close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Характеристика аллелофонда башкирских популяций крупного рогатого скота черно-пестрой и симментальской пород по микросателлитам

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Траспов Алексей Александрович Шифр научной специальности: 03.02.07 - генетика Шифр диссертационного совета: Д 006.013.03 Название организации: Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства РАСХН - ГНУ Адрес организац
 На правах рукописи
ТРАСПОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
ХАРАКТЕРИСТИКА АЛЛЕЛОФОНДА БАШКИРСКИХ ПОПУЛЯЦИЙ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ И СИММЕНТАЛЬСКОЙ ПОРОД ПО МИКРОСАТЕЛЛИТАМ
03.02.07 - Генетика
06.02.07 - Разведение, селекция
и генетика сельскохозяйственных животных
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук
Дубровицы - 2012
Работа выполнена на кафедре разведения сельскохозяйственных животных ФГБОУ ВПО Башкирский Государственный Аграрный Университет.
Научные руководители:доктор биологических наук,
профессор ДОЛМАТОВА Ирина Юрьевна; доктор биологических наук,
профессор, академик РАСХН ЗИНОВЬЕВА Наталия Анатольевна.
Официальные оппоненты:доктор сельскохозяйственных наук,
доцент ХРАБРОВА Людмила АлександровнаГосударственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства Российской академии сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией генетики; доктор биологических наук, профессор
БУКАРОВ Нурмагомед ГаджикулиевичОАО "Московское" по племенной работе, начальник лаборатории иммуногенетической экспертизы
Ведущее учреждение:
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина Защита состоится "23" октября 2012 года, в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.013.03 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук.
Адрес института: 142132 Московская область,
Подольский район, пос. Дубровицы,
ВИЖ, тел. / факс (4967) 651101
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "___" сентября 2012 года.
Ученый секретарь Совета Д 006.013.03 И.В. Гусев
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Характеристика генофонда, поддержание и сохранение биологического разнообразия видов домашних животных является одной из актуальных задач современной биологической науки (Алтухов Ю.П., 2004, Захаров И.А., 2006). В практику племенной работы необходимо внедрять маркерную систему оценки родословных, включающую определение степени гетерозиготности, контроль передачи геномной информации из поколения в поколение и определение фактического генотипического сходства пробанда с выдающимися предками (Храброва, Л.А., 2010). Интенсификация животноводства требует дальнейшего развития теоретических основ и совершенствования организационных форм селекции сельскохозяйственных животных за счет привлечения новых методов оценки генотипов животных. К числу таких методов относится использование ДНК-маркеров (Калашникова Л.А. и др., 1999, 2000, Букаров Н.Г. и др., 2010). Одним из приемов выявления генетических различий между популяциями, оценки структуры популяций является использование анонимных ДНК-маркеров - микросателлитов (МС). МС представляют собой короткие (100-200 п.о.) тандемно расположенные участки ДНК, обладающие высокой степенью полиморфизма Tautz D. 1989, (DeWoody J.A., Avise J.C., 2000). Показана прикладная значимость МС в оценке состояния и динамики аллелофонда черно-пестрого скота Московской области (Зиновьева Н.А. и др., 2009), сычевского и симментальского скота Смоленской области (Стрекозов Н.И. и др., 2009), в сравнительных исследованиях чистопородных и голштинизированных популяций скота различных пород (Эрнст Л.К. и др., 2007). Существенный вклад в характеристику аллельного разнообразия пород вносят региональные популяции, формирование аллелофонда которых происходило, в большинстве случаев, на основе местного скота, являющегося носителем собственного уникального аллелофонда, и в условиях относительной географической изоляции (Tapio M. et al., 2010). Кроме того, на генетическую изменчивость региональных популяций определенное влияние оказывают специфические для каждого из регионов абиотические факторы. Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилась генетическая характеристика башкирских популяций чёрно-пёстрого и симментальского скота с использованием микросателлитов.
Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Выполнить анализ показателей молочной продуктивности коров башкирских популяций черно-пестрого и симментальского скота.
2. На основании изучения аллелофонда башкирских популяций чёрно-пёстрого и симментальского скота по микросателлитам дать оценку их генетического разнообразия.
3. Провести сравнительный анализ аллелофондов исследованных башкирских популяций крупного рогатого скота и других популяций чёрно-пёстрого, голштинского и симментальского скота отечественной и зарубежной селекции.
4. Изучить частоты встречаемости генотипов микросателлитов в группах коров черно-пестрой и симментальской пород башкирской селекции с различным уровнем молочной продуктивности.
5. Выполнить исследование связи аллелей микросателлитов с уровнем молочной продуктивности коров черно-пестрой и симментальской пород башкирской селекции.
Научная новизна исследований. Впервые с использованием микросателлитов дана характеристика алеллофонда башкирских популяций чёрно-пёстрого и симментальского скота. Установлено высокое генетическое сходство по микросателлитам башкирских популяций черно-пестрого скота с популяциями черно-пестрой и голштинской пород отечественной и зарубежной селекции. Показан высокий вклад башкирской популяции в генетическое разнообразие симментальского скота по микросателлитам. Выявлен породо- и популяционно-зависимый характер связи некоторых аллелей микросателлитов с показателями молочной продуктивности.
Практическая значимость. Выполнено построение и анализ ДНК-профилей башкирских популяций черно-пестрого и симментальского скота с использованием в качестве инструмента микросателлитов, охарактеризована их генетическая структура. Показана генетическая консолидированность изучаемых популяций скота. Выявлены аллели микросателлитов, ассоциированные с показателями молочной продуктивности коров: удоем, содержанием жира и белка в молоке, количеством молочного жира и белка. Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции "Биодиверситиология: современные проблемы изучения и сохранения биологического разнообразия", Чебоксары, 2010 г., на Всероссийской научно-практической конференции "Научное обеспечение устойчивого развития АПК", Уфа, 2011 г., на конференциях Центра биотехнологии и молекулярной диагностики животных ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии, 2011, 2012 гг.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Установлено высокое сходство генетических профилей башкирских популяций черно-пестрого и симментальского скота с популяциями черно-пестрого и голштинского скота отечественной и зарубежной селекции.
2. В сравнительных исследованиях пяти различных популяций показан существенный вклад башкирской популяции в общее генетическое разнообразие симментальского скота. 3. Установлены различия в частотах встречаемости некоторых аллелей микросателлитов в группах коров черно-пестрой и симментальской породы с "высоким" и "низким" уровнем молочной продуктивности.
4. Показан породо- и популяционно-зависимый характер связи аллелей микросателлитов с показателями молочной продуктивности коров черно-пестрой и симментальской пород.
Публикации результатов исследований. Всего по теме диссертационной работы опубликовано 5 работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ ("Сельскохозяйственная биология", "Проблемы биологии продуктивных животных").
Структура и объем работы. Диссертация написана на 129 страницах, состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты и обсуждение, выводы, практические предложения, список литературы. Диссертационная работа содержит 29 таблиц и 21 рисунок. Список литературы включает 139 источников, в том числе 100 источников на иностранном языке. 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводили во ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет и в Центре биотехнологии и молекулярной диагностики животных ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии в период с 2009 по 2012 гг. Схема исследований представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема исследований
В молекулярно-генетических исследованиях были использованы образцы ДНК 307 животных 3 популяций коров, в т.ч. 2 популяций чёрно-пёстрой породы агрофирмы "Стерлитамакская" (CHP_AGRO) - 104 головы и ГУСП "Стерлитамакское" (CHP_GUSP) - 108 голов и популяции симментальской породы ОПХ "Баймакское" (SIM_B) - 95 голов. Материалом служили пробы крови коров. Выделение ДНК проводили с помощью колонок фирмы Nexttec (Германия) и с использованием набора реагентов для выделения ДНК DIAtomTM DNA Prep100. Анализ ДНК и постановку ПЦР проводили согласно "Методическим рекомендациям по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве" (Зиновьева Н.А. и др., 1998).
Определение микросателлитного профиля коров проводили с использованием ДНК-анализатора с лазерным детектором ABI3130xl по методикам Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ГНУ ВИЖ. Набор маркеров для анализа включал следующие локусы: TGLA126, TGLA122, TGLA227, ILST005, ILST006, ETH185, ETH10, ETH225, BM1818, BM1824, BM2113, SPS115. Данные о генотипах каждого животного суммировали в электронных таблицах Microsoft Office Excel 2010.
На основании аллельных профилей по МС давали характеристику аллелофонда, включая показатели частот встречаемости отдельных аллелей в локусах МС, минимальное, максимальное и среднее число аллелей, число информативных аллелей (Na≥5%), число эффективных аллелей (Ne), фактическая Ho и ожидаемая Hе степени гетерозиготности. Консолидированность групп скота оценивали на основании анализа распределения популяций по Paetkau D. с соавторами (1995, 2004) и Pritchard J.K. с соавторами (2004). Производили расчёты индексов Fis, Fst и Fit. Проводили анализ частот встречаемости аллелей МС в группах коров изучаемых популяций с "высоким" (Xср+0,5σ) по сравнению с "низким" (Xср-0,5σ) уровнем молочной продуктивности по показателям уровня удоя, содержания жира и белка в молоке, выхода молочного жира и белка.
Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам (Животовский Л.А., 1991, Вейр Б., 1995) с использованием плагина к Microsoft Office EXCEL - GenAIEx (6.4.1).
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Анализ продуктивных показателей башкирских популяций коров черно-пестрой и симментальской пород Результаты анализа уровня молочной продуктивности коров черно-пестрой и симментальской пород приведены в таблицах 1, 2. Популяции CHP_AGRO и CHP_GUSP достоверно различались по показателям молочной продуктивности (табл. 1). Так, по уровню удоев коровы CHP_AGRO превосходили коров CHP_GUSP на 644 кг по 1-й лактации (p<0,001) и 521 кг (p<0,001) по 2-й лактации. По содержанию жира в молоке коровы CHP_GUSP превосходили коров CHP_AGRO по 1- и 2-й лактации на 0,26% абс. (p<0,001) и 0,21% абс. (p<0,001), соответственно. Различия в содержании белка составляли 0,006% и 0,12% соответственно. Выход молочного белка был достоверно выше у коров CHP_AGRO: +14,3 (p<0,001) и +8,7 кг (p<0,01) по 1-й и 2-й лактациям, соответственно. Показано повышение продуктивных показателей у коров по 2-й лактации по сравнению с 1-й лактацией.
Принимая во внимание различия в уровне молочной продуктивности между предприятиями, анализ микросателлитных профилей и их связи с продуктивными показателями проводили отдельно по каждой из популяций.
Табл. 1. Анализ молочной продуктивности коров черно-пестрой породы
ПоказателиЛактацияУровень молочной продуктивности исследуемой выборки коров Разница
(CHP_AGRO- CHP_GUSP) CHP_AGROCHP_GUSP Число голов1104108 210381 Удой, кг15008±644344±50+644** 25220±154699±108+521**Жир, %13,83±0,014,09±0,06-0,26** 23,79±0,014,00±0,02-0,21**Белок, %13,06±0,013,06±0,010,00 23,06±0,013,05±0,01+0,01Молочный жир, кг1183,9±2,5177,8±3,4+6,1 2191,8±0,9188,0±4,5+3,8Молочный белок, кг1147,0±1,9132,7±1,5+14,3** 2152,0±0,1143,3±3,2+8,7* Примечание: CHP_AGRO - Арофирма "Стерлитамакская", CHP_GUSP - ГУСП "Стерлитамакское"; *p<0,01, **p<0,001. Табл. 2. Анализ молочной продуктивности коров симментальской породы
ПоказателиПродуктивность по лактациям 1-я лактация2-я лактацияЧисло голов9595удой, кг3105±933726±112жир, %4,00±0,034,80±0,03молочный жир, кг123,7±3,5178,1±5,1белок, %2,84±0,013,41±0,01молочный белок, кг88,3±2,7127,1±3,8 3.2 Характеристика аллелофонда башкирских популяций
черно-пестрого скота по микросателлитам
3.2.1. Анализ аллельных профилей
Анализ микросателлитных профилей изучаемых популяций скота черно-пестрой породы проводили, как между собой, так и в сравнении с другими популяциями скота черно-пестрой и голштинской пород отечественного (Московская область) и импортного происхождения.
Примечание: Ось Х - локусы МС, ось Y - число аллелей соответствующих микросателлитных локусов. CHP_AGRО - коровы АФ "Стерлитамакская", CHP_GUSP - коровы хозяйства ГУСП "Стерлитамакское".
Рис. 2. Число аллелей в локусах микросателлитов у исследованных популяций крупного рогатого скота
Как показано на рисунке 2, число аллелей МС варьировало от 2 в локусе ILST005 до 15 в локусе TGLA122. В целом наибольшим генетическим разнообразием характеризовалась популяция CHP_AGRO (9,0±1,1 аллелей на локус против 7,9±1,0 в популяции CHP_GUSP), что было обусловлено, в основном, наличием редких аллелей (табл. 3).
Табл. 3. Наличие информативных и эффективных аллелей в изучаемых популяциях коров черно-пестрой породы
ПопуляцияЧисло аллелей МСЧисло аллелей МС на локус NaNa≥5%NeCHP_AGRO1089,0±1,14,7±0,14,5±0,5CHP_GUSP957,9±1,04,2±0,13,8±0,3 Примечание: Na≥5% - информативные аллели (с частотой встречаемости ≥5%); Ne - эффективные аллели.
Анализ аллельных профилей коров CHP_AGRO и CHP_GUSP показал, что по большинству исследованных локусов МС выявлен сходный характер распределения частот встречаемости аллелей. По некоторым локусам выявлены заметные различия: так, аллель 295 локуса ILST006 у коров CHP_AGRO имел частоту встречаемости - 0,221, а у коров CHP_GUSP - 0,123. Частоты встречаемости аллеля 266 локуса BM1818 составили 0,529 и 0,269, аллеля 151 локуса TGLA122 - 0,144 и 0,340, аллеля 81 локуса TGLA227 - 0,178 и 0,370, соответственно. По всей видимости, различия в частотах встречаемости аллелей МС между исследуемыми популяциями были обусловлены использованием различных быков-производителей.
Оценка информативности локусов МС для проведения экспертизы на достоверность происхождения в изучаемых популяциях черно-пестрого скота показала вероятность подтверждения родителей 99,98-99,99%, вероятность исключения родителей - >99,99%.
Сравнительный анализ аллельных профилей башкирских популяций черно-пестрого скота с другими популяциями черно-пестрого и голштинского скота отечественного (Московская область) и зарубежного (немецкого, американского, бельгийского, шведского) происхождения показал их высокое генетическое сходство по большинству исследованных локусов МС: коэффициенты корреляции распределения аллелей МС по локусам МС составили: BM1818 - 0,49-0,98, BM1824 - 0,80-0,99, BM2113 - 0,07-0,55, TGLA122 - 0,12-0,78, TGLA126 - 0,85-0,93, TGLA227 - 0,33-0,70, ETH10 - 0,92-0,97, ETH225 - 0,880,93, ILST006 - 0,88-0,93, SPS115 - 0,92-0,95. Показано высокое генетическое сходство башкирских популяций с популяцией черно-пестрого скота Московской области: лишь 1,3% генетических различий по МС были обусловлены межгрупповыми различиями, и 98,7% приходилось на внутрипопуляционное разнообразие.
3.2.2. Определение уровней гетерозиготности и показателей F-статистики
С целью оценки генетической изменчивости в изучаемых популяциях скота в сравнении с другими породами, нами был выполнен расчет наблюдаемой и ожидаемой степеней гетерозиготности, определёны показатели F - статистики (табл. 4). Табл. 4. Фактическая и ожидаемая степени гетерозиготности
ПопуляцияHo HeHo-HeррвапавпFisCHP_AGRO0,729±0,0320,741±0,032-0,0120,014±0,017CHP_GUSP0,691±0,0320,710±0,031-0,0190,027±0,013 Примечание: Не - ожидаемая степень гетерозиготности, Ho - фактическая степень гетерозиготности, F - Разница Ho-He. "+ / -" - избыток / дефицит гетерозигот, Fis - индекс фиксации.
Как следует из данных таблицы 4, изучаемые популяции характеризуются высоким генетическим разнообразием. Достоверных различий между популяциями в уровне гетерозиготности выявлено не было. В обеих популяциях выявлен незначительный дефицит гетерозигот: 1,2-1,9%. На дефицит гетерозигот указывают положительные значения индекса Fis: 0,014 и 0,027, соответственно. Минимальная степень гетерозиготности выявлена в локусе ILST005 - 0,426 у коров CHP_GUSP и 0,452 - у коров CHP_AGRO, максимальная - в локусе ILST006 у коров CHP_GUSP - 0,840 и в локусе TGLA227 у коров CHP_AGRO - 0,904. Анализ пространственного распределения изучаемых популяций черно-пестрого скота показал, что они представляют собой хорошо консолидированные частично перекрывающиеся массивы, что указывает на некоторые различия в ДНК-профилях, с другой стороны, - на общность происхождения (рис. 3).
Примечание: - CHP_AGRO,
- CHP_GUSP.
Рис. 3. Двухмерное распределение в группах коров CHP_AGRO и CHP_GUSP
3.3. Характеристика аллелофонда башкирской популяции симментальского скота по микросателлитам
Результаты анализа аллельных профилей микросателлитов показали отсутствие достоверных различий в разнообразии между башкирской популяцией и сравниваемыми популяциями симментальского скота (рис. 4). Примечание: Башкирская (SIM_B), сибирская (SIM-SIB), орловская (SIM_O), австрийская (SIM-A) чистопородные и голштинизированная (SIM_H) популяции симментальского скота; Na - среднее число аллелей на локус, Ne - число эффективных аллелей на локус.
Рис. 4. Аллельные профили башкирской популяции в сравнении с другими популяциями симментальского скота
Среднее число аллелей на локус микросателлитов варьировало от 7,08±0,58 в австрийской и 7,08±0,72 в башкирской популяциях до 9,17±1,07 в популяции голштинизированного симментальского скота и в среднем по всем популяциям составило 9,00±0,37. Башкирская популяция симментальского скота при относительно невысоком уровне генетического разнообразия характеризовалась наиболее высоким числом эффективных аллелей на локус (4,11±0,37) по сравнению с другими чистопородными популяциями, в которых значения данного показателя варьировали от 3,17±0,24 до 4,00±0,47.
Как следует из данных таблицы 5, башкирская популяция симментальского скота характеризуется относительно высокой степенью гетерозиготности, которая составила 0,735 что было выше по сравнению с животными сибирской (0,731), орловской (0,682), австрийской (0,633), и голштинизированной популяциями (0,681). Анализ в аспекте отдельных локусов показал, что минимальная степень фактической гетерозиготности выявлена у башкирской популяции в локусе ETH10 - 0,488, максимальная в локусе TGLA227 - 0,934. Были выявлены достоверные различия в уровнях гетерозиготности у башкирской и сибирской (p<0,05), а также башкирской и австрийской популяций (p<0,05).
Табл. 5. Фактическая и ожидаемая степени гетерозиготности
ПопуляцииHoHeHo-HeррвапавпFisБашкирская0,735±0,0510,735±0,0230,0000,004±0,055Сибирская0,731±0,0530,699±0,043+0,032-0,043±0,031Орловская0,682±0,0480,669±0,048+0,013-0,031±0,033Австрийская0,633±0,0300,664±0,026-0,0310,043±0,034Голштинизированная0,681±0,0310,731±0,031-0,0500,068±0,017 Примечание: Не - ожидаемая степень гетерозиготности, Ho - фактическая степень гетерозиготности, F - Разница Ho-He. "+/-" - избыток / дефицит гетерозигот, Fis - индекс фиксации. Сформированная структура генеалогического дерева (рис. 5) показывает формирование башкирской популяцией самостоятельной ветви, что указывает на участие в ее создании животных иного происхождения. Высокая степень генетической консолидации башкирской популяции симментальского скота подтверждается результатами кластерного анализа: коэффициент подобия (Q) в среднем составил 84,6±2,2%. У 86,3% животных значение коэффициента Q было выше 75%. Для сравнения значения коэффициента Q в популяциях SIM_SIB, SIM_OR, SIM_A и SIM_H составили 59,1±2,4, 45,2±4,4, 74,9±2,2 и 36,3±3,2%. Оценка информативности локусов МС для проведения экспертизы на достоверность происхождения в башкирской популяции симментальского скота показала вероятность подтверждения родителей 99,99%, вероятность исключения родителей - >99,99%.
Таким образом, сравнительные исследования пяти популяций симментальского скота (четырех чистопородных и одной голштинизированной) продемонстрировали существенный вклад башкирской популяции в общую изменчивость аллелофонда микросателлитов. Полученные данные указывают на необходимость вовлечения региональных популяций в работы по генетическому мониторингу пород крупного рогатого скота.
Примечание: популяции симментальского скота: сибирская (SIM_SIB), орловская (SIM_OR), австрийская (SIM_A) чистопородные и голштинизированная (SIM_H) популяции Рис. 5. Дендрограмма филогенетического родства пяти популяций симментальского скота, построенная на основании значений генетических дистанций по Nei M. (1983) методом UMPGA
3.4. Изучение связи аллелей микросателлитов с уровнем молочной продуктивности коров черно-пестрой и симментальской пород
Оценку связи аллелей МС с уровнем молочной продуктивности коров проводили, сопоставляя частоты встречаемости аллелей МС с "высоким" (Xср+0,5σ) и "низким" (Xср-0,5σ) уровнем молочной продуктивности, а так же рассчитывая коэффициенты корреляции между наличием в генотипе коров определенных аллелей МС и уровнем молочной продуктивности.
3.4.1. Распределение аллелей МС в башкирских популяциях коров чёрно-пёстрой породы с различным уровнем молочной продуктивности Анализ распределения частот встречаемости аллелей МС в группах коров чёрно-пёстрой породы CHP_AGRO с "высоким" (Xср+0,5σ) по сравнению с "низким" (Xср-0,5σ) уровнем молочной продуктивности в 1-й лактации показал наличие достоверной разницы в распределении 8 аллелей шести локусов МС. По уровню удоя - аллели 149 локуса TGLA122 (+0,088, p<0,05), 217 локуса ETH10 (+0,092, p<0,05), 248 и 256 локуса SPS115 (-0,242, p<0,05 и +0,068, p<0,05, соответственно); по содержанию жира в молоке - аллели 123 локуса TGLA126 (-0,033, p<0,05), 141 локуса TGLA122 (-0,200, p<0,05) и 180 локуса BM1874 (-0,100, p<0,05); по содержанию белка в молоке - аллель 213 локуса ETH10 (+0,135, p<0,05). По результатам анализа 2-й лактации были выявлены 16 аллелей, частоты встречаемости которых достоверно различались между группами коров с "высоким" (Xср+0,5σ) по сравнению с "низким" (Xср-0,5σ) уровнем молочной продуктивности: по уровню удоя - аллели 234 и 236 локуса ETH185 (-0,166, p<0,05 и +0,083, p<0,05, соответственно), 133 и 137 локуса BM2113 (-0,111, p<0,05 и +0,084, p<0,05, соответственно), 141 локуса TGLA122 (-0,118, p<0,05), 293 локуса ILST006 (-0,128, p<0,05); по содержанию жира в молоке - аллели 144 локуса ETH225 (+0,091, p<0,05) и 182 локуса BM1784 (+0,093, p<0,05); по содержанию белка в молоке - аллели 181 и 183 локуса ILST005 (-0,170, p<0,05 и +0,170, p<0,05), 217 локуса ETH10 (+0,098, p<0,05), 144 и 150 локуса ETH225 (-0,035, p<0,05 и +0,058, p<0,05), 222 локуса ETH185 (-0,074, p<0,05), 293 локуса ILST006 (-0,090, p<0,05), 137 локуса BM2113 (-0,229, p<0,05) и 256 локуса SPS115 (-0,070, p<0,05).
По результатам анализа популяции коров CHP_GUSP было выявлено 8 аллелей в 6 локусах МС, ассоциированных с показателями молочной продуктивности коров по 1-й лактации. По уровню удоя это аллели 81 локуса TGLA227 (+0,100, p<0,05), 222 локуса ETH185 (+0,128, p<0,05), 181 и 183 локуса ILST005 (-0,047, p<0,05 и +0,047, p<0,05, соответственно); по содержанию жира в молоке - аллели 115 локуса TGLA126 (+0,274, p<0,05), 144 локуса ETH225 (+0,010, p<0,05), 81 локуса TGLA227 (-0,095, p<0,05) и 178 локуса BM1784 (-0,236, p<0,05); по содержанию белка - аллели 178 и 182 локуса BM1784 (-0,114, p<0,05 и +0,292, p<0,05).
Анализ данных продуктивности коров CHP_GUSP по 2-й лактации показал наличие 15 аллелей в 8 локусах, частоты встречаемости которых достоверно различались между группами коров с различным уровнем молочной продуктивности. По уровню удоя это аллели 119 и 123 локуса TGLA126 (+0,054, p<0,05 и +0,146, p<0,05), 230 локуса ETH185 (+0,199, p<0,05), 144 и 150 локуса ETH225 (-0,171, p<0,05 и +0,172, p<0,05, соответственно), 127 локуса BM2113 (+0,128, p<0,05), 262 локуса BM1818 (-елка в молоке.ем удоя.0,184, p<0,05); по содержанию жира в молоке - аллели 121 локуса TGLA126 (-0,032, p<0,05) и 222 локуса ETH185 (-0,146, p<0,05); по содержанию белка в молоке - аллели 181 и 183 локуса ILST005 (-0,491, p<0,05 и +0,491, p<0,05), 117 локуса TGLA126 (+0,313, p<0,05), 183 локуса ILST005 (+0,491, p<0,05), 163 локуса TGLA122 (+0,071, p<0,05), 148 локуса ETH225 (+0,045, p<0,05) и 254 локуса SPS115 (+0,09, p<0,05).
3.4.2. Распределение аллелей МС у коров симментальской породы с различным уровнем молочной продуктивности Анализ распределения частот встречаемости аллелей МС в группах коров симментальской породы 1-й лактации с "высоким" (Xср+0,5σ) по сравнению с "низким" (Xср-0,5σ) уровнем молочной продуктивности показал наличие достоверной разницы в распределении 5 аллелей четырех локусов МС. По уровню удоя это аллели 181 локуса ILST005 (-0,100, p<0,05), 228 локуса ETH185 (-0,104, p<0,05), 262 локуса BM1818 (+0,110, p<0,05), 180 и 182 локуса BM1824 (+0,237 p<0,05 и -0,289, p<0,05, соответственно); по содержанию жира в молоке - аллели 228 локуса ETH185 (+0,124, p<0,05) и 180 локуса BM1824 (+0,060 p<0,05); по содержанию белка в молоке - аллели 228 локуса ETH185 (+0,116, p<0,05), 180 и 182 локуса BM1824 (+0,081 p<0,05 и +0,052, p<0,05, соответственно). Выявленные закономерности, в большинстве случаев, сохранялись и по результатам анализа 2-й лактации.
3.5. Корреляционный анализ наличия аллелей МС и уровня молочной продуктивности коров изучаемых популяций
Результаты расчета коэффициентов корреляции между наличием в генотипе коров аллелей МС и уровнем молочной продуктивности представлены в таблице 6 (показаны только достоверные корреляции).
Как следует из данных таблицы 6, во всех исследованных нами локусах МС установлены аллели, наличие которых в генотипе коров достоверно коррелировало с показателями молочной продуктивности коров, при этом установлен породо- и популяционно-зависимый характер выявленных зависимостей. Табл. 6. Достоверные корреляционные зависимости между аллелями МС и показателями молочной продуктивности коров ЛокусАллельЛактацияКоэффициенты корреляции в изучаемых популяцияхCHP_AGROCHP_GUSPSIM_BУдой, кгЖир, %Белок, %Удой, кгЖир, %Белок, %Удой, кгЖир, %Белок, %123456789101112TGLA1221411--0,211-------2-0,181--------1491+0,202--------1632-----+0,322---ETH102171+0,182--------ETH2251441----+0,211----2-+0,201-0,192-0,212-----1482-----+0,222---1501-0,181--------2--+0,171+0,241-----
123456789101112SPS1152481-0,242--------2542---0,182--+0,211---2561+0,211--------TGLA1261151----+0,212----1171-----+0,321---1192---0,212-----1212-----0,182----1231--0,201-------2----0,182-----BM18241781----+0,202+0,212---1801--0,172----+0,212+0,232+0,2121821-----+0,272-0,322-0,342-0,3122-+0,181-------ETH1852281-------0,252-0,252-0,2022302---0,181-----2342-0,172--------2362+0,181--------2221---+0,212-----2---0,252--0,191----ILST0062932-0,212--0,252------BM21131272---+0,221-----1332-0,352--------1372+0,162-+0,162------ILST0051811-0,111--0,192-0,221-0,271-0,2312---0,172------1831+0,151--0,192---2---0,181------TGLA227811---+0,182-0,181----BM18182622---+0,282--+0,242+0,242+0,232 Примечание: 1p<0,01, 2p<0,001, "-" - не достоверно.
Данные о распределении у коров-дочерей частот встречаемости аллелей МС, ассоциированных с уровнем молочной продуктивности коров по данным индивидуального анализа, в зависимости от отца на примере популяции CHP_AGRO обобщены в таблице 7.
Как следует из данных таблицы 7, дочери быков, имеющие более высокий уровень показателей молочной продуктивности, в целом, характеризуются относительно меньшими частотами встречаемости аллелей, отрицательно коррелирующих с анализируемым признаком, и относительно большими частотами встречаемости положительно коррелирующих аллелей. Проведенный корреляционный анализ показал, что направленность корреляций, установленных на индивидуальном уровне (табл. 6) и в группах коров-дочерей носила, в основном, аналогичный характер. При этом корреляционные зависимости между уровнем удоя и частотой аллеля 149 локуса TGLA122, содержанием жира в молоке и частотой аллеля 181 локуса ILST005 были достоверны (p<0,01).
Табл. 7. Распределение аллелей МС, ассоциированных с уровнем молочной продуктивности, у коров CHP_AGRO в зависимости от отца
ЛокусАллельr*Частота встречаемости аллелей у коров
в зависимости от отцаА.А.В.А.Л.Ф.П.С.Т.Р.СигналСобольСпутникМедоносМеркурийВодолейЛидерЭллингETH1852341-0,170,3330,0830,3750,5000,4380,5310,4380,300TGLA1221491+0,200,1050,1430,1880,0000,1470,0630,0630,100ILST0062931+0,180,3680,2860,1880,1670,2060,1250,2500,200ETH102171-0,210,2780,2860,3750,3330,3530,2670,2500,367BM21131331-0,350,0560,0000,0630,0000,0000,0330,0630,0331371+0,160,4440,2860,1880,4170,3240,1330,1250,500SPS1152481-0,240,4170,3570,5630,6670,5000,5630,3750,500BM18241802-0,170,2630,2140,0630,1670,2650,3130,1250,167ETH2251443-0,190,0830,0710,1250,0830,0290,0940,0000,067SPS1152543-0,180,1940,1430,2500,1670,0590,0940,3130,033ETH1852223-0,250,0280,1670,0630,0830,0630,0310,0630,067ILST0062933-0,250,3680,2860,1880,1670,2060,1250,2500,200BM21131373+0,160,4440,2860,1880,4170,3240,1330,1250,500ILST0051813-0,170,6840,5710,4380,6670,5880,7190,5000,700 Примечание: *r - коэффициент корреляции между наличием в генотипе коров соответствующего аллеля локуса МС и уровнем молочной продуктивности; 1аллели, ассоциированные с уровнем удоя, 2аллели, ассоциированные с содержанием жира в молоке, 3аллели, ассоциированные с содержанием белка в молоке; генеалогические линии коров: А.А. - А.Адема, В.А. - В.Айдиал, Л.Ф. - Л.Форд, П. - Посейдон, С.Т.Р. - С.Т.Ракит.
4. ВЫВОДЫ
1. Дана характеристика уровня молочной продуктивности коров башкирских популяций черно-пестрого (агрофирма "Стерлитамакская", CHP_AGRO (n=104) и ГУСП "Стерлитамакское", CHP_GUSP (n=108)) и симментальского скота (ОПХ "Баймакское", SIM_B (n=95)). Установлено, что популяции CHP_AGRO и CHP_GUSP достоверно различались по показателям молочной продуктивности: по уровню удоев коровы CHP_AGRO превосходили коров CHP_GUSP на 644 кг по 1-й лактации (p<0,001) и 521 кг (p<0,001) по 2-й лактации. По содержанию жира в молоке коровы CHP_GUSP превосходили коров CHP_AGRO по 1- и 2-й лактации на 0,26% абс. (p<0,001) и 0,21% абс. (p<0,001), соответственно. Различия в содержании белка составляли 0,006% и 0,12% соответственно. Выход молочного белка был достоверно выше у коров CHP_AGRO: +14,3 (p<0,001) и +8,7 кг (p<0,01) по 1-й и 2-й лактациям, соответственно. Показано повышение продуктивных показателей у коров по 2-й лактации по сравнению с 1-й лактацией.
2. Установлено высокое генетическое разнообразие башкирских популяций крупного рогатого скота по 12-и локусам МС: среднее число аллелей на локус в популяциях CHP_AGRO, CHP_GUSP и SIM_B составило 9,0±1,1, 7,9±1,0 и 7,1+0,7, наблюдаемая степень гетерозиготности - 0,729±0,032, 0,691±0,032 и 0,712±0,050, соответственно. Минимальная степень гетерозиготности выявлена в локусе ILST005 - 0,426 у коров CHP_GUSP и 0,452 - у коров CHP_AGRO, максимальная - в локусе ILST006 у коров CHP_GUSP - 0,840 и в локусе TGLA227 у коров CHP_AGRO - 0,904. В обеих популяциях выявлен дефицит гетерозигот: 1,2-1,9%. 3. Показано высокое генетическое сходство аллельных профилей башкирских популяций черно-пестрого скота с популяциями черно-пестрого и голштинского скота отечественной (Московская область) и зарубежной (немецкой, американской, бельгийской, шведской) селекции по большинству исследованных локусов МС: BM1818 - r=0,49-0,98, BM1824 - r=0,80-0,99, BM2113 - r=0,07-0,55, TGLA122 - r=0,12-0,78, TGLA126 - r=0,85-0,93, TGLA227 - r=0,33-0,70, ETH10 - r=0,92-0,97, ETH225 - r=0,880,93, ILST006 - r=0,88-0,93, SPS115 - r=0,92-0,95. В сравнительных исследованиях с чистопородными популяциями симментальского скота Сибири (SIM_SIB), Орловской области (SIM_OR), Австрии (SIM_A) и голштинизированной популяцией (SIM_H) установлена высокая степень генетической консолидации башкирской популяции симментальского скота: коэффициент подобия (Q) в среднем составил 84,6±2,2% против 59,1±2,4, 45,2±4,4, 74,9±2,2 и 36,3±3,2% в популяциях SIM_SIB, SIM_OR, SIM_A и SIM_H. 4. Анализ распределения частот встречаемости аллелей микросателлитов в исследованных группах коров с высокими (Xср+0,5σ) по сравнению с низкими (Xср-0,5σ) уровнями молочной продуктивности показал наличие ряда достоверных различий как по первой, так и по второй лактации. Для коров чёрно-пёстрой породы CHP_GUSP выявлены различия в частотах 8 аллелей в 6 локусах по первой лактации и 15 аллелей в 8 локусах МС во второй; для коров CHP_AGRO различия отмечены в распределении по 1-й лактации 8 аллелей 6 локусов МС и 16 аллелей в 10 локусах МС во второй. У коров симментальской породы различия между "низкопродуктивной" и "высокопродуктивной" группами коров имеют сходный характер наблюдаются в распределении 5 аллелей 4 локусов МС в первой и второй лактациях.
5. Во всех исследованных локусах МС установлены аллели, наличие которых в генотипе достоверно коррелировало с показателями молочной продуктивности коров изучаемых башкирских популяций черно-пестрого и симментальского скота, при этом показан породо- и популяционно-зависимый характер выявленных зависимостей. На примере популяции коров CHP_AGRO показано, что направленность корреляций, установленных по результатам анализа на индивидуальном уровне и в группах коров-дочерей, носила, в основном, аналогичный характер.
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
1. Молекулярно-генетическим лабораториям при проведении оценки состояния и динамики аллелофонда пород крупного рогатого скота рекомендуем включать в анализ региональные популяции, вносящие существенный вклад в изменчивость.
2. Лабораториям молекулярно-генетической экспертизы для достижения высокой точности (вероятность подтверждения родителей -99,98-99,99%, вероятность исключения родителей - >99,99%) при проведении экспертизы на достоверность происхождения в башкирских популяциях крупного рогатого скота черно-пестрой и симментальской пород рекомендуем использовать 12 локусов микросателлитов TGLA126, TGLA122, TGLA227, ILST005, ILST006, ETH185, ETH10, ETH225, BM1818, BM1824, BM2113, SPS115.
Список опубликованных работ по теме диссертации
Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ:
1. Долматова, И.Ю. Особенности аллелофонда башкирской популяции симментальского скота по микросателлитам / Н.А. Зиновьева, П.В. Горелов, А.Д. Ильясов, Е.А. Гладырь, А.А. Траспов, В.И. Сельцов // Сельскохозяйственная биология. - 2011. - №6. - С. 70-74.
2. Траспов, А.А. Аллелофонд башкирской популяции чёрно-пёстрого скота по микросателлитам в связи с показателями молочной продуктивности коров / А.А. Траспов, Н.А. Зиновьева, И.Ю. Долматова, Е.А. Гладырь // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2011. - №1 - С. 65-68. Статьи в других изданиях:
3. Траспов, А.А. Характеристика аллелофонда коров чёрно-пёстрой породы по микросателлитным локусам / А.А. Траспов, Н.А. Зиновьева, И.Ю. Долматова // Научное обеспечение устойчивого развития АПК: материалы всероссийской научно-практической конференции (13-15 декабря 2011 г.). - Уфа: Башкирский ГАУ, 2011. - С. 175-177.
4. Траспов, А.А. Характеристика аллелофонда черно-пестрого скота республики Башкортостан по микросателлитам / А.А. Траспов, И.Ю Долматова, Н.А. Зиновьева // Биодиверситиология: современные проблемы изучения и сохранения биологического разнообразия: материалы международной научно-практической конференции (1-2 декабря 2010 г.). -Чебоксары, 2010. - С. 52-56. 5. Долматова, И.Ю. Характеристика аллелофонда башкирской популяции симментальского скота по микросателлитам / П.В. Горелов, А.Д. Ильясов, Е.А. Гладырь, А.А. Траспов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2012. - №02(37) - С. 52-54.
2
Документ
Категория
Биологические науки
Просмотров
61
Размер файла
600 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа