Характеристика пород овец, разводимых в калмыкии и оценка их генетического потенциала с использованием генетических маркеров

На правах рукописи

Трофименко Светлана Павловна

Характеристика пород овец, разводимых в Калмыкии и оценка их генетического потенциала с использованием генетических маркеров

Специальность: 06.02.01 - разведение, селекция, генетика и

воспроизводство сельскохозяйственных

животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Ставрополь - 2009

Работа выполнена на кафедре общей и частной зоотехнии Федерального агентства по образованию Государственного образовательного учреждения Калмыцкий государственный университет и в лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики животных Государственного научного учреждения Всероссийский государственный научно-исследовательский институт животноводства

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Моисейкина Людмила Гучаевна

Научный консультант: кандидат биологических наук

Гладырь Елена Александровна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Яковенко Алексей Михайлович

(Ставропольский ГАУ)

кандидат биологических наук Завада Александр Николаевич

(ФГНУ «ВНИИ племенного дела»)

Ведущая организация: Калмыцкий научно-исследовательский институт сельского хозяйства (КНИИСХ)

Защита диссертации состоится «23» октября 2009 г. в «1130» ч. на заседании диссертационного совета Д 006.078.01 при Ставропольском научно-исследовательском институте животноводства и кормопроизводства по адресу: 355017, Россия, Ставропольский край, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 15, тел./факс (8652) 34-76-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ СНИИЖК РАСХН

Автореферат разослан и размещен на официальном сайте института - http:www.sniizhk.ru - «23» сентября 2009 года

Ученый секретарь

диссертационного совета М.И. Селионова

1. Общая характеристика работы

1.1. Актуальность темы. Калмыкия – сельскохозяйственный регион России. Основной отраслью животноводства в Калмыкии традиционно считалось овцеводство. Так, 1989 году поголовье овец в Калмыкии составляло 3,44 млн. Однако экономический кризис последнего десятилетия прошлого века привел к резкому падению численности сельскохозяйственных животных в стране. Данная тенденция затронула Калмыкию в большей степени, чем другие регионы. Так, за указанный период поголовье овец в России сократилось в три раза, тогда как в Калмыкии – более чем в восемь раз. К концу 2000 года численность овец в республике составляла 420 тысяч голов. Такое резкое сокращение численности овец могло привести к утере ценных генотипов отечественных пород.

В данное время идет постепенное восстановление численности овец в стране. Однако, теперь рентабельность производства и дальнейшее развитие отрасли возможно только лишь при наличии стабильного рынка реализации получаемой продукции. Необходима максимальная реализация генетических потенциалов разных пород овец, поэтому, зоотехническая оценка пород овец является недостаточной. Генетическая оценка должна быть не только дополнительной к традиционной, а стать одним из основных элементов этой оценки. На данный момент важнейшим вопросом является нахождение взаимосвязи между хозяйственно-полезными признаками и генотипом животного. Достаточно информативными являются полиморфные системы, к которым в частности относятся группы крови и ДНК-микросателлиты.

1.2. Цели и задачи исследований. Целью наших исследований было изучение зоотехнических особенностей овец, разводимых в Калмыкии, выявление маркеров продуктивности, определение филогенетических связей между породами овец. При этом ставились задачи:

- дать зоотехническую характеристику основных пород овец, разводимых в Калмыкии;

- провести комплексный анализ биологических и продуктивных особенностей овец тонкорунных и грубошерстных пород;

• выявить зависимость продуктивности от групп крови;
• провести исследование ДНК-микросателлитов;

- провести сравнительный анализ генетических отношений между породами с учетом групп крови и ДНК-микросателлитов.

1.3. Научная новизна работы. Впервые была проведена комплексная оценка по фенотипу и генотипу пяти пород овец Калмыкии. Выявлены предпочтительные эритроцитарные антигены, связанные с живой массой и настригом шерсти для каждой породы. Проведена сравнительная характеристика тонкорунных пород овец Калмыкии и Ставропольского края по группам крови. Определены ДНК – микросателлиты различных пород овец. Выявлены филогенетические связи между породами овец Калмыкии по группам крови и ДНК-микросателлитам.

1.4. Практическая значимость. Материалы исследований дополнили зоотехническую характеристику овец, разводимых в Калмыкии генетической оценкой по группам крови и ДНК-микросателлитам. Использование овец, имеющих предпочтительные генотипы, сопряженные с мясной и шерстной продуктивностью, позволяет более эффективно заниматься овцеводством.

1.5. Апробация работы и реализация результатов исследований.

Основные положения диссертации доложены на заседании кафедры зоотехнии Калмыцкого госуниверситета в 2008 году; на Российской научной конференции «Буддийская культура и мировая цивилизация», Элиста, 2003 год; Всероссийской научно-практической конференции «Наука – XXI веку», Майкоп, 2003 год; Международной научной конференции «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов», Элиста, 2004 год; Международной школе-конференции «Новые методы генодиагностики и генотерапии: современное состояние и перспективы использования в сохранении генофонда сельскохозяйственных животных», Дубровицы, 2005 год; Международной научной конференции «Перспективы развития животноводства в аридной зоне Казахстана», Алматы, Бастау, 2005 год; Межрегиональной научно-практической конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки», Чебоксары, 2006 год.

1.6. Основные положения, выносимые на защиту:

• особенности генетических структур (группы крови, ДНК-микросателлиты) овец, разводимых в Калмыкии;
• дифференциация пород овец, разводимых в Калмыкии, с учетом генетических дистанций;
• роль генетических маркеров (групп крови) в селекции овец.

1.7. Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 8 статей, из них одна в рецензируемом издании, рекомендованном ВАК России.

1.8. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов и рекомендации по использованию научных выводов.

Содержание работы изложено на 122 листах компьютерного текста. Работа иллюстрирована 25 таблицами и 6 рисунками. Список литературы включает 203 наименований, в том числе 65 на иностранных языках.

2. Материал и методИКА исследований

Исследование проводились в 2002-2005 гг. на типичном поголовье овец СПК им. Кирова, племрепродуктора СПК «Эрдниевский», экспериментального хозяйства НИИ сельского хозяйства (КНИИСХ) республики Калмыкия.

Экспериментальная работа проводилась на овцах пород каракульская, эдильбаевская, грозненская, ставропольская, советский меринос. По каждой породе было отобрано по 70 овцематок по методу случайной выборки. Содержание и кормление осуществлялось в обычных хозяйственных условиях.

Исследование проводили в соответствии со следующей схемой (рис. 1).

Материалом для исследований групп крови овец служили образцы крови овцематок. Антигенные состав крови овец за исключением Dа-антигена, определяли гемолитическим тестом по А. Neimаnn-Sorensen (1957) с некоторыми модификациями (Л.Н. Чижова и др., 1998). По 10 антигенам было расчитано 27 генотипов.

Микросателлиты исследовали методом ПЦР-ПДРФ-анализа. Биоматериалом служили образцы ткани ушей овец. Для выделения ДНК использовали модифицированный метод экстракции с помощью перхлората натрия. Амплификацию исследуемых фрагментов ДНК проводили стандартным методом ПЦР – анализа. После начальной денатурации при 950С в течение 5 минут выполняли 35 циклов амплификации в следующем температурно-временном режиме: 940С – 1 минута, 600С – 1 минута, 720С – 1 минута. Температуру отжига праймеров рассчитывали, учитывая их температуру плавления. Реакции проводили в конечном объеме 25 мкл с 1 х ПЦР буфером, 200мкМ диоксинуклеозидтрифисфатов, 3 моль каждого из праймеров и 1 Ед Таg – полимеразы. В 0,5мл пробирки типа Eppendorf вносили по 24 мкл реакционной смеси, 1 мкл исследуемой геномной ДНК и сверху наслаивали 25 мкл минерального масла для предотвращения испарения. Полиморфизм анализируемых генов устанавливали при помощи метода ПДРФ – анализа. Рестрицирующие эндонуклеазы выбирали, исходя из последовательности амплифицируемых фрагментов. Для анализа амплифицированных фрагментов ДНК и продуктов рестрикции использовали метод гель – электрофореза. Электрофоретическое разделение проводили при 130 В в 1,8 – 2% агарозном геле в буфере ТАЕ с добавлением бромистого димидия до конечной концентрации 30 нг/мл, после чего выполняли визуализацию продуктов ПЦР – ПДРФ анализа под ультрафиолетовым светом. Документацию результатов осуществляли, используя программу BioTest. Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам. Генетические дистанции между породами по группам крови и ДНК-микросателлитам, были рассчитаны по формуле М. Нея.

Рис. 1. Схема исследований

3. Результаты собственных исследований

3.1. Группы крови различных пород овец, разводимых в Калмыкии: их сходство и различия

Во всех хозяйствах, где проводились исследования, живая масса и настриг шерсти овцематок пяти основных пород соответствовала среднему значению этого показателя по Калмыкии. Также типичными для данных пород являются экспериментальные животные. Следовательно, изучение овец в данных хозяйствах позволяет дать объективную характеристику этих пород.

Живая масса и настриг шерсти определялись у экспериментального поголовья, которое было протестировано по группам крови. Изучение групп крови овец проводилось совместно с Мачкаевой Н.Т. по 6 системам (A, B, C, D, R, M). Наиболее распространенным у всех овец Калмыкии был антиген О системы R (табл.1, рис.2).

Таблица 1

Частота встречаемости эритроцитарных антигенов

у овцематок различных пород

Породы	Система
	А		B		C		M		R		D
	Антиген	Частота	Антиген	Частота	Антиген	Частота	Антиген	Частота	Антиген	Частота	Антиген	Частота
Грозненская	Аа	0,298	Вb	0,247	Са	0	Ма	0,070	R	0,140	Dа	0,175
	Ab	0	Be	0,087	Cb	0,965	M-	0,930	O	0,860	D-	0,825
Ставропольская	Аа	0,298	Вb	0,254	Са	0	Ма	0,060	R	0,239	Dа	0,179
	Ab	0,751	Be	0,085	Cb	0,970	M-	0,940	O	0,761	D-	0,821
Советский меринос	Аа	0,425	Вb	0,491	Са	0,311	Ма	0,197	R	0,410	Dа	0,950
	Ab	0,196	Be	0,230	Cb	0,425	M-	0,803	O	0,590	D-	0,5
Каракульская	Аа	0,200	Вb	0,214	Са	0,100	Ма	0,500	R	0,286	Dа	0,629
	Ab	0,075	Be	0,143	Cb	0,657	M-	0,500	O	0,714	D-	0,371
Эдильбаевская	Аа	0,406	Вb	0,362	Са	0,057	Ма	0,391	R	0,145	Dа	0,232
	Ab	0,014	Be	0	Cb	0,592	M-	0,609	O	0,85	D-	0,768

Частота встречаемости антигенов имеет породные различия. Так среди тонкорунных пород овец, схожими показателями частоты встречаемости антигенов характеризовались овцы грозненской и ставропольской породы. Овцы советский меринос значительно отличаются от других тонкорунных пород. Так, антиген Са, имеющийся у 31,1 % овец породы советский меринос полностью отсутствует у остальных овец. Da антиген, имеет частоту встречаемости 95%, тогда как у остальных тонкорунных пород этот показатель менее 18%. Частота встречаемости антигена Аа, Вb, Ma, R практически в два раза превышает эти показатели у овец ставропольской и грозненской пород. Однако обратная зависимость наблюдается при сравнении антигена Cb.

Тонкорунные породы Грубошерстные породы

Рис. 2. Гистограмма частот встречаемости антигенов у овцематок различных пород

Овцы грубошерстных пород имеют схожую картину частот встречаемости антигенов, сильно отличающуюся от овец тонкорунных пород. Так, частота встречаемости антигена Ма в несколько раз превосходит данный показатель у овец грозненской и ставропольской породы, что согласуется с данными других авторов, которые нашли, что Ма чаще встречается у овец грубошерстных пород. Генотипы овец рассчитывались по уровню гомо- и гетерозиготности (табл.2).

При сравнении уровня гетерозиготности по всем системам групп крови было выявлено, что у тонкорунных овец наибольшая частота гетерозигот наблюдается у Cb/-(0,4996-0,2690), также по Аa/- (0,2935-0,2406) и Вb/- (0,3144-0,2040). У овец породы советский меринос высока доля гетерозигот по Rr/-- 0,3561. Наибольшая частота гомозиготности у всех исследованных тонкорунных пород наблюдается по М-/-(0,9403-0,5) и R-/-(0,8596-0,5902) генотипам. Самые низкие частоты встречаемости имеют овцы с генотипом Ab/b – 0-0,0001, Be/e – 0-0,002, C a/a- 0-0,003, Ma/a- 0 - 0,0013. А-/- и В-/- гомозиготы представлены у овец пород с частотой 0,7470-0,4741 и 0,6944-0,4088. Различия между породами проявлялись в следующем: у овец тонкорунных пород велика доля D-/- генотипа (у ставропольской, грозненской пород) (0,8246; 0,8209). Овцы породы советский меринос имеют низкую частоту D-/- - 0,0492, однако у них значительно больше Аа/а- гомозигот – 0,6454.

Среди овец грубошерстных пород по сравнению с овцами тонкорунных пород велика доля Мa/-, Da/- генотипов – 0,4142-0,3430 и 0,4760-0,2166 соответственно.

Общим для пород разного направления являются частоты гомозигот по А-/- и В-/- – не менее 0,6239.

3.2. Группы крови тонкорунных овец разных

ареалов распространения

Особый интерес в изучении групп крови представляют овцы тонкорунных пород овец, так как они более подвержены влиянию условий среды, по сравнению с овцами грубошерстных пород. Климатические условия обитания способствуют закреплению тех или иных генотипов, тем самым, увеличивая долю более адаптированных животных к данным конкретным условиям. Так как, изучаемые породы, относящиеся к группе тонкорунных пород, в Калмыкии подвержены более жесткому экологическому прессингу по сравнению с овцами тех же пород из соседних регионов, нам было интересно узнать, как это повлияло на закрепление тех или иных групп крови. В качестве объектов сравнения были изучены овцы тонкорунных пород, разводимые в Ставропольском крае. Нами был проведен сравнительный анализ частоты встречаемости антигенов (рис. 3).

Таблица 2

Частота встречаемости генотипов

Породы		Системы
		А		B		C		M		R		D
		антиген	частота	антиген	частота	антиген	частота	антиген	частота	антиген	частота	антиген	частота
Грозненская		Аa/a	0,0222	Вb/b	0,0151	Ca/a	0	Мa/a	0,0013	Rr/r	0,0053	Da/a	0,0084
		Аa/-	0,2538	Вb/-	0,2040	Ca/-	0	Мa/-	0,0689	Rr/-	0,1351	Da/-	0,1670
		Аb/b	0	Вe/e	0,0020	Cb/b	0,2328	М-/-	0,9298	R-/-	0,8596	D-/-	0,8246
		Аb/-	0	Вe/-	0,0731	Cb/-	0,4993	-	-	-	-	-	-
		Аa/b	0	Вb/e	0,0107	Ca/b	0	-	-	-	-	-	-
		А-/-	0,7240	В-/-	0,6944	C-/-	0,2679	-	-	-	-	-	-
Cтавропольская		Аa/a	0,0223	Вb/b	0,0161	Ca/a	0	Мa/a	0	Rr/r	0,0163	Da/a	0,0088
		Аa/-	0,2406	Вb/-	0,2101	Ca/-	0	Мa/-	0,0597	Rr/-	0,2225	Da/-	0,1703
		Аb/b	0,0020	Вe/e	0,0020	Cb/b	0,2353	М-/-	0,9403	R-/-	0,7612	D-/-	0,8209
		Аb/-	0,0722	Вe/-	0,0742	Cb/-	0,4996	-	-	-	-	-	-
		Аa/b	0,0134	Вb/e	0,0114	Ca/b	0	-	-	-	-	-	-
		А-/-	0,6496	В-/-	0,6862	C-/-	0,2651	-	-	-	-	-	-
Советский меринос		Аa/a	0,6454	Вb/b	0,0605	Ca/a	0,0243	Мa/a	0,0108	Rr/r	0,0537	Da/a	0,6056
		Аa/-	0,2935	Вb/-	0,3144	Ca/-	0,1966	Мa/-	0,1859	Rr/-	0,3561	Da/-	0,3452
		Аb/b	0,0097	Вe/e	0,0132	Cb/b	0,0454	М-/-	0,8033	R-/-	0,5902	D-/-	0,0492
		Аb/-	0,1354	Вe/-	0,1467	Cb/-	0,269	-	-	-	-	-	-
		Аa/b	0,0419	Вb/e	0,0564	Ca/b	0,0663	-	-	-	-	-	-
		А-/-	0,4741	В-/-	0,4088	C-/-	0,3984	-	-	-	-	-	-
Каракульская		Аa/a	0,0100	Вb/b	0,0115	Ca/a	0,0025	Мa/a	0,0858	Rr/r	0,0240	Da/a	0,1526
		Аa/-	0,1729	Вb/-	0,1760	Ca/-	0,0664	Мa/-	0,4142	Rr/-	0,2617	Da/-	0,4760
		Аb/b	0,0013	Вe/e	0,0051	Cb/b	0,0816	М-/-	0,5000	R-/-	0,7143	D-/-	0,3714
		Аb/-	0,0617	Вe/-	0,1174	Cb/-	0,3796	-	-	-	-	-	-
		Аa/b	0,0071	Вb/e	0,0153	Ca/b	0,0286	-	-	-	-	-	-
		А-/-	0,7470	В-/-	0,6747	C-/-	0,4413	-	-	-	-	-	-
Эдильбаевская		Аa/a	0,0412	Вb/b	0,0328	Ca/a	0,0008	Мa/a	0,0483	Rr/r	0,0057	Da/a	0,0153
		Аa/-	0,3205	Вb/-	0,2967	Ca/-	0,0391	Мa/-	0,3430	Rr/-	0,1392	Da/-	0,2166
		Аb/b	0,0001	Вe/e	0	Cb/b	0,0883	М-/-	0,6087	R-/-	0,8551	D-/-	0,7681
		Аb/-	0,0114	Вe/-	0	Cb/-	0,4004	-	-	-	-	-	-
		Аa/b	0,0029	Вb/e	0	Ca/b	0,0172	-	-	-	-	-	-
		А-/-	0,6239	В-/-	0,6705	C-/-	0,4542	-	-	-	-	-	-

Рис. 3. Гистограмма распределения частот антигенов у овцематок тонкорунных пород Калмыкии и Ставропольского края

При сравнении полученных данных выявлено, что по частоте встречаемости антигенов Аа, Bb и Ma все овцы тонкорунных пород не отличались, как по породам, так и по ареалу разведения. Небольшая разница по частоте антигена Bb, у овец породы советский меринос она выше, чем у грозненской и ставропольской пород. Однако на этом общие закономерности заканчиваются, различий было гораздо больше. Так, в Калмыкии такие антигены как Ca у ставропольской породы, Ab и Ca у грозненской совсем не встречались. Нельзя утверждать, что это явление является закономерным, так как велика вероятность того, что носители этих антигенов не попали в выборку при проведении нашей работы. Кроме того, у овец грозненской и ставропольской пород значительно меньше наблюдалась встречаемость антигенов Ma, Be, Da, но при этом значительно выше частота встречаемости антигена Cb.

Отличие овец породы советский меринос по группам крови от остальных овец тонкорунных пород в Калмыкии, не нашло подтверждения у овец данной породы в Ставропольском крае. Так, наиболее часто встречающийся у овец Калмыкии антиген Da (95,0 %), встречается лишь у 20% овец Ставропольского края, кроме того, частота встречаемости антигена R у овец в Калмыкии так же выше.

3.3. Взаимосвязь групп крови с мясной и шерстной продуктивностью у исследуемых пород овец

В результате проведенных исследований единые антигены, отвечающие за продуктивность по всем породам овец, не выявлены.

Для каждой породы выявлены предпочтительные антигены, одновременно сопряженные с настригом шерсти и живой массой.

Среди овец породы советский меринос наиболее продуктивными оказались носители Ma антигена. У овец грозненской породы самый высокий настриг и живую массу имели овцы с Be фактором. У овец ставропольской породы нет единого антигена, носители которого имели бы более высокие показатели одновременно по живой массе и настригу.

Среди грубошерстных пород самая большая живая масса и настриг у овец эдильбаевской породы – носителей Ma антигена, а у каракульской Ab антигена.

В результате анализа полученных данных установлено, что в каждой исследованной породе существуют собственные маркерные антигены, связанные с настригом шерсти и живой массой.

Так, внутри каждой породы, выявлены антигены, сопряженные с более высокими показателями живой массы (табл. 3).

У овец ставропольской породы носители антигена Bb превосходили по живой массе средние показатели на 1,8 кг (Р>0,99). У овец грозненской породы наличие Be фактора обуславливало разницу в 4,0 кг со средней по группе (Р>0,999). Разница между живой массой носителей антигена R и живой массой особей не имеющих его составила 2,7 кг (Р>0,99).

Носители Ма антигена у овец грозненской породы на 2,1 кг (Р>0,99), у породы советский меринос на 5,3 кг (Р>0,999) были тяжелее овец, не имеющих его. Так же у овец породы советский меринос разница между живой массой носителей антигена Bb и живой массой особей не имеющих его составила 3,7 кг (Р>0,999). У овец эдильбаевской породы носители антигенов Ma и Ab достоверно превосходили по живой массе средние показатели внутри группы на 1,3 и 2,9 кг соответственно (Р>0,95). У овец каракульской породы предпочтительными оказались Ab, Bb антигены, носители их по живой массе превосходили средние показатели по породе на 2,6 кг и 1,5 кг соответственно (Р>0,99).

Так же выявлены антигены внутри каждой породы, сопряженные с более высокими показателями настрига шерсти (табл. 4).

Анализ шерстной продуктивности тонкорунных овец показал, что у ставропольской породы носители Ab фактора на 0,32 кг превосходили средние показатели по породе по настригу шерсти (Р>0,99). Нежелательным оказался антиген Сb. У овец грозненской породы овцы предпочтительным антигеном оказался Be (на 0,28 кг выше среднего по породе) (Р>0,999), а у овец породы советский меринос – Мa и Ab антигены (Р>0,999).

У овец грубошерстных пород также имелись внутрипородные различия. Так, у овец каракульской породы носители фактора Аb превосходили средние значения по породе на 0,21 кг (Р>0,95). У овец эдильбаевской породы такими предпочтительными антигенами оказались Ma и Ca, носители которых на 0,35 кг (Р>0,999) и 0,2 кг (Р>0,95) превышали показатели овец, не имеющих их.

Результаты наших исследований показали, что нет единых маркеров шерстной и мясной продуктивности. Для каждой породы существуют свои предпочтительные антигены, сопряженные или с шерстной или с мясной продуктивностью.

Таблица 3

Живая масса овец (кг) с учетом групп крови

Породы

Системы

А

B

C

M

R

D

антиген

Х±m

антиген

Х±m

антиген

Х±m

антиген

Х±m

антиген

Х±m

антиген

Х±m

Грозненская

Аа+

40,2±0,51

Bb+

39,4±0,51

Ca+

-

Ma+

41,5±0,75

R

42,1±0,75

Da+

40,5±0,74

Аа-

39,1±0,35

Bb-

39,5±0,33

Ca-

39,5±0,27

Ma-

39,4±0,30

O

39,4±0,60

Da-

39,4±0,48

Ab+

-

Be+

43,5±0,81

Cb+

39,5±0,27

-

-

-

-

-

-

Аb-

39,5±0,27

Be-

39,4±0,35

Cb-

39,6±0,77

-

-

-

-

-

-

Cтавропольская

Аа+

41,5±0,87

Bb+

42,8±0,73

Ca+

-

Ma+

42,3±0,93

R

41,4±0,83

Da+

41,2±0,72

Аа-

39,5±0,62

Bb-

40,1±0,60

Ca-

41,0±0,52

Ma-

41,0±0,55

O

39,6±0,72

Da-

41,0±0,61

Ab+

41,3±0,27

Be+

41,0±0,50

Cb+

41,0±0,51

-

-

-

-

-

-

Аb-

41,0±0,53

Be-

39,8±0,50

Cb-

42,4±1,12

-

-

-

-

-

-

Советский меринос

Аа+

47,3±0,68

Bb+

49,1±0,71

Ca+

47,5±0,68

Ma+

50,0±0,81

R

47,1±0,62

Da+

47,3±0,51

Аа-

47,3±0,71

Bb-

45,4±0,83

Ca-

47,2±0,55

Ma-

44,7±0,46

O

47,6±0,67

Da-

46,9±0,72

Ab+

48,4±0,81

Be+

47,4±0,67

Cb+

48,4±0,67

-

-

-

-

-

-

Аb-

47,0±0,74

Be-

47,3±0,64

Cb-

46,5±0,74

-

-

-

-

-

-

Каракульская

Аа+

51,1±0,70

Bb+

52,1±0,72

Ca+

50,7±0,78

Ma+

51,3±0,59

R

51,1±0,57

Da+

50,7±0,55

Аа-

50,2±0,52

Bb-

50,0±0,54

Ca-

50,6±0,54

Ma-

50,1±0,62

O

50,4±0,62

Da-

50,4±0,63

Ab+

53,2±0,72

Be+

51,0±0,78

Cb+

49,8±0,57

-

-

-

-

-

-

Аb-

50,5±0,48

Be-

50,5±0,52

Cb-

51,6±0,61

-

-

-

-

-

-

Эдильбаевская

Аа+

57,1±0,80

Bb+

57,5±0,91

Ca+

56,8±0,93

Ma+

58,2±0,88

R

58,0±1,01

Da+

57,4±0,91

Аа-

56,8±0,81

Bb-

56,7±0,82

Ca-

56,9±0,81

Ma-

56,3±0,91

O

56,2±0,93

Da-

56,8±0,81

Ab+

59,8±0

Be+

-

Cb+

55,7±0,81

-

-

-

-

-

-

Аb-

56,9±0,79

Be-

56,9±0,79

Cb-

51,6±0,87

-

-

-

-

-

-

Примечание:*-Р>0,95;**-Р>0,99;***-Р>0,99

Таблица 4

Настриг шерсти (кг) с учетом групп крови

Породы

Системы

А

B

C

M

R

D

антиген

Х±m

антиген

Х±m

антиген

Х±m

антиген

Х±m

антиген

Х±m

антиген

Х±m

Грозненская

Аа+

4,20±0,05

Bb+

4,21±0,06

Ca+

-

Ma+

4,10±0,06

R

4,30±0,07

Da+

4,21±0,05

Аа-

4,28±0,04

Bb-

4,22±0,05

Ca-

4,22±0,04

Ma-

4,23±0,04

O

4,20±0,03

Da-

4,22±0,05

Ab+

-

Be+

4,50±0,08

Cb+

4,21±0,04

-

-

-

-

-

-

Аb-

4,22±0,04

Be-

4,21±0,05

Cb-

4,50±0,08

-

-

-

-

-

-

Cтавропольская

Аа+

3,89±0,06

Bb+

3,97±0,03

Ca+

-

Ma+

4,0±0,01

R

4,0±0,02

Da+

3,97±0,08

Аа-

3,99±0,06

Bb-

3,98±0,04

Ca-

3,98±0,05

Ma-

3,98±0,05

O

3,97±0,03

Da-

3,98±0,06

Ab+

4,30±0,08

Be+

4,02±0,04

Cb+

3,98±0,05

-

-

-

-

-

-

Аb-

3,97±0,07

Be-

3,98±0,05

Cb-

4,20±0,01

-

-

-

-

-

-

Советский меринос

Аа+

4,50±0,06

Bb+

4,52±0,06

Ca+

4,55±0,07

Ma+

5,00±0,09

R

4,48±0,07

Da+

4,51±0,04

Аа-

4,52±0,06

Bb-

4,50±0,05

Ca-

4,50±0,05

Ma-

4,36±0,06

O

4,63±0,06

Da-

4,50±0,06

Ab+

4,80±0,07

Be+

4,56±0,07

Cb+

4,55±0,06

-

-

-

-

-

-

Аb-

4,45±0,05

Be-

4,50±0,05

Cb-

4,46±0,05

-

-

-

-

-

-

Каракульская

Аа+

2,90±0,08

Bb+

2,85±0,07

Ca+

2,82±0,08

Ma+

2,83±0,06

R

2,89±0,08

Da+

2,85±0,06

Аа-

2,83±0,06

Bb-

2,84±0,05

Ca-

2,83±0,05

Ma-

2,85±0,06

O

2,82±0,06

Da-

2,81±0,07

Ab+

3,05±0,09

Be+

2,90±0,07

Cb+

2,80±0,08

-

-

-

-

-

-

Аb-

2,83±0,05

Be-

2,84±0,05

Cb-

2,90±0,07

-

-

-

-

-

-

Эдильбаевская

Аа+

2,00±0,07

Bb+

2,12±0,06

Ca+

2,20±0,08

Ma+

2,25±0,07

R

2,05±0,07

Da+

2,01±0,06

Аа-

2,03±0,06

Bb-

2,00±0,05

Ca-

2,00±0,04

Ma-

1,90±0,06

O

1,98±0,05

Da-

2,02±0,05

Ab+

2,00±0

Be+

-

Cb+

1,95±0,05

-

-

-

-

-

-

Аb-

2,02±0,04

Be-

2,02±0,04

Cb-

2,15±0,06

-

-

-

-

-

-

Примечание: * - Р>0,95 ; ** - Р>0,99; *** - Р>0,999

3.4. ДНК – микросателлиты овец, разводимых в Калмыкии: их сходство и различия

Для уточнений полученных данных по группам крови о генетических взаимоотношениях между породами, разводимыми в Калмыкии, были использованы ДНК-микросателлиты.

ДНК-микросателлиты – анонимные (не несущие информацию) последовательности ДНК, локализация которых на хромосоме четко определена. Нами был проведен анализ 11 локусов ДНК – микросателлитов: HSC, OarAE119, OarCP49, OarFCB11, MAF214, MCM42, TGLA53, MAF65, McM527, INRA49, OarFCB20.

Высокий уровень полиморфизма признака (число аллелей гена), в определенной мере, характеризует внутрипородное генетическое разнообразие и вероятность его сохранения в последующих поколениях. В настоящее время у ученых нет единого мнения о влиянии селекционного давления на степень полиморфизма и гетерозиготности популяций. В отдельных случаях, вследствие длительного однонаправленного отбора, отмечается снижение генетического разнообразия и утеря отдельных аллелей в породах, с другой стороны, в высокопродуктивных стадах наблюдается нарастание гетерозиготности и полиморфизма в сравнении с исходными вариантами. Для сохранения генетического внутрипородного разнообразия большой интерес представляет среднее число аллелей по всем исследованным маркерам в конкретной породе.

Проведенный анализ пород овец выявил высокий уровень полиморфизма по каждому из 11-ти исследуемых локусов (табл. 5).

Таблица 5

Информативность локусов ДНК-микросаттелитов, исследуемых в исследованиях овец

Порода	Локус
	n	HSC	OarAE119	OarCP49	OarFCB11	MAF214	MCM42	TGLA53	MAF65	McM527	INRA49	OarFCB20	Среднее число аллелей
Грозненская	57	14	16	11	10	13	13	12	10	13	11	14	12,46± 0,56
Ставропольская	67	17	25	21	12	27	16	18	13	18	17	17	18,27± 1,37
Сов. меринос	61	20	22	18	11	19	11	12	12	14	12	14	15,00± 1,21
Каракульская	70	19	13	21	12	17	14	17	16	19	12	17	16,09± 0,91
Эдильбаевская	69	14	16	19	12	12	12	17	16	15	16	16	15,00± 0,69
Среднее число аллелей		16,8 ±1,4	18,4 ±2,5	18 ±2,1	11,4 ±0,4	17,6 ±2,9	13,2 ±0,9	15,2 ±2,1	13,4 ±1,3	15,8 ±1,3	13,6 ±1,4	15,6 ±0,8	15,36 ±1,05

В среднем по всем изученным породам число аллелей на локус составило 15,36. Наибольшее число аллелей было выявлено для локуса OarАЕ119: в среднем 18,4±2,5 аллелей на локус и с вариациями от 13 у каракульской до 25 у ставропольской пород. Минимальным средним числом аллелей в локусе характеризовался маркер OarFCB11 (11,4) с вариабельностью от 10 аллелей у овец грозненской породы до 12 аллелей у овец пород ставропольская, каракульская и эдильбаевская.

Наиболее полиморфными (как среди всех пород, так и среди тонкорунных пород) оказались овцы ставропольской породы, у которых было идентифицировано 18,27 аллелей на локус, в то время как у овец грозненской породы, выявлено наименьшее внутрипородное разнообразие (12,46 аллелей на локус), вероятно вследствие дрейфа генов. Среди грубошерстных пород наиболее полиморфными оказались овцы каракульской породы, у которых было идентифицировано 16,09 аллелей на локус, и, соответственно, наименьшее внутрипородное разнообразие (15,00 аллелей на локус) среди грубошерстных пород, выявлено у овец эдильбаевской породы.

Данные по числу аллелей будут не полными без уровня гетерозиготности. При вычислении степени гетерозиготности (в %) исследуемых локусов ДНК-микросаттелитов по формуле Харди-Вайнберга получены следующие результаты (табл. 6).

Таблица 6

Гетерозиготность локусов ДНК – микросаттелитов, %

Локус	ДНК-микросателлиты
Порода	HSC	OarAE119	OarCP49	OarFCB11	MAF214	MCM42	TGLA53	MAF65	McM527	INRA49	OarFCB20	Среднее число гетерозигот
Грозненская	22,9	25,7	18,3	16,7	21,4	21,4	19,9	16,7	21,4	18,3	22,9	21,1± 2,34
Сов. меринос	29,6	32,1	27,0	17,2	28,2	17,2	18,6	18,6	21,6	18,6	21,6	22,7± 4,31
Ставропольская	23,5	32,9	28,5	17,0	35,0	22,3	24,8	18,3	24,8	23,5	23,5	24,9± 4,31
Каракульская	25,1	17,6	27,4	16,4	22,6	18,9	22,6	21,4	25,1	16,4	22,6	21,5± 2,6
Эдильбаевская	19,1	21,7	25,3	16,5	16,5	16,5	22,9	21,7	20,3	21,7	21,7	20,4± 2,29

У тонкорунных пород наивысшая степень гетерозиготности наблюдалась у овец ставропольской породы (24,97%). Самой высокой геретозиготностью у мериносов характеризовались локусы MAF214 у ставропольской породы (35,0%) и OarAE119 у ставропольской и советский меринос пород. Наименьшая гетерозиготность у локусов OarFCB11 и MAF65 у грозненской породы (16,7%).

У грубошерстных пород уровень гетерозиготности был в среднем ниже, чем у мериносов (20,4-21,5%). Самая высокая гетерозиготность отмечена у OarCP49 – 27,4% у каракульской и 25,3% у эдильбаевской пород. Наименьшая по локусам OarFCB11, MAF214, MCM42 у эдильбаевской (16,5%) породы.

По данным анализа ДНК-микросателлитов можно сделать вывод, что направление продуктивности не зависело от частоты встречаемости локусов, но влияло на уровень их гетерозиготности.

3.5. Определение генетических расстояний между исследуемыми породами по группам крови и ДНК-микросаттелитов

Изученный наследственный полиморфизм групп крови был положен в основу определения взаимосвязи между породами. С этой целью были рассчитаны индексы генетических расстояний по М. Нею (табл. 7,8).

Проведенный анализ генетических расстояний по группам крови подтвердил сложившиеся реальные взаимоотношения между породами овец, разводимыми в Калмыкии.

Таблица 7

Генетические расстояния между различными породами

по группам крови по М.Нею

Породы овец	Код	1	2	3	4
Грозненская	1
Ставропольская	2	0,086
Сов. меринос	3	0,057	0,086
Каракульская	4	0,162	0,267	0,186
Эдильбаевская	5	0,188	0,236	0,202	0,136

При анализе генетических расстояний по ДНК - микросаттелитов данные несколько изменились, так минимальные генетические различия были выявлены между овцами пород грозненская – советский меринос (0,057), грозненская – ставропольская (0,086), ставропольская – советский меринос (0,086). Несмотря на разный характер продуктивности относительно небольшими были дистанции между породами каракульская – грозненская (0,162), эдильбаевская – грозненская (0,188), каракульская – советский меринос (0,186). Наибольшие генетические различия наблюдались между овцами пород советский меронос – эдильбаевская (0,202), ставропольская – эдильбаевская (0,236), и ставропольская – каракульская (0,267). Расстояние между грубошерстными породами составило 0,136, что меньше чем между грубошерстными и тонкорунными.

Таблица 8

Генетические расстояния между исследуемыми породами овец, рассчитанными с использованием ДНК-микросателлитов

Породы овец	Код	1		2		3		4
Ставропольская	1
Грозненская	2	0,086
Сов. меринос	3	0,086		0,057
Каракульская	4		0,267	0,162	0,186
Эдильбаевская	5		0,236	0,136	0,202		0,188

Анализ полученных данных позволил прийти к заключению, что при некотором расхождении цифровых значений, полученных при использовании различных генетических маркеров (группы крови, ДНК-микросателлиты), были выявлены общие закономерности. Исключение составляет лишь порода советский меринос. В отличие от групп крови, где порода советский меринос находится обособленно от остальных тонкорунных пород овец, генетические расстояния по ДНК- микросателлитам между всеми тонкорунными породами незначительны, и четко видна генетическая взаимосвязь между породами данной группы.

Графическое представление генетических дистанций в виде филогенетического дерева показывают закономерности генеалогических связей между изученными породами (рис. 4).

Анализ полученных данных в селекционном аспекте позволяет объяснить формирующуюся кластерную структуру генеалогического дерева историческим происхождением овец отечественных пород (Эрнст др. 1994). Исследованные породы формируются в два независимых кластера. В первый объединены грубошерстные овцы каракульской и эдильбаевской пород, характеризующиеся общностью происхождения от курдючных (грубошерстных) овец.

Второй кластер образуют овцы тонкорунных пород: грозненской, ставропольской и советский меринос.

Рис. 4. Дендрограмма генетических расстояний между породами овец,

построенная на основании анализа ДНК-микросателлитов

Таким образом, сравнительный анализ филогенетических взаимоотношений между породами, полученный при использовании в качестве маркеров различных генетических систем, выявил общие закономерности, что обусловлено «генетической стабильностью и неизменяемостью» генофонда пород овец, независимо от ареала их разведения.

3.6. Экономическая эффективность разведения различных пород овец в Калмыкии

Разведение овец любой породы обуславливается эффективностью производства продукции. В основу сравнительной оценки как тонкорунных, так и грубошерстных овец, положено определение затрат и стоимости полученной продукции в среднем на 1 голову.

Анализ данных экономической эффективности (табл. 8) позволил несколько иначе охарактеризовать породы. Овцы грозненской породы, имеющие самую низкую живую массу, по уровню рентабельности приблизились к овцам породы советский меринос, имеющих гораздо более высокую живую массу. Это объясняется тем, что они дольше содержатся на пастбищах в зоне Черных земель, что снижает себестоимость их содержания. В связи с тем, что у овец грозненской породы достаточно высок уровень рентабельности и ее можно разводить в зонах менее благоприятных, они и получили наибольшее распространение в Калмыкии. Овец породы советский меринос, несмотря на более высокие показатели продуктивности, становится меньше, так как они разводятся в зоне ограниченных пастбищ. Снижение доли овец ставропольской породы так же диктуется и наименьшей рентабельностью среди тонкорунных пород. У овец каракульской и эдильбаевской пород уровень рентабельности составил 72,2% и 92,6%. Доходность разведения грубошерстных пород овец очевидна, поэтому, они на современном этапе наиболее востребованы в крестьянско-фермерских и личных хозяйствах.

Таблица 8

Экономическая эффективность разведения

овец различных пород

Показатели	Породы
	Грозненская	Ставропольская	Советский меринос	Каракульская	Эдильбаевская
Живая масса, кг	39,5	41,0	47,0	50,5	56,8
Настриг шерсти в физической массе, кг	4,2	4,0	4,5	2,8	2,0
Стоимость реализации 1 кг шерсти, руб	30	30	30	17	17
Предполагаемая стоимость реализации шерсти с 1 гол., руб	126	120	135	47	34
Стоимость реализации 1 кг живой массы, руб	45	45	45	45	45
Предполагаемая стоимость реализации 1 гол. в живой массе, руб	1580	1650	1880	2020	2272
Предполагаемая выручка, всего, руб	1706	1770	2015	2067	2306
Себестоимость содержания, руб	1200	1300	1400	1200	1200
Предполагаемый доход, руб	506	470	615	867	1106
Рентабельность, %	42,2	36,1	43,9	72,2	92,6

- данные по хозяйствам

Выводы:

1. Установлена специфичность пород овец, разводимых в Калмыкии, выразившаяся в преобладании у всех овец Калмыкии антигена О системы R. Частота встречаемости антигенов имеет породные различия. Значительные межпородные различия наблюдаются по частоте Da, Ma и Cb – антигенов. Наибольшая частота гомозигот выявлена в М и R – системах. Наибольшая частота гетерозигот обнаружены в С-системе.
2. Не выявлены общие маркеры продуктивности для всех исследованных пород. Для каждой породы обнаружены предпочтительные генотипы. Маркерами шерстной продуктивности для овец ставропольской породы являются Ab, Сb антигены, грозненской Bе, советского мериноса - Ма и Ab. Наибольшую живую массу среди мериносов имели овцы породы советский меринос с антигенами Ma, Bb, грозненской - Be, ставропольской - Bb. У грубошерстных пород большая живая масса у носителей Ab антигена. Самые высокие показатели одновременно по живой массе и настригу имели овцы с Ма антигеном у эдильбаевской и советский меринос пород и Ab – у каракульской и Bе – у грозненской.
3. Установлено, что все исследуемые локусы ДНК-микросателлитов имеют высокий уровень полиморфизма. В среднем по всем изученным породам число аллелей на локус составило 15,36±1,05. Наиболее полиморфными среди тонкорунных пород оказались овцы ставропольской породы - 18,27 аллелей на локус. У овец грозненской породы наименьшее внутрипородное разнообразие (12,46). Среди грубошерстных пород наиболее полиморфными оказались овцы каракульской породы (16,09). Уровень гетерозиготности ДНК-микросателлитов выше у тонкорунных пород.
4. Установлено, что генетические расстояния между тонкорунными и грубошерстными породами по группам крови и по ДНК – микросателлитам является значительным (0,115 - 0,298) и (0,162 – 0,267). ПО группам крови между тонкорунными породами наименьшее расстояние между грозненской и ставропольской породами (0,003), по ДНК – микросателлитам между породами грозненская и советский меринос (0,057).
5. Установлено, что генетическая дифференциация изученных пород при использовании ДНК микросателлитов точнее отражает филогенетическую связь.
6. Разведение овец всех пород в Калмыкии является рентабельным: овцы грубошерстных пород имеют уровень рентабельности 92,6% и 72,2%, овцы тонкорунных пород от 43,9% до 36,1%.

Рекомендации производству

1. Рентабельность отрасли может быть достигнута при использовании комплексной оценки стад с учетом как генотипических, так и фенотипических качеств.
2. Использовать генетические маркеры продуктивности (группы крови) с учетом породных особенностей.
3. Для установления филогенетических связей между породами, наряду с группами крови, использовать ДНК – микросателлиты.

Список работ, опубликованных

по теме диссертации

Публикация в издании,

рекомендованном ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Моисейкина Л.Г., Трофименко С.П., Кленовицкий П.М. Связь групп крови с продуктивностью у овец // Зоотехния. 2009. № 5. С. 23-24.

Публикации в других изданиях:

2. Трофименко С.П. Буддизм и возрождение экологического животноводства/ Л.Г. Моисейкина, С.П. Трофименко, Н.Т. Мачкаева//Российская научная конференция. Буддийская культура и мировая цивилизация. - Элиста, 2003. - С. 166-167.

3. Моисейкина Л.Г., Трофименко С.П., Мачкаева Н.Т. Использование генетических дистанций в селекции //Всероссийская научно-практическая конференция «Наука – XXI веку». Майкоп, 2003. С.171-172.

4. Моисейкина Л.Г., Трофименко С.П., Мачкаева Н.Т. Проблема сохранения и возрождения аборигенных пород овец //Международная научная конференция. Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов. - Элиста, 2004. - С. 146-148.

5. Гладырь Е.А., Трофименко С.П., Зиновьева Н.А. Молекулярно-генетическое исследование овец Калмыкии с использованием микросателлитных маркеров // Международная научная конференция. Перспективы развития животноводства в аридной зоне Казахстана. - Алматы, Бастау, 2005. С. 95-97.

6. Гладырь Е.А., Трофименко С.П., Зиновьева Н.А. Исследование овец Калмыкии с использованием микросателлитных маркеров // Международная школа-конференция. Новые методы генодиагностики и генотерапии: современное состояние и перспективы использования в сохранении генофонда сельскохозяйственных животных. Дубровицы, 2005. С. 45-47.

7. Гладырь Е.А., Трофименко С.П., Зиновьева Н.А. Характеристика пород овец, разводимых на территории Калмыкии с использованием микросателлитных маркеров // Межрегиональная научно-практическая конференция. Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки. Чебоксары, 2006. С. 181-183.

8. Трофименко С.П., Турдуматов Б.М., Моисейкина Л.Г. Использование метода треугольников при определении генотипов / //Материалы международной научно – практической конференции. Актуальные проблемы развития агропромышленного комплекса юга России. Элиста, 2009. С. 107-109.

ТРОФИМЕНКО СВЕТЛАНА ПАВЛОВНА

Характеристика пород овец, разводимых в Калмыкии

и оценка их генетического потенциала с использованием

генетических маркеров

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидат биологических наук

Подп. в печ. 2009. Зак. №. Формат 60х84 1/16

Бумага офсетная. Усл. печ. 1.0. Тираж 100 экз.

Отдел оперативной полиграфии ГНУ СНИИЖК

г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 15