ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КИРИЧЕНКО ВІКТОР АНАТОЛІЙОВИЧ

ДК 636.32/38.082.12

ОСОБЛИВОСТІ ПОЛІМОРФІЗМУ БІЛКІВ І ФАКТОРІВ ГРУП КРОВІ ТА ЙОГО ВИКОРИСТАННЯ В СЕЛЕКЦІЇ ОВЕЦЬ

АСКАНІЙСЬКОГО ТИПУ БАГАТОПЛІДНОГО КАРАКУЛЮ

06.02.01 – розведення та селекція тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата

сільськогосподарських наук

Херсон – 2006

исертацією є рукопис.

обота виконана в Інституті тваринництва степових районів ім. М.Ф. Іванова “Асканія-Нова” Української академії аграрних наук

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук

Іовенко Василь Миколайович,

Інститут тваринництва степових районів ім. М.Ф. Іванова “Асканія-Нова”, заст. директора з наукової роботи, завідувач відділом генетики тварин

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Вовченко Борис Омелянович

Херсонський державний аграрний університет,

завідувач кафедри технології виробництва продукції дрібного тваринництва

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

Помітун Іван Андрійович

Інститут тваринництва УААН, заст. директора з наукової роботи, завідувач лабораторії вівчарства

Провідна установа – Дніпропетровський державний аграрний університет, кафедра технології виробництва продукції тваринництва.

Захист відбудеться “ ” 2006 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 67.830.02 в Херсонському державному аграрному університеті за адресою: 73006, м. Херсон – 6, вул. Р. Люксембург, 23, головний навчальний корпус.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Херсонського державного аграрного університету за адресою: 73006, м. Херсон – 6, вул. Р. Люксембург, 23.

Автореферат розісланий “ ” 2006 р.

Вчений секретар

пеціалізованої вченої ради Карапуз В.Д.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема збереження, розвитку та раціонального використання генофонду вітчизняних порід овець є актуальною і потребує вирішення багатьох завдань. Одним з них є розробка методів та прийомів більш повної реалізації генетичного потенціалу продуктивності, племінної цінності овець з використанням методів біохімічного та імуногенетичного аналізу в селекційно-племінній роботі.

постереження за змінами генетичних структур популяцій в процесі схрещування та чистопородного розведення дозволяє оцінити алельний стан генів, що кодують синтез білків, виявити генетичні маркери високої продуктивності, резистентності, оптимального сполучення батьківських пар, а також встановити роль кожної з вихідних порід у формуванні генетичної структури на різних етапах породотворення.

Оскільки при створенні фенотипу в процесі селекції беруть участь всі фізіологічні, біохімічні та генетичні системи, в тому числі і ті, що контролюють метаболізм організму, використання даних імунобіохімічного аналізу в селекційній роботі може значно прискорити селекційний процес та підвищити ефективність племінної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася в рамках науково-дослідних програм та тем лабораторії імуногенетики Інституту тваринництва степових районів ім. М.Ф. Іванова “Асканія-Нова”, зокрема: “Удосконалити на основі генетико-молекулярних маркерів існуючі та розробити нові біотехнологічні методи підвищення продуктивності овець” 1996-2000 рр. (№ держреєстрації 0197U013649); “Розробити технологію селекції та методи збереження генофонду сільськогосподарських тварин на основі застосування молекулярно-генетичних маркерів” 2001-2005 рр. (№ держреєстрації 0101V007395).

Мета і завдання досліджень. Головною метою досліджень була оцінка генофонду та генетичної структури асканійського типу багатоплідного каракулю з комплексним використанням поліморфізму факторів груп крові, білків та ізоферментів крові і на цій основі пошук шляхів використання імуногенетичних та генетико-біохімічних маркерів для інтенсифікації селекційного процесу.

осягнення поставленої мети здійснювалося через вирішення наступних завдань:–

визначити рівень поліморфізму систем груп крові, білків та ферментів крові овець асканійського типу багатоплідного каракулю;–

провести аналіз генетичної мінливості даного типу овець та його складових елементів;–

здійснити комплексну оцінку генетичної структури популяції овець багатоплідного каракулю у зв’язку з її часовою диференціацією;–

провести пошук взаємозв’язків окремих та комплексних генотипів з продуктивними та відтворювальними ознаками овець;–

визначити роль молекулярно-генетичних маркерів у селекційному процесі і на цій основі вдосконалити існуючі та розробити нові методичні прийоми інтенсифікації селекційно-племінної роботи.

Об’єкт дослідження – селекційно-генетичні процеси в популяції овець асканійського типу багатоплідного каракулю.

Предмет дослідження – поліморфізм груп крові, білків та ферментів крові, генетична структура стада, асоціації “генетичний маркер – селекційна ознака”.

Методи досліджень. У роботі використано загальноприйняті методи досліджень: зоотехнічні – визначення показників продуктивності; імуногенетичні та генетико-біохімічні – визначення типів поліморфних білків та систем груп крові; генетико-статистичні – біометричної обробки отриманих даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Дістало подальший розвиток дослідження параметрів генофонду та генетичної структури асканійського типу багатоплідного каракулю та його складових одиниць з використанням молекулярно-генетичних маркерів (еритроцитарні антигени систем груп крові, типи поліморфних білків та ферментів крові).

Встановлено наявність збалансованого поліморфізму білкових локусів крові та особливості часової диференціації генетичної структури дослідженої популяції овець.

Вперше виявлено генотипи, які впливають на зміни генетичної рівноваги популяції овець та через показники адаптивної норми встановлено фактори, що обумовлюють частоту рідкісних генотипів і стійкість генного балансу.

изначено міжлінійну диференціацію генеалогічних та заводських ліній овець багатоплідного каракулю з урахуванням продуктивних та імуногенетичних параметрів за єдиною математичною моделлю.

Вперше на вівцях асканійського багатоплідного каракулю досліджено асоціації “генетичний маркер – продуктивна ознака” та визначено окремі і комплексні генотипи, які пов’язані з параметрами мінливості основних селекційних ознак.

Практичне значення одержаних результатів. Результати імуногенетичного та генетико-біохімічного моніторингу популяцій овець розширюють розуміння еволюційних механізмів формування продуктивних ознак тварин та поглиблюють теоретичні основи використання генетичних параметрів у селекційно-племінній роботі.

икористання системи імунобіохімічних методів для встановлення достовірності походження племінних тварин, контролю селекційного процесу в племінних стадах овець, прогнозування рівня розвитку продуктивних та відтворювальних ознак за генетичними маркерами сприяє підвищенню ефективності селекції та продуктивності стад на 10-12%.

Особистий внесок здобувача. При виконанні дисертаційної роботи автором особисто атестовані за групами крові та поліморфними білками і ферментами крові вівці асканійського типу багатоплідного каракулю різних статево-вікових груп, а також відібрано дані зоотехнічного та племінного обліку тварин. Самостійно проведено біометрично-статистичний аналіз отриманих результатів, проаналізовано і описано одержані дані, узагальнено їх, сформульовано висновки.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень доповідалися і одержали позитивну оцінку на: засіданнях Вченої ради Інституту тваринництва степових районів імені М.Ф. Іванова “Асканія-Нова” (Асканія-Нова, 1999-2003 рр.); координаційній нараді в Інституті тваринництва степових районів ім. М.Ф. Іванова “Асканія-Нова” (Асканія-Нова, 2002 р.); Міжнародній конференції з проблем вівчарства (Асканія-Нова, 2001 р.); науково-виробничій конференції “Нове в селекції, генетиці та біотехнології тварин” (Київ, 2002 р.); конференції молодих вчених “Молоді вчені у вирішенні сучасних проблем сільськогосподарської науки” (Асканія-Нова, 2004 р.); Міжнародній науково-практичній конференції “Вівчарство: стан, проблеми, перспективи” (Кам’янець-Подільський, 2004 р.); Міжнародній науковій конференції “Сучасний стан і перспективи розвитку генетики сільськогосподарських тварин” (Київ, 2004).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць, у яких викладено основний зміст результатів наукових досліджень, з них 7 – у фахових виданнях, що входять до переліку, затвердженого ВАК України, 5 – без співавторів.

Об’єм і структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, огляду літератури, матеріалів та методик досліджень, результатів власних досліджень, економічної оцінки, аналізу та узагальнення результатів досліджень, висновків, списку використаних джерел літератури і додатків. Загальний обсяг дисертації складає 152 сторінки, основна частина викладена на 119 сторінках комп’ютерної верстки, ілюстрована 34 таблицями та 4 схемами. Список літератури включає 298 джерел, у тому числі 105 – на іноземних мовах.

МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проведені в племзаводі “Маркеєво” Чаплинського району Херсонської області в 1999-2004 роках на вівцях асканійського типу багатоплідного каракулю за представленою схемою (рис. 1).

Типування тварин за антигенними факторами груп крові здійснювали за загально прийнятою методикою [Казановський та ін., 1984, 1994] із використанням моноспецифічних сироваток-реагентів, виготовлених в лабораторії імуногенетики ІТСР “Асканія-Нова”.

естування овець за білковими системами Hb, Tf, AEs, Ap, Alb, Cp, Am-1 проведено методом горизонтального електрофорезу на крохмальному гелі, а дані поліморфізму Ptf, X-Protein, LDR, ME, LAP, DP, NP, KA, p.D отримані у відділі молекулярно-генетичних досліджень Інституту агроекології та біотехнології УААН та люб’язно надані д.с.-г. наук С.І. Тарасюком.

Для порівняння зміни генетичної структури стада під впливом селекції та пошуку зв’язку молекулярних маркерів з господарсько-корисними ознаками використані деякі матеріали досліджень лабораторії імуногенетики Інституту “Асканія-Нова” з атестації тварин стада за попередні роки.

Оцінку генетичної ситуації в популяції овець проводили на основі визначення генетичних параметрів за алгоритмами, що викладені у працях Л.А. Животовського (1991), Г.Є. Марінчука (1978), Е.К. Меркур'євої (1977), А. Робертсона (1956).

Для визначення рівня генетичної схожості або диференціації різних груп овець застосовували методи розрахунку індексів схожості та генетичних дистанцій за відповідними алгоритмами (Нагакі, 1972; Животовський, 1991; Рожков, Проняєв, 1992).

Життєздатність тварин з окремими генотипами та їх відносну пристосованість визначали за формулами, запропонованими Ф. Айала (1988).

Біометричну обробку і аналіз матеріалів досліджень здійснювали загальноприйнятими методами (Животовський, 1991; Меркур'єва, 1977; Плохінський, 1970) з використанням комп’ютерних програм.

РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Поліморфізм груп крові овець асканійського типу багатоплідного каракулю. На підставі типування 826 овець різних статево-вікових груп досліджено генетичну структуру даного типу овець за концентрацією фенотипів та частотою еритроцитарних антигенів, алелів і генотипів 5 систем груп крові. Встановлено, що всі досліджені генетичні системи є поліморфними і мають між собою ряд суттєвих відмінностей. Так, А та С-системи представлені чотирма феногрупами, D та R – двома. У найбільш складній В-системі виявлено 15 феноваріантів.

На основі сімейно-генетичного аналізу визначено також генотиповий та алельний склад систем груп крові (табл. 1). При цьому в А-системі виявлено 7 гомо- та гетеросполучень, які знаходяться під контролем чотирьох алельних варіантів. Поміж гомозиготних генотипів за частотою зустрінності переважає Аа/а (0,436), а поміж гетерозиготних – Аа/- (0,123). Частота окремих алеломорфів теж різноманітна – від 0,020 (Aab) до 0,522 (Аа).

С-система складається із 8 генотипів та чотирьох алелів. В середовищі генотипів суттєву перевагу має гомозигота Сb/b (0,667). Концентрація інших гомо- та гетеросполучень значно нижча і коливається від 0,010 (Са/а) до 0,137 (Сb/-). Звідси і досить низька частота алеломорфів Са (0,029), Сab (0,083) та висока Cb (0,748).

Таблиця 1. Частота зустрінності різних генотипів та алелів 5 систем груп крові овець асканійського типу багатоплідного каракулю (n = 204)

Система | Генотип | Алель | истема | Генотип | Алель

A | a/a = 0,436 | Aa = 0,522 |

B | b/c = 0,034 | Bbe = 0,206

a/b = 0,049 | Ab = 0,037 | b/- = 0,020 | Bbc = 0,015

a/- = 0,123 | Aab = 0,020 | b/be = 0,098 | Bbg = 0,071

ab/- = 0,039 | A- = 0,421 | b/bc = 0,010 | Bbcg = 0,017

b/b = 0,010 | b/bg = 0,034 | Bbeg = 0,071

b/- = 0,005 | b/bcg = 0,015 | B - = 0,052

-/- = 0,338 | b/beg = 0,049 | Bc = 0,017

С | a/a = 0,010 | Ca = 0,029 | b/ce = 0,015 | Bbce = 0,010

a/b = 0,024 | Cb = 0,748 | b/eg = 0,059 | Bce = 0,007

a/- = 0,015 | Cab = 0,083 | be/e = 0,083 | Beg = 0,029

ab/ab = 0,034 | C - = 0,140 | be/be = 0,064

ab/- = 0,098 | be/g = 0,039

b/b = 0,667 | be/bce = 0,020

b/- = 0,137 | be/beg = 0,020

-/- = 0,015 | bc/bc = 0,010

D | a/a = 0,309 | Da = 0,404 | bg/bg = 0,024

a/- = 0,191 | D - = 0,596 | bg/beg = 0,034

-/- = 0,500 | bg/e = 0,024

R | R/R = 0 ,451 | RR = 0,556 | bcg/bcg = 0,010

R/- = 0,211 | R - = 0,444 | beg/beg = 0,020

-/- = 0,338 | be/- = 0,024

B | b/b = 0,083 | Bb = 0,336 | e/- = 0,020

b/e = 0,122 | Be = 0,125 | -/- = 0,020

b/g = 0,049 | Bg = 0,044

За простими D та R-системами виявлено по два алеля та по три, детерміновані ними генотипи. За D-системою переважає так званий “німий” алель D- (0,596) та відповідний генотип D-/- (0,500). За R-системою більша частка тварин має гомозиготний генотип RR/R (0,451) та алель RR (0,556).

У В-системі ідентифіковано 13 алелів, які утворюють 26 генотипів, серед котрих частка найбільш розповсюдженого Bb/e складає 0,122. Дуже низьку зустрінність (0,010) мають тварини з генотипами Bb/bc, Bbc/bc, Вbcg/ bcg. Частота алелів варіює від 0,007 до 0,336. При цьому на долю двох основних (Bb, Bbe) приходиться 54,2%.

Найбільшу частку у рівні середньої гетерозиготності (0,550) асканійського типу багатоплідних каракульських овець має В-система, за якою показник Н дорівнює 0,813. Внесок інших систем такий: A – 0,549; C – 0,413; D – 0,482; R – 0,494.

Кількість ефективних алелів на локус (Na) варіює у межах 1,70 (С-система) – 5,35 (В-система). Середнє значення цього показника у дослідженому типі овець знаходиться на рівні 2,64.

Поліморфізм білків та ізоферментів крові. еред 16 вивчених білкових систем 13 виявилися поліморфними, а три – церулоплазміну, амілази-1 та альбуміну – мономорфними. Встановлено, що досліджена популяція овець за більшістю локусів мала недостатню кількість гетерозиготних генотипів (табл. 2). Надлишок гетерозигот відмічено лише за локусами Ка (тест гетерозиготності – Т.Г. = +83%), Ар та DP (Т.Г. = +31%). Загальний коефіцієнт гомозиготності за всіма дослідженими білковими локусами знаходиться на рівні 0,552.

Таблиця 2. Параметри генетичної структури популяції овець асканійського типу багатоплідного каракулю за білковими локусами крові

Локуси | Алелі, n | Генотипи, n | Популяційно-генетичні параметри

Т.Г. |

Са |

V |

Na |

ч2

Hb | 2 | 3 | -4 | 0,74 | 25,9 | 1,35 | 4,73

Tf | 5 | 14 | -71 | 0,25 | 75,1 | 4,00 | 30,91

AEs | 2 | 3 | -9 | 0,71 | 28,8 | 1,40 | 16,36

Ap | 2 | 3 | +31 | 0,50 | 50,1 | 2,00 | 9,62

p.D | 2 | 3 | -5 | 0,60 | 41,0 | 1,68 | 0,07

Ptf | 2 | 3 | -24 | 0,55 | 45,4 | 1,81 | 2,11

ME | 2 | 3 | 0 | 0,61 | 40,5 | 1,64 | 0,01

DP | 2 | 3 | +31 | 0,50 | 51,6 | 2,00 | 0,54

LDR | 2 | 3 | -12 | 0,51 | 50,8 | 1,96 | 0,09

Ka | 2 | 2 | +83 | 0,58 | 44,2 | 1,72 | 3,67

LAP | 2 | 3 | -52 | 0,52 | 49,7 | 1,92 | 5,92

Найбільшу кількість гетерозиготних форм виявлено за локусом трансферину, про що свідчить коефіцієнт гомозиготності (Са = 0,25). Також ця система характеризується великою кількістю діючих алелів (Na = 4,0) та високим показником реалізації максимально можливої мінливості (V = 75,1).

Виявлено зменшення генетичної мінливості за системами гемоглобіну (V = 25,9), арілестерази (V = 28,8), малік-ензиму (V = 40,5) та pD-локусу (V = 41,0).

Встановлено, що максимальну теоретично можливу кількість діючих алелів серед двохалельних локусів мають системи лужної фосфатази та діафорази (Na = 2,00), близькі до цього значення ізоферментні локуси: LDR (Na = 1,96), LAP (Na = 1,92), Ptf (Na = 1,81), Ka (Na = 1,72).

При порівнянні фактичного розподілу генотипів з теоретично очікуваним у відповідності з законом Харді-Вайнберга відмічено достовірні відхилення частот прояву різних фенотипів за локусами гемоглобіну (ч2 = 4,73), трансферину (ч2 = 30,91), арілестерази (ч2 = 16,36), лужної фосфатази (ч2 = 9,62), Х-протеіну (ч2 = 9,25) та лейцинамінопептидази (ч2 = 5,92). Тобто, за даними системами має місце порушення генетичної рівноваги дослідженої популяції овець.

Аналіз динаміки генетичної структури асканійського типу багатоплідних каракульських овець у широкому інтервалі часу. На підставі проведеного ретроспективного аналізу популяції за розподілом молекулярно-генетичних маркерів на протязі останніх 35 років встановлено, що це селекційне утворення характеризується високим рівнем генетичної консолідації. За цей відрізок часу в даному стаді, не дивлячись на тиск як штучного так і природного відборів, не відбулося суттєвих змін у концентраціях алельних варіантів білкових систем. Підтвердженням цьому є розраховані індекси схожості (табл. 3), величина яких варіює в інтервалі 0,989-0,998, що близько до одиниці. Тобто, мікроеволюційні процеси, які відбуваються в стаді на молекулярному рівні, не вплинули на рівень генетичної мінливості локусів, що є певним доказом нейтральності білкового поліморфізму у популяціях свійських овець.

Таблиця 3. Індекси генетичної схожості між поколіннями багатоплідних каракульських овець

Роки | 1966-1977 | 1978-1980 | 1981-1983 | 1985-1988

Hb | Tf | ? | Hb | Tf | ? | Hb | Tf | ? | Hb | Tf | ?

1978

- 80 |

0,998 |

0,997 |

0,997

1981

- 83 |

0,996 |

0,998 |

0,997 |

0,999 |

0,993 |

0,997

1985

- 88 |

0,997 |

0,999 |

0,998 |

0,995 |

0,996 |

0,995 |

0,993 |

0,996 |

0,994

1999

- 01 |

0,998 |

0,993 |

0,995 |

0,994 |

0,991 |

0,993 |

0,992 |

0,987 |

0,989 |

0,999 |

0,996 |

0,998

Характеристика ліній овець асканійського типу багатоплідного каракулю за розподілом генетико-молекулярних маркерів. стаді племзаводу вивчена генетична структура заводських ліній овець дослідженого типу. Встановлено достовірні генетичні відмінності за розподілом окремих феногруп та еритроцитарних антигенів груп крові, а також генотипів та алелів білкових локусів.

Проведено генетичний аналіз диференціації заводських ліній, котрий показав, що міжлінійні відмінності не дуже контрастні. Індекси міжлінійної генетичної відстані (табл. 4) знаходяться в межах від 0,060 до 0,114.

Таблиця 4. Індекси генетичної відстані між лініями багатоплідних

каракульських овець

інія | 123 | 144 | 434 | 1185 | 1542 | n

123 | _0,067*_

0,161** | _0,105_

0,092_0,085_

0,246 | _0,061_

0,145 | _220_

165

144 | 0,067*_

0,168** | _0,101_

0,164 | _0,089_

0,216 | _0,060_

0,235 | __51_

42

434 | _0,105_

0,386 | _0,101_

0,245 | _0,114_

0,245 | _0,100_

0,221 | __38_

29

1185 | _0,085_

0,209 | _0,089_

0,079 | _0,114_

0,242 | _0,068_

0,286__44_

37

1542 | _0,061_

0,158 | _0,060_

0,068 | _0,100_

0,306 | _0,068_

0,115 | __68_

60

n | _220_

76 | __51_

218 | __38_

107 | __44_

115 | __68_

179 |

римітки: у верхній правій частині таблиці

* - відстані між лініями до виключення помилок походження

** - відстані між лініями з урахуванням помилок походження

нижній лівій

* - відстані між лініями у 1999 – 2001 роках

** - відстані між лініями у 1989 – 1991 роках

ля визначення зміни генетичної структури заводських ліній у ряді поколінь було проведено порівняльний аналіз генетичних взаємин між дослідженими лініями у часі. Отримані дані свідчать про те, що 10 – 12 років тому індекси генетичної відстані були значно вищими і знаходились на рівні 0,068 – 0,386, тому селекційну роботу у стаді потрібно спрямувати на збільшення генетичної відстані між заводськими лініями, що сприятиме інтенсифікації селекційного процесу.

Встановлено, що на величину генетичної диференціації ліній досить суттєво впливають помилки в записах про походження тварин, значно зменшуючи величину індексів міжлінійної генетичної відстані. Так, якщо значення цього показника між лініями до виключення помилок походження коливалися в інтервалі від 0,060 до 0,114, то після виключення із заводських ліній тих тварин, достовірність походження котрих не підтверджена генетичною експертизою, величина даного показника зросла до 0,092 – 0,286.

еобхідним аспектом результативності селекційно-племінної роботи у стадах є наявність міжлінійної диференціації не тільки за генетичними параметрами, а й за продуктивними та відтворювальними ознаками. Проведений порівняльний аналіз міжлінійної диференціації ліній овець багатоплідного каракулю з урахуванням продуктивних та імуногенетичних параметрів за єдиною математичною моделлю показав низький ступінь міжлінійних відмінностей як за рівнем розвитку селекційних ознак, так і за генетичними показниками. Індекси генетичної схожості між окремими лініями, розрахованими за молекулярно-генетичними маркерами, знаходяться на рівні 0,966 – 0,993 і майже не відрізняються від таких, розрахованих з використанням селекційних параметрів – 0,931 – 0,977.

становлено, що в цілому групи крові досить об’єктивно відображають генетичну ситуацію у дослідженому стаді овець і генеалогічні міжлінійні взаємовідносини, які склались у процесі його розведення. Підтвердженням цього є подібність між дендрограмами (рис. 2), побудованими на основі даних про розподіл імуногенетичних маркерів та параметрів селекційних ознак.

римітка:

__________ за імуногенетичними маркерами

--------------- за селекційними ознаками

Рис. 2. Дендрограма взаємовідносин між лініями багатоплідних каракульських овець, побудована на основі даних про розподіл імуногенетичних маркерів та селекційних ознак

становлено також, що морфотип досліджених ліній овець виявився менш консервативним і відповідно більш мінливим в процесі селекції, аніж їх генотип за антигенними факторами систем груп крові.

Отримані дані свідчать про доцільність використання показників генетичної схожості та відстані, а також їх інтегроване графічне зображення у формі дендрограм, як орієнтирів для пошуку оптимальних варіантів міжлінійних кросів у каракульському вівчарстві.

Зв’язок молекулярно-генетичних маркерів з основними селекційними ознаками багатоплідних каракульських овець. Це питання є чи не одним з найголовніших у генетичних дослідженнях сільськогосподарських тварин. Проведені нами в цьому плані дослідження впливу окремих генів трансферинового локусу на багатопліддя вівцематок показали, що від тварин з алелем TfC отримують на 17-23% ягнят на одну матку менше (p<0,001) порівняно з особинами, які не мали цього алеля.

крім цього виявлено достовірні відмінності за кількістю ягнят, отриманих від овець з різними генотипами Tf-локусу. Так, матки з гетерозиготою TfAE мали самі високі показники плодючості (2,14 голів) і переважали на 0,51-0,99 голів (p<0,05-0,001) особин з альтернативними феноваріантами та генеральні середні значення по стаду. Іншу закономірність встановлено у овець з гомозиготним типом TfAA, які відрізнялись найменшою багатоплідністю – 1,15 голів, що на 0,40 голів (p<0,01) менше від середнього по стаду та на 0,35-0,99 голів менше (p<0,05-0,001), аніж у тварин з іншими альтернативними фенотипами.

Проведені дослідження з пошуку взаємозв’язків між імуногенетичними маркерами та іншими генами, що впливають на багатоплідність овець дослідженого типу показали, що плодючість тварин з різними феногрупами п’яти систем груп крові перебувала на рівні середнього показника по стаду, але разом з тим зустрічалися групи особин, в яких рівень плодючості значно відхилявся від середнього значення в позитивний або негативний бік. Зокрема, низькі значення дослідженого показника (1,13 голів) мали вівці з феногрупою Bbg, які достовірно (p<0,05) на 0,22 голови поступалися генеральній середній по стаду.

Аналізуючи залежність багатоплідності вівцематок від наявності в їх генотипі окремих антигенів п’яти систем груп крові встановлено, що особини з антигеном Вg поступались на 0,20 голів (p<0,01) середнім значенням по стаду.

Окрім цього виявлено зв’язок між окремими молекулярно-генетичними маркерами та показниками живої маси ягнят при народженні. Так, за локусом трансферину тварини з гомозиготним типом TfЕЕ мали саму низьку живу масу (3,63 кг) і поступалися особинам з гетерозиготним фенотипом TfAE на 0,92 кг (p<0,05). Аналогічні дані отримані і по групі ягнят з гомозиготою TfAA, жива маса тіла яких при народженні була менше на 0,32-0,80 кг (p<0,05-0,001) в порівнянні з тваринами всіх інших груп та середнім значенням по стаду.

За складною В-системою груп крові між окремими групами особин з різними феноваріантами виявлена суттєва і вірогідна різниця у показниках живої маси ягнят при народженні. Так, високою живою масою – 4,04 кг, що на 0,16 кг (p<0,05) більше середнього показнику по стаду, відрізнялися ягнята з феногрупою В(-).

Відомо, що більшість кількісних ознак продуктивності залежить від дії багатьох генів, які знаходяться у різних хромосомах, тому нами були проведені дослідження щодо встановлення зв’язку між асоціаціями генів ряду поліморфних білкових локусів та господарсько-корисними ознаками. Аналіз проведених досліджень показав, що з підвищенням рівня гетерозиготності (Р.Г.) за білковими локусами ід нуля до одиниці продуктивність багатоплідних каракульських овець зростає. Наприклад, жива маса ягнят при народженні (рис. 3) з Р.Г. = 0,0 дорівнювала 3,87 кг; Р.Г. = 0,5 – 4,23 кг; Р.Г. = 1,0 – 4,64 кг (p<0,05-0,001). Аналогічну залежність виявлено і за багатопліддям цих овець.

ис. 3. Величина живої маси ягнят при народженні в залежності від їх середнього рівня гетерозиготності за комплексом поліморфних локусів

рім цього виявлено, що кращі показники продуктивності мали особини з більшою кількістю антигенів (табл. 5). Наприклад, сама низька жива маса при народженні (3,32 кг), що на 0,36 кг нижче від середнього значення по стаду (p<0,05), була у ягнят, які з 33 досліджених мали не більше п’яти антигенних факторів. Також особини цієї групи поступалися тваринам, у котрих виявлено 6-10 антигенів, на 0,36 кг (p<0,01); 11-15 антигенів – на 0,38 кг (p<0,01); 16-20 антигенів – на 0,40 кг (p<0,05). Окрім цього виявлено чітко виражену тенденцію щодо підвищення плодючості маток зі збільшенням кількості еритроцитарних антигенів.

Таблиця 5. Залежність продуктивних ознак від загальної кількості виявлених антигенів

Кількість антигенів | Продуктивна ознака

жива маса при народженні | багатоплідність

n | Mm | n | Mm

0-5 | 35 | 3,320,12 | 35 | 1,600,09

6-10 | 466 | 3,680,03 | 465 | 1,620,02

11-15 | 336 | 3,700,03 | 344 | 1,630,02

16-20 | 51 | 3,720,11 | 52 | 1,730,08

В середньому | 3,680,03 | 1,630,02

становлені залежності відкривають можливість для прогнозування рівня розвитку продуктивних та відтворювальних ознак овець через аналіз генотипу тварин за молекулярно-генетичними маркерами.

Відносна життєздатність та пристосованість багатоплідних каракульських овець різних генотипів. осліджено вплив стабілізуючого відбору за показниками живої маси при народженні ягнят асканійського типу багатоплідного каракулю на концентрацію генотипів поліалельної системи трансферину у різних модальних класах. Виявлено генотипи, котрі впливають на зміну генетичної рівноваги популяції та через показники адаптивної норми встановлені фактори, що визначають частоту рідкісних генотипів і стійкість генетичного балансу. Крім цього досліджено відносну життєздатність та пристосованість різних генотипів Tf-локусу, виходячи з аналізу змін їх розподілу. Встановлено, що чіткої межі за пристосованістю між гомозиготами та гетерозиготами немає. Як свідчать отримані дані, найвищою життєздатністю та пристосованістю (W=1,22) відрізняється гомозигота ВB. Високими значеннями даного показника характеризуються також генотипи TfСС, TfСЕ, TfАС. Найнижчим значенням показника W відрізняються гетерозиготи ВС та рідкісні гомозиготи АА і ЕЕ (0,53-0,61). При цьому коефіцієнт відбору проти останніх генотипів найбільш високий і знаходиться на рівні 0,44, що достовірно вище у порівнянні з першою групою.

Таким чином, в цілому комплексні дослідження багатоплідних каракульських овець з використанням молекулярно-генетичних маркерів дали можливість провести глибокий аналіз особливостей популяції; встановити закономірності формування і розвитку її генетичної структури; визначити асоціативні зв’язки між генетичними маркерами та рівнем розвитку продуктивних і відтворюваних ознак і на цій основі запропонувати ряд методичних підходів щодо інтенсифікації селекційного процесу дослідженого стада овець.

В теоретичному плані використання морфо-генетичного аналізу може зіграти значну роль у подоланні розриву, який існує між генетикою популяцій, вираженої, з одного боку, в термінах динаміки генотипових та алельних частот і в термінах мінливості полігенних морфологічних ознак – з іншого. Це дасть можливість більш глибокого розуміння як особливостей функціональної організації еукаріотипового геному, так і механізмів генетичної стійкості сільськогосподарських популяцій, яка визначається сукупними ефектами багатьох генів.

Економічна ефективність проведених досліджень. икористання системи біохімічного та імуногенетичного моніторингу дозволяє суттєвим чином підвищити результативність селекційно-племінної роботи за рахунок оптимізації генетичної структури стад, насичення племінного вівцепоголів’я генотипами, які відповідають вимогам селекції, своєчасного виранжування плідників-погіршувачів та широкого використання вірогідних поліпшувачів.

За проведеними розрахунками загальний економічний ефект від застосування комплексу імуногенетичних методів у стаді складає 8749 грн. на рік, або 10,94 грн. на одну голову.

ВИСНОВКИ

1. Вівці асканійського типу багатоплідного каракулю з 21 дослідних локусів характеризуються поліморфним станом чотирьох транспортних білків (гемоглобін, трансферин, посттрансферин, Х-білок), 9 ізоферментів (арілестераза, лужна фосфатаза, малік-ензим, лейцинамінопептидаза, карбоангідраза, діафораза, пуриннуклеозидфосфорилаза, глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа, регуляторний ген), п’яти систем груп крові (A, B, C, D, R); мономорфним – альбуміну, амілази-І та церулоплазміну. Частка поліморфних локусів складає 85,7%, що обумовлює реальні можливості вирішення ряду теоретичних і практичних питань генетики та селекції на популяційному та індивідуальному рівнях. Рівень поліморфності на локус, в залежності від алельного складу, варіює в межах 1,35 – 4,00, що узгоджується з даними, отриманими для різних видів ссавців.

2. У дослідженій популяції овець через кодомінантний тип успадкування та стабілізуючий добір існує балансовий поліморфізм білкових локусів, який сприяє стійкому існуванню і підтримці на визначеній частоті різних гомо- та гетерозиготних генотипів. Високий рівень генетичної мінливості нейтральний по відношенню до відбору і пов’язаний з генетико-автоматичними процесами, що відбуваються у популяції овець багатоплідного каракулю.

3. Біохімічний поліморфізм білків та ізоферментів крові, як частка генетичної мінливості популяції, вказує на можливість її реалізації в більшій мірі за поліалельною системою трансферину (V=75,1%), в меншій – за діалельними локусами (V=25,9-51,6%).

4. Насиченість антигенними факторами еритроцитів крові овець характеризує відповідну ступінь гомо- чи гетерозиготності популяції. Чим більша кількість антигенів на еритроцитах, тим вищий рівень гетерозиготності і навпаки. Встановлений ступінь гетерозиготності популяції за комплексом досліджених поліморфних систем (Н=0,487) характеризує високий рівень її генетичної мінливості і узгоджується з даними, отриманими для інших порід овець даного напрямку продуктивності.

5. Генетична структура популяції, досліджена в широкому діапазоні часу, відносно стабільна, а виявлені відмінності між окремими генераціями спорадичні і пов’язані в основному зі специфікою селекційно-племінної роботи в стаді.

6. З використанням єдиної математичної моделі встановлено, що як за генетичними, так і за продуктивними параметрами рівень міжлінійної диференціації, при індексах схожості в межах 0,931-0,993, співпадає. При цьому морфотип досліджених ліній овець виявився менш консервативним і більш мінливим в процесі селекції, аніж її генотип за імуногенетичними маркерами.

7. Виявлені зв’язки окремих молекулярно-генетичних маркерів з рівнем розвитку продуктивних та відтворювальних ознак пояснюються ефектом “попутного транспорту” і можуть бути використані лише в конкретному дослідженому стаді. Звідси, якщо потомок успадкував від батька маркер підвищення продуктивності, його доцільно використовувати у подальшій племінній роботі, якщо зниження – він підлягає виранжуванню. При цьому необхідно враховувати можливість рекамбіогенезу, результатом якого може бути перерозподіл на хромосомі окремих генів.

8. Встановлено достовірну залежність між ступенем гетерозиготності окремих генетичних груп овець та рівнем мінливості основних селекціонованих ознак. Зокрема, мінімальними показниками живої маси при народженні та багатопліддя відзначаються вівцематки з Н=0,25, максимальними – з Н=1,0 (p<0,001).

9. На відміну від діалельних, для поліалельних локусів відсутня чітка межа між гомозиготами та гетерозиготами за відносною пристосованістю і життєздатністю. Так, за системою трансферину кращими показниками вказаних ознак відрізняються генотипи ВВ, СС, СЕ та АС, гіршими – ВС, АА та ЕЕ. При цьому коефіцієнт відбору проти останніх генотипів виявився більш високим і знаходиться на рівні 0,44, що достовірно вище у порівнянні з першою групою.

10. З метою підвищення м’ясної продуктивності та відтворювальної здатності овець асканійського типу багатоплідного каракулю пропонується при доборі батьківських пар враховувати особливості їх генотипів за молекулярно-генетичними маркерами для одержання потомків з бажаними продуктивними якостями, а також здійснювати системний моніторинг для цілеспрямованого формування генетичної структури популяції.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Кириченко В.А. Особливості поліморфізму білків і факторів груп крові та його використання в селекції овець асканійського типу багатоплідного каракулю. –Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.02.01 – розведення та селекція тварин. Херсонський державний аграрний університет, Херсон, 2005.

використанням поліморфізму 5 систем груп крові, 6 білків та 10 ізоферментів крові досліджено параметри генофонду і генетичної структури асканійського типу багатоплідного каракулю та його складових одиниць. Здійснено комплексну оцінку генетичної мінливості популяції, встановлено наявність збалансованого поліморфізму білкових локусів крові та особливості часової диференціації її генетичної структури. Виявлено генотипи, які впливають на зміни генетичної рівноваги популяції овець та через показники адаптивної норми встановлено фактори, що обумовлюють частоту рідкісних генотипів і стійкість генного балансу. Визначено рівень міжлінійної диференціації генеалогічних ліній овець з урахуванням продуктивних та імуногенетичних параметрів. Досліджено асоціації “генетичний маркер – продуктивна ознака” та виявлено окремі й комплексні генотипи, які пов’язані з параметрами мінливості основних селекційних ознак.

Ключові слова: нтиген, генотип, локус, молекулярно-генетичні маркери, генетична структура, асканійський тип багатоплідних каракульських овець.

Кириченко В.А. Особенности полиморфизма белков и факторов групп крови и его использование в селекции овец асканийского типа многоплодного каракуля. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.02.01 – разведение и селекция животных. Херсонский государственный аграрный университет, Херсон, 2005.

В диссертации изложен теоретический и практический материал об использовании молекулярно-генетических маркеров в селекции овец.

В результате проведенных исследований установлено, что овцы асканийского типа многоплодного каракуля характеризуются полиморфным состоянием 5 систем групп крови (A, B, C, D, R) и белковых локусов: гемоглобина, трансферрина, посттрансферрина, Х-белка, малик-энзима, арилэстеразы, щелочной фосфатазы, лейцинаминопептидазы, диафоразы, пуриннуклеозидфосфорилазы, карбоангидразы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, регуляторного гена. Белковые системы альбумина, амилазы-І и церулоплазмина оказались мономорфными.

С использованием молекулярно-генетических маркеров изучены параметры генофонда и генетической структуры данного стада овец; исследована генетическая структура заводских линий овец и выявлены достоверные генетические различия в распределении отдельных феногрупп и эритроцитарных антигенов групп крови, генотипов и аллелей белковых локусов. Установлено, что на величину генетической дифференциации линий существенно влияют ошибки в записях о происхождении животных, значительно уменьшая величину индексов межлинейного генетического расстояния.

Выявлено, что в целом группы крови довольно объективно отображают генетическую ситуацию в исследованном стаде овец и генеалогические межлинейные взаимоотношения, которые сложились в процессе его разведения. Подтверждением этому служит сходство между дендрогаммами, построенными по единой математической модели на основе данных о распределении иммуногенетических маркеров и параметров селекционных признаков.

Изучено динамику генофонда асканийского типа многоплодных каракульских овец по распределению молекулярно-генетических маркеров в широком временном промежутке. При этом, на основании проведенного ретроспективного анализа данной замкнутой популяции на протяжении последних 35 лет установлено, что исследованный тип овец характеризуется высоким уровнем генетической консолидации.

Изучено ассоциации генетический маркер – продуктивный признаки установлены отдельные и комплексные генотипы, которые связаны с параметрами изменчивости основных селекционных признаков. Исследована зависимость уровня продуктивности животных от среднего уровня гомо- и гетерозиготности по полиморфним белковым системам. Выявлено, что с увеличением уровня гетерозиготности (У.Г.) от нуля до единицы продуктивность многоплодных каракульских овец повышается. Например, живая масса ягнят при рождении с У.Г. = 0, 0 составляла 3,87 кг; У.Г. = 0,5 – 4,23 кг; У.Г. = 1,0 – 4,64 кг (p<0,05 – 0,001). Аналогичная зависимость установлена и по многоплодию этих овец.

Выявлены генотипы, которые влияют на изменение генетического равновесия популяции овец и через показатели адаптивной нормы установлены факторы, обуславливающие частоту редких генотипов и устойчивость генного баланса.

Изучено относительную жизнеспособность и приспособленность разных генотипов локуса трансферрина, исходя из анализа изменений их распределения.

Рекомендовано с целью