Гетерогенность популяций и адаптация к технологии содержания домашних свиней: причины формирования
https://doi.org/10.31677/2072-6724-2021-33-3-80-94
Аннотация
Проведён анализ результатов исследований популяций домашних свиней за 25-летний период, что позволило рассмотреть ряд положений о роли естественных процессов и стандартизирующего отбора при адаптации популяций к технологическим условиям. Показано, что формирование межпопуляционных различий является результатом естественных генетико-стохастических процессов, а внутрипопуляционные различия (между линиями и семействами) обусловлены соответственно полиморфизмом генов Y-хромосомы и митохондриальной ДНК. Полиморфизм генетических маркеров в популяциях домашних свиней является следствием проводимых человеком скрещиваний при формировании современных пород, но сам набор этих маркеров в каждой породе и популяции изначально случаен. Ассоциации генетических маркеров в популяциях оказываются результатом независимых процессов: естественного догаметного отбора хромосом (на стадии гаметогенеза) и искусственного стандартизирующего отбора. Обнаружено, что частота носителей эндогенных ретровирусов PERV в популяциях свиней связана с условиями внешней среды и отражает уровень благополучия популяции. Построена модель связи гомо- и гетерозиготности популяции свиней с вариацией количественных признаков: развитие гетерозигот может быть нестабильным ввиду наличия у них большего числа степеней свободы при реализации фенотипа. Гены локусов, которые формируют генотипы, соответствующие определению: «генотипу соответствует множество фенотипов, а фенотипу соответствует множество генотипов», названы авторами «генами адаптации». Вклад стандартизирующего отбора растёт по мере прогресса породообразования, при этом увеличивается гетерогенность. Доместикационная часть генома Sus scrofa состоит из консервативной гомозиготной базовой части и зависимой от условий среды гетерозиготной «надстройки». Поэтому в популяциях современных «коммерческих» пород свиней сформированы, на первый взгляд, парадоксальные генетические компаунды, обеспечивающие необходимый адаптационный потенциал. Так, в локусах, регулирующих онтогенез, в гетерозиготном состоянии сохраняются рецессивные аллели, детерминирующие низкую скорость роста, - из-за повышенной приспособленности гетерозигот, у которых аллели, увеличивающие эмбриональную смертность, являются оптимизаторами желательной величины помёта.
При поддержке: Работа поддержана бюджетным проектом № 0259-2021-0015.
Об авторах
С. П. Князев
Новосибирский государственный аграрный университет
Россия
Россия
Кандидат биологических наук, доцент.
С. В. Никитин
Институт цитологии и генетики СО РАН
Россия
Россия
Кандидат биологических наук.
В. И. Ермолаев
Новосибирский государственный аграрный университет
Россия
Россия
Доктор биологических наук.
Список литературы
1. Никитин С.В., Князев С.П. Отбор и адаптация в популяциях домашних свиней: монография. - Saarbrucken: Lambert Academy Publishing (LAP), 2015. - 221 с.
2. Князев С.П., Никитин С.В. Стандартизирующий отбор и его последствия для генетической структуры популяции // Генетика. - 2011. - Т. 47, № 1. - С. 103-114.
3. Князев С.П., Никитин С.В. Изменение векторов отбора по массе поросят при рождении в процессе формирования популяции в новых условиях среды // Сельскохозяйственная биология. - 2014. - № 6. - C. 86-95.
4. Никитин С.В., Ворожейкин А.С. Особенности наследования серых пятен у домашних свиней // Генетика. - 1994. - Т. 30, № 5. - С. 675-680.
5. Ассоциации генетических маркеров в двух родственных породах свиней / С.П. Князев, С.В. Никитин, И.Г. Горелов, В.И. Ермолаев, Г.В. Орлова, М.А. Савина, К.В. Жучаев, С.В. Папшев, Е.В. Кабаненко // Генетика. - 1999. -Т. 35, № 5. - С. 674-680.
6. Дрейф генов как фактор дифференциации внутрипородных популяций свиней / С.П. Князев, С.В. Никитин, М.А. Савина, В.И. Ермолаев, И.Г. Горелов, О.П. Юдина, Н.В. Данильченко, Н.С. Фадеева // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2004. - № 2. - С. 35-38.
7. Князев С.П., Никитин С.В. Моделирование структуры супергенов, контролирующих некоторые полиаллельные системы групп крови свиньи Sus scrofa и лошади Equus caballus // Генетика. - 2007. - Т. 43, № 3. - С. 382-392.
8. Генетические методы в селекции свиней: монография / В.А. Бекенев, В.Н. Дементьев, B.И. Ермолаев, Г.М. Гончаренко, В.С. Деева, С.В. Никитин, С.П. Князев [и др.]; Сиб. НИИ жив-ва Россельхозакадемии. - Новосибирск, 2012. - 116 с.
9. Никитин С.В., Князев С.П., Ермолаев В.И. Вариация массы новорождённой особи у домашних свиней и процесс адаптации // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2014. -Т. 18, № 2. - С. 263-278.
10. Никитин С.В., Князев С.П., Ермолаев В.И. Роль условий среды пренатального роста плодов в формировании массы новорожденной особи у домашних свиней // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2017.- Т. 21, № 5. - С. 569-575.
11. Y-chromosome effect on prenatal live weight growth of laboratory minipigs / K. Shatokhin, S. Nikitin, S. Knyazev, V. Zaporozhets, S. Paskovskyi // International Scientific and Practical Conference “From inertia to develop: research and innovation support to agriculture”. E3S Web Conf., 2020; 176: 01003. DOI:10.1051/e3sconf/202017601003
12. Князев С.П., Швебель Т.И., Никитин С.В. Биологические особенности свиноматок кемеровской породы с разным потенциалом многоплодия // Свиноводство. - 2007. - № 6. - С. 7-9.
13. Овсянников А.И. Выведение кемеровской сальной породы свиней. - Новосибирск: Кн. изд-во, 1951. - 48 с.
14. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.
15. Сцепленные с полом эритроцитарные антигены свиньи / С.В. Никитин, С.П. Князев, Г.М. Гончаренко, В.А. Бекенёв // Генетика. - 2007. - Т. 43, № 4. - С. 521-529.
16. Тихонов В.Н. Иммуногенетика и биохимический полиморфизм домашних и диких свиней. - Новосибирск: Наука, 1991. - 304 с.
17. Иммуногенетический анализ структуры популяций свиней кемеровской и скороспелой мясной пород на этапе их интенсивного развития / С.П. Князев, И.Г. Горелов, К.В. Жучаев [и др.] // Сельскохозяйственная биология. - 1996. - № 2. - С. 57-62.
18. Динамика генетической структуры как отражение микроэволюционных процессов в популяциях свиней сибирских пород / К.В. Жучаев, С.П. Князев,Т.В. Шантурова, И.И. Гудилин // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 1997. - № 4. - С. 24-25.
19. Князев С.П., Никитин С.В. Филогенез и таксономические взаимоотношения внутривидовых форм свиней Sus scrofa (Suidae) // Зоологический журнал. - 2004. - Т. 83, вып. 1. - C. 105-117.
20. Дифференциация диких и домашних свиней по аллотипам белков сыворотки крови / С.П. Князев, С.В. Никитин, А.В. Кириченко [и др.] // Сельскохозяйственная биология. - 2005. -№ 6. - С. 100-105.
21. Разнообразие популяций диких и домашних свиней по комплексу аллотипов сыворотки крови / С.В. Никитин, С.П. Князев, А.Г. Николаев, А.М. Волох [и др.] // Генетика. - 2006. -Т. 42, № 3. - С. 403-413.
22. Животовский Л.А. Популяционная биометрия. - М.: Наука. - 1991. - 272 с.
23. Кайданов Л.З. Генетика популяций. - М.: Высшая школа, 1996. - 320 с.
24. Holderegger R., Kamm U., Gugerli F. Adaptive vs. neutral genetic diversity: implications for landscape genetics // Landscape Ecol. - 2006. - Vol. 21. - P. 797-807. - https://doi.org/10.1007/s10980-005-5245-9.
25. Whitlock R. Relationships between adaptive and neutral genetic diversity and ecological structure and functioning: a meta-analysis // J. Ecol. - 2014. - Vol. 102 (4). - P. 857-872. - https://doi.org/10.1111/1365-2745.12240.
26. Динамика гетерозиготности и её связь с приспособленностью в популяции домашних свиней / С.В. Никитин, С.П. Князев, Т.И. Швебель, Г.М. Гончаренко // Генетика. - 2009. - Т. 45, № 10. - С. 1401-1410.
27. Дарвин Ч. Изменения домашних животных и культурных растений // Сочинения. - М.; Л.: Изд-во АН СССР. - 1951. - Т. 4. - 884 с.
28. Vila C., Seddon J., Ellegren H. Genes of domestic mammals augmented by backcrossing with wild ancestors // Trends in Genetics. - 2005. - Vol. 21, N 4. - P. 214-218.
29. Differentiation of wild boar and domestic pig populations based on the frequency of chromosomes carrying endogenous retroviruses / S.V. Nikitin, N.S. Yudin, S.P. Knyazev [et al.] // Natural Science. - 2010. - Vol. 2, N 6. - P. 527-534.
30. Ассоциации эндогенных ретровирусов разных типов с генетическими маркерами в популяциях домашних и диких свиней / Р.Б. Айтназаров, В.И. Ермолаев, С.В. Никитин, М.А. Савина, В.Ф. Кобзев, С.П. Князев [и др.] // Доклады Россельхозакадемии. - 2006. - № 4. -С. 39-43.
31. Оценка частоты хромосом, содержащих свиные эндогенные ретровирусы, в популяциях домашней свиньи и дикого кабана / С.В. Никитин, Н.С. Юдин, С.П. Князев, Р.Б. Айтназаров [и др.] // Генетика. - 2008. - Т. 44, № 6. - С. 789-797.
32. Насыщенность генома свиньи эндогенными ретровирусами: влияние наследственности и среды / Р.Б. Айтназаров, С.В. Никитин, С.П. Князев, Н.С. Юдин // Инновации и продовольственная безопасность. - 2013. - № 2. - С. 41-49.
33. Распространение свиных эндогенных ретровирусов у разных форм Sus scrofa L. 1758 (Suidae, Mammalia) / Р.Б. Айтназаров, С.В. Никитин, С.П. Князев [и др.] // Сибиский вестник сельскохозяйственной науки. - 2010. - № 9. - С. 49-54.
34. Дифференциация популяций диких и домашних свиней по частоте хромосом, содержащих эндогенные ретровирусы / Н.С. Юдин, Р.Б. Айтназаров, С.П. Князев [и др.] // Информационный вестник ВОГИС. - 2009. - Т. 13, № 4. - С. 741-750.
35. Модель влияния гомо- или гетерозиготности животных на интенсивность их роста / С.В. Никитин, С.П. Князев, Г.В. Орлова [и др.] // Генетика. - 2005. - Т. 41, № 2. - С. 237-245.
36. Боголюбский С.Н. Происхождение и преобразование домашних животных. - М.: Сов. наука, 1959. - 592 с.
37. Князев С.П., Никитин С.В. Изменение векторов отбора по массе поросят при рождении в процессе формирования популяции в новых условиях среды // Сельскохозяйственная биология. - 2014. - № 6. - C. 86-95.
38. Никитин С.В., Князев С.П., Ермолаев В.И. Генетические компоненты и неопределённость фенотипической реализации массы новорождённой особи у домашней свиньи Sus scrofa L. // Генетика. - 2014. - Т. 50, № 1. - С. 69-78.
39. Князев С.П., Никитин С.В., Ермолаев В.И. Генетика крупноплодности свиней: половой диморфизм и генетический контроль массы новорождённых поросят // Вестник НГАУ. -2013. - № 1. - С. 46-57.
40. Никитин С.В., Князев С.П., Шатохин К.С. Миниатюрные свиньи ИЦиГ - модельный объект для изучения формообразовательного процесса // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2014. - Т. 18, № 2. - С. 279-293.
41. Разведение и селекция мини-свиней ИЦиГ СО РАН / С.В. Никитин, С.П. Князев, К.С. Шатохин, В.И. Запорожец, В.И. Ермолаев // Вавиловский журнал генетики и селекции. -2018. - Т. 22, № 8. - C. 922-930. - DOI 10.18699/VJ18.434.
Рецензия
Для цитирования:
Князев С.П., Никитин С.В., Ермолаев В.И. Гетерогенность популяций и адаптация к технологии содержания домашних свиней: причины формирования. Инновации и продовольственная безопасность. 2021;(3):80-94. https://doi.org/10.31677/2072-6724-2021-33-3-80-94
Просмотров:
240
Послать статью по эл. почте 