Исследование аллелофонда и генетической структуры российской популяции зубров (Bison bonasus) кавказско-беловежской линии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Выполнено исследование аллелофонда и генетической структуры популяции Bison bonasus кавказско-беловежской линии, составляющей «селекционное ядро» российского генофонда зубров (n = 26). Из десяти микросателлитов Bos taurus восемь локусов оказались полиморфными. Выявлены аллели, специфические для кавказско-беловежской линии. Установлены относительно высокий уровень инбридинга (FIS = 0,091) и крайне низкий показатель эффективной численности (Ne = 1,8; 95 % CIs; Parametric 1,1–2,9). Показано наличие двух генетически различающихся исходных групп, принимавших участие в формировании аллелофонда исследуемой популяции зубра. Полученные данные показывают необходимость разработки программ разведения, направленных на снижение степени инбридинга и повышение уровня генетического разнообразия в популяции зубров.

Об авторах

Арсен Владимирович Доцев

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста»

Автор, ответственный за переписку.
Email: asnd@mail.ru

канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории популяционной генетики и разведения животных отдела генетики, разведения и технологий в животноводстве

Россия, Московская область

Полина Владимировна Аксенова

ФГБО УВО «Донской государственный технический университет»

Email: polinax-1@mail.ru

канд. биол. наук, профессор кафедры, ведущий научный сотрудник лаборатории популяционной генетики и разведения животных отдела генетики, разведения и технологий в животноводстве

Россия, Ростов-на-Дону

Валерия Владимировна Волкова

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста»

Email: moonlit_elf@mail.ru

канд. биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярных основ селекции отдела биотехнологии и молекулярной диагностики животных

Россия, Московская область

Вероника Руслановна Харзинова

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста»

Email: veronika0784@mail.ru

канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярных основ селекции отдела биотехнологии и молекулярной диагностики животных

Россия, Московская область

Ольга Васильевна Костюнина

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста»

Email: kostolan@mail.ru

канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник, руководитель лаборатории молекулярных основ селекции отдела биотехнологии и молекулярной диагностики животных

Россия, Московская область

Роман Астакетович Мнацеканов

Всемирный фонд дикой природы, обособленное подразделение «Российский Кавказ»

Email: ramnatsekanov@mail.ru

старший координатор проектов

Россия, Краснодарский край

Наталия Анатольевна Зиновьева

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста»

Email: n_zinovieva@mail.ru

д-р биол. наук, профессор, академик РАН, директор, руководитель центра биотехнологии и молекулярной диагностики

Россия, Московская область

Список литературы

  1. Slatis MA. An analysis of inbreeding in the European bison. Genetics. 1960;45:275-287.
  2. Pucek Z, Bielousova IP, Krasiñska M, et al. European bison. Status survey and conservation action plan. IUCN/SSC Bison Specialist Group. IUCN, Gland, Switzerland and Cambridge, UK. 2004:54.
  3. Olech W. Analysis of inbreeding in European bison. Acta Theriologica. 1987;32:373-387. doi: 10.4098/AT.arch.87-25.
  4. Olech W. The inbreeding of European bison (Bison bonasus L.) population and its influence on viability. In: Book of Abstracts of the 49th Annual Meeting of the European Association for Animal Production, Warsaw, Poland, 1998. August 24-27. P. 26.
  5. Зубр. WWF. https://www.wwf.ru/about/what_we_do/species/zubr (cited 04.02.2017).
  6. Удина И.Г. Изучение ДНК-полиморфизма генов каппа казеина и главного комплекса гистосовместимости у зубров. Материалы 1-го съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров (ВОГиС) // Генетика. – 1994. – Т. 30. – Прил. – С. 161. [Udina IG. Study of DNA polymorphism of genes of kappa casein and main histocompatibility complex in wisent. Genetika. 1994;30(Suppl.):161. (In Russ.)]
  7. Wójcik JM, Kawałko A, Tokarska M, et al. Post-bottleneck mtDNA diversity in a free-living population of European bison: implications for conservation. J Zoo logy. 2009;277(1):81-87. doi: 10.1111/j.1469-7998.2008.00515.x.
  8. Putman AI, Carbone I. Challenges in analysis and interpretation of microsatellite data for population genetic studies. Ecol Evol. 2014;4(22):4399-4428. doi: 10.1002/ece3.1305.
  9. Dieringer D, Schlötterer C. Two distinct modes of microsatellite mutation processes: evidence from the complete genomic sequences of nine species. Genome Research. 2003;13:2242-2251. doi: 10.1101/gr.1416703.
  10. Chen MH, Dorn S. Cross-amplification of microsatellites from the codling moth Cydia pomonella to three other species of the tribe Grapholitini (Lepidoptera: Tortrici dae). Molecular Ecology Resource. 2010;10(6):1034-37. doi: 10.1111/j.1755-0998.2010.02837.x.
  11. Kim KS, Min MS, An JH, et al. Cross-species amplification of Bovidae microsatellites and low diversity of the endangered Korean goral. J Hered. 2004;95(6):521-5. doi: 10.1093/jhered/esh082.
  12. Nguyen TT, Genini S, Ménétrey F, et al. Application of bovine microsatellite markers for genetic diversity analysis of Swiss yak (Poephagus grunniens). Animal Genetics. 2005;36(6):484-489. doi: 10.1111/j.1365-2052.2005.01357.x.
  13. Nguyen TT, Genini S, Bui LC, et al. Genomic conservation of cattle microsatellite loci in wild gaur (Bos gaurus) and current genetic status of this species in Vietnam. BMC Genet. 2007;6(8):77. doi: 10.1186/1471-2156-8-77.
  14. Аль-Кейси Т.В., Зиновьева Н.А., Гладырь Е.А., и др. Оценка интродукции генофонда исходных видов у гибридов Bos Taurus и Phoephagus grunniens Монголии с использованием микросателлитов // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2011. – № 1. – С. 6–8. [Al’-Keysi TV, Zinovieva NA, Gladyr EA, et al. Evaluation of introduction of gene pool of initial species in Bos Taurus and Phoephagus grunniens hybrids. Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh. 2011;(1):6-8. (In Russ.)]
  15. Roth T, Pfeiffer I, Weising K, et al. Application of bovine microsatellite markers for genetic diversity analysis of European bison (Bison bonasus). J Anim Breed Genet. 2006;123(6):406-409. doi: 10.1111/j.1439-0388.2006.00613.x.
  16. Tokarska M, Marshall T, Kowalczyk R, et al. Effectiveness of microsatellite and SNP markers for parentage and identity analysis in species with low genetic diversity: the case of European bison. Heredity. 2009;103(4):326-32. doi: 10.1038/hdy.2009.73.
  17. Peakall R, Smouse PE. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics. 2012;28:2537-9. doi: 10.1111/j.1471-8286.2005. 01155.x.
  18. Keenan K, McGinnity P, Cross TF, et al. diveRsity: An R package for the estimation of population genetics parameters and their associated errors. Me thods in Ecology and Evolution. 2013;4(8):782-788. doi: 10.1111/2041-210X.12067.
  19. Do C, Waples RS, Peel D, et al. NeEstimator v2: re‐implementation of software for the estimation of contemporary effective population size (Ne) from genetic data. Mol Ecol Res. 2014;14(1):209-214. doi: 10.1111/1755-0998.12157.
  20. Waples RS, Do C. Linkage disequilibrium estimates of contemporary Ne using highly variable genetic markers: a largely untapped resource for applied conservation and evolution. Evol Appl. 2010;3(3):244-262. doi: 10.1111/j.1752-4571.2009.00104.x.
  21. Jombart T. Adegenet: a R package for the multivariate analysis of genetic markers. Bioinformatics. 2008;24(11):1403-1405. doi: 10.1093/bioinformatics/btn129.
  22. Wickham H. ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. New York: Springer-Verlag; 2009.
  23. Pritchard JK, Stephens M, Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics. 2000;155:945-959. Доступно по: http://web.stanford.edu/group/pritchardlab/structure_software/release_versions/v2.3.4/html/structure.html. Ссылка активна на 01.09.2016.
  24. Gralak B, Krasiñska M, Niemczewski C, et al. Polymorphism of bovine microsatellite DNA sequences in the lowland European bison. Acta Theriologica. 2004;49:449-456. doi: 10.1007/BF03192589.
  25. Михайлова М.Е., Медведева Ю.В. Сравнение аллельных частот микросателлитных локусов белорусской и польской популяций европейского зубра (Bison bonasus) // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя бiялагiчных навук. – 2013. – № 2. – С. 47–52. [Mikhaylova ME, Medvedeva YuV. Comparison of allele frequencies of microsatellite loci in Belorussian and Polish population of European bison (Bison bonasus). Vestsi Natsyyanal’nay akademii navuk Belarusi. Seryya biyalagichnykh navuk. 2013;2:47-52. (In Russ.)]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Генотипическая изменчивость 26 особей российской популяции зубра, генотипированных по десяти STR, основанная на результатах анализа главных компонент (PCA): ось Х — главная компонента 1 (PC1), ось Y — главная компонента 2 (PC2); исследуемые группы зубра: PTZ — Приокско-Террасная, KCH — Карачаево-Черкесская, OKZ — Окская

Скачать (23KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Популяционная принадлежность 26 особей зубра на основании анализа 10 STR-маркеров, оцененная с использованием STRUCTURE: исследуемые группы зубра: PTZ — Приокско-Террасная, KCH — Карачаево-Черкесская, OKZ — Окская; ось Х — индивидуумы (представлены в виде тонких вертикальных полос с долей различных оттенков серого, отражающих их предполагаемое происхождение от различных популяций); ось Y — коэффициент членства Q [23]

Скачать (48KB)
Метаданные

© Доцев А.В., Аксенова П.В., Волкова В.В., Харзинова В.Р., Костюнина О.В., Мнацеканов Р.А., Зиновьева Н.А., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах