18 июня 2016г.
Аннотация
В данной работе представлены результаты генетического тестирования по 11 микросателлитным локусам ДНК крупного рогатого скота герефордской породы. Современная популяция герефордской породы имеет генетическое разнообразие по следующим показателям: среднее число аллелей 12,18; гетерозиготность – 0,8807; случайный инбридинг 0,0094. Было идентифицировано 134 аллелей, из них типичных аллелей 123 (91,79%) и приватных 11 (8,21%).
Ключевые слова: крупный рогатый скот, герефордская порода, аллель, микросателлиты, полиморфизм, генотипирование.
Abstract
This article presents the results of genetic testing on 11 microsatellite locus of DNA of cattle
Hereford breed. The modern population of Hereford breed has genetic diversity on the following parameters: the average number of alleles is 12.18; heterozygosity – 0.8807; random inbreeding – 0.0094. 134 alleles were identified, from them typical alleles – 123 (91.79%) and private – 11 (8.21%).
Keywords: cattle, Hereford breed, allele, microsatellite, polymorphism, genotyping. Введение
Герефордская порода крупного рогатого скота, порода мясного направления. Выведена в 18 в. в Англии, в
графстве Херефордшир (Герефорд, Herefordshire), путём отбора и подбора местного скота. Животные типичного мясного сложения. Герефорды выносливы, приспособлены к различным природным условиям, к продолжительному содержанию на пастбищах, хорошо переносят длительные перегоны. Порода широко распространена в Англии, США, Канаде, Австралии, Новой Зеландии и др. странах. Используют для промышленного скрещивания с молочными и молочно-мясными породами. Скрещиванием герефордской породы с казахским и калмыцким скотом выведена казахская белоголовая порода скота [1].
В настоящее время оценка генетического разнообразия стала неотъемлемой частью селекционно- племенной работы. Анализ меж- и внутрипородного полиморфизма локусов ДНК проводится в большинстве пород и популяций животных с учетом континентального и регионального размещения.
Одним из наиболее информативных методов такого анализа является микросателлитное типирование, которое не только характеризует генетическую структуру популяций, пород, стад, и оценивает степень их генетического сходства, но и повышает эффективность селекции путем контроля за достоверностью происхождения [2,3,4].
Цель работы: оценка современного состояния генофонда герефордской породы крупного рогатого скота Казахстана по полиморфизму микросателлитных локусов ДНК.
Материалы и методы
Материалом служили биологические образцы (волосяные луковицы) 108 голов животных из различных регионов Казахстана.
Выделение ДНК проводилось в соответствии с протоколом производителя реагентов. Генотипирование крупного рогатого скота проводили набором StockMarks Cattle по 11 локусам (см. Табл.1).
Идентификация продуктов амплификации выполнена на генетическом анализаторе ABI Prism 310 (Applied Biosystems, США) с применением капиллярного электрофореза и лазерной детекции. Расшифровка полученных графических результатов проводилась в программе GeneMapper 4.0. Для характеристики полиморфизма использовали следующие показатели: частоту аллелей и частоту генотипов, наблюдаемую и ожидаемую гетерозиготность с учетом закона Харди–Вайнберга, а также среднюю гетерозиготность по локусам, среднее число аллелей в локусе и случайный инбридинг.
Таблица 1
Специфичные локусы для генотипирования крупного рогатого скота
|
Локусы
|
Хромосомная
локализация
|
Повторение
последовательности
|
Повторение праймеров
|
Длина
ампликонов
|
|
TGLA22
7
|
D18S1
|
(TG)n
|
F:GGAATTCCAAATCTGTTAATTTGCT
R:ACAGACAGAAACTCAATGAAAGCA
|
76-104
|
|
BM2113
|
D2S26
|
(CA) n
|
F:GCTGCCTTCTACCAAATACCC
R:CATTCCTGAGAGAAGCAACACC
|
124-146
|
|
TGLA53
|
D16S3
|
(TG) n CG(TG) n
(TA) n
|
F:GCTTTCAGAAATGTTTGCATTCA
R:TCTTCACATGATATTACAGCAGA
|
151-187
|
|
ETH10
|
D5S3
|
(AC) n
|
F:GTTCAGGACTGGCCCTGCTAACA
R:CCTCCAGCCCACTTTCTCTTCTC
|
206-222
|
|
SPS115
|
D15
|
(CA) n TA(CA) n
|
F:AAAGTGACACAACAGCTTCACCAG
R:AACCGAGTGTCCTAGTTTGGCTGTG
|
247-261
|
|
TGLA12
6
|
D20S1
|
(TG) n
|
F:CTAATTTAGAATGAGAGAGGCTTCT
R:TTGGTCCTCTATTCTCTGAATATTCC
|
111-127
|
|
TGLA12
2
|
D21S6
|
(AC) n (AT) n
|
F:AATCACAGGCAAATAAGTACATAC
R:CCCTCCTCCAGGTAAATCAGC
|
136-182
|
|
INRA23
|
D3S10
|
(AC) n
|
F:GAGTAGAGCTACAAGATAAACTTC
R:TAACTACAGGGTGTTAGATGAACTC
|
201-225
|
|
ETH3
|
D19S2
|
(GT) n AC(GT) n
|
F:GAACCTGCCTCTCCTGCATTGG
R:ACTCTGCCTGTGGCCAAGTAGG
|
100-128
|
|
ETH225
|
D9S2
|
(TG) n CG(YG)(CA)
n
|
F:GTACACCTTGCCACTATTTCCT
R:ACATGACAGCCAGCTGCTACT
|
139-157
|
|
BM1824
|
D1S34
|
(GT) n
|
F:GAGCAAGGTGTTTTTCCAATC
R:CTATCTCCAACTGCTTCCTTG
|
176-188
|
Все биометрические расчеты проводили согласно [5,6,7]. Для расчета популяционно-генетических показателей использовали статистический пакет [8] и программный комплекс собственной разработки (Нурбаев С.Д.) на алгоритмическом языке Fortran PowerStation v.1.0.
Результаты и обсуждение
Представлена характеристика герефордской породы КРС в контексте внутри породной дифференциации. Для общей характеристики и позиционирования данной породы предложены следующие результаты генотипирования 11 локусов, которые приведены в Табл.2 более подробно.
Таблица 2 Выявленные аллельные варианты у популяции крупного рогатого скота герефордской породы (размер выборки 108 голов).
|
Локус
|
Число
аллелей
|
Типичные
аллели
|
Приватные
аллели
|
Гетерезиготность
Hе
|
|
TGLA227
|
15
|
15
|
0
|
0,9163
|
|
BM2113
|
13
|
12
|
1
|
0,9201
|
|
TGLA53
|
19
|
17
|
2
|
0,9134
|
|
ETH10
|
8
|
8
|
0
|
0,8482
|
|
SPS115
|
8
|
8
|
0
|
0,8667
|
|
TGLA126
|
9
|
9
|
0
|
0,8796
|
|
TGLA122
|
24
|
17
|
7
|
0,9319
|
|
INRA23
|
13
|
13
|
0
|
0,8978
|
|
ETH3
|
11
|
10
|
1
|
0,8357
|
|
ETH225
|
7
|
7
|
0
|
0,8396
|
|
BM1824
|
7
|
7
|
0
|
0,8391
|
|
Среднее значение
|
12,18
|
11,18
|
1
|
0,8807
|
В целом, проведенный анализ аллелофонда данной выборки крупного рогатого скота выявил спектр значений, характерный для герефордской породы КРС. Наиболее информативным для данной популяции из 11 микросателлитных локусов являются локусы TGLA227, BM2113, TGLA53, TGLA122 с 15,13,19 и 24 аллелями соответственно, наименьшее значение имеют локусы ETH225 и BM1824 (по 7) (см. Рисунок 1).
Генетическое внутрипородное разнообразие (полиморфность) отражает наличие типичных аллелей и присутствие редких (приватных) аллелей. Всего было идентифицировано 134 аллелей, из них типичных 123 (91,79%) и приватных – 11 (8,21%). Среднее число аллелей по всем локусам составило 12,18, по всем типичным аллелям 11,18 и по приватным – 1.
Уровень ожидаемой гетерозиготности КРС по локусам варьирует от 0,8357 (в локусе ETH3) до 0,9319 (TGLA122), средний показатель по всем локусам составляет 0,8807, при случайном инбридинге - 0,0094 (см. Рисунок 2).
Согласно проведенному мониторингу КРС герефордкой породы современная казахстанская популяция имеет внутрипородное генетическое разнообразие. В локусах BM2113 (1 аллель), TGLA53 (2 аллель) и TGLA122 (7 аллель) обнаружены редкие аллели, характерные только для данной породы.
Выводы
1. В отличие от других пород внутрипородная структура герефордкой породы различается в аллельном спектре INRA23, ETH3, ETH225, BM1824 (отчет отдела генетики сельскохозяйственных животных КазНИИЖиК).
2. Анализ исследуемых популяционно-генетических структур герефордкой породы КРС подтвердил наличие дифференцированных групп животных в различных регионах Казахстана.
Список литературы
1.
Гарригус
У.П., Животноводство США, пер. с английского, М., 1957; Скотоводство. Крупный рогатый
скот, т. 1, М., 1961.
2. Хлесткина Е.К Молекулярные маркеры в генетических исследованиях и в селекции // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2013. - Т. 17, №4/2. - С. 1044-1054.
3. Сулимова Г.Е. ДНК-маркеры в генетических
исследованиях: типы
маркеров,
их свойства
и
области применения // Успехи современной биологии. - 2004. - Т. 124. - С. 260-271.
4. Глазко В.И, Гладырь Е.А., Феофилов А.В., Бардуков Н. В., Глазко Т.Т. ISSR-PCR маркеры и мобильные генетические
элементы сельскохозяйственных видов млекопитающих //
Сельскохозяйственная биология. - 2013. - №2. - С. 71-76.
5.
Хедрик Ф. Генетика популяций. М: Техносфера, 2013.,592 с.
6.
Вейр. Б. Анализ генетических данных. М.: Мир, 1995., 399 с.
7.
Животовский Л.А. Популяционная биометрия. М.: Наука, 1991., 267 с.
8.
Статистический пакет SPSS Statistics v.17, http:/www.spss.com
