МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КУР ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ

Введение

Создание глобальной базы данных, содержащей подробную информацию о генетическом разнообразии сельскохозяйственных животных и птиц, является очень важной задачей в решении вопросов сохранения и восстановления исчезающих видов (E.Semik, J.Krawczyk, 2011). Решающая роль при этом отведена молекулярно- генетическим методам, направленным на селекционную работу в животноводстве и птицеводстве (В.И.Фисинин, 2004). В птицеводстве для оценки генетических характеристик пород кур используется несколько систем, основанных на белковом полиморфизме, полиморфизме белков крови, ДНК дактилоскопии, RAPD и микросателлитных локусах (M. Alipanah, 2011). Определение гетерозиготности и генетических расстояний на основе микросателлитных локусов является наиболее  удобным методом, доступным для кур. Молекулярно- генетические методы имеют важное практическое и теоретическое значение при изучении промышленных популяций птиц (Долматова И.Ю., 2007; Новгородова И.П. и др., 2011).

Цель наших исследований заключалась в проведении молекулярно-генетического анализа кур при использовании 16-и микросателлитных локусов.

Материалы и методы

Материалом для исследований служили образцы пера кур 14 породных групп (n=419, по 29-30 голов): юрловская голосистая (ЮРЛ_Г), орловская ситцевая (ОРЛ_С), русская хохлатая (РУС_Х), загорская лососевая (ЗАГ_Л), ленинградская ситцевая (ЛЕН_С), первомайская (ПЕРВ), русская белая (РУС_Б), род-айланд (РОД_А), кохинхин черный (КОХ_Ч), кохинхин голубой (КОХ_Г), виандот (ВИАН), плимутрок полосатый (ПЛИМ_П), нью-гемпшир (НЬЮ_Г) и малайская бойцовая (МАЛ_Б), представленных из генофондного стада ВНИТИП. Выделение ДНК проводили по общепринятым методикам (Зиновьева и др., 1998; Зиновьева и др., 2004). Мультиплексный анализ 16-и локусов микросателлитных маркеров осуществляли по 2 панелям (GAL-8-1 и GAL- 8-2) с использованием генетического анализатора ABI3130x1. Статистическую обработку данных выполняли с использованием программы GenAlEx.

Результаты и обсуждение

Проведенные исследования позволили идентифицировать 219 аллелей по 16-и локусам МС, при этом число аллелей на локус находилось в диапозоне от 2 (MCW0222 у ОРЛ_С) до 20 (MCW0183 у РУС_Б). Анализ микросателлитных профилей породных групп кур показал высокое генетическое разнообразие изучаемых популяций. Были выявлены типичные для пород аллели, а также обнаружены приватные аллели для некоторых изучаемых популяций.

Распределение аллелей МС в исследованных популяциях является важным критерием информативности системы генетического анализа на основе микросателлитных маркеров. Из полученных нами данных видно, что во всех 14-и исследуемых породных группах, было выявлено более двух информативных аллелей с частотой встречаемости более 5%. Полученные данные позволяют использовать систему генетического анализа в качестве информативной для характеристики генофонда птиц, а также выявления различий между группами кур различной породной принадлежности и их происхождения.

Среднее число аллелей Na на локус в зависимости от породы варьировало от 5,75±0,50 в популяции ЛЕН_С до 8,75±0,62 в популяции РОД_А и 8,75±0,68 у МАЛ_Б. В среднем по всем породным группам Na составило 7,25±0,39. Следует отметить относительно низкое генетическое разнообразие пород ЗАГ_Л и ОРЛ_С, в среднем 6,19 и 6,25 аллеля на локус МС, соответственно.

Важным критерием информативности системы является среднее число эффективных аллелей (Ne). Схематично показатели информативности породных групп птиц представлены на Рисунке 1. Число эффективных аллелей Ne у изучаемых пород варьировало от 2,70±0,24 (ЛЕН_С) до 5,54±0,47 (РОД_А).

В ходе исследований была оценена фактическая Ho и ожидаемая He степень гетерозиготности, рассчитанная по 16 локусам МС для более точной оценки изменчивости популяции, учитывающий уровень аллельного разнообразия. Как показано в Табл.1, фактическая степень гетерозиготности. Ho варьировала от 25,2% у кур ВИАН до 63,1% у РУС_Х.

Следует также отметить, что у всех породных групп наблюдался дефицит гетерозигот, причем наибольший дефицит был отмечен у птиц породы РОД_А (53,3%). Полученные данные указывают на то, что у исследуемых птиц снижается генетическое разнообразие, такие процессы происходят в стадах, в которых ведется отбор и происходит давление селекции.

Определение генетической принадлежности особи к своей популяции на основании ее анализа по МС, показывает, насколько далеко находится друг от друга каждая из породных групп, при условии независимого наследования микросателлитов (Pritchard J.K. et al, 2000).

Анализируя полученные данные можно сказать, что вероятность идентификации породной принадлежности особи на основании анализа 16-и МС в зависимости от породной группы варьировала от 73,3 до 100,0% и в среднем составила 84,99%.

Таблица 1 

Генетические параметры исследуемых породных групп кур

Породы	Кол-во голов, n	Степень гетерозиготности		Избыток (+) / Дефицит (-) гетерозигот, %
		Ho	He
ЮРЛ_Г	30	0,585±0,06	0,671±0,05	- 8,6
ОРЛ_С	29	0,539±0,07	0,657±0,03	- 11,8
РУС_Х	30	0,631±0,05	0,714±0,03	- 8,3
ЗАГ_Л	30	0,575±0,05	0,659±0,04	- 8,2
ЛЕН_С	30	0,496±0,06	0,583±0,04	- 8,7
ПЕРВ	30	0,463±0,07	0,678±0,04	- 21,3
РУС_Б	30	0,490±0,09	0,742±0,03	- 25,2
РОД_А	30	0,260±0,05	0,793±0,02	- 53,3
КОХ_Ч	30	0,348±0,06	0,744±0,02	- 39,6
КОХ_Г	30	0,263±0,06	0,756±0,02	- 49,3
ВИАН	30	0,252±0,07	0,720±0,03	- 46,8
ПЛИМ_П	30	0,321±0,06	0,740±0,03	- 41,9
НЬЮ_Г	30	0,258±0,07	0,760±0,02	- 50,2

МАЛ_Б

30

0,308±0,08

0,782±0,02

- 47,4

Примечание: Ho - наблюдаемая гетерозиготность, He - ожидаемая гетерозиготность.

 Наиболее консолидированными оказались куры ЗАГ_Л и ЛЕН_С. Породная принадлежность особей этих птиц на основании анализа ее генотипов по МС может быть определена в 100% случаев. Высокой консолидированностью характеризовались так же две другие породные группы ЮРЛ_Г и РУС_Х (96,7%).

На основании генетических дистанций, исследуемых породных групп кур, рассчитанных по Nei (1983), была построена дендрограмма (Рисунок 2). Как видно из Рисунка 2, было сформировано два четких кластера, включающих пять и девять популяций, с делением их на подкластеры. Генетическая близость между группами была выявлена у ЗАГ_Л, ОРЛ_С, ЮРЛ_Г, РУС_Х и ЛЕН_С. При этом куры ЗАГ_Л были наиболее удалены от всех остальных птиц этого кластера. Порода  ЗАГ_Л была выведена в 1950-1959 г.г. во  ВНИТИПе  путем скрещивания РУС_Б, НЬЮ_Г, РОД_А и ЮРЛ_Г.

Второй кластер представлен двумя подкластерами, которые в свою очередь имеют генетические ответвления. В целом следует отметить наибольшую генетическую удаленность ПЕРВ кур от всех птиц подкластера. Они образуют отдельно отстающую ветвь дендрограммы. Нахождение породных групп птиц второго кластера подтверждает происхождение ПЕРВ кур путем сложного воспроизводительного скрещивания трех пород (ВИАН, РОД_А и ЮРЛ_Г). Как видно на дендограмме, куры ПЕРВ, ВИАН и РОД_А, находятся в одном подкластере, хотя и расположены на разных ветвях.

Анализ структуры дендрограммы филогенетического родства кур показывает, что формирование кластеров и ветвей носило достаточно ярко выраженный породный характер.

Заключение

Таким образом, проведенный молекулярно-генетический анализ, позволил изучить аллелофонд исследуемых породных групп кур, построить их генетические профили. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о целесообразности использования микросателлитных маркеров для характеристики генетического разнообразия в птицеводстве наряду с другими, применяемыми методами.

Список литературы

1.     Долматова И.Ю. Автореф. дис. доктора биол.наук. 2007. Санкт-Петербург. 289с.

2.     Зиновьева Н.А., Попов А.Н., Эрнст Л.К., Марзанов н.с., Бочкарев В.В., Стрекозов Н.И., Брем Г. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве. - Дубровицы: ВИЖ, 1998. - 47с.

3.     Зиновьева Н.А., Эрнст Л.К. Проблемы биотехнологии и селекции сельскохозяйственных животных. Дубровицы: изд. ВИЖ, 2004, 316 с.

4.     Новгородова И.П., Волкова В.в, Гладырь Е.А., Селионова М.И., Растоваров Е.И., Фисинин В.И., Зиновьева Н.А. Изучение информативности микросателлитов кур G. Gallus для характеристики аллелофонда индеек M. Gallopavo // Достижения науки и техники АПК. 2011. - №10. - С.66-67.

5.     Фисинин В.И. Стратегические тенденции развития мирового птицеводства // Птица и птицепродукты. 2004. - №2. - С.7-10.

6.     M. Alipanah, A. Torkamanzehi, Z. Amiry, F. Rabani. Study of Genetic diversity of Dashtiari, Khazak and Zabol chicken using microsatellite markers. Trakia Journal of Sciences, Vol. 9, No2, pp 76-81, 2011.

7.     Nei, M. Accuracy of estimated phylogenetic trees from molecular data / M. Nei, F. Tajima, Y. Tateno // J. Mol. Evol. - 1983. - 19. - Р. 153-170.

8.     J. K. Pritchard, M. Stephens and P. Donnelly. Inference of Population Structure Using Multilocus Genotype Data. Genetics June 1, 2000 vol. 155 no. 2 945-959.

9.     E. Semik, J. Krawczyk. The state of poultry genetic resources and genetic diversity of hen populations. Ann. Anim. Sci., Vol. 11, No. 2 (2011) 181–191.