WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

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 «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. / факс (4967) 651101

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «___» 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

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.

Табл. 2. Анализ молочной продуктивности коров симментальской породы

Показатели

Продуктивность по лактациям

1-я лактация

2-я лактация

Число голов

95

95

удой, кг

3105±93

3726±112

жир, %

4,00±0,03

4,80±0,03

молочный жир, кг

123,7±3,5

178,1±5,1

белок, %

2,84±0,01

3,41±0,01

молочный белок, кг

88,3±2,7

127,1±3,8

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 (9,0±1,1 аллелей на локус против 7,9±1,0 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

9,0±1,1

4,7±0,1

4,5±0,5

CHP_GUSP

95

7,9±1,0

4,2±0,1

3,8±0,3

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

0,729±0,032

0,741±0,032

-0,012

0,014±0,017

CHP_GUSP

0,691±0,032

0,710±0,031

-0,019

0,027±0,013

Примечание: Не – ожидаемая степень гетерозиготности, Ho – фактическая степень гетерозиготности, F - Разница Ho-He. «+ / -» - 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: 1,2–1,9%. 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 7,08±0,58 в австрийской и 7,08±0,72 в башкирской популяциях до 9,17±1,07 в популяции голштинизированного симментальского скота и в среднем по всем популяциям составило 9,00±0,37. Башкирская популяция симментальского скота при относительно невысоком уровне генетического разнообразия характеризовалась наиболее высоким числом эффективных аллелей на локус  (4,11±0,37) по сравнению с другими чистопородными популяциями, в которых значения данного показателя варьировали от 3,17±0,24 до 4,00±0,47.

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

0,735±0,051

0,735±0,023

0,000

0,004±0,055

Сибирская

0,731±0,053

0,699±0,043

+0,032

-0,043±0,031

Орловская

0,682±0,048

0,669±0,048

+0,013

-0,031±0,033

Австрийская

0,633±0,030

0,664±0,026

-0,031

0,043±0,034

Голштинизированная

0,681±0,031

0,731±0,031

-0,050

0,068±0,017

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

Сформированная структура генеалогического дерева (рис. 5) показывает формирование башкир­ской популяцией самостоятельной ветви, что указывает на участие в ее соз­дании животных иного происхождения. Высокая степень генетической консолидации башкирской популяции симментальского скота подтверждается результатами кластерного анализа: коэффициент подобия (Q) в среднем составил 84,6±2,2%. 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 59,1±2,4, 45,2±4,4, 74,9±2,2 и 36,3±3,2%.

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 ско­та (четырех чистопородных и одной голштинизированной) продемонстри­ровали существенный вклад башкирской популяции в общую изменчивость аллелофонда микросателлитов. Полученные данные указывают на необхо­димость 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) по­пуляции

Рис. 5. Дендрограмма филогенетического родства пя­ти 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), 293 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), 217 локуса 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), 293 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 TGLA227  (-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), 183 локуса ILST005 (+0,491, p<0,05), 163 локуса TGLA122 (+0,071, p<0,05), 148 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

Локус

Аллель

Лактация

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, «-» – 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

Локус

Аллель

r*

Частота встречаемости аллелей у коров

в зависимости от отца

А.А.

В.А.

Л.Ф.

П.

С.Т.Р.

Сигнал

Соболь

Спутник

Медонос

Меркурий

Водолей

Лидер

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 9,0±1,1, 7,9±1,0 и 7,1+0,7, наблюдаемая степень гетерозиготности - 0,729±0,032,  0,691±0,032 и 0,712±0,050, 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: 1,2–1,9%.
  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 84,6±2,2% против 59,1±2,4, 45,2±4,4, 74,9±2,2 и 36,3±3,2% 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. Лабораториям молекулярно-генетической экспертизы для достижения высокой точности (вероятность подтверждения родителей –99,98-99,99%, 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.). –Чебоксары, 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.

 





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.