logo VIJ

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ЖИВОТНОВОДСТВА — ВИЖ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Л.К. ЭРНСТА
ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста

Отчет по проекту № 21-46-00001 (РНФ)

Отчет за 2021 год.

В рамках выполнения проекта РНФ 21-46-00001, в течение 2021 года был пополнен банк ДНК образцами российских, киргизских и азербайджанских пород овец (алайская, карачаевская, андийская, тяньшанская, балбас, цигайская, куйбышевская) и диких представителей рода Ovis: снежного барана, архара и азиатского муфлона. Было генотипировано более 100 образцов домашних и диких представителей рода Ovis (карачаевская, лезгинская, романовская породы, архар, снежный баран, муфлон) с помощью чипа высокой плотности Illumina OvineHD Beadchip. Для анализов по выявлению генов-кандидатов, ответственных за приспособление к высокогорному климату полученные данные были совмещены с уже имеющимися генотипами. В результате были отобраны генотипы пяти российских пород – карачаевской (n=43), лезгинской (n=41), куйбышевской (n=15), волгоградской (n=36), романовской (n=60), одной киргизской - алайской (n=37) и шести китайских пород – ху (Hu, n=107), вади (Wadi, n=141), короткохвостого хан (Small-Tailed Han, n=101), хетиан (Hetian, n=24), тенгчонг (Tengchong, n=19), минксианской черной (Minxian Black Fur, n=20). Проведен анализ структуры изучаемых пород. С помощью анализа главных компонент было показано, что первая компонента (PC1) объясняет 23,23% генетической изменчивости, а вторая (PC2) и третья (PC3) - 11,48% и 7,32%, соответственно. Было показано, что все породы образовали свои кластеры, которые при этом частично пересекались. Романовская порода характеризовалось наибольшей генетической отдаленностью от других пород. Куйбышевская и волгоградская заняли промежуточное положение между романовской и пулом, в который попали большинство пород. При рассмотрении первой и третьей компонент от основного пула отделилась порода ху. Расчет показателей попарных генетических дистанций FST показал, что наибольшие значения наблюдались между породами тенгчонг и романовская – 0,124, а наименьшие между российскими породами карачаевская и лезгинская – 0,017 и китайскими вади и короткохвостый хан – 0,014. Показано, что пять китайских пород – хетиан, минксианская черная, вади, ху и короткохвостый хан относятся к одному корню. Наиболее близкими к ним были карачаевская, лезгинская и алайская породы. Общий корень также наблюдался для волгоградской и куйбышевской пород, а породы тенгчонг и романовская оказались самыми генетически дифференцированными. Для определения генов-кандидатов мы провели анализ по выявлению локусов под давлением на основе попарных сравнений SNP на основе FST. В качестве пород, адаптированных к высокогорью, были выбраны карачаевская, лезгинская, алайская породы, представляющие Россию и Кыргызстан, и ху, вади и короткохвостый хан, представляющие Китай. В группу пород, адаптированных с равнинным условиям, были отобраны российские породы – романовская, куйбышевская и волгоградская, и китайские – хетиан, миксианская черная и тенгчонг. Среди выявленных генов наиболее интересным был ген NF1 (neurofibromin 1) на 11-й хромосоме, вовлеченный в метаболические пути по категориям: GO:0001666~response to hypoxia / формирование ответа к гипоксии и GO:0007507~heart development / развитие сердечной мышцы. Ген NF1 — это функциональный кандидат, регулирующий рост гематопоэтических клеток и вовлеченный в сложный процесс адаптации овец к обитанию в высокогорных условиях. При отдельном рассмотрении российских пород помимо гена NF1 были обнаружены еще два многообещающих гена - ALOX5AP и HSPA5. Ген ALOX5AP на 10-й хромосоме – это функциональный ген - кандидат, отвечающий за климатические адаптации у овец и потенциально вовлеченный в регуляцию работы легких. Ген HSPA5 на 3-й хромосоме выполняет защитные функции, связанные с реакцией на клеточный стресс, и был предложен как потенциальный кандидат, ассоциированный с климатическими адаптациями. Был проведен анализ происхождения карачаевской породы овец с использованием чипа высокой плотности Illumina OvineHD Beadchip. был сделан вывод, что современная карачаевская порода овец несет большую часть генетической составляющей среднеазиатских пород. Скорее всего это обусловлено депортацией карачаевского народа в Среднюю Азию во время второй мировой войны и фактически полной утратой местного скота. После возвращения на родные земли карачаевцы завезли с собой среднеазиатских овец, которые в итоге стали предками современной карачаевской породы. При общем сравнении диких и домашних животных, представленных российскими, китайскими и французскими породами было показано, что отечественные породы кластеризировались ближе к китайским, чем к французским. Муфлоны образовали ветвь во французском кластере, архары и снежные бараны в российско-китайском. Были секвенированы полные митохондриальные геномы российских пород овец: карачаевской, лезгинской, куйбышевской, волгоградской и романовской. Геномы имели длину от 16615 до 16625 п.о. и состояли из 2 рРНК, 22 тРНК и 13 протеин кодирующих генов. Для исследования структуры популяции и генетического разнообразия был проведен анализ гипервариабельного участка д-петли мтДНК длинной 721 п.о. Медианная сеть гаплотипов выявила, что исследуемые последовательности относились к четырем гаплогруппам: A, B, C и D, причем большая часть животных относилась к первым двум. Все четыре гаплогруппы были выявлены у пород карачаевская и ху. У лезгинской, вади, минксианской черной, короткохвостой хан и хетиан наблюдались три гаплогруппы A, B и C, а у волгоградской A, B и D. Двумя гаплогруппами, A и B, были представлены породы куйбышевская и тенгчонг. Все последовательности романовской породы принадлежали к гаплогруппе B. Кластеризации по породам при этом не наблюдалось. С помощью анализа молекулярной дисперсии (AMOVA) был рассчитан процент внутрипородной и межпородной генетической изменчивости с учетом деления на группы, адаптированные к высокогорным и равнинным условиям. При совместном рассмотрении российских и китайских пород было показано, что большая часть генетической изменчивости выявлена внутри пород – 83,16%. Между группами этот показатель составлял всего 9,87%. При отдельном рассмотрении российских и китайских пород генетическая изменчивость между групп изменялась незначительно – 12,54% и 8,62%, соответственно. Таким образом было показано, что нет зависимости адаптации к высокогорным и равнинным условиям от происхождения изучаемых пород. Для подробного исследования филогении снежного барана был использован анализ митохондриального гена цитохром б (cytb). Анализ медианной сети гаплотипов показал, что группа, населяющая горы Камчатки, была наиболее отделена от других и была наиболее близкой к историческому предку современных снежных баранов. Была продемонстрирована обособленность Хараулахского барана и смешанное происхождение особей, обитающих на хребте Орулган. Время расхождения между O. nivicola и североамериканскими дикими баранами по нашим расчетам составило около 2 млн лет назад Время дивергенции Хараулахской популяция (TIK) от ближайшей группы – путоранского барана (PUT) около 0,3±0,13 млн лет и от популяций якутского снежного барана (VER, SKH, МОМ) – 0,48±0,19 млн лет. Самая генетически отдаленная камчатская популяция была отделена от всех остальных популяций снежного барана 0,93±0,35 млн лет.

 

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста (побольше) и нажмите Ctrl+Enter