CC BY
9
УДК 636.47:636.082
Tonixa В.С., доктор с.-г. наук, професор Луговий С.1., кандидат с.-г. наук, [email protected] Крамаренко С.С., кандидат бюл. наук, доцент ® Миколагвський державный аграрный утверситет
ОЦ1НКА ГЕНЕТИЧНО1 ДИФЕРЕНЦ1АЩ1 Р1ЗНИХ ГЕНЕАЛОГ1ЧНИХ Л1Н1Й СВИНЕЙ ВЕЛИКО1 Б1ЛО1 ПОРОДИ
Анотащя. На основi генетичного пол1морф1зму локуЫв мжросателтног ДНК дослгджено стутнь диференцтованостг ргзних генеалоггчних лтт свиней великог бтог породи селекцп англтськог компашг UPB. Встановлено, тварини ргзних лтт характеризуются мгжгруповою генетичною мтливктю.
Ключоei слова: мжросателт, локус, алель, частота, гетерозиготтсть.
Вступ. У свинарств^ де селекщя спрямована на створення гетерогенних лшш в породах з метою !х подальшого схрещування для отримання кроЫв з гетерозисним ефектом, мiжгрупова генетична мiнливiсть е основою сучасних методiв племшно! роботи [1]. Тому на перший план повинш виступати методи, якi дають уявлення про генотип, рiвень гомозиготностi, ступiнь консолщованост популяцiй. Адже, чим бiльший стутнь генетично! рiзницi мiж лiнiями або породами, яких схрещують - тим бшьшим буде ефект гетерозису [1,2].
Зважаючи на те, що в генофоцщ свиней, якi розводяться в Укра!ш, найвищу питому вагу (близько 90%) мае велика бша порода, актуальним завданням е вивчення ступеню диференцiйованостi !! внутрiшньопорiдних структурних елементсв (типiв, лiнiй, родин) та розробка рекомендацш щодо рацiонального !х використання в системах чистопорщного розведення та схрещування. Особливого значення дане питання набувае за нинiшнiх умов -коли до селекцшного процесу активно залучаеться генофонд зарубiжного походження, зокрема англшського.
Одним з провiдних господарств в Укра!ш, яке займаеться розведенням свиней велико! бшо! породи зарубiжного походження е ВАТ „Племзавод „Степной" Запорiзькоl областi. В 2005 рощ генофонд стада даного господарства було збагачено за рахунок iмпорту племшних свиней з англшсько! компани „UPB". Це обумовлюе необхiднiсть аналiзу генеалопчно! структури стада та виявлення особливостей його генофонду.
Матерiал i методи. Об'ектом дослiджень була ДНК свиней рiзних генеалогiчних лiнiй велико! бшо! породи англiйського походження (компашя UPB), якi розводяться в племшному заводi „Степной".
Молекулярно-генетичнi дослiдження проводилися в лаборатори генетики 1нституту свинарства iм..О.В.Квасницього УААН [3].
® Тошха В.С., Луговий С.1., Крамаренко С.С., 2008
185
B^ipKOBi оцшки частот алелей були отримаш методом максимально! Bipor^HOCTi по кожному полiмоpфному локусу як для особин з кожно! окремо! лши так i для всього стада загалом [4]. Оцшки ефективно! кiлькoстi алелей (Ае) по кожному локусу для кожно! лши та стада загалом були розраховаш за формулою Kimura та Crow[5].
Рiвень генетичного piзнoманiття визначався на oснoвi вибipкoвих oцiнoк спостер^аемо! (Но) та оч^вано!, при дoтpиманнi piвнoваги ГардьВейнберга, гетеpoзигoтнoстi (Не) для кожного пoлiмopфнoгo локусу в межах кожно! окремо! генеалопчно! лши та стада в цшому. Кpiм того, було розраховано оцшки середньо! гетеpoзигoтнoстi (оч^вано! та спостер^аемо!) для кожно! лши зокрема та для стада в цшому за вама локусами, а також для кожного локуса по вам лмям. Ступiнь дефiциту або надлишку гетерозигот визначали з використанням шдексу iнбpидингу (F) за формулою:
F = 1-(Но/Не) _ _ _ _ (1)
Рiвень генетично! пoдiбнoстi мiж окремими лiнiями ощнювався на пiдставi величин розраховано! матриц генетично! дистанцп за Nei [6]. На oснoвi ще! матpицi, використовуючи метод UPGMA, було побудовано дендрограму дистанцiй мiж генеалoгiчними лiнiями, яю включенi у дoслiдження. Для кожно! вузлово! точки дендрограми (node) були ощнеш bootstrap-методом iмoвipнoстi !! формування при 1000-кратному повторенш.
Весь статистичний аналiз генетичних даних було проведено з використанням сучасно! комп'ютерно! техшки та спецiальнoгo програмного забезпечення TFPGA v.1.3 [7] GenAIEx v.6.0 [8].
Результати дослщження. Встановлено, що, лшшна належнiсть тварин вiдoбpажаeться на спек^ та частoтi зустpiчання алелей piзних лoкусiв мiкpoсателiтiв. Так, серед генотитв пoлiмopфних лoкусiв у тварин, яю належать до piзних генеалoгiчних лшш вiдмiченo наявнiсть так званих „приватних алелей". Зокрема, такими е алель 3-S0090, яку виявлено лише серед тварин лши Field Marshal; алель 3-S0101, яка зус^чаеться лише серед представниюв лши Valiant; алель 4-S0386, наявшстю яко! характеризуються лише тварини генеалопчно! лшп Mount Blank (табл.1). Кpiм того, лише серед представниюв двох з п'яти дoслiджених лшш (Field Marshal та Valiant) виявлено тварин носив алелi 1-S0386, а серед тварин лшш Field Marshal та Mount Blank виявлено алель 4- S0155, яка була вщсутньою у тварин, яю належать до решти лшш.
Натомють, тварини окремих генеалопчних лшш характеризувалися вщсутшстю деяких алелей пoлiмopфних лoкусiв, якi було виявлено у представниюв решти дослщжуваних груп. Зокрема, у свиней, яю належать до генеалoгiчнo! лiнi! King David не виявлено алелi 3-SW857, у тварин лши Field Marshal - алелi 2-S0155. У тварин генеалопчно! лшп Napoleon не виявлено алелi 5-S0005, яка присутня у тварин решти дослщжуваних груп. До того ж щ тварини виявилися единими мономорфними за локусами S0090 та S0101.
Таким чином, аналiз даних щодо спектру та частот алелей пoлiмopфних локуав мжросател^но! ДНК свиней piзних генеалопчних лшш дае тдставу
186
стверджувати, що таю тварини характеризуются генетичною своерщшстю та диференцшовашстю.
Таблиця 1
Частоти та ефективна кшьккть алелей (Ae) шести дослщжених пол1морфни\ локуав мжросателтв свиней велико! бшо!' породи
Локус/ алель Генеалопчна лшя В цшому (n=142)
Field Marshal (n=29) King David (n=32) Mount Blank (n=38) Napoleon (n=13) Valiant (n=30)
S0005
1 0,0517 0,1094 0,0395 0,0769 0,0500 0,0634
2 0,1034 0,0469 0,0789 0,0769 0,1500 0,0915
3 0,3966 0,3906 0,4474 0,5385 0,2000 0,3803
4 0,3966 0,3281 0,4079 0,3077 0,4500 0,3873
5 0,0517 0,1250 0,0263 - 0,1500 0,0775
Ae 3,02 3,45 2,67 2,52 3,45 3,19
S0155
1 0,0172 0,0938 0,2368 0,1538 0,0333 0,1092
2 - 0,0313 0,0132 0,0385 0,0167 0,0175
3 0,9310 0,8750 0,7368 0,8077 0,9500 0,8592
4 0,0517 - 0,0132 - - 0,0141
Ae 1,15 1,29 1,67 1,48 1,11 1,33
S0090
1 0,0800 0,0400 0,0758 - 0,1379 0,0779
2 0,9000 0,9600 0,9242 1,0000 0,8621 0,9180
3 0,0200 - - - - 0,0041
Ae 1,22 1,08 1,16 1,00 1,31 1,18
S0101
1 0,7857 0,7188 0,9737 1,0000 0,9333 0,8723
2 0,2143 0,2813 0,0263 - 0,0500 0,1242
3 - - - - 0,0167 0,0035
Ae 1,51 1,68 1,05 1,00 1,14 1,29
SW857
1 0,1207 0,2813 0,1053 0,1154 0,2000 0,1690
2 0,6207 0,5313 0,6579 0,6923 0,5833 0,6092
3 0,1034 - 0,0395 0,0385 0,0333 0,0423
4 0,1552 0,1875 0,1974 0,1538 0,1833 0,1795
Ae 2,30 2,52 2,06 1,93 2,41 2,31
S0386
1 0,0417 - - - 0,0714 0,0234
2 0,5833 0,4667 0,6053 0,1250 0,6429 0,5469
3 0,3750 0,5333 0,3158 0,8750 0,2857 0,4063
4 - - 0,0789 - - 0,0234
Ae 2,07 1,99 2,12 1,28 2,00 2,15
В цшому по стаду можна констатувати звужений рiвень мiнливостi та пiдвищення частки гомозиготних органiзмiв. Про це свщчать достатньо високi позитивнi показники шдексу iнбридингу (0,100...0,179) по чотирьом з шести локуЫв, якi було враховано в дослщженш (табл.2).
187
Таблиця 2
Оцшкн спостер^аемо1 (Ho), 04iKyBaH0i (He) гетерозиготносп та iндексу
шбридингу (F) шести пол1морфнн\ локусiв мжросателтв _свиней велико!' бшо!' породи_
Генеалопчна лшш
Локус Field Marshal (n = 29) King David ( n = 32) Mount Blank (n = 38) Napoleon (n = 13) Valiant (n = 30) В цшому (n = 142)
Ho F Ho F Ho F Ho F Ho F Ho F
He He He He He He
S0005 0,724 0,681 -0,063 0,625 0,721 0,133 0,632 0,633 0,002 0,846 0,628 -0,347 0,767 0,722 -0,062 0,697 0,689 -0,012
S0155 0,035 0,737 0,250 -0,096 0,447 -0,101 0,231 0,310 0,100 -0,020 0,225 0,100
0,133 0,228 0,406 0,335 0,098 0,250
S0090 0,120 0,358 0,080 -0,026 0,152 -0,070 0,207 0,145 0,131 0,138
0,187 0,078 0,142 0,242 0,152
S0101 0,357 -0,041 0,313 0,238 0,053 -0,019 0,133 -0,039 0,184 0,179
0,343 0,411 0,052 0,128 0,224
SW857 0,655 -0,139 0,594 0,031 0,500 0,044 0,615 -0,225 0,667 -0,121 0,599 -0,055
0,575 0,613 0,523 0,502 0,595 0,568
S0386 0,417 0,228 0,533 -0,035 0,579 -0,068 0,250 0,000 0,429 0,173 0,484 0,102
0,540 0,515 0,542 0,250 0,519 0,539
В 0,385 0,061 0,399 0,068 0,394 -0,029 0,324 -0,133 0,384 0,000 0,387 0,042
цшому 0,410 0,428 0,383 0,286 0,384 0,404
Примита. Жирним шрифтом B^Mi4eHO 0цiнки iндексу iнбридингу, ЛШ BipOr^HO перевищують нуль.
Найменшу кiлькiсть гетерозигот B^MiHeHO по локусам S0101 та S0090. Очевидно, вищезазначене вщхилення популяцп вiд стану генетично! piвноваги е наслiдком впливу тиску вiдбоpу, який мав мюце в !! еволюцп.
Характеризуючи ступiнь генетично! piвноваги в цшому по шести полiмоpфним локусам в pозpiзi окремих лiнiй, слщ вiдмiтити певнi особливостi. Надлишок гомозигот спостер^аеться серед тварин, що належать до лшш Field Marshal та King David (F=0,061 та 0,068 вщповщно). Водночас, серед тварин, що належать до лшш Mount Blank та Napoleon вiдмiчено надлишок гетерозигот (F=-0,029 та -0,133 вщповщно). Це дае пщставу припустити, що даш генеалогiчнi лiнi! меншою мipою консолщоваш, а це, в свою чергу, може забезпечити бiльше матеpiалу для вщбору в ходi подальшо! селекцшно-племiнно! роботи. Генеалогiчна лiнiя Valiant, за даними частот алелей полiмоpфних локусiв мiкpосателiтiв, знаходиться в сташ генетично! piвноваги.
Найбiльш значний надлишок гомозигот виявлено в тварин генеалопчно! лшп Field Marshal за локусами S0155, S0090, S0386. Водночас, серед тварин генеалопчно! лшп Mount Blank за кожним з шести локуав вiдмiчено стан близький до генетично! piвноваги.
Отже, кожна генеалопчна лмя свиней, якi увiйшли в дослщження, характеризуеться своеpiдним станом генного балансу. Загальних закономipностей в пpоцесi дослщження виявити не вдалося. Це доводить справедливють твердження, про те, що ва лiнi! е генетично
188
диференцшованими.
Для бшьш детального уявлення про характер фшогенетичних зв'язюв мiж рiзними генеалогiчними лшями нами було проведено визначення генетичних дистанцiй та генетично! подiбностi мiж ними (табл.3)
Таблиця 3
Оцшка генетично!' подiбностi (над дiагоналлю) та генетичних дистанцш (пщ д1агоналлю) мпж рпними генеалоНчними л1шями свиней велико!' бшо!'
поpоди
TeHearonHHa niHia Генеалопчна лшгя
Field Marshal King David Mount Blank Napoleon Valiant
Field Marshal x 0,9816 0,9750 0,9197 0,9814
King David 0,0184 x 0,9554 0,9408 0,9579
Mount Blanc 0,0250 0,0446 x 0,9264 0,9717
Napoleon 0,0803 0,0592 0,0736 x 0,8877
Valiant 0,0186 0,0421 0,0283 0,1123 x
Найбiльшу генетичну дистанщю виявлено мiж тваринами, якi належать до генеалопчних лiнiй Napoleon та Valiant - 0,1123. Найбшьш подiбними виявилися представники генеалогiчних лiнiй King David та Field Marshal.
На основi даних про генетичнi дистанцп мiж рiзними лiнiями було побудовано дендрограму (рис.1).
.1 .075 .05 .025 0,000
-Field Marshal
King David
Mount Blank
Valiant Mapoleon
Рис.1. Дендрограма генетичних дистанцш мiж рпннмн генеалогiчними лшями свиней велико!' бшо!' породи
Аналiз дендрограми дае пiдставу для висновку про те, що за даними генетичного полiморфiзму локусiв мiкросателiтiв, п'ять генеалопчних лшш, якi дослiджувалися об'еднуються в три спорщнеш групи. До першо! належать лiнii Field Marshal та King David, до друго! - Mount Blanc та Valiant, а генеалопчна лшя Napoleon утворюе вщокремлений вiд решти лiнiй пул.
Висновки. Тварини, яю належать до рiзних генеалогiчних лiнiй мають вiдмiнностi за генетичними характеристиками, яю обумовлюють достатньо
189
високий стутнь !х piзноpiдностi.
В межах лшш тварини характеризуються високою шбредовашстю. Найвищий стутнь консолщованост притаманий лшям Field Marshal та King David.
Виявлет „приватш алелГ' можуть бути викоpистанi в практищ племiнно! роботи в якост маркерних ознак тiе! чи шшо! генеалогiчно! лiнi!.
Наявний ступiнь диференцшованост тварин piзних генеалогiчних лiнiй дае можливють тривалий час проводити селекцшно-племшну роботу зi стадом, не залучаючи додатковий генетичний матеpiал.
Лiтература
1. Розведення сiльськогосподаpських тварин / М.З.Басовський, В.П.Буркат, Д.Т.Вiнничук та iн.; за редакщею М.З.Басовського. - Бiла Церква, 2001.
- С.181.
2. Тимофеев Л.В., Федоров М.А. Убойные и мясные качества гибридных свиней в условиях предприятия промышленного типа // Зоотехния. -2007. - №4. - С.19-22.
3. Звп про виконання завдання „Проведення генетично! експертизи походження та аномалш свиней (ДНК-експертиза) в кiлькостi 300 експертиз для ВАТ Племзавод „Степной" с. Запов^не, К-Днiпpовського району Запоpiзько! обласп" (згiдно договору №25 вiд 19 липня 2006р. / А.М.Шостя, В.М.Балацький - Полтава, 2007. - 33с.
4. Ли Ч. Введение в популяционную генетику. - М.:, 1978. - 356с.
5. Kimura M., Crow J.F. The number of alleles that can be maintained in a finite population // Genetics. - 1964. - V.49. - P.725-738.
6. Nei M. Genetic distance between populations // American Naturalist. - 1972.
- №106(949): Р.283-292.
7. Miller M. 1997. Tools for population genetic analyses (TFPGA) 1.3: A Windows program for the analysis of allozyme and molecular population genetic data. Computer software distributed by author.
8. Peakall R., Smouse P. GENAIEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research // Molecular Ecology Notes. -2006. - №6. - Р.288-295.
Summary
Degree differentiation of genealogic lines Large White pigs of English company UPB selection is investigated on the basis of data genetic polymorphism of loci microsatellite DNA. It is established, that animals of different lines are characterized genetic variability between groups.
Key words: microsatellite, locus, allele, frequency, heterozygosity
Стаття надшшла до редакцИ 18.02.2008
190
