Перспективы развития клеточного звероводства России (стр. 7 )

Изменчивость мтДНК соболя носит неслучайный характер и идет от предковых популяций диких соболей, взятых для формирования популяции клеточного соболя. Большинство изменчивых сайтов филогенетически значимо. Полиморфизм соболя из природных популяций больше, чем из клеточных. В среднем два любых животных из клеточных популяций достоверно различаются в исследуемом районе на 1.3%±0.3, дикие соболя – на 2%±0.4. Сравнительный анализ родительских стад (з/х «Пушкинский» и «Салтыковский») по изменчивости фрагмента D-петли не выявил качественных различий, что позволяет говорить о единстве его митохондриального генофонда. Таким образом, по материнской линии данные популяции едины, но достоверно различаются по линиям самцов. Были получены данные, указывающие на участие самок из Камчатской, Амурской и Якутской популяций в формировании современного генофонда клеточного соболя.

Успешное разведение соболей, носителей определённого митохондриального гаплотипа, указывает на его селективное преимущество, что подтверждается анализом распределения его частот. Наличие гаплотипов с аномально высокой частотой указывает на их значительное селективное превосходство в клеточных условиях. Пять митохондриальных гаплотипов с максимальным обилием считали элитными. Отбор животных с этими гаплотипами возможен ещё на стадии подбора пар для скрещивания, что должно повысить эффективность разведения соболя. Точное совпадение некоторых гаплотипов, найденных в якутской популяции, и гаплотипов клеточного соболя, отнесённых к элитным, позволяет считать эти гаплотипы преадаптированными к клеточным условиям, а самок из природных популяций с данными гаплотипами – перспективными для улучшения пород соболя.

Выявленный полиморфизм района D-петли позволит подойти к поиску ассоциаций групп гаплотипов с хозяйственно-ценными признаками, наследуемыми по материнской линии, такие признаки были обнаружены при анализе наследуемости признака «размер помета». Из литературных данных известно, что изменчивость мтДНК связана с признаками термоустойчивости и детоксикации ядов, так как митохондриальные белки оказывают влияние на продукцию перекиси водорода – продукта дыхания, вовлеченного в большинство процессов детоксикации и борьбу с инфекционными возбудителями. Это, несомненно, важно, так как при разведении клеточных популяций пушных зверей животные находятся в условиях ограниченного пространства, что приводит в летний период к перегреву. Кроме того, известны случаи попадания в корм испорченных продуктов. Перечисленные факторы приводят к стрессу. Наблюдение за популяциями соболя позволяет сделать интегральный вывод о чрезмерности стрессовой реактивности соболя и, в связи с этим, актуальности учета полиморфизма мтДНК для снижения этой реактивности.

Метод ISSR-фингерпринтинга был применен в зверохозяйствах «Салтыковский» и «Пушкинский» с использованием 3 ISSR-маркеров. Это позволило провести более точную дифференциацию стад на базе ядерного генома. Для обеих клеточных популяций суммарно выявлено 68 фрагментов, из которых 7 специфических. Установлены достоверные отличия между хозяйствами по частотам 9 фрагментов. Исследуемые популяции достоверно отличаются друг от друга по распределению частот выявленных фрагментов. Коэффициент среднего внутригруппового попарного сходства особей (APS) варьирует в пределах 0.71-0.83 [1], коэффициент гетерозиготности (по Стефенсу [2], Hs) – 0.25-0.37, что говорит о сравнительно низком уровне генетической изменчивости: выборки из обеих исследуемых популяций достоверно отличаются друг от друга по обоим показателям популяционной изменчивости, причем изменчивость используемых ISSR-маркеров выше в «Салтыковкой» популяции. Кластерный анализ подтвердил дифференциацию исследованных выборок и выявил внутрипопуляционную структуру, проявляющуюся в существовании генетических кластеров.

Результаты проведенного ISSR-фингерпринтинга свидетельствуют о возможности применения молекулярно-генетических маркеров для оценки уровня генетической изменчивости при проведении мониторинга селекционного процесса. Представленный способ оценки уровня генетической изменчивости может быть применен селекционерами для определения генетических последствий жесткого искусственного отбора и планирования мероприятий по своевременному снижению его негативного воздействия. Этот метод может найти полноценное применение при аттестации стад соболя, проводимых Министерством сельского хозяйства РФ, для присвоении им статуса племенных заводов, репродукторов и генофондных популяций как показатель уровня чистопородности.

Микросателлитные маркеры. С целью выявления особенностей генетической структуры исследованы две клеточные (з/х «Пушкинский» и «Салтыковский») и семь природных популяций соболя по микросателлитным локусам (6 – 12). Эти маркеры позволили выявить эффективность искусственных миграций, и в то же время показать уникальность популяций географических регионов.

Анализ природных популяций соболя проводился с использованием 10 микросателлитных локусов, выявлено 149 аллелей. В наиболее низко полиморфном локусе Ma3 выявлено 4 аллеля, напротив, в локусе Mel10 – 33, среднее количество аллелей на локус составило 13.5. При этом в восточносибирской популяции (донор) в среднем приходится по 8 аллелей на локус, тогда как в популяциях-реципиентах их количество больше (в Саянах – 9.2, на Амуре – 10.7). Это объясняется тем, что популяции-реципиенты имели свое генетическое разнообразие, которое было увеличено за счет искусственных миграций соболей Восточной Сибири. Наименьшее количество аллелей на локус наблюдается в популяции п-ва Камчатка (7.7 аллеля), которая существует в условиях изоляции.

Исследование аллельного разнообразия показало, что популяция Амура, представляющая восточный край ареала, выделяется высоким уровнем этого показателя. Так, в локусе Mel10 из 33 обнаруженных аллелей 25 присутствуют в амурской популяции, что практически в два раза больше, чем в других. Такие же различия обнаружены и по локусам Ma1, Ma8, Ma18, Ma19 и Mer041. Для популяции Урала, находящейся на западном краю ареала, также выявлено большое число аллелей: 17 аллелей из 33 возможных в локусе Mel10. По четырем локусам (Ma2, Ma15, Ma18 и Ma19) на Урале обнаружено наибольшее число аллелей в сравнении с другими популяциями. В целом, популяции-реципиенты, характеризуются повышенным аллельным составом в сравнении с популяциями-донорами.

Далее, особенности структуры природных популяций выявляли с помощью специфичных аллелей, которые встречаются только в одной популяции. Максимальным количеством специфичных аллелей характеризуется популяция Урала – 8 аллелей пяти локусов. Это материковая популяция длительное время находившаяся в изоляции, так как соболь Западной Сибири был уничтожен. Затем следует популяция Амура, в которой выявлено 6 специфичных аллелей также пяти локусов. Таким образом, в этих популяциях специфичные аллели обнаружены в половине исследуемых локусов. В популяциях Амура и Урала миграционные пути соболя заканчиваются, т. е. данные популяции являются своеобразными «ловушками» редких генотипов вида.

В каждой из трех выборок восточносибирской популяции обнаружено по одному специфичному аллелю, в целом объединенная выборка характеризуется тремя аллелями, что в несколько раз меньше, чем в популяциях, представляющих края ареала. Таким образом, необходимо отметить, что искусственное расселение восточносибирского соболя обогатило генофонд популяций регионов-реципиентов, но в них сохранилось и исходное разнообразие. В популяциях Саян и Камчатки обнаружено по одному специфичному аллелю.

Обращает на себя внимание следующая особенность распределения специфичных аллелей – это их высокая частота. Так, специфичный для уральской популяции аллель «106» локуса Ma8 встречался с частотой 11%, такая же частота наблюдалась у аллеля «168» локуса Ma2 в восточносибирской популяции. Специфичные для популяции Амура аллели «110» и «189» локусов Ma8 и Mel10, соответственно, и аллель «230» локуса Ma1 для популяции п-ва Камчатка встречались с частотой более 5%. На наш взгляд это говорит о своеобразии популяций: несмотря на предпринятые ранее искусственные миграции и происходящие в настоящее время естественные миграции, данные популяции сохраняют свой генетический профиль.

Перечисленные микросателлитные локусы были использованы для генетической паспортизации производителей в зверохозяйствах. Из них для генотипирования были отобраны шесть локусов в качестве основных и шесть в качестве дополнительных, как это сделано на других видах сельскохозяйственных животных. За основу методики генетической паспортизации по микросателлитным локусам была взято типирование производителей у крупного рогатого скота (КРС) и собак, исполненная по рекомендации ISAG (The International Society for Animal Genetics – Международное общество генетики животных). Внедрение генотипирования соболей по микросателлитным локусам позволяет:

- проводить аттестацию уровня чистопородности;

- использовать при регистрации породы;

- доказывать происхождение чистопородной особи;

- проводить контроль происхождения молодняка.

Разработан метод контроля генетического происхождения при разведении соболей с использованием 12 микросателлитных локусов. Используя высокий уровень изменчивости этих локусов, можно выявить до 98% ошибок происхождения, и составить уникальный индивидуальный генетический паспорт соболя. В звероводстве метод генетической экспертизы заслуживает особого внимания в связи с возможностью происхождения потомства от самок, покрытых в одну охоту двумя или нескольким и самцами. А также уточнение происхождения щенков, отсаженных от самки в другой помет при недостаточной молочности исходной самки или по другим причинам. Применение метода возможно и при ошибках, вероятность которых увеличивается при отсадке молодняка.

Вновь разработанные для соболя ДНК-методы позволяют решить актуальные проблемы промысла и клеточного соболеводства:

1) оценить влияние искусственных миграций в восстановлении природных популяций соболя;

2) сопоставить особенности генофонда природных и клеточных популяций по ряду маркеров;

3) оценить влияние на генетическую структуру клеточных популяций селекционных мероприятий, проводимых в течение 80 лет; анализ этих изменений генетической структуры позволит внести дополнения в технологию разведения соболя;

4) обновленная технология разведения соболя будет включать создание Единой компьютерной базы данных.

Единая компьютерная база данных строится на основе системы управления базами данных (СУБД) «Племенной отбор», которые будут установлены в каждом соболеводческом хозяйстве. Единая база данных будет включать записи девяти зверохозяйств. Это позволит выявить наиболее эффективные селекционные достижения за весь период развития соболеводства, детализировать линии, семейства, определить особенности генетической структуры по молекулярным маркерам и комплексу количественных признаков до начала отбора и по настоящее время. Другой частью технологии является определение эффективности отбора по количественным признакам и показателям жизнеспособности соболей. Особым качеством предлагаемой технологии является анализ стада по родословным, позволяющим проводить мониторинг эффективности отбора и получать данные по целому ряду поколений, в том числе и с учетом уровня инбридинга.

Единая база данных состоит из:

- племенной карточки самца, самки и молодняка, которые включают показатели бонитировки, воспроизводства и генотипы животных. Возможности СУБД позволяют объединить данные этих карточек в таблицы: «Стадо», «Подбор пар» и «Молодняковый журнал».

- таблица «Стадо» позволяет проводить сортировку всего стада животных, как по признакам бонитировки, так и по показателям воспроизводства. Результаты сортировки позволяют выявить лучших животных, провести сравнительный анализ по годам, и, таким образом, выявить динамику количественных признаков и результаты отбора.

- таблица «Подбор пар». Данные таблицы «Стадо» перенаправляются далее в таблицу «Подбор пар». На основе заданных параметров по данным бонитировки и предыдущих показателей воспроизводства особей производится подбор пар следующим образом: составляются группы с требуемым полигамным соотношением. В зависимости от направления селекции программа позволяет вести подбор по различным признакам, например, по размеру - самых крупных самок к самым крупным самцам, по окраске меха, либо качеству опушения. Кроме того, животные охарактеризованы по ряду дополнительных признаков, которые также можно использовать при подборе пар. Контроль популяции по показателям бонитировки, направленный подбор пар позволяют значительно повысить эффективность селекции за счет высокой информационной обеспеченности данной технологии разведения соболя. Кроме того, характеристика особи по полиморфным локусам позволяет контролировать уровень изменчивости, как в целой популяции, так и семей, линий и конкретных животных. При внесении данных в базу фиксируются родственные связи, которые при ее пополнении выстраиваются в генеалогические линии, анализ таких линий позволяет выявить лучшие из них, проследить наследование количественных признаков в поколениях соболей и, следовательно, перевести лучшие линии в ранг заводских.

Анализ результатов селекции. Нами анализировалась динамика количественных признаков, по которым велась селекция, и показателей воспроизводства по девяти соболеводческим хозяйствам за 40-летний период, данные представлены в табл. 1. За этот период поголовье зверей во всех хозяйствах выросло: от 2.5 (з/х Магистральный) до 4 раз в з/х Салтыковский. Произошли изменения в структуре стада по окраске волосяного покрова и качеству опушения. Кроме того, изменились показатели воспроизводства, выраженные через средний выход щенков на основную самку и долю самок без приплода.

Таблица 1. Динамика признаков продуктивности и воспроизводства соблей за период с 1годы (40 летний период).

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Пушкинский	1970	1972/647	1:3	11.1	6,9	34,7	37,2	2,05	1929
	2009	6500/2160	1:3	6.3	49,7	51,2	43,5	1,6
Бирули	1970	1060/350	1:3	17.2	5,5	8,2	30,6	2,01	1949
	2009	2000/670	1:3	11.0	52,8	56,3	28,7	1,75
Магистральный	1970	572/196	1:3	12.2	0.0	2,4	48,5	1,75	1944
	2009	1000/350	1:3	8.3	38,5	48,5	35,1	1,56
Судиславский	2009	2000/700	1:3	16.0	44,6	47,5	41,2	2,06	1987
Заря	2009	1751/585	1:3	14.7	43.0	45,6	36,2	2.17	1978
Салтыковское	1970	1175/410	1:3	19.0	2.6	32,8	34,5	2,06	1948
	2009	4050/1160	1:3.5	3.5	20.0	64,3	24,3	2,64
Знаменский	2009	2000/700	1:3	-	21.2	31,2	-	1,1	2005
Верхнее-Пуровский	2009	1000/350	1:3	-	19.7	-	-	0,7	2005
Матюшинский	2009	1000/350	1:3	-	47.0	-	-	-	2010

1 – зверохозяйство, 2 – годы сравнений, 3 – поголовье (самки/самцы), 4 – полигамное соотношение (самцы : самки), 5 – возрастной состав (доля самок от 8 и более лет), %, 6 – окраска волосяного покрова (% животных с 1-2 баллами), 7 – доля нормальных (бездефектных шкурок), 8 – доля самок без приплода, %, 9 – выход щенков на основную самку, 10 – год организации фермы соболей.