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 | |
по племенной работе, начальник лаборатории иммуногенетической экспертизы | |
Ведущее учреждение: | Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени |
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. /
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.
Автореферат разослан «___» сентября 2012 года.
Ученый секретарь Совета Д 006.013.03
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Характеристика генофонда, поддержание и сохранение биологического разнообразия видов домашних животных является одной из актуальных задач современной биологической науки (, 2004, , 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 ( и др., 1999, 2000, 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 ( и др., 2009), сычевского и симментальского скота Смоленской области ( и др., 2009), в сравнительных исследованиях чистопородных и голштинизированных популяций скота различных пород ( 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_AGROголовы и ГУСП «Стерлитамакское» (CHP_GUSPголов и популяции симментальской породы ОПХ «Баймакское» (SIM_Bголов.
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» ( 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, 1995) с использованием плагина к Microsoft Office EXCEL - GenAIEx (6.4.1).
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
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 | Лактация | 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 | 5008±64 | 4344±50 | +644** |
2 | 5220±15 | 4699±108 | +521** | |
Жир, % | 1 | 3,83±0,01 | 4,09±0,06 | -0,26** |
2 | 3,79±0,01 | 4,00±0,02 | -0,21** | |
Белок, % | 1 | 3,06±0,01 | 3,06±0,01 | 0,00 |
2 | 3,06±0,01 | 3,05±0,01 | +0,01 | |
Молочный жир, кг | 1 | 183,9±2,5 | 177,8±3,4 | +6,1 |
2 | 191,8±0,9 | 188,0±4,5 | +3,8 | |
Молочный белок, кг | 1 | 147,0±1,9 | 132,7±1,5 | +14,3** |
2 | 152,0±0,1 | 143,3±3,2 | +8,7* |
Примечание: CHP_AGRO - Арофирма «Стерлитамакская», CHP_GUSP – ГУСП «Стерлитамакское»; *p<0,01, **p<0,001.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
