Генетическая характеристика лошадей местных пород по локусам микросателлитов ДНК

   Россия обладает значительным породным разнообразием конских пород с уникальными генофондами, которые хорошо адаптированы к самым разнообразным суровым природно-климатическим условиям, характеризуются универсальной работоспособностью, высокими продуктивными качествами и представляют существенный интерес для мирового коневодства. Генетические исследования популяционного разнообразия в коневодстве являются весьма актуальными, так как многие отечественные породы лошадей находятся под угрозой исчезновения. Для исследований были отобраны биоматериалы (волосы, кровь, сперма) от лошадей 15 местных пород, разводимых в России и сопредельных странах. Выборка включала 2193 лошади алтайской (n = 48), башкирской (n = 130), бурятской (n = 30), вятской (n = 220), забайкальской (n = 34), кыргызской (n = 100), мезенской (n = 148), мугалжарской (n = 109), новоалтайской (n = 514), печорской (n = 31), шетлендских пони (n = 47), приобской (n = 85), тувинской (n = 600), хакасской (n = 47) и якутской (n = 50) пород. При проведении генетико-популяционного анализа использовали следующие показатели: общее количество вариантов аллелей (Na) в 17 микросателлитных локусах, уровень полиморфности (Ae), среднее число аллелей на локус (Nv), наблюдаемая (Ho) и ожидаемая (He) гетерозиготность, коэффициенты генетического сходства и генетических дистанций, коэффициент внутрипопуляционного инбридинга (Fis). Современные местные породы лошадей даже при сравнительно небольшой численности имеют высокий уровень биоразнообразия и своеобразную генетическую структуру, часто с наличием приватных аллелей, которая сохраняется несмотря на периодическое скрещивание с заводскими породами разной специализации. Установлено, что лошади местных пород обладают рядом уникальных аллелей, включая ASB2T, HMS7S, HMS6J, HMS6H, HMS2T, HMS1O, HTG7L, HTG6L, HTG6H, VHL20S, ASB17Z, ASB17X, ASB17U, LEX3S, LEX3R и CA425E, которые не выявлены у представителей заводских пород в изученных европейских популяциях. Для большинства изученных пород было характерно отрицательное значение Fis и отсутствие внутрипородного инбридинга. Коэффициенты генетического сходства местных пород менялись в сравнительно широком диапазоне (0.828–0.973) и свидетельствовали об уникальности генофондов большинства местных конских пород в России, а также подтверждали общность происхождения кыргызской лошади с популяциями лошадей Южной Сибири.

1. Askarov A., Kuznetsova A., Gusmanov R., Askarova A., Kovshov V. Cost­effective horse breeding in the Republic of Bashkortostan, Russia. Vet World. 2020;13(10):2039­2045. doi: 10.14202/vetworld.2020.2039­2045

2. Baena M.M., Diaz S., Moura R.S., Meirelles S.L.C. Genetic characterization of Mangalarga Marchador breed horses based on micro­satellite molecular markers. J Equine Vet Sci. 2020;95:103231. doi: 10.1016/j.jevs.2020.103231

3. Belousova N.F. Local (aboriginal) Horse Breeds in Russia. Divovo: Publishing House of the All­Russia Research Institute of Horse Breeding, 2018 (in Russian)

4. Blohina N.V., Khrabrova L.A., Zaitsev A.M., Gavrilicheva I.S. Assessment of the genetic diversity of microsatellite loci in horses of heavydraft breeds. Genetika i Razvedenie Zhivotnykh = Animal Genetics and Breeding. 2018;2:39­44. doi: 10.31043/2410­2733­20182­39­44 (in Russian)

5. Chang C.C., Chow C.C., Tellier L.C.A.M., Vattikuti S., Purcell S.M., Lee J.J. Second­generation PLINK: rising to the challenge of larger and richer datasets. GigaScience. 2015;4:7. doi: 10.1186/s13742015­0047­8

6. Ernst L.K., Zinovieva N.A. Biological Issues of Animal Husbandry in the XXI Century. Moscow, 2008 (in Russian)

7. Francis R.M. POPHELPER: an R package and web app to analyse and visualize population structure. Mol Ecol Resour. 2017;17(1):27­32. doi: 10.1111/1755­0998

8. Gavrilicheva I.S. Genetic and population characteristics of Russian trotting horse breed by DNA microsatellite loci. AgroZooTekhnika = Agricultural and Livestock Technology. 2019;2(3):2. doi: 10.15838/alt.2019.2.3.2 (in Russian)

9. Glazko V.I., Kosovsky G.Yu., Glazko T.T., Fedorova L.M. DNA markers and “microsatellite code” (review). Sel’skokhozyaystvennaya Biologiya = Agric Biol. 2023;58(2):223­248. doi: 10.15389/agrobiology.2023.2.223eng

10. Kalashnikov V.V., Khrabrova L.A., Zaitsev A.M., Zaitseva M.A., Kalinkova L.V. Polymorphism of microsatellite DNA in horses of stud and local breeds. Sel’skokhozyaystvennaya Biologiya = Agric Biol. 2011;46(2):41­45 (in Russian)

11. Kalashnikova L.A., Novikov A.A., Semak M.S. Development of the genetic testing of breeding products in animal husbandry. Zoo tekh­niya = Zootechniya. 2022;11:25­28. doi: 10.25708/ZT.2022.19.42.008 (in Russian)

12. Khaudov A.D., Duduev A.S., Kokov Z.A. Diversity of Kabardian horses and their genetic relationships with selected breeds in the Russian Federation based on 17 microsatellite loci. IOP Conf Ser: Earth Environ Sci. 2019;341:012072. doi: 10.1088/1755­1315/341/1/012072

13. Khrabrova L.A., Blohina N.V., Belousova N.F., Kotran E.G. Estimation of the genealogical structure of Vyatka horse breed (Equus ferus caballus) using DNA analysis. Russ J Genet. 2022;58(4):462­466. doi: 10.1134/S1022795422040068

14. Librado P., Khan N., Fages A. The origins and spread of domestic horses from the Western Eurasian steppes. Nature. 2021;598:634­-640. doi: 10.1038/s41586­021­04018­9

15. Ling Y.H., Ma Y.H., Guan W.J., Cheng Y.J., Wang Y.P., Han J.L., Mang L., Zhao Q.J., He X.H., Pu Y.B., Fu B.L. Evaluation of the genetic diversity and population structure of Chinese indigenous horse breeds using 27 microsatellite markers. Anim Genet. 2011;42(1): 56­65. doi: 10.1111/j.1365­2052.2010.02067.x

16. Lippold S., Matzke N.J., Reissmann M., Hofreiter M. Whole mitochon drial genome sequencing of domestic horses reveals incorporation of extensive wild horse diversity during domestication. BMC Evol Biol. 2011;11:328. doi: 10.1186/1471­2148­11­328

17. Marzanov N.S., Nasibov M.G., Marzanova L.K., Ozerov M.Yu., Kan­tanen Yu., Lobkov V.Yu. Genetic Markers in the Theory and Practice of Sheep Breeding. Moscow: Pioner Publ., 2010 (in Russian)

18. Nwachukwu E.N., Kalla D.J.U., Ukwu H.O., Ogbu C.C., Ezea J., Udoh U.H., Ekumankama O.O. Genetic diversity and population structure of four Nigerian indigenous cattle breeds. Trop Anim Health Prod. 2022;54(2):132. doi: 10.1007/s11250­022­03132­8

19. Pozharskiy A., Abdrakhmanova A., Beishova I., Shamshidin A., Nametov A., Ulyanova T., Bekova G., Kikebayev N., Kovalchuk A., Ulyanov V., Turabayev A., Khusnitdinova M., Zhambakin K., Sapakhova Z., Shamekova M., Gritsenko D. Genetic structure and genome­ wide association study of the traditional Kazakh horses. Animal. 2023;17(9):100926. doi: 10.1016/j.animal.2023.100926

20. R2D2 Consortium; Fugeray­Scarbel A., Bastien C., Dupont­Nivet M., Lemarié S. Why and how to switch to genomic selection: lessons from plant and animal breeding experience. Front Genet. 2021;12: 629737. doi: 10.3389/fgene.2021.629737

21. Roh H.J., Kim S.C., Cho C.Y., Lee J., Jeon D., Kim D.K., Kim K.W., Afrin F., Ko Y.G., Lee J.H., Batsaikhan S., Susanti T., Hegay S., Kongvongxay S., Gorkhali N.A., Thi L.A.N., Thao T.T.T., Manikku L. Estimating genetic diversity and population structure of 22 chicken breeds in Asia using microsatellite markers. Asian-Australas J Anim Sci. 2020;33(12):1896­1904. doi: 10.5713/ajas.19.0958

22. Seo J.H., Park K.D., Lee H.K., Kong H.S. Genetic diversity of Halla horses using microsatellite markers. J Anim Sci Technol. 2016; 58:40. doi: 10.1186/s40781­016­0120­6

23. Stanislawczyk R., Rudy M., Gil M. Quality characteristics of horse meat as influence by the age of horse. Int J Food Prop. 2020;23(1): 864­877. doi: 10.1080/10942912.2020.1764579

24. Van de Goor L.H., Panneman H., Van Haeringen W.A. A proposal for standardization in forensic equine DNA typing: allele nomenclature for 17 equine­specific STR loci. Anim Genet. 2010;41(2):122­127. doi: 10.1111/j.1365­2052.2009.01975.x

25. Vdovina N.V., Yuryeva I.B. Monitoring for the genetic structure of Mezen breed of horses in terms of DNA microsatellites. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov J Genet Breed. 2021;25(2): 202­207. doi: 10.18699/VJ21.024

26. Yun J., Oyungerel B., Kong H.S. Genetic diversity and population structure of Mongolian regional horses with 14 microsatellite markers. Anim Biosci. 2022;35(8):1121­1128. doi: 10.5713/ab.21.0497