Характеристика генофонда мясных пород свиней украинского происхождения по локусам микросателлитов ДНК

С.И. Луговой

В статье приведены результаты генетического анализа популяций свиней украинской мясной и красной белопоясой пород, а также внутрипородного типа свиней породы дюрок украинской селекции «Степной». Анализ выполнен на основании данных полиморфизма 12 локусов микросателлитов ДНК. Установлено, что украинские породы свиней мясного направления продуктивности являются генетически своеобразными и дифференцированными между собой.

Введение. Современный генофонд свиней в Украине включает в себя 12 отечественных и зарубежных пород. По данным Н.Д. Березовского [1], соотношение этих пород приблизительно следующее: крупная белая - 67,0%, ландрас - 19,9%, украинская мясная - 3,9%, полтавская мясная - 2,7%, красная белопоясая - 1,8%, украинская степная белая 1,5%, миргородская - 1,2%, крупная черная 0,7%, дюрок - 0,7%, уэльс - 0,3%, пьетрен - 0,2% и украинская степная рябая - 0,1%.

Неотъемлемой составной частью разведения животных являются методы молекулярногенетического маркирования. В свою очередь, одним из важнейших первоначальных этапов применения молекулярно-генетических маркеров для сохранения и рационального использования генофондов является инвентаризация последних с учетом породной и хозяйственной дифференциации, изучение динамики изменений параметров генетической структуры популяций в пространстве и во времени [2].

В связи с вышеизложенным, целью наших исследований было проведение генетического анализа свиней двух пород мясного направления продуктивности украинского происхождения - украинской мясной и красной белопоя- сой, а также внутрипородного типа свиней породы дюрок украинской селекции «Степной».

Условия, материалы и методы исследований. В качестве материала для исследований использовали образцы ткани (ушной вы- щип) свиней пород красная белопоясая (КЫШ), украинская мясная (УМ) и внутрипородного типа свиней породы дюрок украинской селекции «Степной» (ДУСС). Исследуемые животные принадлежали племенным заводам ООО «Таврийские свиньи» (УМ; n = 75) и ГП ОХ «Аскания-Нова» (УМ; n = 53) Херсонской области, ПАО «Племзавод «Степной» Запорожской области (ДУСС; n = 72) и СХ ЧП «Техмет-Юг» Николаевской области (ДУСС; n = 18; КБПП; n = 46).

Лабораторные исследования проводили в условиях лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики животных Центра биотехнологии и молекулярной диагностики Всероссийского научно-исследовательского института животноводства Россельхозакадемии.

Выделение ДНК проводили с помощью колонок фирмы Nexttec и с использованием набора реагентов DIAtomTM DNA Prep100.

Анализ ДНК и постановку ПЦР осуществляли согласно методик ВИЖ [3]. Мультиплексный анализ 12 локусов (SW24, S0155, SW72, SW951,S0386,S0355,SW240,SW857, SW0101, SW936, SW911 и S0228) микросателлитов ДНК (МС-ДНК) проводили на генетическом анализаторе АВ1 Prism 3130x1. Обработку данных капиллярного электрофореза осуществляли путем перевода длин фрагментов в числовое выражение на основании сравнения их подвижности со стандартом ДНК.

Весь статистический анализ был проведен по общепринятым методикам [4]

Особенности внутри- и межпопуляционной генетической изменчивости исследованных популяций свиней на основе микросателлитов ДНК были проанализированы с использованием трех различных способов. Вначале были рассчитаны индексы Фишера (Fis, Fit и Fst) для различных используемых локусов микросателлитов ДНК.

Кроме того, был использован Assignment- тест, который рассматривал генетическое разнообразие каждой особи и популяции, из которой она происходила, и оценивал вероятность отнесения данной особи или к своей собственной популяции, или к иной [5].

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета MS Excel 2007 с плагином GenAIEx v. 6.5 [6].

Анализ и обсуждение результатов. В результате анализа частот генотипов животных по всем исследованным локусам микросателлитов ДНК, нами установлено, что для изученных популяций характерна общая особенность - дефицит гетерозигот (табл. 1).

Однако, его степень в популяциях различный - от 0,066 для свиней украинской мясной и красной белопоясой пород до 0,109 - в популяции свиней внутрипородного типа свиней породы дюрок «Степной». Кроме того, эффективное число аллелей у животных данного типа также было минимальным среди изученных пород - 3,067. Эти особенности, очевидно, являются следствием продолжительного разведения «в себе» данной популяций животных в процессе создания нового селекционного достижения.

Максимальное количество аллелей, а также эффективное число аллелей было отмечено в популяции свиней украинской мясной породы - 8,417 и 3,830 соответственно.

Таблица 1 - Генетическое разнообразие пород свиней по локусам МС-ДНК (в целом по всем 12 локусам)

На наш взгляд, столь обогащенный аллело- фонд свиней украинской мясной породы может быть обусловлен спецификой породообразовательного процесса при ее создании. В частности, тем, что в структуру породы вошли три внутрипородных типа, которые создавались в результате сложного воспроизводительного скрещивания с участием семи пород.

Одной из характеристик аллелофонда популяций всех трех пород является наличие «приватных» аллелей, т.е. аллелей, специфичных для каждой из исследуемых групп свиней.

Как и следовало ожидать, наибольшее их количество было идентифицировано среди животных украинской мясной породы - 25. Причем,максимальное количество «приватных» аллелей было выявлено в локу- сах SW24, SW936 и SW911 - 6 и по 4 соответственно.

В популяциях животных красной белопоя- сой породы и внутрипородного типа свиней породы дюрок «Степной» количество «приватных» аллелей составляло 5 и 11 соответственно. Однако, следует отметить, что большинство из этих аллелей встречались с очень низкой частотою (менее 5%).

Таблица 2 - Результаты теста на соответствие генетическому равновесию Харди-Вайнберга

В частности, в популяции свиней украинской мясной породы «приватные» аллели, превышающие данный порог, были выявлены лишь в локусах SW936 и S0101 (аллель SW936117 (с частотой 0,096) и аллель S0101195 (с частотой 0,056)).

В то же время, в популяции свиней красной белопоясой породы частота трех из пяти выявленных «приватных» аллелей (S0386182, S0228282 и SW857143) была достаточной высокой и составляла 0,443, 0,152 и 0,056 соответственно. Это дает основание рассматривать эти аллели в качестве маркерных для данной породы свиней.

В популяции свиней внутрипородного типа свиней породы дюрок украинской селекции «Степной» «приватные» аллели, встречающиеся с частотой более 5%, выявлены не были.

В результате проверки соотношения частот генотипов генетическому равновесию Харди- Вайнберга установлено, что в популяции свиней внутрипородного типа свиней породы дюрок украинской селекции «Степной» от равновесного состояния отклоняется наибольшее число локусов - 10 из 12 исследованных (табл. 2).

Примечания: ns - не достоверно; * - p < 0,05; ** - p < 0,01; *** - p < 0,001.

В то же время, у свиней красной белопоя- сой породы только по трем локусам отмечалось отклонение от состояния генетического равновесия.

Таблица 3 - Оценки F-статистик, рассчитанные по МС-ДНК

Рис. 1. Результаты Assignment-теста исследуемых пород свиней

Совпадение двух локусов МС-ДНК (S0386 и S0355), по которым отмечается высоко достоверное отклонение (p < 0,001) от состояния генетического равновесия во всех исследованных популяциях, может быть обусловлено их ассоциированностью с каким-либо признаком, находящимся под действием искусственного отбора.

В результате оценки F-статистик, в целом, отмечено, что Fis и Fit имеют положительные значения, что указывает на снижение гетеро- зиготности индивидуумов в каждой из пород вследствие неслучайного спаривания (табл. 3).

Значение показателя Fst показывает, что различия в соотношении частот локусов МС- ДНК между исследованными породами на 8,3% обусловлены породными особенностями.

Результаты проведенного Assignment-теста (рис. 1) убедительно иллюстрируют, что все изучаемые украинские породы свиней мясного направления продуктивности являются генетически высокодифференцированными между собой.

В целом, по всем исследованным животным, точность отнесения к «своей» популяции превышает 90%. Причем, для животных украинской мясной и красной белопоясой пород этот показатель составил 96,9%, и 91,3% соответственно, а внутрипородного типа породы дюрок украинской селекции «Степной» - 97,8%. Самый низкий показатель точности отнесения к «своей» популяции свиней красной белопоясой породы, очевидно, обусловлен тем, что данная порода утверждена только в 2007 году и процесс консолидации ее генофонда все еще продолжается.

Выводы. Генофонд свиней мясного направления продуктивности украинского происхождения - украинская мясная и красная белопоясая породы, а также внутрипородный тип свиней породы дюрок «Степной» является генетически своеобразным и консолидированным.

Список литературы

Березовский Н. Д. Проблемные вопросы в работе с породами свиней Украины / Н. Д. Березовский // Тавршський науковий вюник : зб. наук. праць Херсонського ДАУ. - Херсон : Гршь Д. С., 2011. - Вип. 76. - Ч. 2. С. 7-9.

Иовенко В. Н. Генофонд овец и свиней юга Украины по иммуногенетическим маркерам /

В.Н. Иовенко, В. В. Герасименко, А. Г. Плахотников. - Новая Каховка : Пиел, 2007. - 140 с.

Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве / [Н. А. Зиновьева, А. Н. Попов, Л. К. Эрнст и др.]. - Дубровицы: ВИЖ, 1998, — 47 с.

Li C. C. Population Genetics / C. C. Li. — Chicago : University of Chicago Press, 1955.