<<<  Back

2022, № 98

UDC: 575.174/636.082/636.271
GSNTI: 68.39.29

Study of the genetic diversity of the Yaroslavl and Kholmogorsky breeds using different types of genetic markers

In order to preserve the genetic authenticity of breeds, it is necessary to assess the existing state of the allelofund. Yaroslavl and Kholmogorskaya breeds are the national heritage of domestic breeding. They have a number of valuable qualities. We sought to assess the genetic diversity and population structure of these breeds. A total of 63 heads of Yaroslavl and 409 heads of Kholmogorsky breeds were examined using STR markers. According to mtDNA, 17 and 15 heads were studied, respectively. The sample included animals selected taking into account the fractional membership of each individual in the cluster based on the values of the Q-criterion. Archival samples of the Kholmogorsky breed were characterized by the highest level of genetic diversity (Ar=5.919) and unbiased expected heterozygosity (uHe=0.713). The Yaroslavl breed showed the lowest level of genetic diversity (Ar=5.244). The Kholmogorsky breed from the Arkhangelsk region had an excess of heterozygotes (uFis=-0.151). The analysis of the genetic relationship between the studied breeds was carried out. During the cluster analysis, the studied animals showed high belonging to their own cluster. Indicators of genetic diversity by mtDNA were calculated. A significant negative value of the Tajima's D index in the Yaroslavl breed was shown. Analysis of the distribution of nucleotide substitutions in the fragment of the mtDNA D-loop in the studied rocks showed the presence of several independent events of gene influx from outside. Analysis of the structure of the phylogenetic tree showed that the clustering of individuals of the Yaroslavl and Kholmogorsky breeds was not strictly of a pedigree nature. The main part of the studied animals had the same haplotype and belonging to haplogroup T3. A database of genetic variability of the studied breeds was created.
Keywords: Cattle, local breeds, STR, mtDNA, allelofund, biodiversity.
DOI: 10.21515/1999-1703-98-163-171

References:

1. Щукина, И. В. Ассоциация полиморфизма ген-маркеров DGAT1 и MSTN с показателями развития молодняка голштинской породы крупного рогатого скота / И. В. Щукина, А. Г. Кощаев, С. Ю. Шуклин, Е. А. Гырнец, Т. С. Святенко // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2022. - № 95. - С. 213-218.
2. Зиновьева, Н. А. Генетические ресурсы животных: развитие исследований аллелофонда российских пород крупного рогатого скота - миниобзор / Н. А. Зиновьева, А. А. Сермягин, А. В. Доцев, О. И. Боронецкая, Л. В. Петрикеева, А. С. Абдельманова, G. Brem // Сельскохозяйственная биология. - 2019. - Т. 54. - № 4. - С. 631-641.
3. Щукина, И. В. Генетическое разнообразие быков-отцов, формирующих генофонд высокопродуктивного поголовья / И. В. Щукина, С. Ю. Шуклин, А. Г. Кощаев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2020. - № 82. - С. 171-178.
4. Кощаев, А. Г. Особенности формирования генофонда шаролезской породы крупного рогатого скота на юге России / А. Г. Кощаев, И. В. Щукина, О. В. Кощаева // Advances in Agricultural and Biological Sciences. - 2016. - Т. 2. - № 3. - С. 23-32.
5. Кощаев, А. Г. Частота встречаемости генотипов гена бета-казеина в популяции черно-пестрой голштинизированной породы крупного рогатого скота / А. Г. Кощаев, Е. А. Гырнец // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2021. - № 93. - С. 310-314.
6. Гладырь, Е. А. Молекулярная диагностика генетического дефекта FMO в айрширской породе крупного рогатого скота / Е. А. Гладырь, Е. Н. Коновалова, О. В. Костюнина, А. Г. Кощаев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2019. - № 80. - С. 215-221.
7. Усенко, В. В. Обоснование генетических исследований для прогнозирования потери поголовья коров в переходный период / В. В. Усенко, Л. Д. Яровая, А. В. Лихоман, Н. С. Комарова, А. Г. Кощаев // Ветеринария Кубани. - 2016. - № 3. - С. 12-14.
8. Прожерин, В. П. Холмогорская порода / В. П. Прожерин, В. Л. Ялуга // Молочное и мясное скотоводство. - 2020. - № 7. - С. 10.
9. Князева, В. В. Разработка генетической тестовой системы: дизайн флуоресцентно-меченных праймеров для ПЦР в реальном времени и оптимизация условий проведения анализа для А1/А2-молока / В. В. Князева, А. В. Гарковенко, В. В. Радченко, А. Г. Кощаев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2022. - № 96. - С. 247-258.
10. Князева, В. В. Разработка генетической тестовой системы: получение фрагментов гена бета-казеина крупного рогатого скота, содержащих нуклеотидные замены, характерные для различных аллельных форм белка / В. В. Князева, А. В. Гарковенко, В. В. Радченко, А. Г. Кощаев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2022. - № 95. - С. 157-164.
11. Криворучко, А. Ю. Современные подходы генетической идентификации породной принадлежности сельскохозяйственных животных (обзор) / А. Ю. Криворучко, А. В. Скокова, О. А. Яцык, А. А. Каниболоцкая // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2021. - № 22(3). - С. 317-328.
12. Шуклин, С. Ю. Фенотип молодняка голштинского скота и влияние мутаций в ген-маркерах MITF_SNPCHR22_31746502, MITF_SNPCHR22_31769189 на его изменение / С. Ю. Шуклин, Е. А. Гырнец, А. Э. Рыль, И. В. Щукина, А. Г. Кощаев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2022. - № 94. - С. 277-281.
13. Фураева, Н. С. Ярославская порода / Н. С. Фураева, Е. А. Зверева // Молочное и мясное скотоводство. - 2019. - № 8. - С. 31.
14. Alexandrino, J. Nested clade analysis and the genetic evidence for population expansion in the phylogeography of the golden-striped salamander, Chioglossa lusitanica (Amphibia: Urodela) /j. Alexandrino, J. W. Arntzen, N. Ferrand // Heredity. - 2002. - V. 88. - P. 66-74.
15. Collingbourne, S. J. Conservation genetics of traditional and commercial pig breeds, and evaluation of their crossbreeding potential for productivity improvement // PhD thesis. - University of EssexAvailable. - 2019.
16. Fu, Y. X. Statistical tests of neutrality of mutations against population growth, hitchhiking and background selection / Y. X. Fu // Genetics. - 1997. - V. 147. - P. 915.
17. Knaus, B. J. Mitochondrial genome sequences illuminate maternal lineages of conservation concern in a rare carnivore / B. J. Knaus, R. Cronn, A. Liston, K. Pilgrim, M. K. Schwartz // BMC ecology. - 2011. - 11:10.
18. Nei, M. Molecular evolutionary genetics / M. Nei // Columbia University Press. - New York. - 1987. - V. 138.
19. Nei, M. The Bottleneck Effect and Genetic Variability in Natural Populations / M. Nei, T. Maruyama, R. Chakraborty // Evolution. - 1975. - V. 29 (1). - P. 1-10.
20. Pritchard, J. K. Inference of population structure using multilocus genotype data /j. K. Pritchard, M. Stephens, P. Donnelly // Genetics. - 2000. - Vol. 155. - P. 945-959.
21. Tajima, F. Statistical methods to test for nucleotide mutation hypothesis by DNA polymorphism / F. Tajima // Genetics. - 1989. - V. 123. - P. 585-595.
22. Tuzov, I. N. Using holstein cattle in conditions of the Krasnodar territory / I. N. Tuzov, V. G. Ryadchikov, A. N. Ratoshniy, N. I. Kulikova, A. G. Koshchaev // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - 2018. - V. 10. - № 12. - С. 3160-3163.

Authors:

1. Volkova Valeria Vladimirovna, PhD in Biology, Federal State Budgetary Scientific Institution "L.K. Ernst Federal Research Center for Animal Husbandry".
2. Koshkina Olga Andreevna, postgraduate student, Federal State Budgetary Scientific Institution "L.K. Ernst Federal Research Center for Animal Husbandry".
3. Khozhokov Abdusalam Asadulayevich, PhD in Agriculture, Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal agricultural research center of The Dagestan Republic".