vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RASvavilov-145Research ArticleСтатьиArticlesДОМЕСТИЦИРУЕМЫЕ ЛИСИЦЫ: МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ, ВОВЛЕКАЕМЫЕ В ОТБОР ПО ПОВЕДЕНИЮFOX DOMESTICATION: MOLECULAR MECHANISMS INVOLVED IN SELECTION FOR BEHAVIORТрутЛ. Н.TrutL. N.trut@bionet.nsc.ruГербекЮ. Э.HerbeckYu. E.trut@bionet.nsc.ruХарламоваА. В.KharlamovaA. V.trut@bionet.nsc.ruГулевичР. Г.GulevichR. G.trut@bionet.nsc.ruКукековаА. В.KukekovaA. V.avk@illinois.eduФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, РоссияРоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, RussiaRussian FederationUniversity of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois, USAСоединённые Штаты АмерикиUniversity of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois, USAUnited States201325122014172226233Copyright © Трут Л.Н., Гербек Ю.Э., Харламова А.В., Гулевич Р.Г., Кукекова А.В., 20142014Трут Л.Н., Гербек Ю.Э., Харламова А.В., Гулевич Р.Г., Кукекова А.В.Trut L.N., Herbeck Y.E., Kharlamova A.V., Gulevich R.G., Kukekova A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/145

Несмотря на то что доместикация животных со времен Дарвина вызывает большой интерес у генетиков и эволюционистов, основной вопрос о генетических механизмах этого процесса до сих пор в должной мере не прорабатывался. В настоящей статье излагаются некоторые результаты экспериментального моделирования исторической доместикации на одном из объектов промышленного разведения –серебристо-черной лисице (Vulpes vulpes). Статья сфокусирована на роли отбора в трансформации поведения этих животных, приведшего к созданию уникальных популяций ручных и агрессивных лисиц. С целью анализа молекулярно-генетической природы различий в поведении этих уникальных лисиц были созданы дополнительные ресурсы: сконструирована мейотическая карта генома лисицы, путем скрещиваний ручных и агрессивных лисиц получены информативные расщепляющиеся субпопуляции, совершенствован применяемый ранее метод количественной оценки поведенческих фенотипов. В работе использовались интегральные поведенческие фенотипы (главные компоненты – ГК1 и ГК2), полученные в результате анализа регистрируемых видеокамерой этологических параметров. Главный результат состоит в том, что при использовании интервального QTL-картирования на 12-й хромосоме лисиц идентифицирован регион, наиболее тесно ассоциированный с ручным поведением. Принципиальное значение этого результата усиливается тем, что он оказался гомологичным региону на 5-й хромосоме собак, который интерпретируют как регион, ответственный за раннюю доместикацию волка и его эволюционный переход в примитивную собаку.

Although animal domestication has enjoyed the attention of geneticists and evolutionary biologists since Darwin’s times, the focal question about genetic basis of this process has not been duly considered. We have presented here some results of experimental modeling of historical domestication in silver foxes (Vulpes vulpes), one of the object of commercial breeding. Attention is focused on the role of artificial selection in the transformation of behavior of these animals, which has created the unique populations of tame and aggressive foxes. Additional resources were developed to analyze the molecular nature of differences in the behavior of these unique foxes: the meiotic map of the fox genome was constructed, crosses of tame and aggressive animals obtained informative segregating subpopulations, and the formerly applied method of quantification of behavioral phenotypes was improved. Integrated behavioral phenotypes (principal components PC1 and PC2) used in the study were obtained by analysis of ethological parameters recorded by a camcorder. The most important result is that the region most closely associated with tame behavior was identified on fox chromosome 12 by QTL interval mapping. The result is the more so significant that the region is similar to the region on canine chromosome 5 presumed to be responsible for early domestication of wolves and their evolutionary transformation to primitive dogs.

серебристо-черные лисицыэкспериментальная доместикациямолекулярно-генетический анализ поведениядестабилизирующий отборрасщепляющиеся популяцииsilver foxexperimental domesticationmolecular-genetic analysis of behaviordestabilizing selectionsegregating populationsМинобрнауки РФ, Президиум РАНReferencesБеляев Д.К. Генетические аспекты доместикации животных // Проблемы доместикации животных и растений. М.: Наука, 1972. С. 39–45.Беляев Д.К. Генетические аспекты доместикации животных // Проблемы доместикации животных и растений. М.: Наука, 1972. С. 39–45.Бузников Г.А. Нейротрансмиттеры в онтогенезе. М.: Наука, 1987. 232 c.Бузников Г.А. Нейротрансмиттеры в онтогенезе. М.: Наука, 1987. 232 c.Гербек Ю.Э., Гулевич Р.Г., Оськина И.Н., Плюснина И.З. Влияние материнской метилобогащенной диеты на экспрессию гена рецептора глюкокортикоидов в гиппокампе у крыс, селектируемых по поведению // Цитология и генетика. 2010. Т. 2. № 44. С. 108–113.Гербек Ю.Э., Гулевич Р.Г., Оськина И.Н., Плюснина И.З. Влияние материнской метилобогащенной диеты на экспрессию гена рецептора глюкокортикоидов в гиппокампе у крыс, селектируемых по поведению // Цитология и генетика. 2010. Т. 2. № 44. С. 108–113.Оськина И.Н., Гербек Ю.Э., Шихевич С.Г. и др. Изменение гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и иммунной систем при отборе животных на доместикационное поведение // Информ. вестник ВОГиС. 2008. Т. 12. № 1/2. С. 39–49.Оськина И.Н., Гербек Ю.Э., Шихевич С.Г. и др. Изменение гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и иммунной систем при отборе животных на доместикационное поведение // Информ. вестник ВОГиС. 2008. Т. 12. № 1/2. С. 39–49.Трут Л.Н. Роль поведения в доместикационных преобразованиях животных (на примере серебристо-черных лисиц): Дис. … д-ра биол. наук. Новосибирск: ИЦиГ СО АН СССР, 1980. 410 с.Трут Л.Н. Роль поведения в доместикационных преобразованиях животных (на примере серебристо-черных лисиц): Дис. … д-ра биол. наук. Новосибирск: ИЦиГ СО АН СССР, 1980. 410 с.Трут Л.Н. Доместикация животных в историческом процессе и в эксперименте // Информ. вестник ВОГиС. 2007. Т. 11. № 2. С. 273–289.Трут Л.Н. Доместикация животных в историческом процессе и в эксперименте // Информ. вестник ВОГиС. 2007. Т. 11. № 2. С. 273–289.Трут Л.Н., Науменко Е.В., Беляев Д.К. Изменения гипофизарно-надпочечниковой функции серебристо-черных лисиц при селекции по поведению // Генетика. 1972. Т. 8. № 5. С. 35–43.Трут Л.Н., Науменко Е.В., Беляев Д.К. Изменения гипофизарно-надпочечниковой функции серебристо-черных лисиц при селекции по поведению // Генетика. 1972. Т. 8. № 5. С. 35–43.Трут Л.Н., Плюснина И.З., Оськина И.Н. Эксперимент по доместикации лисиц и дискуссионные вопросы эволюции собак // Генетика. 2004. Т. 40. № 6. С. 794–807.Трут Л.Н., Плюснина И.З., Оськина И.Н. Эксперимент по доместикации лисиц и дискуссионные вопросы эволюции собак // Генетика. 2004. Т. 40. № 6. С. 794–807.Belyaev D.K. Domestication of animals // Sci. J. 1969. V. 5. P. 47–52.Belyaev D.K. Domestication of animals // Sci. J. 1969. V. 5. P. 47–52.Belyaev D.K. Destabilizing selection as a factor in domestication // J. Hered. 1979. V. 70. P. 301–308.Belyaev D.K. Destabilizing selection as a factor in domestication // J. Hered. 1979. V. 70. P. 301–308.Cote F., Fligny C., Bayard E. et al. Maternal serotonin is crucial for murine embryonic development // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2007. V. 104. P. 329–334.Cote F., Fligny C., Bayard E. et al. Maternal serotonin is crucial for murine embryonic development // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2007. V. 104. P. 329–334.Graphodatsky A.S., Beklemisheva V.R., Dolf G. Highresolution GTG-banding patterns of dog and silver fox chromosomes: description and comparative analysis // Cytogenet. Cell Genet. 1995. V. 69. P. 226–231.Graphodatsky A.S., Beklemisheva V.R., Dolf G. Highresolution GTG-banding patterns of dog and silver fox chromosomes: description and comparative analysis // Cytogenet. Cell Genet. 1995. V. 69. P. 226–231.Gulevich R.G., Oskina I.N., Shikhevich S.G. et al. Effect of selection for behavior on pituitary-adrenal axis and proopiomelanocortin gene expression in silver foxes (Vulpes vulpes) // Physiol. Behav. 2004. V. 82. P. 513–518.Gulevich R.G., Oskina I.N., Shikhevich S.G. et al. Effect of selection for behavior on pituitary-adrenal axis and proopiomelanocortin gene expression in silver foxes (Vulpes vulpes) // Physiol. Behav. 2004. V. 82. P. 513–518.Jackson J.E. A User’s Guide to Principal Components. N.Y.: Wiley, 1991. P. 10–15.Jackson J.E. A User’s Guide to Principal Components. N.Y.: Wiley, 1991. P. 10–15.Kukekova A.V., Trut L.N., Chase K. et al. Mapping loci for fox domestication: deconstruction/reconstruction of a behavioral phenotype // J. Behavior Genetics. 2011a. V. 41. No. 4. P. 593–606.Kukekova A.V., Trut L.N., Chase K. et al. Mapping loci for fox domestication: deconstruction/reconstruction of a behavioral phenotype // J. Behavior Genetics. 2011a. V. 41. No. 4. P. 593–606.Kukekova A.V., Trut L.N., Oskina I.N. et al. A marker set for construction of a genetic map of the silver fox (Vulpes vulpes) // J. Hered. 2004. V. 95. No. 3. P. 185–194.Kukekova A.V., Trut L.N., Oskina I.N. et al. A marker set for construction of a genetic map of the silver fox (Vulpes vulpes) // J. Hered. 2004. V. 95. No. 3. P. 185–194.Kukekova A.V., Trut L.N., Oskina I.N. et al. A meiotic linkage map of the silver fox, aligned and compared to the canine genome // Genome Res. 2007. V. 17. P. 387–399.Kukekova A.V., Trut L.N., Oskina I.N. et al. A meiotic linkage map of the silver fox, aligned and compared to the canine genome // Genome Res. 2007. V. 17. P. 387–399.Kukekova A.V., Trut L.N., Chase K. et al. Measurement of segregating behaviors in experimental silver fox pedigrees // Behav. Genet. 2008. V. 38. P. 185–194.Kukekova A.V., Trut L.N., Chase K. et al. Measurement of segregating behaviors in experimental silver fox pedigrees // Behav. Genet. 2008. V. 38. P. 185–194.Kukekova A.V., Johnson J.L., Teiling C. et al. Sequence comparison of prefrontal cortical brain transcriptome from a tame and an aggressive silver fox (Vulpes vulpes) // BMC Genomics. 2011b. 12:482 doi: 10.1186/1471-2164-12-482.Kukekova A.V., Johnson J.L., Teiling C. et al. Sequence comparison of prefrontal cortical brain transcriptome from a tame and an aggressive silver fox (Vulpes vulpes) // BMC Genomics. 2011b. 12:482 doi: 10.1186/1471-2164-12-482.Kukekova A.V., Temnykh S.V., Johnson J.L. et al. Genetics of behavior in the silver fox // Mamm. Genome. 2012. V. 23. No. 1/2. P. 164–177.Kukekova A.V., Temnykh S.V., Johnson J.L. et al. Genetics of behavior in the silver fox // Mamm. Genome. 2012. V. 23. No. 1/2. P. 164–177.Naumenko E.V., Belyaev D.K. Neuroendocrine mechanisms in animal domestication // Problems in general genetics. Proc. XIV Intern. Cong Genet. / Ed. D.K. Belyaev. M.: Mir, 1980. Book 2. P. 12–24.Naumenko E.V., Belyaev D.K. Neuroendocrine mechanisms in animal domestication // Problems in general genetics. Proc. XIV Intern. Cong Genet. / Ed. D.K. Belyaev. M.: Mir, 1980. Book 2. P. 12–24.Popova N.K. From genes to aggressive behavior: the role of serotonergic system // BioEssays. 2006. V. 28. P. 495–503.Popova N.K. From genes to aggressive behavior: the role of serotonergic system // BioEssays. 2006. V. 28. P. 495–503.Seaton G., Haley C.S., Knott S.A. et al. QTL Express: mapping quantitative trait loci in simple and complex pedigrees // Bioinformatics. 2002. V. 18. No. 2. P. 339–340.Seaton G., Haley C.S., Knott S.A. et al. QTL Express: mapping quantitative trait loci in simple and complex pedigrees // Bioinformatics. 2002. V. 18. No. 2. P. 339–340.Statham M.J., Trut L.N., Sacks B.N. et al. On the origin of a domesticated species: Identifying the parent population of Russian silver foxes (Vulpes vulpes) // Biol. J. Linnean Soc. 2011. V. 103. No. 1. P. 168–175.Statham M.J., Trut L.N., Sacks B.N. et al. On the origin of a domesticated species: Identifying the parent population of Russian silver foxes (Vulpes vulpes) // Biol. J. Linnean Soc. 2011. V. 103. No. 1. P. 168–175.Trut L.N. The genetics and phenogenetics of domestic behavior // Problems in General Genetics. Proc. of the XIV Intern. Congr. of Genetics / Ed. D.K. Belyaev. 1980. Book 2. P. 123–137.Trut L.N. The genetics and phenogenetics of domestic behavior // Problems in General Genetics. Proc. of the XIV Intern. Congr. of Genetics / Ed. D.K. Belyaev. 1980. Book 2. P. 123–137.Trut L.N. Early Canid domestication: The Farm Fox Experiment // Amer. Sci. 1999. V. 87. P. 160–169.Trut L.N. Early Canid domestication: The Farm Fox Experiment // Amer. Sci. 1999. V. 87. P. 160–169.Trut L., Oskina I., Kharlamova A. Animal evolution during domestication: the domesticated fox as a model // BioEssays. 2009. V. 31. No. 3. P. 349–360.Trut L., Oskina I., Kharlamova A. Animal evolution during domestication: the domesticated fox as a model // BioEssays. 2009. V. 31. No. 3. P. 349–360.Trut L.N., Oskina I.N., Kharlamova A.V. Experimental studies of early canid domestication // The Genetic of the Dog / Eds E.A. Ostrander, A. Ruvinsky. 2nd ed. CAB International. 2012. Ch. 2. P. 12–37.Trut L.N., Oskina I.N., Kharlamova A.V. Experimental studies of early canid domestication // The Genetic of the Dog / Eds E.A. Ostrander, A. Ruvinsky. 2nd ed. CAB International. 2012. Ch. 2. P. 12–37.Von Holdt B.M., Pollinger J.P., Lohmueller K.E. et al. Genome-wide SNP and haplotype analyses reveal a rich history underlying dog domestication // Nature. 2010. V. 8. No. 464(7290). P. 898–902.Von Holdt B.M., Pollinger J.P., Lohmueller K.E. et al. Genome-wide SNP and haplotype analyses reveal a rich history underlying dog domestication // Nature. 2010. V. 8. No. 464(7290). P. 898–902.Yang F., O’Brien P.C., Milne B.S. et al. A complete comparative chromosome map for the dog, red fox, and human and its integration with canine genetic maps // Genomics. 1999. V. 62. No. 2. P. 189–202.Yang F., O’Brien P.C., Milne B.S. et al. A complete comparative chromosome map for the dog, red fox, and human and its integration with canine genetic maps // Genomics. 1999. V. 62. No. 2. P. 189–202.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.