Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литератры 10
1.1 Одомашнивание овец, как одно из достижений человеческого сообщества 10
1.2 Зоологическая классификация овец 11
1.3 Понятие о породе 15
1.4 Характеристика породы 18
1.5 Микроядерный тест у животных 25
1.6 Использование генетических маркеров в разведении овец
1.6.1 Группы крови у овец 31
1.6.2 Полиморфизм белков крови у овец 33
1.6.3 Гены многоплодия у овец 38
1.7 Заключение по обзору литературы 41
ГЛАВА 2. Материал и методика исследований 43
Глава 3. Результаты собственных исследований 47
3.1 Характеристика овец местной селекции из различных регионов Российской Федерации и Республики Монголия по микроядерному тесту 47
3.2 Исследование различных видов животных по микроядерному тесту 52
3.3 Результаты микроядерного теста у представителей рысистых пород лошадей и их помесей. 56
3.4 Микроядерный тест у овец романовской породы 58
3.5 Характеристика семи систем групп крови у овец романовской породы 64
3.6 Полиморфные локусы белков крови у овец романовской породы 89
3.6.1 Полиморфизм локуса гемоглобина (HB) у овец романовской породы 89
3.6.2 Характеристика локуса трансферрина (TF) у овец романовской породы 91
3.6.3 Особенности локуса альбумина (ALB) у овец романовской породы 94
3.6.4 Характеристика локуса преальбумина (PRE) у овец романовской породы 96
3.7 Уровень наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности, коэффициент эксцесса (D) у овец романовской породы 99
3.8 Характеристика структуры локуса BMP-15, ответственного за многоплодие у овец романовской породы 101
3.9 Обсуждение результатов исследований 107
Заключение 113
Практические предложения 116
Перспективы дальнейшей разработки темы 117
Список использованной литературы 118
- Зоологическая классификация овец
- Гены многоплодия у овец
- Исследование различных видов животных по микроядерному тесту
- Уровень наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности, коэффициент эксцесса (D) у овец романовской породы
Зоологическая классификация овец
Доместикацию, или одомашнивание животных, следует рассматривать как важное достижение человеческой цивилизации, стоящее в одном ряду с изобретением инструментов, освоением огня или развитием речи (Н.С. Марзанов и др., 2012).
Одомашнивание животных древним человеком уникально по многим причинам, поскольку этот процесс требовал сознательного планирования и понимания поведения и репродуктивной биологии других видов (N.S. Мarzanov, 2002; О.В. Трапезов, 2007).
Период, за который произошел переход большей части человечества от охотников-собирателей к сельскохозяйственному стилю жизни, принято называть неолитической революцией. Эти изменения в жизни человечества активизировали последовательность событий, которые в итоге привели к современной технологической цивилизации.
Во многих работах в области археозоологии предлагались различные гипотезы о времени и месте одомашнивания животных. Однако большинство авторов согласны с тем, что первые шаги к одомашниванию были предприняты в области, названной плодородным полумесяцем, которая простирается на юго-западе от Иордана до горной цепи Загрос на юго-востоке Ирана (В.П. Алексеев, 1984; J. Diamond, 2002; M.W. Bruford et al., 2003).
Овцы были одомашнены около 11000 лет назад (M.L. Ryder, 1959; M.L. Ryder, 1983; M.L. Ryder, 1991) и являются одним из первых одомашненных видов наравне с козами.
Дальнейшее распространение овец в Евразии связано с миграцией человека. В Сирии овцы появились около 8000 лет назад и достигли Северной Африки через территорию Египта около 7 тыс. лет назад.
В Афганистане домашние овцы появляются около 9000 лет назад и достигают территории современных Пакистана и Индии около 8500 лет назад. В Китае домашние овцы появляются около 5000 лет назад (M.L. Ryder, 1991).
На основании молекулярных данных установлено, что овцеводство распространилось на Кавказ и в Среднюю Азию около 8000 лет назад или ранее из Передней Азии, и затем через территорию современной России достигло северной Европы (M. Tapio et al., 2006).
Позже распространение овец в центральную Европу происходило по Дунайской низине и на запад по побережью Средиземного моря (M.L. Ryder, 1983).
Домашние овцы появились в Скандинавии, на Британских островах и юго–западе России около 6000 лет назад (M.L. Ryder , 1991). Наконец, около 1000 лет назад домашние овцы появляются в Исландии вместе с викингами, мигрирующими из Норвегии (S. Adalsteinsson, 1981) . На американском континенте не было овец, они появились там вместе с переселенцами.
Весь животный мир на Земле относится к двум надцарствам – прокариот и эукариот. Надцарство прокариот включает два царства – архебактерии и бактерии, а надцарство эукариот – три царства: животные, растения и грибы. Существующие методы систематики основаны на выявлении сходства между организмами, определении гомологичности их признаков и общности происхождения.
Что касается имеющихся классификаций сельскохозяйственных животных, то они искусственны и призваны учитывать в первую очередь запросы практики.
В последние годы в зоологической классификации домашних овец наметилось противопоставление классической таксономии, исторически построенной на сравнительно-морфологических основах, и "генетической", учитывающей результаты генетических и цитогенетических исследований видов. По нашему мнению, лучший вариант, если они будут дополнять друг друга.
По зоологической классификации домашняя овца (Ovis aries L.) как вид относится к царству животных (Animalia), типу хордовых (Chordata), подтипу позвоночных (Vertebrata), классу млекопитающих (Mammalia), подклассу плацентарных (Eutheria or Placentalia), надотряду копытных (Ungulata), отряду парнокопытных (Artiodactyla), подотряду жвачных (Ruminantia), семейству полорогих (Bovidae), подсемейству козоовец (Caprini), роду овец (Ovis), виду овец (Ovis) (таблица 1) (Н.С. Марзанов и др., 2012) .
Гены многоплодия у овец
Поскольку известно, что повышение частоты встречаемости клеток периферической крови с цитогенетическими аномалиями, в т.ч. эритроцитов с микроядрами, тесно связано с уменьшением вероятности репродуктивного успеха, можно ожидать, что суюндукский тип эдильбаевской породы овец подвергался более интенсивному давлению естественного отбора по сравнению с бирликским типом. В пользу этого предположения свидетельствуют также данные о том, что у баранчиков суюндукского внутрипородного типа масса курдюка за период от 4 до 7 мес. увеличивается существенно больше, чем у сверстников бирликского типа. Как известно, курдюк овцы сформировался в результате естественного отбора в условиях круглогодичного пастбищного содержания под воздействием засушливого климата.
Одной из причин такой дифференциации суюндукского и бирликского типов может быть то, что племенные заводы, из которых были взяты два этих типа эдильбаевской породы, отличались по экологической обстановке. Так, племзавод «Бирлик», источник бирликского типа для племзавода «Волгоград – Эдильбай», расположен в Приуралье, в Джангалинском районе Западно– Казахстанской области. А овцы суюндукского типа были приобретены из ПК «Макаш» Курмангазинского района Атыраузской области. Данный племза-вод располагается рядом с широко известным Азгирским ядерным полигоном. Наблюдаемая дифференциация по микроядерному тесту обусловлена тем, что овцы суюндукского типа подвергались более интенсивному постоянному действию факторов экологического стресса в связи с близостью мест их разведения к региону с высоким уровнем радионуклидного загрязнения. Хроническое действие естественного отбора способствует воспроизводству животных с повышенной устойчивостью к факторам экологического стресса. Вероятно, этим объясняется относительно низкая частота встречаемости клеток с цитогенетическими аномалиями у животных суюндукского типа.
Таким образом, полученные нами данные позволяют сделать вывод о том, что, судя по результатам микроядерного теста, суюндукский тип эдиль-баевской овцы обладает более высоким потенциалом адаптации к неблаго-приятным условиям содержания и разведения по сравнению с бирликским типом, что является результатом действия в поколениях естественного отбора с относительно повышенной интенсивностью.
Сравнительный анализ результатов микроядерного теста был выполнен у овец местной селекции, разводимых в различных зонах Российской Федерации и Монголии.
Калмыцкая курдючная овца появилась на территории России в XVII веке из Монголии и Западного Китая при переселении калмыков. Калмыцкая курдючная овца относится к мясо–сальному типу. У этих животных имеется некоторая схожесть с овцами эдильбаевской породы. В целом животные характеризуются крупным ростом, крепким массивным костяком, высоконого-стью, относительно грубой шерстью. Масть калмыцких курдючных овец до 70 % рыжая, до 20 % белая.
У традиционной калмыцкой овцы грубая шерсть, но приблизительно в 70–х годах в Калмыкию были завезены мериносы (Л.Т. Дорджиев, 1993). После скрещивания результат превзошёл все ожидания – не утратив своих вкусовых качеств, калмыцкая овца стала давать ещё и высококачественную, близкую к мериносовой шерсти. Основным методом разведения овец калмыцкой курдючной породы является чистопородное разведение, при котором совершенствование племенных и продуктивных качеств как породы в целом, так и отдельных генетических групп осуществляется методом внутрипород-ной селекции.
Группы овец калмыцкой породы, разводимые в различных зонах рес публики, имеют существенные различия по конституционально продуктивному комплексу. Выбор наиболее эффективного типа овец для оп ределенной зоны разведения может быть осуществлен лишь на основании сравнительной оценки с учетом продуктивных и биологических особенно стей (И.В. Церенов, 2013). Лучшие стада калмыцкой курдючной овцы нахо дятся в Республике Калмыкия, в настоящее время в хозяйствах всех катего рий республики имеются 37,2 тыс. овец, в том числе маток – 24536 голов калмыцкой курдючной породы. Зоной разведения овец, кроме Калмыкии, является юго-восток Ростовской области, северо-восток Ставрополья, Астраханская и Волгоградская области. По данным правительства Республики Калмыкия, численность калмыцких курдючных овец к концу 2015 года составила более 800 тыс. голов (Ю.А. Юлдашбаев, И.В. Церенов, 2013). Получены данные по микроядерному тесту у 27 овец калмыцкой породы (таблица 4). Установлено, что средняя встречаемость эритроцитов с микроядрами составляет 4,3±0,3 на 1000 клеток.
Исследование различных видов животных по микроядерному тесту
Аналогичные показатели по структуре А системы с романовскими овцами имели две породы: тексель и опаринская. Сейчас опаринская порода уже уничтожена, она разводилась в Кировской области, а порода тексель была ранее исследована в Республике Молдова (Н.С. Марзанов, 1994; Н.С. Марзанов и др., 2010).
Анализ С системы групп крови проводили с помощью двух аллоспеци-фических сывороток-реагентов, одна из них была козьей (анти-Са), а другая -овечьей (анти-Сb). В общей сложности в С системе было установлено четыре фенотипических класса в следующей последовательности: Саb (0,8500), Сa (0,1000), Сb (0,0250) и С- (0,0250). Всего в С системе было выявлено шесть генотипов и три аллеля. Из шести генотипов чаще всего выявлялась Сa/b гетерозигота (0,8500). Остальные пять были представлены в следующей последовательности: Са/а (0,0964), C–/– (0,0250), Сb/b (0,0239), Сa/- (0,0036) и Сb/-(0,0011). Что касается аллелей С системы, то они были представлены в следующей последовательности, чаще всего выявлялся Сa (0,5267), а затем Сb (0,4505), С- (0,0228).
В настоящее время у российских и зарубежных пород овец считается наименее изученной М система. Впервые анализ данной М системы проводили с помощью двух овечьих аллоиммунных сывороток-реагентов (анти-Ма и анти-Мb). По данной системе у овец романовской породы получен довольно информативный расклад ввиде четырех фенотипических классов (Маb; Ма; М–; Мb), обусловленных десятью генотипами и четырьмя аллелями. Из десяти генотипов больше всего было гетерозигот, их было выявлено шесть (Ма/-, Мab/-, Мb/-, Мab/a, Маb/b, Мa/b), остальные четыре оказались гомозиготами (М–/–, Ма/а, Мb/b, Маb/аb). При этом четыре генотипа М системы формировались с участием сложного Маb аллеля. Расклад аллелей в М системе групп крови выглядел так, чаще всего выявлялся один (М- - 0,5154), остальные три оказались с низкой частотой встречаемости: Ма (0,2147), Маb (0,2083) и Мb (0,0616). Антигены М системы групп крови являются уникальным образованием, поскольку участвуют в регуляции калиево-натриевого насоса в эритроцитах крови. Это первые полученные данные с развернутой характеристикой аллелофонда М системы, до этого подобные исследования в Российской Федерации не проводились. Работа калиево-натриевого насоса эритроцитов овец может служить моделью для изучения данного явления у человека (E.M. Tucker, 1975).
D система принадлежит к простым локусам групп крови овец. У исследованных овец она была представлена двумя антигенами: Dа и D-. Антиген Dа (0,5250) определяли с помощью анти-Dа агглютинина, D- (0,4750) - по отсутствию реакции. Это единственная система, в которой антиген может вы-являтся, как реакцией агглютинации, так и гемолиза. В результате исследований было выявлено три генотипа (Dа/Dа - 0,5250; D-/D- - 0,3975; Dа/D- -0,0775) и два аллеля (Dа - 0,7246 и D- - 0,2754).
R система, одна из первых, которая была установлена у овец (Н.С. Марзанов, 1991). R система также имеет свои особенности. Она выявляется с помощью естественных антител коз (анти-R, анти-O), овец (анти-R, анти-O), крупного рогатого скота и яка (анти-R). В наших исследованиях использовали неиммунную сыворотку крупного рогатого скота, очищенную от гетерофильных антител. Что касается анти-О, которая использовалась нами для определения О антигена, то она была получена из естественной сыворотки неоднократно козлившихся козоматок. Данная система имеет еще одну специфическую особенность, проявление R антигена обусловлено R аллелем, а О – r аллелем. При этом R является доминантным по отношению к r аллелю. В свою очередь на проявление R и О антигенов оказывает влияние Ii аллель I системы. Он в гомозиготной форме (Ii/i) подавляет проявление R и O антигенов. Учитывая все эти особенности, у овец КХ Абдулатипова С.М. Ярославской области были получены следующие результаты по R системе: данные по двум антигенам: R-0,9000; O-0,1000; трем генотипам (RR/R - 0,4650; RR/r - 0,4325; Rr/r - 0,1025) и двум аллелям (RR - 0,6837; Rr - 0,3163). I система у овец, имеет также свои иммунологические и генетические особенности. До сих пор против двух антигенов I и i не получены соответствующие сыворотки-реагенты. Определение I и i антигенов производится через Ii/i генотип. Дело в том, что в результате формирования Ii/i генотипа, происходит выключение синтеза R и О антигенов групп крови. Получается II/I и II/i , гомо- и гетерозигота, рассчитываются исходя из наличия Ii/i генотипа. Таким образом, получается, в наших исследованиях I система представлена ввиде двух антигенов (I - 0,9500; i - 0,0500); трех генотипов (II/I -0,6025; II/i - 0,5000; Ii/i - 0,0525) и двух аллелей (II - 0,7763; Ii - 0,2237).
Что касается B системы, то полученные по ней данные представлены в таблице 9. Как видно из материалов таблицы 9, аналогично В системе крупного рогатого скота, данный локус у овец так же полиаллелен и обладает максимальным числом генотипов (n=57) и аллелей (n=13) по сравнению с другими 6 системами групп крови. Подобная генетическая характеристика В системы ранее не была проведена и эти данные являются новым материалом. За исключением польских ученых из Института Зоотехники (Краков/Балице) глубоких исследований по изучению В системы овец не было (A. Janik et al., 1994, 1996).
Проведенный анализ по уровню гомозиготности показал, что наиболее высоким он оказался в диаллельных локусах. Так, в D системе данный показатель имел максимальное значение – 0,92, затем I системе – 0,66 и меньше всего оказалось значение по R системе – 0,57. В этих трех системах частота встречаемости обоих или одного из антигенов была высокой. Высокой частотой встречаемостью обладали два или один генотип. Аналогичная картина выявлялась и по частоте встречаемости аллелей.
Из сложных локусов уровень гомозиготности в A системе составил 0,67. В C системе данный показатель составил 0,15. Что касается относительно показателя M системы, то ее значение по уровню гомозиготности оказалось равным 0,20. Наименьший показатель по уровню гомозиготности, в наших исследованиях был отмечен по B локусу групп крови овец – 0,04.
Уровень наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности, коэффициент эксцесса (D) у овец романовской породы
Здесь же следует отметить, у некоторых индивидуумов отсутствовали и генотипы, состоявшие из часто встречающихся аллелей. У других, прежде изученных тонкорунных, полутонкорунных и грубошерстных пород овец, такого расклада генотипов не наблюдалось (С.Н. Петров, 2008; Н.С. Марзанов и др., 2013). У овец из двух хозяйств (КФХ «З.Г. Алтынбаева», ООО "ПХ Пионер") было выявлено только 4 аллеля (TFA, TFB, TFD, TFC), тогда как у двух других (КХ Абдулатипов С.М., ООО "Конезавод Воронцовский") еще меньше, - три (TFB, TFD, TFC). У овец из этих хозяйств отсутствовал TFA аллель, ответственный за самый быстрый вариант белка трансферрина.
Расклад аллелей в локусе трансферрина у представителей романовской породы был аналогичен тому, что отмечали ранее у грубошерстных овец. У овец романовской породы наиболее часто встречаемыми были особи с TFB, TFC и TFD аллелями. Нарушение генетического равновесия отмечали во всех исследованных популяциях овец. По нашему мнению, нарушения генетического равновесия связаны как с дефицитом редких, так и часто встречаемых генотипов (таблица 19). нарушено генетическое равновесие Причина такого состояния в локусе трансферрина обусловлена стихийным инбридингом, который имеется практически во всех хозяйствах в силу закрытости романовской породы. К сожалению, близкородственное разведение овец продолжается и в недавно сформированных популяциях КФХ З.Г. Алтынбаева и ООО "Конезавод Воронцовский". Во всех хозяйствах, где разводятся овцы романовской породы, отсутствует контроль инбридинга, что очень нежелательно в силу биологических особенностей, а также жестких требований при бонитировке животных. Судя по данным локуса трансфер-рина, в нем больше всего встречаются гетерозиготные генотипы, представленные вариантами белков со средней и медленной активностью. Встречаемость генотипов с участием TFA аллеля была минимальной в исследованных популяциях овец романовской породы.
Альбумин в сыворотке является одним из основных компонентов и составляет до 60% от общего количества белков в плазме крови, синтезируется в печени. Его функции сводятся к поддержанию онкотического давления в сыворотке крови, транспорте различных активных веществ – гормонов, витаминов.
В 4–х популяциях овец проведена аттестация пород по локусу альбумина. У овец романовской породы из Ярославской области популяции были представлены генотипами, ответственными за синтез в основном средних и медленных фракций данного белка: ALBBC; ALBBD; ALBCD. Всего в обоих хозяйствах (КХ Абдулатипов С.М. и ООО "Конезавод Воронцовский") было выявлено по 5 генотипов (таблица 20). Что касается двух других хозяйств, то генетическая структура по данному белку была совершенно другой. Таблица 20 - Характеристика локуса альбумина у овец романовской породы (n=166)
Так, у овец КФХ З.Г. Алтынбаева всего было выявлено 3 гетерозиготных генотипа (ALBAС, ALBВС, ALBBD), тогда как в ООО «ПХ Пионер» три ге-терозиготы (ALBВС, ALBBD, ALBCD) и два гомозиготных генотипа (ALBBB, ALBCC). Они были обусловлены генотипами, формирующие быстрые, средней и медленной активности на фореграмме варианты белков сыворотки крови. Особенно выделялись овцы из ООО «"ПХ Пионер"» Республики Татарстан. Среди них чаще всего встречались особи, как с гомозиготными, так и гетерозиготными генотипами, ответственными за белки средней и медленной фракций: ALBCD; ALBCC; ALBBD; ALBBС ALBBB.
Сравнительный анализ по встречаемости числа генотипов и аллелей, проведенный ранее, показал, что у 3-х тонкорунных (кавказская, волгоградская, азербайджанский горный меринос) пород средняя встречаемость генотипов и аллелей по локусу альбумина составила 4,7 и 3,3 соответственно. Что касается полутонкорунных овец (куйбышевская, северокавказская мясошер-стная, цигайская), то у них он равнялся 5,3 и 3,3; у грубошерстных (каракульская, карабах и бозах) – 6,3 и 3,7 против 4,5 и 3,5 - у романовских овец. Проведенный анализ показал, что у исследованных овец романовской породы отмечается невысокий уровень среднего числа генотипов и высокое содержание аллелей. У всех популяций овец была низкая концентрация генотипов с участием ALBA аллеля у одних (КХ Абдулатипов С.М. и КФХ З.Г. Алтынбаева) или полное их отсутствие у других (ООО "Конезавод Ворон-цовский" и ООО «"ПХ Пионер"»). Нарушение генетического равновесия отмечали у всех изученных овец. Считаем, оно было связано с высоким уровнем встречаемости гетерозиготных генотипов. Такое состояние локуса альбумина говорит о высокой востребованности гетерозигот для овец романовской породы.