Овцеводство является важной отраслью сельского хозяйства, обеспечивающей человека уникальной продукцией: шерстью, смушкой, меховой и шубной овчиной, мясом, молоком, салом. В России и на территории бывшего СССР, разведению овец всегда уделялось много внимания. Благодаря этому увеличивалось количество поголовья, создавались новые породы, повышалась продуктивность. До кризиса 1990-х годов на территории России численность овец составляла около 60 млн. голов, однако к 1999 году резко сократилось до 14,8 млн голов. В настоящее время поголовье овец растет и составляла 24,5 млн. голов в 2018 году. Одомашнивание овец произошло приблизительно 11 тысяч лет назад на территории современного Ирана, а предком домашней овцы считают азиатского муфлона. Овцы оказывали существенное влияние на развитие человечества и вследствие этого, вместе с человеком распространились по всему миру. В настоящее время страной лидером по поголовью овец является Китай (около 144 млн. голов). Также овцеводство популярно в Австралии, Индии, Великобритании, Новая Зеландии, Судане, Турции, Иране, Испании, Марокко, Бразилии, России и некоторых других странах. Большим преимуществом овец являются их скороспелость, неприхотливость к условиям содержания, а их широкие адаптационные возможности позволяют заниматься овцеводством в экстремальных природно-климатических условиях, неприемлемых для содержания крупного рогатого скота. Так, различные породы овец приспособлены к жизни в зонах степей, пустынь и полупустынь, гор и высокогорий всех континентов мира. В настоящее время в животноводстве существует тенденция вытеснения локальных пород более продуктивными коммерческими породами. При этом следует учитывать тот факт, что в новых условиях продуктивность ввозимых пород может понижаться, животные могут быть более подвержены заболеваниям. Также существует риск потерять уникальные гены, отвечающие за адаптацию, которые несут в себе локальные породы. Таким образом, желательно усовершенствовать или даже создавать новые породы на основе продуктивных и аборигенных, приспособленных к местным условиям. Новые породы должны быть с одной стороны конкурентоспособными с точки зрения продуктивности, а с другой сохранить все адаптационные способности. С помощью традиционной селекции этот процесс займет большое количество времени. Интенсивное развитие методов молекулярной генетики в последние два десятилетия, в частности на основе NGS технологии, позволило секвенировать полный геном овец, создать ДНК-чипы, содержащие 50 тысяч и 600 тысяч маркеров – однонуклеотидных полиморфизмов (SNP). Изучение генетических основ адаптивности, поиск "следов селекции" позволит создавать новые и совершенствовать существующие породы, что в свою очередь приведет к повышению продуктивности овец, выращиваемых в экстремальных природно-климатических условиях. Сравнительный анализ генома домашних и различных видов диких баранов будет иметь важное значение в двух основных аспектах. Во-первых, наше понимание генетических особенностей, лежащих в основе механизмов адаптации к различным природно-климатическим условиям у домашних овец, будет значительно расширено. Мы рассмотрим протекают ли эволюционные процессы у домашних и диких представителей одного и того же рода в схожих направлениях. Во-вторых, мы считаем, что сравнительный анализ домашних и диких видов может выявить некоторые новые геномные районы, которые находились под давлением естественного отбора у диких видов, но не обнаруживаются у домашних овец. В случае выявления значимых генов-кандидатов в соответствующих регионах эти гены могут быть использованы в качестве мишеней для дальнейшего редактирования генома, что позволит увеличить пределы адаптации у домашних овец.
Таким образом, вклад в фундаментальные и прикладные исследования будет сделан в следующих областях:
1) Овцеводство (информация для геномной селекции, выведения новых и улучшения существующих пород);
2) Генетика (изучение интрогрессии на уровне генома);
3) Филогенез (изучение взаимосвязей внутри и между субпопуляциями основных локальных пород овец и диких представителей рода Ovis);
4) Экология (сохранение приоритетов).
Для достижения этих целей за счет дополнительного использования методологий и материалов, оба коллектива исследователей проведут отбор проб у пород овец, которых разводят в различных природно-климатических условиях (умеренный климат, холодный климат, жаркий климат, высокоргорье), а также диких представителей рода Ovis (архар, снежный баран и т.д.). Благодаря полногеномному генотипированию с помощью ДНК-чипов высокой плотности (600K), полному секвенированию митохондриального генома, будут:
- идентифицированы гены или генетические варианты, связанные с адаптацией к экстремальным природно-климатическим условиям у домашних овец и их диких сородичей;
- выявлены гены, связанные с адаптацией к экстремальным природно-климатическим условиям при конвергентной эволюции между домашними овцами и их дикими сородичами;
- изучены количественная оценка генетической интрогрессии от диких сородичей у домашних пород овец и связи между генетическими сигнатурами интрогрессии и адаптации к экстремальным природно-климатическим условиям;
- проведены комплексные исследования филогении и генетической структуры пород овец Евразии и популяций диких баранов (архары, снежные бараны) на основе проведения полногеномного SNP генотипирования и секвенирования;
- отобраны локусы для создания панели SNP маркеров, с помощью которой можно будет выявлять животных с адаптацией к различным природно-климатическим условиям.
Наши результаты будут востребованы в разных сферах животноводства, экологических программах, а также для общества, в частности, для людей, живущих в экстремальных природно-климатических условиях. Селекционеры по всему миру заинтересованы в информации по генам адаптации к экстремальным природно-климатическим условиям с целью создания и усовершенствования существующих пород овец.
