02194.x
  26. Librado P., Khan N., Fages A. The origins and spread of domestic horses from the Western Eurasian steppes // Nature. 2021. V. 598. P. 634–640. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04018-9

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гистограмма частот встречаемости аллелей в локусе AHT4 у лошадей верховых пород.

Скачать (447KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гистограмма частот встречаемости аллелей в локусе LEX3 у лошадей верховых пород.

Скачать (309KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Генетическая идентификация и кластеризация лошадей разных пород по Nei [24].

Скачать (342KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Дендрограмма генетических дистанций лошадей разных пород, разводимых на территории Российской Федерации.

Скачать (250KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024