Популяційно-генетичні основи екологічної адаптивності сільськогосподарських видів тварин - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наукВ звязку з цим, завданням даної роботи була оцінка особливостей генетичної структури порід і внутрішньопородних груп великої рогатої худоби й овець в залежності від різних умов природного і штучного доборів, в яких вони відтворюються, а також розробка методів оптимізіції використання генофондів в умовах дії чинників техногенного забруднення і витіснення аутохтонних порід (звуження генетичної різноманітності). Варто підкреслити, що Україна є власником ряду аутохтонних порід великої рогатої худоби й овець, що мають світове значення. /002-92: “Розробити методи ранньої діагностики особливо цінних бугаїв та баранів-плідників на основі використання біохімічних маркерів структурних генів та аналізу цитогенетичної мінливості клітин крові” за програмою 3.5/1994; "Селекція тварин за природною резистентністю з використанням клітинної та генної інженерії"; проекту Держкомітету науки і технологій України “Вивчення генетичних основ процесів доместикації” (№5/276-94); а також у відповідності з проектами, що пройшли конкурс наукових досліджень Міністерства освіти і науки України: проект “Еколого-генетичні методи збільшення резистентності с./г. видів до біотичних та абіотичних факторів” (№21115-97) і проект “Вивчення генофондів рідкісних та зникаючих порід ВРХ, овець та коней України в різних еколого-географічних умовах розведення” (Ф4/312-97). Метою досліджень була розробка концепції оптимізіції використання генофондів порід великої рогатої худоби (ВРХ) та овець в різних еколого-географічних умовах розведення. В експериментальній основі концепції було виявлення породних особливостей генетичних структур овець і великої рогатої худоби, з використанням різноманітних типів молекулярно-генетичних маркерів, а також порівняльний аналіз звязків цих особливостей з екологічними умовами відтворення порід і внутрішньопородних груп з чинниками штучного добору (історією походження, напрямками продуктивності).Експериментальний матеріал для даної роботи було отримано при проведенні експедиційних досліджень 46-ти груп тварин (12 порід і 17 внутрішньопородних груп овець; 10 порід і 19 внутрішньопородних груп ВРХ) в різних регіонах України та Росії (табл. В якості молекулярно-генетичних маркерів для опису генетичної структури різноманітних груп тварин розглядали розподіл алельних і генотипових частот за локусами, що кодують низку білків і ферментів крові тварин (25 генетико-біохімічних систем - 29 локусів). З метою вивчення особливостей генетичної структури аутохтонних порід, чисельність яких невисока в даний час і їхнє існування перебуває під загрозою, було розглянуто генетичну структуру трьох порід - смушевої сокільскої, грубововнових - кулундинської та уельської. Отримані дані свідчать про те, що подібності між породами варіюють від локусу до локусу. Так, за локусом LDR усі породи схожі, за локусом TF кожна з них характеризується унікальною структурою, за локусом EST унікальний розподіл виявляється тільки в алтайської породи, за локусом HB - у породи кембридж.У овець подібність генетичних структур, в основному, асоційована з належністю порід до подібних напрямків продуктивності, у великої рогатої худоби внутрішньопородна диференціація під впливом, зокрема, техногенного забруднення областей їхнього відтворення, перекриває міжпородні відмінності. Зміни генетичної структури помісних порід у процесі формування нових типів і порід відповідають напрямку селекції в напрямку “бажаного” фенотипу батьківської породи. Генетичні структури аутохтонних і заводських порід великої рогатої худоби характеризуються специфічними особливостями розподілу алельних варіантів за різноманітними типами молекулярно-генетичних маркерів. Аутохтонні породи великої рогатої худоби характеризуються породоспецифічними особливостями поєднань рідкісних алельних варіантів (трансферин (Tf F); лептин (Lep C)), що маркують, очевидно, генні комплекси предкового генофонду, збереження якого породоспецифічне. Внутрішньопородна диференціація великої рогатої худоби в звязку з біотичним чинником відбору (інфікованість вірусом бичачого лейкозу) і абіотичними (техногенне забруднення, еколого-географічні умови відтворення) виявляється більшою (DN=0,009 - 0,167), ніж міжпородна диференціація в звязку з їхньою належністю до порід молочного і комбінованого напрямків продуктивності (DN=0,011 - 0,142).

.ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У роботі сформульована концепція породо- і видоспецифічної залежності генетичної структури від еколого-географічних умов розведення у овець та ВРХ. Вирішено проблему оцінки внеску у формування генетичних структур чинників штучного і природного доборів. У овець подібність генетичних структур, в основному, асоційована з належністю порід до подібних напрямків продуктивності, у великої рогатої худоби внутрішньопородна диференціація під впливом, зокрема, техногенного забруднення областей їхнього відтворення, перекриває міжпородні відмінності. Поліморфізм досліджених генетико-біохімічних систем у синтетичних і локальних аутохтонних порід овець вищий, ніж у широкорозповсюджених аутохтонних порід.

Генетичні взаємовідносини між породами овець асоційовані з їхньою належністю до груп порід різного напрямку продуктивності (тонкорунні, напівтонкорунні, грубошерстні породи) більшою мірою, ніж із специфікою історії їхнього походження, зокрема, еколого-географічними умовами виведення (гірські породи або рівнинні, південь України або Сибір). Генетичні відстані між породами різних напрямків продуктивності коливались в слідуючих межах: між грубошерстними породами DN=0,042-0,169; напівтонкорунними DN=0,027-0,122; тонкорунними DN=0,028-0,068.

Зміни генетичної структури помісних порід у процесі формування нових типів і порід відповідають напрямку селекції в напрямку “бажаного” фенотипу батьківської породи.

Диференціація генетичної структури помісних овець, у звязку з їхнім підрозділом на “бажаний” і “небажаний” фенотипи в двох поколіннх (DN=0,030; 0,051) перекриває їхні відмінності, повязані з належністю до першого або другого помісного покоління (DN=0,026; 0,007), одержаних від схрещування цигаїв і остфризів.

Генетичні структури аутохтонних і заводських порід великої рогатої худоби характеризуються специфічними особливостями розподілу алельних варіантів за різноманітними типами молекулярно-генетичних маркерів.

Аутохтонні породи великої рогатої худоби характеризуються породоспецифічними особливостями поєднань рідкісних алельних варіантів (трансферин (Tf F); лептин (Lep C)), що маркують, очевидно, генні комплекси предкового генофонду, збереження якого породоспецифічне.

Підбір характеристик для виявлення породоспецифічних особливостей великої рогатої худоби може бути виконаний шляхом одночасної оцінки алельних варіантів за молекулярно-генетичними маркерами і також фенів, таких як малюнок носогубного дзеркала.

Внутрішньопородна диференціація великої рогатої худоби в звязку з біотичним чинником відбору (інфікованість вірусом бичачого лейкозу) і абіотичними (техногенне забруднення, еколого-географічні умови відтворення) виявляється більшою (DN=0,009 - 0,167), ніж міжпородна диференціація в звязку з їхньою належністю до порід молочного і комбінованого напрямків продуктивності (DN=0,011 - 0,142).

Підвищення частот зустрічальності “швидкого” алельного варіанту за локусом рецептора до вітаміну Д (Gc A) вносить істотний доробок у внутрішньопородну диференціацію груп великої рогатої худоби, повязану з впливом чинників середовища.

Виявлені міжвидові відмінності за частотою зустрічальності алельних варіантів локуса рецептора до вітаміну Д (Gc A) і пуриннуклеозидфосфорилази з високою активністю (Np H), що збігається з різною “чутливістю” овець і великої рогатої худоби до відтворення в несприятливих умовах, дозволяє припускати безпосередню участь цих систем у популяційно-генетичній адаптації тварин.

Отримані дані про породоспецифічні особливості генетичних структур порід овець та великої рогатої худоби дозволяють пропонувати генетично обгрунтовані рекомендації їхнього збереження і використання, а також у випадку з великою рогатою худобою вносити зміни до стратегії ведення молочного скотарства в регіонах з різними рівнями техногенного забруднення.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Рекомендовано новий метод генетичної паспортизації тварин та порід ВРХ і овець на основі генетико-біохімічних маркерів, анонімних послідовностей ДНК (ISSR-PCR), а також за використання фенів носогубного дзеркала у ВРХ.

На основі генетичних дистанцій між внутрішньопородними групами, запропоновано новий метод оцінки генетичної консолідації породних груп тварин.

Пропонується, при інтродукції порід в нові еколого-географічні умови розведення, враховувати зміни середньої гетерозиготності, частот зустрічальності алелей за локусом рецептора до вітаміну Д та пуриннуклеозидфосфорилази як показників ефектів популяційно-екологічної адаптації.

Пропонується використовувати аналіз генетичної структури груп тварин в конкретних господарствах для виявлення рівня загального техногеного забруднення та відповідних змін плану селекційної роботи зі спеціалізованими молочними породами ВРХ.

Глазко В.И., Столповский Ю.А., Тарасюк С.И., Букаров Н.Г., Попов Н.А. Генетическая структура породы пинцгау в карпатском регионе // Генетика. - 1996. - Т.32. - №5. - С. 676-682. (отримано експериментальні дані, опрацьовано літературні джерела, проаналізовано отримані результати, написано окремі розділи статті).

Тарасюк С.И., Глазко В.И., Трофименко А.Л. Носогубные и генетико-биохимические маркеры как дополнительные породные характеристики у крупного рогатого скота // Цитология и генетика. - 1997. - Т.31. - №4. - С. 89-94. (поставлені завдання, зібрані і проаналізовані експериментальні дані та написана стаття).

Глазко В.И., Столповский Ю.А., Тарасюк С.И., Букаров Н.Г., Попов Н.А Изучение генетических особенностей бурой карпатской породы - местной исчезающей породы крупного рогатого скота Западной Украины // Генетика. - 1996. - Т.32. - №5. - С. 668-675. (поставлено завдання, зібрані експериментальні і літературні дані, їх проаналізовано та написаний текст статті).

Глазко В.И., Облап Р.В., Мариуца А.Е., Тарасюк С.И., Дымань Т.Н. Внутрипородная дифференциация пинцгау и бурой карпатской породы крупного рогатого скота в связи с эколого - географическими особенностями их разведения // Збірн. наукових праць Інст. землероб. УААН. - Київ. - 1998. - Вип. №1. - С. 282-291. (отримано експериментальні дані, опрацьовано літературні джерела, проаналізовано отримані результати, написано окремі розділи статті).

Тарасюк C.I., Янко Т.С. Цілуйко Г.О. Формування генетичної структури волинської мясної породи // Науково-виробничий бюлетень "Селекція". - Число пяте. - БМТ, Київ. - 1998. - C. 153-155. (зібрано експериментальний матеріал, отриманно та опрацьовано результати експерименту, написаний текст статті).

Тарасюк C.I. Генетична структура у помісного потомства в порівнянні з вихідними породами // Збірн. наукових праць Інст. агроекології і біотехнології УААН. - Київ. - 1998. - Вип. № 2. - С. 330-336.

Глазко В.И., Дымань Т.Н., Тарасюк С.И., Дубин А.В. Полиморфизм белков, RAPD- PCR и ISSR-PCR маркеров у зубров, бизонов и крупного рогатого скота // Цитология и генетика. - 1999. - Т. 33. - № 6. - С. 30-38. (поставлені завдання, зібрана частина експериментальних даних, досліджена і описана генетична структура сірої української та білоголової української порід худоби, зубра та бізона за групою транспортних білків та ферментів пуринового обміну, гемоглобіну, за проаналізованим матеріалом сформульовані висновки, написано окремі розділи статті).

Glazko V.I., Tarasjuk S.I., Kostetskii I.E., Zelenyi S.B., Dinnik V.V. Particularities of gene pools of some rare cattle breeds in Ukraine and Russia // Isozyme Bull. - 1996. - Vol.29. - P. 41.

Дымань Т.Н., Тарасюк С.И., Глазко В.И. Популяционно-генетическая характеристика породы пинцгау // Вісник аграрної науки. - 1999. - №11. - С. 45-49. (автором відібрані проби крові тварин, досліджена генетична структура породи, розраховані алельні частоти за допомогою компютерної програми, написано окремі розділи статті).

Тарасюк С.I., Глазко B.I. Генетична структура деяких порід України // Наук. Вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім С.З. Гжицького. - Львів. - 1999. - С. 145-149. (поставлені завдання, отримано експериментальні дані, їх проаналізовано та написана стаття).

Тарасюк С.І., Городна О. В., Глазко B.I. Вплив різних факторів відбору на генетичну структуру у різних порід овець // Збірн. наукових праць Інст. агроекології і біотехнології УААН. - Київ. - 1999. - Вип. №З. - С. 138-143. (поставлені завдання, отримані експериментальні дані, їх проаналізовано та написана стаття).

Тарасюк C.I., Глазко B.I., Макар І.А. Генетичні взаємовідносини між новою породою закарпатських тонкорунних овець та покращуючими породами // Збірн. Інст. землеробства УААН "Вчимося господарювати". - 1999. - Київ. - Чабани. - С. 289-292. (поставлені завдання, зібрані експериментальні і літературні дані, проаналізовано отримані дані, написана стаття).

Тарасюк С.И., Глазко В.И. Молекулярно-генетические маркеры и контроль в породообразовательном процессе у овец // Збірн. наукових праць Інст. агроекології і біотехнології УААН. - Київ. - 2000. - Вып.№4. - С. 173-182. (поставлено завдання, зібрано експериментальні і літературні дані їх проаналізовано та написана стаття).

Глазко В.И., Макар И.А., Тарасюк С.И., Филенко А.Л. Генетическая структура закарпатских тонкорунных овец и ее связь с родительскими породами // Докл. Рос. Акад. - 2000. - №4. - С. 30-32. (поставлені завдання, зібрані експериментальні і літературні дані їх проаналізовано та написана стаття).

Димань Т.М., Тарасюк C.I., Глазко B.I. Порівняння генофондів локальних порід великої рогатої худоби України за рядом генетико-біохімічних систем // Науковий вісник Національного аграрного університету - Київ. - 2000. - C. 58-61. (автором сформульовані завдання, відібрані проби крові тварин, досліджена генетична структура окремих порід худоби за транспортними білками, за проаналізованим матеріалом сформульовані висновки, написано окремі розділи статті).

Тарасюк С. І., Бочков В.М., Глазко B.I. Диференціація деяких мясних порід за молекулярно-генетичними маркерами // Вісн. аграр. науки. - 2000. - № 8. -С. 43-46. (автором поставлені завдання, отримані експериментальні дані, проведено їх аналіз та написана стаття).

Димань Т.М., Городная А.В., Тарасюк С.И., Глазко B.И. Участие маркеров структурных генов и анонимных последовательностей ДНК в генетической дифференциации у видов рода OVIS // Цитология и генетика. - 2000. - №6. - С. 49-58. (автором поставлені завдання, досліджена генетична структура кулундинської вівці та сокільської породи овець за біохімічними маркерами, досліджена генетична структура АМК, кулундинської вівці та сокільської породи овець за маркерами ISSR-PCR при використанні тринуклеотидних праймерів, написана частина статті стосовно проаналізованого матеріалу і сформульовані по ньому висновки).

Городная А.В., Тарасюк С.И., Ошовский В.В., Туринский В.М., Глазко В.И Информативность различных типов маркеров (белки, ДНК-маркеры) при сравнении генофондов на примере двух пород овец // Доповіді Національної академії наук України, - 2001. - №4. - С. 171-178. (автором поставлені завдання, отримані експериментальні і літературні дані, зроблений їх аналіз та написана стаття).

Тарасюк С.И., Глазко В.И. Влияние различных факторов отбора на формирование генетической структуры у домашних животных // Цитология и генетика. - 2001.- №1 - С. 65-73. (здобувач визначив завдання, зібрав експериментальні дані, провів їх аналіз та написав окремі розділи статті).

Глазко В.И., Звежховски Л., Облап Р.В., Тарасюк С.И. Генетическая структура локальных пород крупного рогатого скота Украины // Цитология и генетика. - 2001. - №2. - С. 32-38. (автором поставлені завдання, отримані експериментальні і літературні дані, зроблений їх аналіз та написана стаття).

Тарасюк C.I., Городна О.В., Малієнко В.А., Глазко B.I. Унікальні гени аборигених порід великої рогатої худоби України // Вісник аграрної науки. - 2001. - №4. - C. 48. (здобувачем постановлені завдання, отримані експериментальні дані, проаналізовано їх та написана стаття).

Тарасюк C.I., Димань Т.М., Глазко B.I. Генетичні та фенотипові особливості білоголової української породи // Вісник аграрної науки. - 2001. - №8. - С. 42-45. (внесок здобувача полягає у постановці завдання, відборі зразків, дослідженні генетичної структури породи за окремими локусами біохімічних маркерів, формульовані висновків, підготовці остаточної редакції тексту статті).

Тарасюк C.I., Глазко B.I., Макар І.А. Використання генетико-біохімічних маркерів у породоутворювальному процесі. // Зб. наукових праць "Генетика на межі тисячоліть”. - 4 томи. - 2001. - Т. №1. - С. 428-432. (здобувачем поставлені завдання, отримані експериментальні дані, написано окремі розділи статті).

Gorodna A.V.,Tarasjuk S.L.Glazko V.I. The population-genetic analysis of structure of two breeds of sheep. // Isozyme Bull. - 2001. - Р.77-78.

Тарасюк С.И., Городная А.В., Глазко В.И. Генетический мониторинг некоторых пород КРС содержащихся в различных эколого-географических зонах Украины // Збірн. Сумського держуніверситету за мат. міжн. наук.-практ.конф." Перспективи розвитку скотарства у третьому тисячолітті " - Суми. - С. 162-163 . (здобувач визначив завдання, зібрав експериментальні дані, провів їхній аналіз та написав окремі розділи статті).

Тарасюк C.I. Комплексний аналіз генетичної структури овець сокільської породи за різними типами молекулярно-генетичних маркерів // Вісник аграрної науки. - 2001. - №7. - С. 59-63.

Тарасюк С.И., Глазко B.И. Использование генетических маркеров при создании новых пород крупного рогатого скота // Докл. Рос. Акад. с/х наук. - 2002. - №1. - С.27-30. (особистий внесок здобувача полягає у постановці завдання, зборі експериментальних і літературних даних їх аналізі та написані статті).

Глазко B.І., Тарасюк С.І., Копилов К.В. Техногенне забруднення і розведення великої рогатої худоби // Екологічний вісник. - 2002. - №3. - С. 13-14. (особистий внесок здобувача полягає у постановці завдання, отримані експериментальних даних, їх аналізі та написання частин статті).

Тарасюк С.И. Динамика генетической структуры по полиморфным генетико-биохимическим системам в процессе создания асканийского многоплодного каракуля // Агроекологічний журнал. - 2002. - №2. - С. 70-73.

Тарасюк С.И., Глазко В.И. Динамика аллельных частот в поколениях помесных животных скрещиваний симменталы x красно-пестрые голштины // Молекулярно-генетические маркеры животных: Тез. докл. II междунар конф. - Киев. - Аграрна наука. - 1996. - С. 41.

Глазко В.И., Костецкий И.Е., Тарасюк С.И., Лисовский И.Л., Дынник В.В. Локальные породы как источник хозяйственно-ценных генов // Проблемы сохранения редких пород домашних животных и близкородственных диких видов: Тез. докл. междунар. конф. - Пущино. - 1996. - С. 20.

Tarasjuk S.I., Glazko V.I. The changes of allele frequencies in offspring of simmental and red holstein crosses // XXVTH International of Animal Genetics (ISAG - International Society of Animal Genetics). - Tours-France. - 1996. - P. 132.

Tarasjuk S.I., Glazko V.I. Genetic evolution of differentiation between cattle breeds of distinguished productivity // EAAP, Norway. - 1996. - P. 143.

Glazko V.I., Jasinetzkaja N.I., Glazko G.V., Tarasjuk S.I. Differences of Genetic Polymorphism Between Domestic and wild species in Genetic Biochemical Systems // I-st Inter. Symp.on Physiol. and Etology of Wild and Zoo Anim. - Germany. - Berlin. Sept. 18-21. - 1996. - P. 134.

Тарасюк С.И., Глазко В.И. Оценка генетических эффектов зоны отчуждения Чернобыльской АЭС у мышевидных грызунов с использованием молекулярно-генетических маркеров // Тез. докл. Межд. конф. "Агробиотехнологии растений и животних". - Киев, 29-30 мая 1997. - C. 137-138.

Тарасюк С.И., Петренко И.П., Глазко В.И. Генетическая структура и доля "кровности" при выведении новой молочной породы путем положительных скрещиваний // Тез. докл. Межд. конф. "ДНК-технологии ". - Киев, 20-21 ноября 1997. - C. 59-60.

Glazko V.I., Oblap R.V., Zhuravel E.V., Tarasjuk S.I., Kushnir A.V. Genetic structure of some lokal catlle and horse breeds // Inter, conf. on conservation of endangered autochtonous animal breeds of danubian countrias. - Budapest. - Hungary. - 1998. -D.10.

Glazko V.I., Zhuravel E.V., Oblap R.V., Glazko G.V., Tarasjuk S.I Associations between synthenic and non-synthenic loci in cattle breeds and intra-breed groups // XXVITH Intern. Conf. on Animal Genetics. - Auckland, 1998. - P. 14.

Тарасюк С.И., Глазко В.И. Генетическая структура локальных пород крупного рогатого скота // Тез. докл. Межд. конф. "Молекулярно-генетические маркеры". - Одесса. - 1999. - C. 58.

Тарасюк C.I., Цілуйко Г.О., Глазко B.I. Генетична структура поліської мясної породи за молекулярно-генетичними маркерами // Тез. докл. III Междунар. конф. "Молекулярно-генетические маркеры животных". - Киев. - 1999. - С. 25.

Тарасюк C.I., Бочков В.М., Глазко B.I. Порівняльний аналіз внутрішньо- та міжпородної диференціації за молекулярно-генетичними маркерами абердин-ангусів та сименталів // Тез.докл. III Междунар. конф, "Молекулярно-генетические маркеры животных". - Киев. - 1999. - С. 80.

Tarasjuk S.I., Glazko V.I. Genetic structure of Ukrainian local cattle breeds // Int. Dage gene workshop "Biodiversity and the animal genetic resources protection". -Slovakia. - Koshice, 21-23 Sept. 1999. - P. 471.

Tarasjuk S.I., Oblap R. V., Trjapicina N.V., Glazko V.I. Genetic structure of Mus musculus L., Apodemus sylvaticus L., Clethrionomys glareolus L. Traping in zone of alienation around of Chernobyls nps // 8th International Theriological Congress. - South Africa. - Sun Sity, 12-17 August. - 2001. - G. 48.

Тарасюк С.И., Городная А.В., Малиенко В.А., Глазко В.И. Генетическая структура серой украинской породы по структурным генам и анонимным последовательностям ДНК // Мат. Межд. конф. " Молекулярные механизмы генетических процессов и биотехнология ". - 2001. - Москва. - C. 67.

Gorodnaya А. V., Tarasjuk S. I. , Kruglenko A. P., Glazko V. I. Genetic structure of Grey Ukrainian, White-Head Ukrainian and Holstein cattle breeds // 11 th Internat. Congress on Genes, Gene Families and Isozymes. - Sweden. - Stockholm, June 30-July 4, 2001. - P. 205.

Tarasjuk S.I., Gorodnaja A.V., Glazko V. I. Different types of molecular-genetic markers (proteins, ISSR-PCR) in comparison of some Ukrainian sheep breeds // 11 th Internat. Congress on Genes, Gene Families and Isozymes. - Sweden. - Stockholm, June 30-July 4, 2001. - P. 203.

Тарасюк С.И., Петренко И.П., Глазко В.И. Проблема исскуственного и естественного отбора в селекции крупного рогатого скота // Збірн. Сумського держуніверситету за мат. міжн. наук. - практ. конф." Перспективи розвитку скотарства у третьому тисячолітті " - Суми. - 2001. - С. 164-166.

Глазко В.І., Облап Р.В., Тарасюк С.І., Глазко В.І. Поліморфізм господарськи цінних генів у великої рогатої худоби // Вісник аграрної науки. - 2002. - №5. - С. 79.

Размещено на .ru