3.2 Изучение полиморфизма микросателлитных локусов у лошадей разных пород

В результате проведенных исследований полиморфизма 17 локусов микросателлитной ДНК у 2704 лошадей 10 пород было выявлено 166 аллелей, в том числе 19 породоспецифичных. Число аллелей в локусе варьировало от 5 до 17, при этом у всех изученных пород был определен высокий уровень полиморфности локусов ASB2, ASB17, HTG10, LEX3 и VHL20. При изучении полиморфизма локуса LEX3, расположенного на Х-хромосоме, у лошадей большинства пород были протипированы аллели: F, H, L, M, N, О и P, что свидетельствует о наличии общих женских предков. Уникальные аллельные варианты этого локуса были обнаружены у арабских лошадей (G) и якутских лошадей (Q).

Таблица 2 - Генетико-популяционные характеристики лошадей разных пород по 17 локусам микросателлитов ДНК

Порода	n	Ае	Ho	Нe	Fis	NV
Арабская	420	3,05	0,616	0,641	0,039	6,29
Башкирская	40	4,44	0,755	0,750	-0,006	8,29
Орловская рысистая	122	3,35	0,672	0,693	0,030	6,59
Русская рысистая	18	3,32	0,660	0,659	-0,002	5,18
Стандартбредная	59	3,39	0,649	0,661	0,018	6,00
Тракененская	32	3,91	0,709	0,721	0,017	5,94
Французская рысистая	25	3,55	0,696	0,698	0,003	6,00
Чистокровная верховая	1945	3,51	0,679	0,688	0,013	6,12
Якутская	22	4,27	0,734	0,732	-0,003	7,00
Шетлендские пони	19	3,59	0,692	0,685	-0,010	5,81

Самый широкий спектр аллелей микросателлитных локусов (n=141), включая 6 приватных аллелей, был выявлен у местных башкирских лошадей, что может служить генетическим доказательством самобытности и древности этой породы. Высокий уровень генетического разнообразия был присущ и якутским лошадям, в генотипах которых было протипировано 119 аллелей, в том числе 3 приватных.

Заводские породы лошадей характеризовались несколько меньшим аллельным разнообразием, но каждая из пород имела своеобразный генетический профиль, при этом в четырех из семи пород былo отмечено наличие приватных аллелей. В группе верховых пород по спектру аллелей наиболее заметно выделялась арабская порода, у которой было зарегистрировано три приватных аллеля – ASB2 C, HMS3 H и LEX3 G. Арабская порода лошадей отличалась от всех других высокой частотой аллелей HL20 L (0,425), HMS6 P (0,741), ASB2 Q (0,548), HTG10 L (0,426), HMS7 K (0,202), ANT5 N (0,561), ASB23 I (0,438), ASB17 O (0,368) и R (0,456), CA425 N (0,732). Чистокровные верховые лошади выделялись сравнительно высокой концентрацией аллелей ASB17 G (0,315), ASB23 K (0,285), HMS3 I (0,566), HMS2 L (0,655), HTG4 K (0,492) и LEX3 P (0,306).

Среди призовых пород заметно выделялись орловские рысаки, у которых было выявлено наибольшее число аллелей – 114, включая приватный аллель HTG4 Q и ряд других уникальных для рысаков вариантов: ANT4 M (0,098), ASB23 S (0,328), CA425 I (0,139), HTG4 P (0,057) и HTG10 L (0,163).

Две местные породы лошадей – башкирская и якутская – при наличии нескольких приватных аллелей и по своей генетической структуре заметно отличались от всех изученных заводских пород, за исключением орловской рысистой. Шетлендские пони по спектру и частотам аллелей были наиболее сходны с якутскими лошадьми.

Сравнительный анализ генетического разнообразия изученных пород лошадей по 17 локусам микросателлитов ДНК показал (Табл. 2), что самый низкий уровень полиморфности (Ае) наблюдается в арабской породе лошадей. В этой же породе зарегистрирован максимальный показатель внутрипородного инбридинга Fis (0,039), свидетельствующий о недостатке гетерозиготных генотипов. Все местные породы лошадей характеризовались высоким уровнем генетического разнообразия (Ae, Ho) при отрицательных значениях Fis, что свидетельствует о сохранении генетического баланса в популяциях.

Высокие коэффициенты генетического сходства по локусам сателлитной ДНК (0,869) имели американские стандартбредные и русские рысаки, а также лошади чистокровной верховой и тракененской пород (0,868). Самый низкий уровень генетического сходства (0,471) был установлен между наиболее географически и филогенетически удаленными породами - шетлендскими пони и американскими стандартбредными рысаками.


Рис. 3. Генетические дистанции между лошадьми разных пород по 17-ти локусам микросателлитов ДНК.
Кластерный анализ показал, что изученные популяции четко подразделяются на два субкластера, в один из которых входят только заводские, а во второй – преимущественно местные породы лошадей. Ко второму субкластеру примыкает орловская рысистая порода (основной улучшатель местных пород) и ветвь шетлендских пони (Рис. 3). Дендрограмма наглядно демонстрирует высокую степень генетического сходства между американскими стандартбредными, русскими и французскими рысаками, селекция которых ведется в одном направлении.

Сравнительный анализ межпородной дифференциации лошадей, проведенный с использованием разных типов генетических маркеров показал, что у всех пород лошадей уровень полиморфности микросателлитных локусов более чем в 1,5 раза выше, чем полиморфных систем крови. Высокими показателями индекса дифференциации (I_D) структурных генов выделялись американская стандартбредная и орловская рысистая породы, тогда как по локусам STR наиболее обособлены были шетлендские пони.

Самые высокие значения индекса фиксации (Fst) локусов полиморфных систем крови были определены у чистокровных верховых и арабских лошадей, а микросателлитных локусов – у стандартбредных рысаков, что свидетельствует о высокой степени генетической консолидации этих пород.

3.3 Генетическая оценка популяционного разнообразия в чистокровной верховой породе лошадей

Оценка внутрипородной дифференциации на популяционном уровне является одной из главных задач генетического мониторинга. При сравнительном анализе генетического разнообразия в субпопуляциях лошадей чистокровной верховой породы (n=1720) было установлено, что генетическая структура ведущих конных заводов и большинства племенным ферм включала полный спектр аллелей полиморфных систем крови.

У жеребцов, маток и молодняка конных заводов и племферм чаще всего встречались типы белков Tf FF, Tf DF, ALB BB, ALB AB, Es II, Xk KK и контролирующие их аллели (Табл. 3). Вместе с тем изученные субпопуляции имели и некоторые различия по частотам встречаемости аллелей, обеспечивающие ресурс внутрипородной дифференциации. При этом вариабельность частот встречаемости аллелей заводских субпопуляций оказалась заметно ниже по сравнению с племенными фермами.
Таблица 3 - Генетическая характеристика чистокровных верховых лошадей конных заводов и племенных ферм

Локус	Аллель	Жеребцы		Кобылы		Молодняк 2001-2005 г.р.
		Конные заводы n=33	Плем. фермы n=129	Конные заводы n=378	Плем. фермы n=288	Конные заводы n=676	Плем. фермы n=209
TF	D	0,258	0,229	0,294	0,276	0,294	0,232
	F	0,636	0,580	0,537	0,490	0,515	0,572
	H	0	0,012	0,009	0,007	0,012	0,012
	O	0,030	0,085	0,115	0,135	0,101	0,085
	R	0,076	0,094	0,045	0,092	0,078	0,087
ALB	A	0,227	0,220	0,238	0,207	0,213	0,220
	B	0,773	0,780	0,762	0,793	0,787	0,780
ES	F	0,030	0,031	0,019	0,022	0,075	0,031
	I	0,970	0,969	0,981	0,978	0,925	0,969
EAD	bcm	0,121	0,240	0,286	0,240	0,148	0,220
	cegm	0,121	0,120	0,120	0,156	0,163	0,191
	cgm	0,318	0,307	0,246	0,281	0,254	0,258
	de	0,061	0,085	0,098	0,067	0,074	0,091
	dghm	0,030	0	0,007	0,019	0,007	0,010
	dk	0,364	0,248	0,241	0,237	0,354	0,230

Генетические профили аллелей систем крови жеребцов-производителей и маток конных заводов и племферм были похожи и не имели заметных различий. Жеребцы конных заводов имели более высокую частоту аллеля D^dk (Р<0,95). Заводские матки отличались повышенной концентрацией аллеля Tf^F (Р<0,95) на фоне более низкой частоты встречаемости аллеля Tf^R (Р>0,95). Рожденный в конных заводах молодняк имел достоверно более высокую встречаемость аллеля D^dk (Р>0,999) и низкую частоту аллеля D^bcm (Р>0,95).

Средний уровень полиморфности производящего состава и молодняка племенных ферм был заметно выше, чем жеребцов и маток конных заводов, и имел больший размах колебаний. Вариабельность уровня полиморфности поголовья конных заводов была незначительной (в пределах 2,23-2,26), что подтверждает высокую консолидированность сформировавшегося племенного ядра чистокровной верховой породы.

Проведенный анализ аллелофонда лошадей племенного ядра и массива чистокровной верховой породы показал, что сложившаяся система разведения с пополнением производящего состава племенных ферм заводскими лошадьми способствует созданию достаточно стабильной генетической структуры, сохранению внутрипородной дифференциации и консолидированности заводских субпопуляций.

Таблица 4 - Характеристика импортных и отечественных лошадей чистокровной верховой породы по 13 локусам микросателлитов ДНК

Группа лошадей	n	Ае	Ho	Нe	Fis	ID
Жеребцы импортированные	69	3,35	0,656	0,670	0,021	0,174
Жеребцы отечественные	113	3,33	0,735	0,750	0,020	0,141
Жеребцы, всего	182	3,42	0,679	0,693	0,020	0,081
Матки импортированные	87	3,30	0,652	0,661	0,014	0,209
Матки отечественные	473	3,28	0,650	0,666	0,024	0,055
Матки, всего	560	3,32	0.656	0,670	0,021	0.031

Массовый импорт чистокровных верховых лошадей оказал несомненное влияние на генетическую структуру породы, что подтверждает сравнительный анализ генетических характеристик жеребцов и маток разного происхождения. По сравнению с импортными жеребцами отечественные производители оказались более гетерозиготными при сходных показателях полиморфности (Табл. 4). Различия в спектре аллелей этих двух групп жеребцов были обусловлены редкими вариантами (HMS1 L, HMS7 K, HTG4 O, HTG6 M, HTG6 R, VHL20 O), встречающимися с частотой 0,005-0,025.

Отечественные и импортные матки имели близкие показатели генетического разнообразия, зато заметно различались по индексу дифференциации. Благодаря пополнению племенного состава импортированными кобылами аллелофонд породы обогатился новыми аллелями HMS6 O и HTG10 S. Рожденные в других странах кобылы характеризовались достоверно более высокой частотой встречаемости аллелей ANT5 K, ASB2 Q, HMS7 J и HTG4 K (P>0,999).

Во всех сравниваемых группах лошадей было зафиксировано небольшое положительное значение Fis (0,014-0,021), что свидетельствует об избытке лошадей с гомозиготными генотипами.

3.4 Мониторинг генетической структуры субпопуляций чистокровной верховой породы лошадей

С целью изучения процессов, происходящих в генетической структуре заводских субпопуляций чистокровной верховой породы, были прослежены изменения частот аллелей, уровня полиморфности и степени гетерозиготности изучаемых систем крови у жеребцов и кобыл производящего состава ведущих конных заводов.

Изменения в генетической структуре племенного состава пяти обследованных конных заводов в период 1980-2005 годов характеризовались преимущественно колебаниями частот аллелей трансферрина, альбумина и D-системы групп крови и в ряде случаев имели волнообразный характер.

Обобщенные данные свидетельствуют, что уровень полиморфности жеребцов-производителей оставался стабильным в локусах альбумина и эстеразы, но постепенно снижался в локусах трансферрина и D-системы групп крови. В течение этого периода у них постепенно увеличивалась частота аллеля Tf^F (на 35%) и снижалась концентрация аллеля Tf^D. Достаточно стабильно поддерживался уровень аллеля Tf^O (0,118-0,115), при этом частота редких аллелей Tf^H и Tf^R сохранялась на низком уровне. В 2000-е годы у жеребцов снизилась частота аллелей D^bcm и D^dе, зато заметно увеличилась встречаемость аллелей D^cgm и D^dk, преобладающих у ценных производителей.

У заводских маток были отмечены менее значительные изменения частот аллелей в локусах Tf, Es и D-системы групп крови и только в локусе ALB наблюдалось некоторое повышение концентрации аллеля ALB^A. В генотипах кобыл достаточно стабильно поддерживался весь спектр аллелей D-системы групп крови, частоты которых менялись незначительно по сравнению с аналогичными данными жеребцов.

Таблица 5 - Динамика уровня полиморфности (Ае) в заводских субпопуляциях чистокровной верховой породы в 1980 - 2005 гг.

Конный завод	1980-85 гг.		1990-95 гг.		2000-05 гг.		Баланс Ае за 20 лет
	♂	♀	♂	♀	♂	♀	♂	♀
Бесланский	2,1	2,1	2,2	2,2	2,4	2,3	+0,3	+0,2
Восход	2,4	2,4	2,1	2,4	1,7	2,4	-0,7	0,0
Кабардинский	2,3	2,3	2,2	2,5	2,1	2,6	-0,2	+0,3
Лабинский	2,1	2,3	2,4	3,0	2,4	2,3	+0,3	0.0
им. Майстренко	1,9	2,7	2,2	2,8	1,9	2,5	0,0	-0,2
В среднем	2,5	2,3	2,3	2,6	2,1	2,4	-0,4	+0,1

Проведенный мониторинг генетического разнообразия показал, что имеется явный тренд снижения полиморфности у жеребцов-производителей, несмотря на комплектование племсостава конных заводов разными жеребцами (Табл. 5). Самый низкий уровень полиморфности (1,7) и степени гетерозиготности (32,5%) в 2000-е годы имели производители конного завода «Восход». Сравнительно высокий уровень генетического разнообразия был отмечен у жеребцов Бесланского и Лабинского конных заводов.

У кобыл племенного ядра в 90-е годы наблюдался небольшой рост уровня полиморфности, но в 2000-е годы положительный баланс этого показателя был отмечен только у маток Бесланского и Кабардинского конных заводов. Средний показатель гетерозиготности маток за анализируемый период, в отличие от его значений у жеребцов, даже несколько повысился (+1,8). Но при этом только у кобыл Лабинского и Кабардинского конных заводов был отмечен заметный положительный баланс степени гетерозиготности. В целом мониторинг выявил общую тенденцию снижения генетического разнообразия у жеребцов племенного ядра и разнонаправленные генетические процессы в генетической структуре маточного поголовья конных заводов.

Следует отметить, что на положительный баланс уровня полиморфности заводских маток по показателям генетического разнообразия несомненно повлияло планомерное ведение племенной работы, включающее практику индивидуальных подборов.

<предыдущая страница | следующая страница>