Geum.ru
   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии  

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 Александровна

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства Российской академии сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией генетики;

доктор биологических наук, профессор

Букаров Нурмагомед Гаджикулиевич

ОАО Московское по племенной работе, начальник лаборатории иммуногенетической экспертизы

Ведущее учреждение:

Московская государственная академия

ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина

  Защита состоится л23 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 л___ 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 (Na5%), 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+0,5) по сравнению с низким (Xср-0,5) 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

Показатели

актация

Уровень молочной продуктивности исследуемой выборки коров

Разница

(CHP_AGRO- CHP_GUSP)

CHP_AGRO

CHP_GUSP

Число голов

1

104

108

2

103

81

Удой, кг

1

500864

434450

+644**

2

522015

4699108

+521**

Жир, %

1

3,830,01

4,090,06

-0,26**

2

3,790,01

4,000,02

-0,21**

Белок, %

1

3,060,01

3,060,01

0,00

2

3,060,01

3,050,01

+0,01

Молочный жир, кг

1

183,92,5

177,83,4

+6,1

2

191,80,9

188,04,5

+3,8

Молочный белок, кг

1

147,01,9

132,71,5

+14,3**

2

152,00,1

143,33,2

+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

Показатели

Продуктивность по лактациям

1-я лактация

2-я лактация

Число голов

95

95

удой, кг

310593

3726112

жир, %

4,000,03

4,800,03

молочный жир, кг

123,73,5

178,15,1

белок, %

2,840,01

3,410,01

молочный белок, кг

88,32,7

127,13,8

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 (9,01,1 аллелей на локус против 7,91,0 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

Популяция

Число аллелей МС

Число аллелей МС на локус

Na

Na5%

Ne

CHP_AGRO

108

9,01,1

4,70,1

4,50,5

CHP_GUSP

95

7,91,0

4,20,1

3,80,3

Примечание: Na5% - 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

Популяция

Ho

He

Ho-He

Fis

CHP_AGRO

0,7290,032

0,7410,032

-0,012

0,0140,017

CHP_GUSP

0,6910,032

0,7100,031

-0,019

0,0270,013

Примечание: Не - ожидаемая степень гетерозиготности, Ho - фактическая степень гетерозиготности, F - Разница Ho-He. л+ / - - 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: 1,2Ц1,9%. 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 7,080,58 в австрийской и 7,080,72 в башкирской популяциях до 9,171,07 в популяции голштинизированного симментальского скота и в среднем по всем популяциям составило 9,000,37. Башкирская популяция симментальского скота при относительно невысоком уровне генетического разнообразия характеризовалась наиболее высоким числом эффективных аллелей на локус  (4,110,37) по сравнению с другими чистопородными популяциями, в которых значения данного показателя варьировали от 3,170,24 до 4,000,47.

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

Популяции

Ho

He

Ho-He

Fis

Башкирская

0,7350,051

0,7350,023

0,000

0,0040,055

Сибирская

0,7310,053

0,6990,043

+0,032

-0,0430,031

Орловская

0,6820,048

0,6690,048

+0,013

-0,0310,033

Австрийская

0,6330,030

0,6640,026

-0,031

0,0430,034

Голштинизированная

0,6810,031

0,7310,031

-0,050

0,0680,017

Примечание: Не - ожидаемая степень гетерозиготности, Ho - фактическая степень гетерозиготности, F - Разница Ho-He. л+/- - избыток /  дефицит гетерозигот, Fis - индекс фиксации.

Сформированная структура генеалогического дерева (рис. 5) показывает формирование башкирнской популяцией самостоятельной ветви, что указывает на участие в ее созндании животных иного происхождения. Высокая степень генетической консолидации башкирской популяции симментальского скота подтверждается результатами кластерного анализа: коэффициент подобия (Q) в среднем составил 84,62,2%. 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 59,12,4, 45,24,4, 74,92,2 и 36,33,2%.

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 сконта (четырех чистопородных и одной голштинизированной) продемонстринровали существенный вклад башкирской популяции в общую изменчивость аллелофонда микросателлитов. Полученные данные указывают на необхондимость 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) понпуляции

Рис. 5. Дендрограмма филогенетического родства пянти 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+0,5) и низким (Xср-0,5) 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+0,5) по сравнению с низким (Xср-0,5) 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+0,5) по сравнению с низким (Xср-0,5) 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),а293 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),а217алокуса 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),а293 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 TGLA227а (-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 (-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),а183 локуса ILST005 (+0,491, p<0,05), 163 локуса TGLA122 (+0,071, p<0,05),а148 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+0,5) по сравнению с низким (Xср-0,5) 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

окус

Аллель

актация

Коэффициенты корреляции в изучаемых популяциях

CHP_AGRO

CHP_GUSP

SIM_B

Удой, кг

Жир, %

Белок, %

Удой, кг

Жир, %

Белок, %

Удой, кг

Жир, %

Белок, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

TGLA122

141

1

-

-0,211

-

-

-

-

-

-

-

2

-0,181

-

-

-

-

-

-

-

-

149

1

+0,202

-

-

-

-

-

-

-

-

163

2

-

-

-

-

-

+0,322

-

-

-

ETH10

217

1

+0,182

-

-

-

-

-

-

-

-

ETH225

144

1

-

-

-

-

+0,211

-

-

-

-

2

-

+0,201

-0,192

-0,212

-

-

-

-

-

148

2

-

-

-

-

-

+0,222

-

-

-

150

1

-0,181

-

-

-

-

-

-

-

-

2

-

-

+0,171

+0,241

-

-

-

-

-


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

SPS115

248

1

-0,242

-

-

-

-

-

-

-

-

254

2

-

-

-0,182

-

-

+0,211

-

-

-

256

1

+0,211

-

-

-

-

-

-

-

-

TGLA126

115

1

-

-

-

-

+0,212

-

-

-

-

117

1

-

-

-

-

-

+0,321

-

-

-

119

2

-

-

-

0,212

-

-

-

-

-

121

2

-

-

-

-

-0,182

-

-

-

-

123

1

-

-0,201

-

-

-

-

-

-

-

2

-

-

-

-0,182

-

-

-

-

-

BM1824

178

1

-

-

-

-

+0,202

+0,212

-

-

-

180

1

-

-0,172

-

-

-

-

+0,212

+0,232

+0,212

182

1

-

-

-

-

-

+0,272

-0,322

-0,342

-0,312

2

-

+0,181

-

-

-

-

-

-

-

ETH185

228

1

-

-

-

-

-

-

-0,252

-0,252

-0,202

230

2

-

-

-

0,181

-

-

-

-

-

234

2

-0,172

-

-

-

-

-

-

-

-

236

2

+0,181

-

-

-

-

-

-

-

-

222

1

-

-

-

+0,212

-

-

-

-

-

2

-

-

-0,252

-

-0,191

-

-

-

-

ILST006

293

2

-0,212

-

-0,252

-

-

-

-

-

-

BM2113

127

2

-

-

-

+0,221

-

-

-

-

-

133

2

-0,352

-

-

-

-

-

-

-

-

137

2

+0,162

-

+0,162

-

-

-

-

-

-

ILST005

181

1

-0,111

-

-0,192

-0,221

-0,271

-0,231

2

-

-

-0,172

-

-

-

-

-

-

183

1

+0,151

-

-0,192

-

-

-

2

-

-

-0,181

-

-

-

-

-

-

TGLA227

81

1

-

-

-

+0,182

-0,181

-

-

-

-

BM1818

262

2

-

-

-

+0,282

-

-

+0,242

+0,242

+0,232

Примечание: 1p<0,01, 2p<0,001, л- - 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

окус

Аллель

r*

Частота встречаемости аллелей у коров

в зависимости от отца

А.А.

В.А.

.Ф.

П.

С.Т.Р.

Сигнал

Соболь

Спутник

Медонос

Меркурий

Водолей

идер

Эллинг

ETH185

2341

-0,17

0,333

0,083

0,375

0,500

0,438

0,531

0,438

0,300

TGLA122

1491

+0,20

0,105

0,143

0,188

0,000

0,147

0,063

0,063

0,100

ILST006

2931

+0,18

0,368

0,286

0,188

0,167

0,206

0,125

0,250

0,200

ETH10

2171

-0,21

0,278

0,286

0,375

0,333

0,353

0,267

0,250

0,367

BM2113

1331

-0,35

0,056

0,000

0,063

0,000

0,000

0,033

0,063

0,033

1371

+0,16

0,444

0,286

0,188

0,417

0,324

0,133

0,125

0,500

SPS115

2481

-0,24

0,417

0,357

0,563

0,667

0,500

0,563

0,375

0,500

BM1824

1802

-0,17

0,263

0,214

0,063

0,167

0,265

0,313

0,125

0,167

ETH225

1443

-0,19

0,083

0,071

0,125

0,083

0,029

0,094

0,000

0,067

SPS115

2543

-0,18

0,194

0,143

0,250

0,167

0,059

0,094

0,313

0,033

ETH185

2223

-0,25

0,028

0,167

0,063

0,083

0,063

0,031

0,063

0,067

ILST006

2933

-0,25

0,368

0,286

0,188

0,167

0,206

0,125

0,250

0,200

BM2113

1373

+0,16

0,444

0,286

0,188

0,417

0,324

0,133

0,125

0,500

ILST005

1813

-0,17

0,684

0,571

0,438

0,667

0,588

0,719

0,500

0,700

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 9,01,1, 7,91,0 и 7,1+0,7, наблюдаемая степень гетерозиготности - 0,7290,032,  0,6910,032 и 0,7120,050, 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: 1,2Ц1,9%.
  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 84,62,2% против 59,12,4, 45,24,4, 74,92,2 и 36,33,2% 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+0,5)  по сравнению с низкими (Xср-0,5) 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. абораториям молекулярно-генетической экспертизы для достижения высокой точности (вероятность подтверждения родителей Ц99,98-99,99%, 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.). ЦЧебоксары, 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.

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии