Исследование популяционно-геномной структуры и характера генетической дивергенции пород лошадей (Equus caballus L.) для разработки стратегии управления генетическими ресурсами коневодства Российской Федерации
маркирование селекционируемых признаков палеогенетика генетическая реконструкция маркеры Y-хромосомы митохондриальный геном полногеномный анализ молекулярно-генетические маркеры Equus caballus генетические ресурсы
Генетические исследования в коневодстве в основном ориентированы на решение узких прикладных задач – регистрацию нейтральных полиморфизмов, проведение контроля достоверности происхождения племенных лошадей, детекции ограниченного числа мутантных вариантов генов, отвечающих за выраженность некоторых фенотипических и интерьерных признаков и за проявление наследственных заболеваний. При этом попытки интерпретировать результаты анализа полученных данных по STR-маркерам и ограниченному количеству SNP-маркеров и полиморфизмам D-петли митохондриальной ДНК для оценки механизмов проявления таргетных генетических комплексов не привели к получению внятного результата для практической селекции, ни в обосновании фундаментальных основ популяционной генетики лошади.
До настоящего времени технологии полногеномного анализа не применялись на отечественном поголовье лошадей ни при проведении фундаментальных исследований, ни для селекционного совершенствования пород и создании новых селекционных достижений. Использование этих технологий позволит, по аналогии с другими видами сельскохозяйственных животных, кратно увеличить в коневодстве интенсивность селекции, избежать накопления негативных генетических мутаций, получить актуальные сведения о филогенетических связях пород и связанной с ними передачи генетических комплексов, отвечающих за выраженность основных селекционируемых признаков у лошадей разных типов и направлений исследований.
Проект позволит решить следующие актуальные задачи:
- впервые получить объективные знания о генетических механизмах формирования пород лошадей отечественной селекции на основании полученных результатов исследований палеогенетики, филогенетики пород и геногеографии с использованием сравнительного анализа трех массивов данных: STR-маркеров, маркеров Y-хромосомы и полногеномного анализа, в том числе - митохондриальной ДНК;
- провести мониторинг родословных племенных лошадей, записанных в государственные племенные книги и регистры, восстановить пробелы в генеалогических комплексах родословных высокоценных производителей и маток для разных направлений селекции, разработать технологии, полностью исключающие фальсификацию происхождения лошадей;
- выявить ключевые исторические и географические точки возникновения мутаций, определяющих важные селекционируемые, а также негативные признаки для разных направлений использования лошадей;
- выявить гены-маркеры для детекции генетических комплексов, отвечающих за проявление важных, экономически значимых признаков по направлениям селекции: в призовом (скаковом и рысистом), в табунном (мясном и молочном) коневодстве, включая адаптивные качества, экстерьерные характеристики, физиологические особенности.
Актуальность первого направления исследований проекта состоит в необходимости сохранения генофондов уникальных местных отечественных пород лошадей, подвергающихся постоянному влиянию переноса генетического материала при метизации. Применение методов, основанных на анализе STR-маркеров, не позволяет достоверно проводить определение генетической ценности из-за низкой выраженности породоспецифичности микросателлитных маркеров, в то же время использование расширенной панели маркеров митохондриальной ДНК и Y-хромосомы делает возможным восстановление сведений о происхождении на протяжении ряда поколений и детекцию внесенного генетического материала заводских пород. Это важно для формирования поголовья племенных генофондных хозяйств типичными не только по экстерьеру, но и по геномному профилю животных. 
С 1793 года племенной учет в коневодстве основан на ведении племенных книг, однако генетический контроль этого процесса начат лишь с 70-х годов прошлого века, а использование ДНК-маркеров – с 90-х годов. Генетическая оценка выявила ряд неточностей в записях о происхождении лошадей. Тем не менее, возможности применяемых методов генетической идентификации не позволяют в необходимом объеме осуществлять ретроспективный анализ и реконструкцию. Методы исследования, реализация которых запланирована в настоящем проекте, позволяют выявить несоответствия в записях и оптимизировать селекционный процесс, избежать неверных стратегий планирования подборов. Как известно, в большинстве направлений использования лошадей одним из основных экономических факторов является подтвержденная чистопородность лошади. Использование полногеномного анализа, а также упомянутых ранее маркеров, передающихся сцепленно с полом, позволяет, в отличие от STR-анализа, значительно более эффективно выявлять возможную фальсификацию происхождения.
До настоящего времени не изучены фундаментальные основы наследуемости комплексов основных селекционируемых признаков лошадей разного направления использования. Основными из них являются: адаптивные качества и резистентность к негативным воздействиям, определяющие экономическую эффективность технологий содержания, резвостной потенциал, проявление экстерьерных качеств и типа. Для ряда признаков из трех перечисленных групп возможно применение ретроспективного генетического анализа с использованием археологического материала, что позволит установить момент передачи и закрепления благоприятных мутаций, а также их распространение у современного поголовья.
Предложенный проект позволяет эффективно решить перечисленные задачи на уровне, соответствующем наиболее передовым зарубежным технологиям в сельскохозяйственной генетике, получить новые актуальные данные и фундаментальные знания о наследственности и передаче селекционируемых признаков лошадей в ходе эволюционного развития. Полученные результаты будут способствовать успешной реализации стратегии качественного преобразования коневодства на базе ведущего селекционного центра по коневодству Российской Федерации.
В результате исполнения проекта будут впервые получены новые знания о структуре генома лошадей, позволяющие эффективно управлять селекционным процессом во всех направлениях совершенствования конеиспользования. Полногеномный анализ будет проведен на генетически дифференцированном поголовье отечественных пород и популяций лошадей впервые, кроме того, для исследования выбраны вызывающие наибольший интерес в современной мировой науке таргетные генетические комплексы - маркеры Y-хромосомы и стабильная часть генома митохндриальной ДНК, что позволяет получить результаты мирового уровня.
В ходе реализации проекта будут получены фундаментальные знания о закономерностях генетической дивергенции пород в зависимости от интенсивности и вектора селекции, с большой степенью вероятности будут выделены гены-кандидаты селекционируемых признаков. Использование методов палеогенетики позволит уточнить знания о филогенетическихсвязях между породами лошадей.
В практическом аспекте будут усовершенствованы обязательные для применения системы идентификации и контроля достоверности происхождения лошадей, что позволит полностью избежать умышленной фальсификации генеалогических сведений, провести ревизии данных регистров и государственных племенных книг на генетическом уровне.
Александр
Зайцев
Михайлович
руководитель проекта
Кандидат сельскохозяйственных наук
Отсутствует
R-5099-2016
57212191459
616687
http://www.ruhorses.ru/
0000-0003-4260-602X
РОССИЯ
Александр
Зайцев
Михайлович
директор
РОССИЯ
34.23.37
Генетика количественных признаков
34.15.23
Молекулярная генетика
68.39.49
Коневодство
04.02.AD
AGRICULTURE, DAIRY & ANIMAL SCIENCE
Валерий
Калашников
Васильевич
Отвественный исполнитель
РОССИЯ
Лилия
Калинкова
Владимировна
Ответственный исполнитель
РОССИЯ
Людмила
Храброва
Александровна
Исполнитель
РОССИЯ
Анастасия
Дубровская
Борисовна
Исполнитель
РОССИЯ
Елена
Рыгина
Сергеевна
Исполнитель
РОССИЯ
Андрей
Дацышин
Александрович
Исполнитель
РОССИЯ
Александр
Зайцев
Михайлович
Руководитель проекта
РОССИЯ
Нина
Блохина
Васильевна
Исполнитель
РОССИЯ
Алий-бек
Хаудов
Данильбекович
Исполнитель
РОССИЯ
Ирина
Гавриличева
Сергеевна
Вспомогательный персонал
РОССИЯ
РНФ
Российский научный фонд
1137799022261
Организация
Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно
Фонды
ФГБНУ "ВНИИ КОНЕВОДСТВА"
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНЕВОДСТВА"
1036216005231
АЛЕКСАНДР
ЗАЙЦЕВ
МИХАЙЛОВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения