Продуктивные особенности и характеристика аллелофонда свиней породы Боди по ДНК-маркерам

Современные стратегии племенной работы в свиноводстве не ограничиваются совершенствованием уже существующих пород, а предусматривают создание новых селекционных форм. В этой связи интерес представляют синтетические породы, создаваемые скрещиванием двух и более пород и сохраняющие в ряде поколений постоянное соотношение генов пород исходных. В свиноводстве описан ряд синтетических пород: Манор Мейшан в Англии, Темпо в Голландии, Пролиген и Найма во Франции, Сонг-льяо Черная в Китае, Лейкома в Германии и ряд других. По мнению ФАО, оценка значения породы требует синтеза информации из целого ряда источников, в том числе молекулярно-генетических.

Рис.1. Хряк породы Боди

В 2007 г. в ООО «Знаменский селекционно-гибридный центр» Орловской области завезена для научных исследований синтетическая порода свиней Боди, полученная скрещиванием пород Белый Пьетрен, Ландрас с прилитием крови Крупной Белой породы.

В лаборатории молекулярной генетики животных Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии, в ООО «Знаменский СГЦ» Орловской обл. в период с 2008 по 2010 гг. проводились исследования по схеме, представленной на рисунке 2.

Рис. 2. Схема исследований

Оценку показателей развития, мясной и откормочной продуктивности ремонтного молодняка свиней породы Боди проводили на основании анализа данных зоотехнического учета продуктивности 784 голов в сравнении с продуктивными показателями 2701 головы ремонтного молодняка свиней породы Дюрок.

В молекулярно-генетических исследованиях участвовали 42 основных и проверяемых хряка породы Боди воспроизводства Hypor и собственного воспроизводства. В качестве групп сравнения проводили исследования хряков пород Дюрок, Ландрас и Крупная Белая, разводимых в предприятии.

В молекулярно-генетических исследованиях были использованы 3 типа ДНК-маркеров:

• микросателлиты,
• гены наследственных заболеваний – стресс-синдрома, синдрома «кислого мяса» и синдрома короткохвостых   неподвижных сперматозоидов
• маркеры мясной и откормочной продуктивности MC4R и IGF2. 

Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам с использованием специального программного обеспечения.

Таблица 1. Характеристика развития ремонтного молодняка свиней породы Боди в сравнении с породой Дюрок

В результате исследований было установлено, что, как показано в таблице 1, ремонтный молодняк породы Боди характеризуется высокими показателями развития. Живая масса свинок в возрасте 70 дней в среднем составила 34,8 кг, хрячков - 34,0 кг, в возрасте 170 дней - 103,7 кг и 107,1 кг соответственно. Анализ показал, что по уровню развития в возрасте 70 дней 99,7% свинок и 99,2% хрячков относились к классу Элита, в возрасте 170 дней этим показателем обладали 100% свинок и 97,5% хрячков. Сопоставляя данные ремонтного молодняка свиней породы Боди, следует отметить немногим более низкий уровень показателей развития по сравнению с молодняком породы Дюрок. Это является следствием использования в качестве одной из исходных пород при выведении Боди медленно растущего Пьетрена.

Табл. 2. Характеристика мясной и откормочной продуктивности ремонтного молодняка свиней

Анализ мясной и откормочной продуктивности ремонтного молодняка свиней (табл. 2) показал, что возраст достижения живой массы 100 кг у ремонтного молодняка породы Боди составил в среднем 160,0 дней у свинок и 157,1 дней у хрячков. Толщина шпика, приведенная к живой массе 100 кг, составила 11,4 мм у свинок и 10,9 мм у хрячков. Анализ показал, что по уровню развития показателей мясной и откормочной продуктивности 98,7% свинок и 91,9% хрячков относятся к классу Элита.

Таблица 3. Показатели взаимосвязи между толщиной шпика и живой массой ремонтного молодняка свиней

Отмечая несколько меньшую скороспелость свиней породы Боди по сравнению с Дюроком, обусловленную использованием Пьетрена, следует отметить, что огромным преимуществом Боди является меньшая осаливаемость, в том числе при откорме до тяжелых кондиций (табл. 3). Проведенный корреляционный анализ показал, что отложение шпика у молодняка породы Боди на каждый килограмм живой массы составляет 0,03 мм у хрячков и 0,08 мм у свинок, в то время как у молодняка породы Дюрок он равен 0,11 мм. 

В целом, выявленный уровень продуктивных признаков позволяет сделать вывод о целесообразности использования породы Боди в качестве отцовской на втором этапе промышленного скрещивания.

Характеристика аллелофонда свиней породы Боди в сравнении со свиньями пород Крупная Белая, Ландрас и Дюрок, разводимыми в предприятии

Рис. 3. Минимальное (♦), максимальное и среднее число аллелей на локус у исследованных пород свиней

Как показано на рисунке 3, число аллелей в локусе МС в группе хряков породы Боди варьировало от 4 до 7 и в среднем составило 5,3 аллеля на локус, что сопоставимо с аналогичным показателем у хряков породы Дюрок и ниже в сравнении с хряками материнских пород Ландрас (7,1) и Крупная Белая (7,4). Уровень  генетического разнообразия является следствием отражения стратегии селекционно-племенной работы, используемой в предприятии. Меньшее генетическое разнообразие хряков пород Боди и Дюрок можно рассматривать, прежде всего, как указание на замкнутое разведение и высокую степень линейности животных, а также как следствие меньшей численности основного стада по сравнению с материнскими породами: 600 голов против 2400 голов.

Сравнение генетического разнообразия хряков породы Боди собственного воспроизводства и воспроизводства Hypor показало большее генетическое разнообразие хряков всех изучаемых пород собственного воспроизводства /(рис. 4)/, что обусловлено различным происхождением матерей и отцов хряков.

Известно, что для закрепления селекционных признаков в специализированных линиях практикуют умеренный инбридинг, который приводит к некоторому снижению гетерозиготности и, как следствие, дефициту гетерозигот. Для кроссов линий, наоборот, свойственно повышение уровня гетерозиготности и, как следствие, некоторый избыток гетерозигот. В этой связи, контроль гетерозиготности имеет большое значение в селекционно-племенной работе. Как показано в таблице 4, в группе хряков породы Боди степень гетерозиготности составила 63,8%, в то время как у других исследованных пород данный показатель варьировал от 51,9 у хряков породы Дюрок до 72,9% у хряков Крупной Белой породы.

Сравнение фактической и ожидаемой степени гетерозиготности выявило незначительный дефицит гетерозигот в группе хряков породы Боди (0,3%). Дефицитом гетерозигот характеризовались также популяции хряков пород Дюрок и Ландрас (4,9 и 0,3%, соответственно). Выявленный дефицит гетерозигот указывает на использование в селекции свиней исследуемых групп умеренного инбридинга и служит косвенным указанием на их специализацию.

Расчет показателей Ф-статистики (табл. 5) показал положительные значения индексов фиксации Fis  и Fit, что указывает на снижение гетерозиготности индивидуумов в каждой из пород вследствие неслучайного спаривания - как без учета, так и с учетом генетических различий между породами. Это подтверждает линейное разведение животных и использование умеренного инбридинга для закрепления ценных качеств производителей. Значение показателя Fst показывает, что различия в степени гетерозиготности между исследованными породами на 10,9% обусловлены межпородными различиями. Расчет показателя Fst с использованием функции молекулярной вариансы показывает, что различия в аллельных профилях по МС между исследуемыми породами на 13,4% были обусловлены межпородными различиями и на 86,6% - внутригрупповыми различиями. Как следует из данных таблицы 5, включение в расчеты группы хряков Боди приводило лишь к незначительному снижению межпородных различий, что подтверждает статус Боди как самостоятельной породы с уникальным генофондом.

Расчет генетической принадлежности к собственной популяции, основанный на генотипе каждого животного по МС, а также на числе и частотах встречаемости аллелей, общих для каждой из групп, показал высокую консолидированность группы хряков породы Боди (рис. 5). 95,2% генетически относятся к собственной породе на основании анализа по МС. Для сравнения в группах хряков пород Дюрок, Ландрас и Крупная Белая этот показатель составляет соответственно 93,1, 98,5 и 99,0%.

Таким образом, основываясь на полученных данных анализа аллелофонда по МС, можно сделать вывод о высокой генетической консолидированности породы Боди, что является следствием разведения «в себе» и целевого отбора по показателям продуктивности в соответствии с критериями, спефицическими для свиней этой породы.

Рис. 6. Дендрограмма филогенетического родства исследуемой группы хряков породы Боди с хряками других пород

Результаты анализа генетических дистанций и формирующаяся кластерная структура генеалогического дерева (рис. 6) подтверждает наибольшее генетическое родство пород Боди и Ландрас (0,227), что является следствием использования Ландраса в качестве одной из исходных пород.

Таким образом, результаты проведенных исследований показывают, что порода Боди имеет уникальный аллелофонд, отличный от других пород, разводимых в ООО «Знаменский СГЦ», является генетически консолидированной и по своим генетическим параметрам соответствует самостоятельной породе.

Скрининг всех хряков-производителей породы Боди по генам наследственных заболеваний и пороков Ryr1, PRKAG3 и KPL2 показал, что в популяции хряков отсутствуют рецессивные аллели, обуславливающие стресс-синдром, синдром «кислого мяса» и синдром короткохвостых неподвижных сперматозоидов /(табл. 6)/. Все исследованное поголовье хряков породы Боди может быть без ограничений использовано в селекции без риска возникновения у потомства вышеназванных наследственных заболеваний.

Рис. 7. Распределение аллелей IGF2 у хряков породы Боди в сравнении с другими породами, разводимыми в ООО «Знаменский СГЦ»

Учитывая, что порода Боди используется в системе промышленного скрещивания (гибридизации) в качестве отцовской, определяющее значение в оценке племенной ценности породы имеет характеристика ее статуса по ДНК-маркерам мясной и откормочной продуктивности. Как показано на рисунке 7, частота встречаемости «желательного» аллеля Q маркера мясности IGF2 у хряков породы Боди воспроизводства Hypor составила 100% и была аналогична значению данного показателя у хряков породы Дюрок. У ремонтных хрячков пород Боди и Дюрок собственного воспроизводства частота встречаемости аллеля Q снизилась до 87,5 и 94,7%, соответственно. Несмотря на использование в качестве одной из исходных пород Ландрасов, частота встречаемости аллеля Q у хряков породы Боди существенно превышает данный показатель у обеих линий Ландрасов, разводимых в предприятии.

Рис. 8. Распределение аллелей IGF2 у хряков породы Боди в сравнении с животными различных пород и происхождения

Рис. 9. Распределение аллелей MC4R у хряков породы Боди в сравнении с другими породами, разводимыми в ООО «Знаменский СГЦ»

Поскольку при отборе ремонтного молодняка производился учет генотипа хряков по IGF2, все хряки, отобранные для дальнейшего воспроизводства и введенные в основное стадо, имеют генотип QQ по IGF2. Как показано на рисунке 8, с точки зрения генетического потенциала мясности все используемые в предприятии хряки-производители породы Боди соответствуют лучшим зарубежным аналогам.

Распределение аллелей маркера скороспелости MC4R в породах, разводимых в ООО «Знаменский СГЦ»,   представлено на рисунке 9. Частота встречаемости «желательного» с точки зрения скороспелости аллеля А у хряков воспроизводства Hypor породы Боди составила 16,7% и была заметно ниже значения данного показателя у хряков породы Дюрок (43,5%). Данный факт вполне объясним, так как одной из исходных пород в выведении Боди является Пьетрен, который, как известно, относится к медленно растущим породам. Более низкая, по сравнению с Дюроком, скороспелость свиней породы Боди подтверждается и результатами анализа зоотехнических показателей. Следует отметить, что у ремонтных хрячков породы Боди собственного воспроизводства частота встречаемости аллеля А возрастала с 16,7 до 29,2%, что достигалось отбором ремонтных хряков с учетом генотипа по MC4R. У хрячков породы Дюрок существенных различий в частотах встречаемости аллелей MC4R между животными воспроизводства Hypor и собственного воспроизводства выявлено не было.

По материалам работы были сделаны следующие практические предложения:
1. Основываясь на результатах анализа хряков породы Боди по ДНК-маркерам разных типов, рекомендуем Государственной комиссии по испытанию и охране селекционных достижений при Минсельхозе РФ при рассмотрении вопроса о включении породы Боди в государственный Реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории РФ, учитывать результаты молекулярно-генетического тестирования, указывающие на статус Боди как самостоятельной породы.
2. Учитывая высокий уровень развития показателей мясной и откормочной продуктивности, рекомендуем свиноводческим предприятиям России при проведении промышленного скрещивания использовать породу Боди в качестве отцовской формы.

По материалам диссертации Сизаревой Е.И.