Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы
1.1 Характеристика лошадей башкирской породы 11
1.2 Биохимический полиморфизм и его использование в животноводстве и коневодстве 22
1.3 Микросателлиты как ДНК-маркеры и их использование в молекулярно-генетических исследованиях в области сельскохозяйственной биологии и коневодстве 34
2 Основное содержание работы
2.1. Материал и методы исследования 47
2.1.1 Характеристика исследованного поголовья лошадей 48
2.1. 2 Методы выявления генетического полиморфизма 49
2.1.3 Методы статистической обработки 50
2.2 Результаты собственных исследований
2.2.1 Аллелофонд лошадей башкирской породы по полиморфным системам трансферрина, альбумина и эстеразы 52
2.2.2 Генетическая структура популяций лошадей по данным биохимического полиморфизма 60
2.2.3 Генетическая дифференциация внутрипородных типов лошадей башкирской породы 64
2.2.4 Межлинейная генетическая дифференциация лошадей башкирской породы 71
2. 2.5 Генетический мониторинг лошадей башкирской породы 75
2. 3 Аллелофонд лошадей башкирской породы по данным полиморфизма микросателлитных локусов ДНК 78
2.3.1 Полиморфизм микросателлитных локусов ДНК у лошадей башкирской породы 78
2.3.2 Генетическая структура популяций лошадей башкирской породы по данным полиморфизма микросателлитных локусов ДНК 93
2.4 Характеристика экстерьерных показателей и молочной продуктивности башкирской лошади 97
2.5 Экономическое обоснование результатов исследований 101
Заключение 103
Предложения производству 105
Список использованной литературы 107
Приложения 138
- Биохимический полиморфизм и его использование в животноводстве и коневодстве
- Аллелофонд лошадей башкирской породы по полиморфным системам трансферрина, альбумина и эстеразы
- Полиморфизм микросателлитных локусов ДНК у лошадей башкирской породы
- Характеристика экстерьерных показателей и молочной продуктивности башкирской лошади
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время в Республике
Башкортостан (РБ) отрасль коневодства представлена продуктивными и
спортивными направлениями. По итогам племенной работы в
сельскохозяйственных предприятиях РБ, численность лошадей во всех категориях хозяйств по состоянию на 1 января 2017 г. составляет 132,8 тысяч, в том числе в сельскохозяйственных предприятиях – 33,7 тысяч голов. Общая численность лошадей башкирской породы в республике составляет более 119,5 тысяч голов (из них 6145 племенного поголовья, в том числе 2868 конематок). Всего в республике разведением лошадей башкирской породы занимаются 3 племенных завода и 9 племенных репродукторов.
Для разведения уникальных чистопородных местных пород лошадей, в частности лошадей башкирской породы, организуются племенные хозяйства, где работа по сохранению, поддержанию и дальнейшему совершенствованию их ценных особенностей наряду с генетическим разнообразием должна проводиться при мониторинге генетической ситуации.
В животноводстве, и, в частности, коневодстве для изучения генетической структуры пород и линий, для описания их генетического разнообразия, генетической дифференциации и гетерозиготности, а также для проведения генетического мониторинга происходящих в породе или линии изменений, являющихся последствием разведения и селекции по хозяйственно полезным признакам, используют локусы полиморфных систем крови и микросателлитов ДНК (Глазко В.И., 1986, 1988; Омельченко В.Т. и соавт., 1998; Храброва Л.А., 2005, 2007, 2008; Калинкова Л.В. и соавт.,2014,2015) .
Вс вышесказанное определяет актуальность настоящего исследования.
Степень разработанности темы исследования. Анализ генетического полиморфизма белков и ферментов, а также полиморфизма ДНК доказал свою состоятельность в решении целого ряда проблем, связанных с оценкой различий генетических структур популяций, их дифференциации и филогенетических связей. При этом традиционно используютcя такие популяционно-генетические параметры как частоты аллелей и генотипов отдельных кодирующих локусов, гетерозиготность по этим локусам и мультилокусная гетерозиготность.
Обширные исследования белкового полиморфизма различных пород
лошадей проводились в лаборатории генетики ФГБНУ ВНИИ коневодства.
Было изучено 14362 голов лошадей 16 различных пород, в том числе арабская,
владимирская, орловская и русская рысистая, американская стандартбредная,
тракененская, ганноверская, французская рысистая и чистокровная верховая, а
также лошади таких локальных пород как башкирская, вятская, бурятская,
якутская, забайкальская и шетлендский пони (Дубровская Р.М. и соавт., 1977,
1983; 1986; Зайцев А.М., 2002; Храброва Л.А. и соавт., 2005, 2007, 2008, 2011;
Целовальникова М.И., 2010; Блохина Н.В., 2010, 2011; Курнявко Н.Ю.,
2010,2011; Додохов В.В., Филиппова Н.П., 2015, 2016; Чысыма Р.Б., Макарова Е.Ю., 2016).
Исследования полиморфизма одного из наиболее современных классов маркеров - микросателлитных локусов ДНК у лошадей стали проводиться относительно недавно. Первые сообщения о полиморфизме микросателлитной ДНК лошадей сделаны Ellegren Н. et.al., (1992) и Bertaud M., Amigues Y. et.al., (1994). По рекомендации Международного общества генетики животных (ISAG) для оценки достоверности происхождения лошадей используется набор из 17 микросателлитных локусов. С их помощью описан полиморфизм лошадей различных заводских и локальных пород (Глазко В.И., Зелная Л.Б., 1998; Зайцев А.М., 2002; Удина И.Г., Костюченко М.В., 2004; Сулимова Г.Е. и соавт., 2005; Храброва Л.А. и соавт., 2008, 2009; Калашников В.В. и соавт., 2011; Мельник О.В. и соавт., 2013; Гавриличева И.С. и соавт., 2017), и, в частности, лошадей якутской породы (Гурьев И.П., 2009; Калинкова Л.В. и соавт., 2015; Додохов В.В., Филлипова Н.П., 2016), буденовской (Храброва Л.А. и соавт., 2012, 2016), вятской (Калинкова Л.В. и соавт., 2014), чистокровной арабской (Зайцева М.А. и соавт., 2010), орловской рысистой и тяжеловозной (Калашников В.В. и соавт., 2014), костанайской (Бейшова И.С., 2014), кабардинской (Дудуев А.С. и соавт.,2015), забайкальской (Калашников В.В., 2017), кожамбердинской (Сыдыков Д.А, Оразымбетова З.С., 2017).
Генетический полиморфизм лошадей башкирской породы по
биохимическим маркерам белков и ферментов сыворотки крови был описан
Л.А. Храбровой (2005, 2007, 2011) и Э.Э. Юмагузиной и соавт. (2007, 2014), а
относительно полиморфизма микросателлитной ДНК в доступной литературе
имеется одно сообщение (Калинкова Л.В. и соавт., 2016). Поэтому сведения о
генетическом разнообразии лошадей башкирской породы, позволяющие
охарактеризовать е популяционно-генетическую структуру как с
использованием биохимических, так и ДНК-маркеров имеют важное значение с теоретической и практической точек зрения,
Настоящее исследование выполнено в рамках НИР ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ «Разработка и внедрение основ технологии поддержания и рационального использования генофонда сельскохозяйственных животных» (2009-2014 гг., № гос. регистрации 1201058946) и «Оценка генофонда и генетического разнообразия сельскохозяйственных животных в Республике Башкортостан» (2015 -2020 гг., № гос. регистрации 115101310075).
Цель исследования заключается в анализе генетической структуры
лошадей башкирской породы сельскохозяйственных предприятий
Республики Башкортостан по полиморфным вариантам белков сыворотки крови и по микросателлитам ДНК.
Поставленная цель решалась следующими задачами:
1. На основании изучения полиморфизма сывороточных белков крови
(трансферрина (Tf), альбумина (Alb) и эстеразы (Est) провести генетико-
статистический анализ аллелофонда лошадей башкирской породы и описать
генетико-популяционные параметры обобщнной популяции и каждого из
внутрипородных типов в отдельности;
2. Дать оценку межлинейной генетической дифференциации;
3. Провести мониторинг генетической структуры популяций;
4. Проанализировать популяционно-генетические параметры на
основании изучения генетического полиморфизма по 17 локусам
микросателлитной ДНК;
5. Дать сравнительную характеристику экстерьерных показателей и
молочной продуктивности лошадей ирандыкского и учалинского
внутрипородных типов.
6. Дать экономическую оценку результатов исследований.
Научная новизна. Впервые для лошадей башкирской породы дана
столь широкая характеристика генетической структуры и популяционно-
генетических параметров внутрипородных типов лошадей на основании
анализа аллелофонда по трм полиморфным локусам системы крови (Tf,
Alb и Est). Проведена оценка внутрипородной межлинейной
дифференциации. Описан полиморфизм лошадей башкирской породы по 17
локусам микросателлитной ДНК и проведена сравнительная оценка
генетического разнообразия популяций лошадей башкирской породы,
полученной при использовании биохимических и ДНК-маркеров.
Проведена сравнительная характеристика экстерьерных показателей и
молочной продуктивности лошадей ирандыкского и учалинского
внутрипородных типов.
Теоретическая и практическая значимость работы. Проведнные
исследования аллелофонда лошадей башкирской породы по 3 локусам
биохимических и 17 локусам ДНК-маркеров позволили получить данные о
генетической структуре субпопуляций и их внутрипородной дифференциации.
Показано, что по своей генетической структуре лошади башкирской породы
являются консолидированной популяцией, внутрипородные типы которой
обнаруживают между собой незначительные генетические расстояния и
соответственно высокое генетическое сходство. При расчте популяционно-
генетических параметров изученных внутрипородных типов установлено, что
данные популяции находятся на оптимальном уровне гетерозиготности, и,
соответственно, в генетическом равновесии. Использование полученных
данных в практической селекции позволит контролировать и сохранить генетическое разнообразие лошадей башкирской породы.
Методология и методы исследований. Методологической основой
данных исследований являются научные труды отечественных и зарубежных
специалистов в области генетики и селекции животных. Обоснованность и
достоверность полученных результатов достигалась применением как
общепринятых, известных методик, так и современных молекулярно-
генетических методов. Статистическая обработка экспериментальных данных
проводилась методами вариационной статистики с использованием
компьютерной программы FSTAT 2.9.3.2; генетические расстояния между популяциями рассчитывали при помощи компьютерной программы POPULATIONS 1.2.28.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Характеристика аллелофонда лошадей по локусам полиморфных систем крови и микросателлитов ДНК;
-
Оценка внутрипородной дифференциации на уровне субпопуляций племенных заводов;
3. Оценка генетического разнообразия и генетического равновесия
субпопуляций лошадей башкирской породы с использованием двух типов
генетических маркеров;
4. Характеристика экстерьерных показателей и молочной
продуктивности лошадей ирандыкского и учалинского внутрипородных
типов.
Степень достоверности и апробация результатов.
Высокая степень достоверности результатов проведнных
исследований подтверждается использованием общепринятых и
современных молекулярно-генетических методов и компьютерной
обработки информации. Обоснованность и достоверность положений,
выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, определяется
также полнотой их освещения в научных публикациях и апробацией на
конференциях различного уровня. По теме диссертации опубликовано 10
работ, из них 3 статьи - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Результаты
диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих научных
мероприятиях: Международных научно-практических конференциях
«Аграрная наука в инновационном развитии АПК», проводимых в рамках
XXV и XXVI Международных специализированных выставок
«Агрокомплекс-2015», (Уфа, 15-16 марта 2015 г.) и «Агрокомплекс-2016» (Уфа, 15-17 марта 2016 г.); Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 65-летию ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 27-28 октября 2016 г.); Международной научно-практической конференции «Современное состояние, традиции и инновационные технологии в развитии АПК», проводимой а рамках XXVII Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2017» (Уфа, 14-17 марта 2017 г.); XII Международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве» (Великие Луки, 13-14 апреля 2017 г.); 102-й научно-практической конференции студентов и аспирантов «Молоджь – науке и практике АПК» (Витебск, 29-30 мая 2017 г.).
Структура и объм работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, предложений производству и приложений. Список использованной литературы включает 254 наименований, в т.ч. 43 - на иностранных языках. Работа изложена на 140 страницах, содержит 27 таблиц и 23 рисунка.
Биохимический полиморфизм и его использование в животноводстве и коневодстве
Полиморфизм – это существование в популяции одновременно 2 и более генотипически различных форм. Генетический (биохимический) полиморфизм-является составной частью общебиологического полиморфизма, который включает половой диморфизм особей, экологический, возрастной полиморфизм и другие. Понятие полиморфизм был введен в 1940 году английский генетиком и экологом Эдмундом Фордом. В популяционно-генетических исследованиях локус считается полиморфным, если один из его редких аллелей встречается с частотой около 1%. Основными методами в изучении полиморфизма белков является электрофорез в крахмальном или акриламидном геле. Белки, а также ферменты, находящиеся в растворе в виде частиц, несут определенный электрический заряд, перемещающиеся к аноду или катоду под воздействием электрического тока.
Метод изучения полиморфных форм белков и ферментов, обнаруживаемых с помощью электрофореза (Левонтин Р., 1978) широко вошл в практику микроэволюционных исследований с 60-х годов 20 века.
Биохимические маркеры используются не только для характеристики отдельных генетических систем, но и конкретных линий, пород и видов сельскохозяйственных животных. К достоинствам белковых маркеров можно отнести и то, что они наследуются, как правило, кодоминантно, и анализ генотипа идет непосредственно по белковому фенотипу. Метод очень чувствителен, он дает возможность выявить генетическую изменчивость даже в морфологически однородных популяциях. Поэтому в конце 20 столетия проводился активный поиск биохимических маркеров, связанных с аномалиями метаболизма и морфогенеза. (Глазко В.И., 1986, 1988)
Изучению биохимического полиморфизма в природных и искусственных популяциях посвящено великое множество работ (Katsumata M., 1981; Nei М., 1983; 1987; Алтухов Ю.П., 1995; Saunders N.C., 1986; Алтухов Ю.П. и соавт., 1996; 1997; Nei M., 1975; Sing H., 1981; Моисеева И.Г., 1984; Глазко В.И., 2000; Долматова И.Ю., 2001; Талипов А.Н., 2007; Ильясов Р.А., 2006, 2015; Николенко А.Г. и соавт., 2002,2016).
Отдельные исследователи обнаруживают связь белкового полиморфизма с внутрипородной неоднородностью по некоторым показателям (Семенова С.К., 2002). Традиционно используют следующие параметры: частота аллелей и генотипов отдельных кодирующих локусов, гетерозиготность по этим локусам и мультилокусная гетерозиготность. Исходя из этих параметров, описываются различия генетической структуры между группами и животных, отличающихся по морфологическим, физиологическим и любым другим признакам.
Для некоторых домашних животных и растений показано, что уменьшение генетической изменчивости при инбридинге сопровождается увеличением морфологической изменчивости. (Машуров А.М., 1987)
В животноводстве биохимический полиморфизм применяют для уточнения происхождения отдельных животных, изучения изменчивости признака, изменения генетической структуры в результате селекции, подбора гетерозиготной сочетаемости, определения моно- и дизиготных двоен, а также используются в качестве генетических маркеров в селекции;
На данный момент у сельскохозяйственных животных изучено более 150 полиморфных локусов белков и их ферментов. Частота встречаемости полиморфных систем зависит от породы, популяции, что облегчает анализ селекционных процессов (Глазко В.И., 1993).
В своих работах Д.В. Волобуев и З. К. Гаджиев (2017) при изучении биохимического полиморфизма сыворотки крови овец выявили, что частота встречаемости аллелей А и D локуса трансферрина, С-щелочной фосфотазы, В-гемоглобина и сывороточной арилэстеразы высокая, а аллелей В трансферрина и А-гемоглобина низкая. В результате у данной популяции карачаевских овец не выявлен аллель А локуса щелочной фосфатазы, высокая частота уровень проявления в фенотипе ВВ – гемоглобина (85,7%), НВ – сывороточной арилэстеразы (67,3%), ВС – щелочной фосфатазы (60,7%) и АD локуса трансферрина (50,0%).
Л.В. Ольховская и Г.Н. Шарко (2013) в результате своих исследований у полутонкорунных овец выявили наличие 15 фенотипов локуса трансферрина, которые образуются 5 аллельными генами – А, В, С, D, Е. У изученных овец в локусе трасферрина они не выявили идентичность, но у значительной части преобладает высокая частота аллеля С (0,189 - 0,458). Если рассматривать отдельно по породам, то у цигайской породы наиболее часто встречается частота аллеля трасферрина А, С и D, остфризской - В, С и D; латвийской темноголовой – А, В и С; северокавказской – А, D и Е; корридель – А и С и оксфоршир – С, D и Е.
Изучение полиморфизма белков и ферментов крови на ранних этапах развития позволяет получить информацию о генах, которые взаимосвязаны с шерстной продуктивностью и живой массой животных. Так, Л.В. Ольховская, С.В. Криворучко, Г.Н. Шарко (2012) установили, что у австралийского мясного мериноса и у баранов ставропольской породы фенотип широко представлен как высокой живой массы, так и настригом шерсти. По результатам исследования у барана в генном наборе выявлены фенотипы AEsHB и ApBC, которые отвечают за шерстную продуктивность, а у мериноса– фенотип AD локуса трансферрина и ВВ – гемоглобина – маркеры высокой живой массы. Этими же авторами (Ольховская Л.В., Эдиев А.У., 2010) при изучении полиморфных систем трансферрина и гемоглобина у овец мясных и грубошерстных пород не выявлено идентичности.
З.К. Гаджиев (2013) исследовал биохимический полиморфизм белков и ферментов крови у аборигенных карачаевских коз. Изучена частота встречаемости аллеля В локуса трасферрина и щелочной фосфотазы, которые составляют соответственно 0,699 и 0,794. Аллели В и Н сывороточной арилэстеразы по 0,5, а аллелей Е и С 0,196 и 0,105 соответственно и аллеля С щелочной фосфатазы 0,206. Л.В. Ольховская с соавт. (2007) изучили полиморфизм племенных коз зааненской породы по 5 полиморфным системам белков и ферментов крови: трансферрину (Tf), сывороточной арилэстеразе (АЕs), гемоглобину (Нb), альбумину (Al) и щелочной фосфатазе (Ар), методом горизонтального электрофореза в крахмальном геле. Ими установлено, что за период исследования произошло снижение частоты аллеля С в локусе гемоглобина в 5,6 раза и повышение частоты аллеля А локуса щелочной фосфатазы (с 0,267 до 0,321). Было показано, что животные с полиморфными системами – TfDЕ, НbВС, АрАА, АрАВ являются более высокомолочными.
В скотоводстве А.К. Кадиев (2016а) провел анализ полиморфизма у молодняка симментальской породы и выявил, что интенсивность роста молодняка зависит от генотипа. Установил, что гомозиготные особи с геном TfD при рождении имеют большую живую массу и сохраняют эту тенденцию дальше. Однако животные с аллелями А и D в локусе трансферрина по интенсивности роста к 24 месячному возрасту опережают других групп. Этим же автором исследован полиморфизм трансферрина, амилазы, гемоглобина и церулоплазмина у помесного молодняка крупного рогатого скота джерсейской породы и выявлены животные с более желательным генотипом, которые превосходили своих сверстников по живой массе. У исследованных животных в локусе трансферрина наиболее распространен аллели А и D. Животные с гетерозиготным генотипом церулоплазмина (CpAВ) превосходят по живой массе животных с гомозиготным генотипом как в дородовом периоде, так и после рождения. Л.Г. Маркович, Е.А. Тинаева и Н.И. Куликова (2012) провели исследование полиморфизма у разных видов пушных зверей и кроликов и выявили, что их генотип характеризуется 5 полиморфными системами белка крови: трансферрина, посттрансферрина, альбумина, постальбумина и гемоглобина эритроцитов крови. Повышение уровня гомозиготности по изучаемым системам с 60 до 100 % не привело к спаду продуктивных качеств, а даже привело к увеличению живой массы у гомозиготных особей. У хорьков наиболее часто встречаются аллели В трансферрина и гемоглобина и аллель А постальбумина, что влияет на цветовой тип. У соболей установили полиморфизм по 6 локусам. У кроликов породы белый великан установили полиморфность генов по 5 системам.
Общий анализ генетической изменчивости биохимических маркеров у различных видов сельскохозяйственных животных позволяет предположить существование определенной связи между уровнем генетической изменчивости вида и интенсивностью формообразовательных внутривидовых процессов.
В настоящее время накоплено большое количество данных о закономерностях генетико-биохимической изменчивости у диких и домашних видов, а также о породоспецифических особенностях генетической структуры по биохимическим маркерам у ряда видов домашних животных.
Анализ генетического полиморфизма белков и ферментов методами биохимической генетики доказал свою состоятельность в решении целого ряда проблем, связанных с вопросами таксономического статуса популяций, их дифференциации, филогенетических связей, происхождения. Это – один из наиболее эффективных подходов к оценке биологического разнообразия естественных и сельскохозяйственных популяций. (Омельченко В.Т., Никифоров С.Н., Малинина Т.В., 1998)
Аллелофонд лошадей башкирской породы по полиморфным системам трансферрина, альбумина и эстеразы
В данном разделе приводятся результаты исследований полиморфизма сывороточных белков и фермента крови, полученные в период с 2011 по 2016 гг. Всего проанализировано 1923 головы лошадей из 33 хозяйств РБ.
Электрофореграмма полиморфных систем трансферрина (Tf) и альбумина (Alb), выявляемых в сыворотке крови лошадей приведена на рисунке в Приложении 1.
Наибольший интерес для популяционно-генетических исследований представляет локус трансферрина (Tf), генотипы животных по которому детерминируются наличием 6 аллелей, которые в разных комбинациях могут обусловливать 21 генотип (таблица 4), 6 из которых – гомозиготы (DD, FF, HH, OO, RR, MM).
Наиболее высокую концентрацию в исследованных популяциях имеют 4 генотипа, включающие аллель TfF в сочетании с другими аллелями. Это гетерозиготные генотипы: TfFTfO (34,14%), TfFTfD (17,19%), TfFTfН (11,35%), а также один гомозиготный TfFTfF (9,71%). Также довольно часто (9,27%) выявляется генотип TfDTfO. Остальные 15 генотипов имеют частоту менее 5% (от 0,05% до 4,35%), а генотип TfHTfR у исследованных башкирских лошадей не выявлен вообще.
На основании частот генотипов при использовании компьютерной программы FSTAT рассчитаны частоты аллелей трансферрина, представленные в таблице 5.
Из таблицы 5 видим, что наиболее часто встречающимся аллелем у лошадей башкирской породы является аллель TfF. Его частота в среднем составляет 0,422 и колеблется от 0,242 в КФХ «Баканов» Зилаирского района до 0,546 в СПК «Ишкул» Абзелиловского района. Следует отметить, что практически все популяции лошадей из хозяйств Абзелиловского района характеризуются очень высокой концентрацией аллеля TfF (с частотами 0,528; 0,510 и 0,500 соответственно в ООО «Якташ-N», ООО «Казмаш» и СПК «Идель+»). Несколько отличается от них по частоте ООО «Ирандык», в котором частота аллеля TfF несколько ниже (0,379). Это может быть связано, по нашему мнению, с недостаточно репрезентативной выборкой (29 голов лошадей).
Вторым по частоте аллелем является TfО, средняя частота которого по всей выборке составляет 0,265 с диапазоном от 0,183 в ООО «Байрамгул» Учалинского района до 0,389 в ООО «Толпар» Баймакского района. Обращает на себя внимание тот факт, что во всех хозяйствах Абзелиловского частота «(Казмаш», «Якташ-N», «Идель+» и «Ишкул») аллеля TfО выше среднего (от 0,289 до 0,346). В ООО «Ирандык» Абзелиловского района аллель TfО имеет частоту ниже средней (0,244). Во всех остальных хозяйствах частота этого аллеля находится в среднем диапазоне.
Аллели TfD и TfH имеют третье по частоте встречаемости место (0,179 и 0,105 соответственно) и характеризуются широким диапазоном изменчивости. Так, аллель TfD в исследованных популяциях имеет частоту от 0,0 (ООО «Юлдаш» Чекмагушевский район) до 0,333 (КФХ «Мурзагалина» Белорецкого района). Кстати отметить, что ООО «Юлдаш» - единственная из 33 изученных популяций, в которой аллель TfD вообще не выявлен. Аллели TfM и TfR имеют самую низкую концентрацию (0,023 и 0,006 соответственно), причм аллель TfM не выявлен ровно у половины исследованных популяций, а аллель TfR идентифицирован только в 9 популяциях из 33, а наибольшая его частота (0,136) отмечена в ООО «Нижний Тюкуль» Кармаскалинского района.
При сопоставлении наших данных, с данными Храбровой Л.А. и соавт. (2005), полученными при генотипировании лошадей башкирской породы по локусу Tf, можно отметить как определнное соответствие (в частности, в отношении частот аллелей TfF, TfH и TfD), так и довольно выраженное несоответствие. Так, например, частота аллеля TfО, исходя из наших данных (0,265) в три раза превышает таковую (0,087), полученную Храбровой Л.А. соавт. (2005). Особенно сильное несоответствие отмечено нами в отношении аллеля TfR, частота которого выявленная нами в исследованных популяциях (0,006), значительно ниже таковой (0,192), описанной Храбровой Л.А. и соавт. (2011).
По трехаллельному локусу эстеразы выявлено 6 генотипов (рисунок 3). Почти половина исследованных лошадей имеет гетерозиготный генотип EstFJ (43,2%). Вторым по частоте является гомозиготный генотип EstJJ (27,2%); третьим - EstFF (17%). Крайне редким является генотип EstGG, частота которого составляет всего 0,4%. Соответственно этому, и два других генотипа, сочетающие наряду с аллелем EstG аллели EstF и EstJ (EstFG и EstGJ) также встречаются у лошадей башкирской породы довольно редко – 5,4% и 6,8% соответственно
Три генотипа двухаллельного локуса альбумина образуют 3 генотипа (AlbАА, AlbАВ и AlbВВ), частота которых представлена на рисунке 4. Из рисунка 4 следует, что названные генотипы по частоте располагаются в следующем порядке AlbВВ AlbАВ AlbАА (45,29%, 33,70% и 21,01% соответственно).
На основании частот генотипов в исследованных популяциях лошадей башкирской породы рассчитаны частоты аллелей эстеразы (Est) и альбумина (Alb), представленные в таблице 6.
Из таблицы 6 видим, что преобладающим по частоте аллелем системы альбумина является аллель AlbВ, средняя частота которого по всем хозяйствам составила 0,623, причм следует отметить, что почти во всех хозяйствах частота этого аллеля незначительно колеблется вокруг средней величины (диапазон колебаний от 0,470 в ГЗК «Уфимская» до 0,763 В СПК «Идель» Абзелиловского района).
Сильно отличаются от средней величины частоты аллеля AlbВ – в сторону увеличения – в ООО «Юлдаш» Учалинского района (0,835), а в сторону уменьшения – в ООО «Юлдаш» Чекмагушевского района (0,266). Лошади этих двух хозяйств также значительно отличаются от других и по частоте аллеля AlbА – в первом хозяйстве его частота составляет 0,165, а во втором – 0,734 при средней частоте по всем популяциям 0,377.
Таким образом, при анализе характера полиморфизма изученных локусов сывороточных белков альбумина и трансферрина, а также фермента эстеразы, выявлены характерные особенности, которые позволяют проводить популяционно-генетический анализ.
Полиморфизм микросателлитных локусов ДНК у лошадей башкирской породы
В данном разделе приводятся результаты исследований полиморфизма микросателлитных локусов ДНК. Всего проанализировано 100 голов лошадей из 7 племенных хозяйств Республики Башкортостан (таблица 19).
Выявление генотипов лошадей по микросателлитным локусам проводилось в лаборатории генетики ФГБНУ «ВНИИ коневодства». Аллельная номенклатура микросателитных локусов (ISAG) и характеристика локусов микросателлитов, рекомендованных ISAG для проведения контроля достоверности происхождения лошадей приведены в Приложениях 2 и 3.
При анализе аллелофонда лошадей башкирской породы по 17 микросателлитным локусам ДНК были получены данные, характеризующие полиморфизм каждого из маркеров.
На рисунках 6 – 22 приведены частоты аллелей микросателлитных локусов в каждой из исследованных популяций в сравнении со средним значением по всей выборке.
Из рисунка 6 можно видеть, что в локусе VHL20 наибольшую частоту в среднем имеют аллели М (0,202), Р (0,157) и N (0,146). Следует отметить значительный межпопуляционный разброс этих значений. Так, частота аллеля М колеблется от 0,423 в СПК «Колонсак» до 0,045 в ООО «Якташ-N» Абзелиловского района. Показатель частоты аллеля Р находится в пределах от 0,200 в КФ «Идиатуллина» и ГЗК «Уфимская» до 0,071 - в ООО «Юлдаш», а у лошадей ООО «Колонсак» этот аллель не выявлен вообще. Аллель N отсутствует в выборке лошадей КФ «Идиатуллина», а в других популяциях его частота колеблется от 0,296 в ООО «Колонсак» до 0,050 – в ООО «Казмаш». Самые низкие частоты отмечены для аллелей I (0,086), J (0,066), O (0,056) и L (0,04). При таких низких частотах аллель I встречается во всех исследованных популяциях, а аллель О отсутствует в КФ «Идиатуллина». Аллели J и L отсутствуют в двух из 7 изученных популяций. Приватных аллелей в локусе VHL20 не выявлено.
Аллель HTG4 является одним из наименее полиморфных (рисунок 7), т.к. содержит 7 аллелей, причм аллель М имеется более чем у 50% изученных лошадей. При средней частоте 0,591, наиболее часто он выявляется в ООО «Юлдаш» (0,714), а самая низкая его частота (0,528) - в АФ «Байрамгул». Примерно одинаковую частоту (от 0,214 до 0,350) во всех исследованных популяциях имеет аллель L (за исключением ООО «Колонсак», в котором его частота составляет 0,038).
В локусе AHT4 (рисунок 8) у лошадей башкирской породы выявлено 10 аллелей из 11 (аллель R) отсутствует во всех исследованных популяциях. Наиболее высокая частота отмечается для аллеля О (в среднем 0,343); на втором месте – аллель Н (0,242). Аллель J при средней частоте 0,177 не выявлен в ООО «Юлдаш», в котором 50% особей имеют аллель О. Приватным аллелем локуса AHT4, выявленным только у лошадей ГЗК «Уфимская» является аллель Q.
В локусе HMS7 (рисунок 9) наиболее часто встречающимся (во всех исследованных популяциях) аллелем является К, частота которого колеблется в 7 исследованных популяциях от 0,231 до 0,643 при средней величине 0,490. Также во всех исследованных популяциях выявлен аллель N (с частотой от 0,05 в ООО «Казмаш» до 0,214 в ООО «Юлдаш». В локусе HMS7 выявлено 2 приватных аллеля: в популяции АФ «Байрамгул» - аллель Q, а в популяции ООО «Якташ-N» - аллель Р.
Локус HTG6, также как локус HTG4 является одним из наименее полиморфных (рисунок 10). В нем также выявлено 7 аллелей (не выявлен аллель К). Во всех исследованных популяциях в порядке убывающей частоты содержатся аллели: О (от 0,231 до 0,643); G (от 0,139 до 0,346); J (от 0,071 до 0,222). Приватных аллелей данного локуса в исследованных популяциях лошадей башкирской породы не выявлено.
Семь аллелей также выявлено в локусе АНT5 (рисунок 11). Два из них (аллели I и M) имеют низкую частоту встречаемости (от 0,015 до 0,04 соответственно). Остальные 5 аллелей (I, K, L, N и O) встречаются примерно с одинаковой частотой (в среднем от 0,101 до 0,273). Приватных аллелей в данном локусе у лошадей башкирской породы нет.
В локусе HMS6 (рисунок 12) наблюдается следующее распределение аллелей. Наибольшая частота отмечается для аллелей Р, М и О, выявленных во всех исследованных популяциях. Их частота составляет соответственно 0,379; 0,222 и 0,217. Остальные четыре аллеля (К, L, N и Q) имеют невысокую частоту (от 0,071 до 0,01) и выявляются не во всех популяциях.
В локусе ASB23 (рисунок 13), в котором по данным ISAG у разных пород лошадей идентифицируется до 14 аллелей, у лошадей башкирской породы выявлено 11, три из которых (G, H и P) являются приватными. Аллелями, которые выявлены во всех семи исследованных популяциях, являются I, G, K и U, частоты которых составляют соответственно 0,182; 0,192; 0, 212 и 0, 172. Аллель Q (0,015) определн только в ООО «Юлдаш» и ГЗК «Уфимская». Аллель L отсутствует у исследованных лошадей КФ Идиатуллина, аллель S – у лошадей ООО «Колонсак». Аллель Т идентифицирован в трх из семи популяций (АФ «Байрамгул», ООО «Казмаш» и ООО «Юлдаш».
В номенклатуре микросателлитного локуса ASB2 (рисунок 14) обозначено 15 аллелей. В исследованных популяциях лошадей башкирской породы выявлено 11 (аллели F, G, J и L отсутствуют). Аллели B, C и S являются приватными, а наиболее часто встречаются: Q (0,232), N (0,197), M (0,187), K и I (0,121).
В локусе HTG10 (рисунок 15) из 9 выявленных у лошадей башкирской породы приватных не обнаружено, а наиболее частым является аллель О, концентрация которого при средней частоте 0,429 находится в пределах от 0,385 до 0,636. Аллели L, P и R выявлены в 6-ти из исследованных популяцияй. Аллель L отсутствует в ООО «Колонсак», аллели Р и R – в ООО «Казмаш».
В локусе HTG7 (рисунок 16), обладающем самым низким аллельным разнообразием из всех 17 исследованных локусов, выявлено всего 5 аллелей, причм практически все они (за исключением аллеля Р) примерно с одинаковой частотой (от 0,167 до 0,323) выявляются во всех изученных популяциях). Аллель Р выявлен только в ООО «Казмаш» и ГЗК «Уфимская».
В локусе HMS3 (рисунок 17) из 9-ти идентифицированных аллелей наиболее частым является аллель Р. При средней частоте 0,399, популяционная его частота колеблется от 0,317 в ГЗК «Уфимская» до 0, 545 в ООО «Якташ-N». Однако в популяции ООО «Колонсак» аллель Р имеет самую низкую по сравнению с другими популяциями частоту (0,115). Три аллеля (O, Q и R) встречаются во всех исследованных популяциях без исключения со среднепопуляционными частотами соответственно 0,096; 0,157 и 0,086. Приватный аллель Н имеется только у лошадей ГЗК «Уфимская».
Характеристика экстерьерных показателей и молочной продуктивности башкирской лошади
В результате длительного отбора по степени приспособленности к условиям содержания, а также по уровню молочной и мясной продуктивности, сформировался характерный экстерьер башкирских лошадей. Они мелкие, но широкотелые и костистые с массивной головой, мясистой шеей, низкой холкой и широкой прямой спиной. К настоящему времени выделяются 2 основных исторически сформировавшихся внутрипородных типа башкирской лошади: это учалинский (рабоче-мясной) и и ирандыкский (верхово-молочный).
В данном разделе приведены результаты сравнительного анализа их экстерьерных показателей и молочной продуктивности.
В качестве типичных представителей служили лошади племенных хозяйств по разведению башкирских лошадей: ирандыкского типа - ООО «Пегас» Баймакского района, а учалинского – АФ «Байрамгул» Учалинского района Республики Башкортостан. Данные о промерах и молочной продуктивности получены при бонитировке, проводимой в племенных хозяйствах ежегодно. Бонитировка проводилась для полновозрастных лошадей.
По данным М.Б. Сафина с соавт. (1985) в 1985 году высота в холке у чистопородных башкирских лошадей в возрасте 3,5 лет составляла 139 см, косая длина туловища 132 см, обхват груди 159,2 см. обхват пясти не превышал 17,6 см. В настоящее время по данным ряда исследователей (Ахатова И.А., 2004; Маершина Н.А. и соавт.,2011), башкирские лошади стали значительно крупнее.
В таблицах 23 и 24 представлены экстерьерные показатели лошадей из названных хозяйств. Для более полной характеристики внутрипородных типов приводятся данные Государственной книги племенных животных лошадей башкирской породы (ГКП).
Из таблицы 23 можно видеть, что и жеребцы и кобылы как ирандыкского, так и учалинского внутрипородных типов превышают стандарт породы по всем основным промерам. Так, кобылы и жеребцы ирандыкского типа по сравнению со стандартом имеют высоту в холке и косую длину туловища на 4 см больше, обхват груди – на 6 см, обхват пясти – на 0,6 см. Также выше у них и живая масса. Такое же примерно отношение к стандарту имеют и жеребцы ирандыкского типа. Однако лошади ООО «Пегас» несколько проигрывают по размерам лошадям из ГКП. По косой длине туловища, обхвату груди, а также по живой массе различия как у жеребцов, так и у кобыл являются достоверными.
Лошади учалинского типа, описанные в ГПК, довольно значительно крупнее лошадей АФ «Байрамгул» по обхвату груди и живой массе. Остальные промеры у них практически совпадают. При сравнении двух внутрипородных типов между собой, можно отметить, что кобылы и жеребцы учалинского типа выше таковых ирандыкского типа на 2 см и 5 см соответственно; по косой длине туловища кобылы не различаются, а учалинские жеребцы на 2 см короче ирандыкских; по обхвату груди учалинские жеребцы на 2 см крупнее ирандыкских, а кобылы не отличаются по данному параметру. Некоторые различия между двумя типами имеются по живой массе, а именно: учалинские кобылы тяжелее ирандыкских на 21 кг, а жеребцы, напротив – легче на 10 кг.
Для наиболее полного представления об экстерьере лошади, е типе телосложения, гармоничности и компактности используются индексы телосложения, представляющие процентное соотношение анатомически связанных между собой промеров. В таблице 25 представлены индексы телосложения исследованных внутрипородных типов лошадей в сравнении с требованиями стандартами.
Из таблицы 25 наглядно видно, что все рассчитанные нами индексы телосложения как ирандыкского, так и учалинского внутрипородных типов либо полностью совпадают со стандартом лошадей башкирской породы, либо отличаются от стандарта чуть более, чем на один процент. Так, ирандыкские жеребцы и учалинские кобылы превышают стандарты своих внутрипородных типов по индексу формата на 1,5%. Индекс компактности ирандыкских жеребцов и учалинских кобыл больше стандарта на 1,3%, учалинские жеребцы имеют индекс компактности на 3,5% больше стандарта. По индексам костистости каких-либо заметных различий как между жеребцами и кобылами обоих внутрипородных типов, так и со стандартными индексом не отмечается.
Важным показателем в продуктивном коневодстве также является молочная продуктивность, данные о которой представлены в таблице 26.
Из представленной таблицы явствует, что молочная продуктивность лошадей обоих внутрипородных типов значительно превышает стандарт. Так, учалинский тип имеет молочную продуктивность на 362 кг, а ирандыкский – на 692 кг больше стандарта башкирской породы. Также значительно и достоверно различается и молочная продуктивность кобыл двух типов между собой, а именно: ирандыкский тип обильномолочнее учалинского на 330 кг (р 0,001). Вместе с тем, ни один из описанных нами заводских типов, несколько не дотягивает до показателей, имеющихся в ГКП лошадей башкирской породы.