Аналитический обзор. 
Изучение биоразнообразия популяции крупного рогатого скота с использованием генотипирования по полиморфным локусам

Проблема биоразнообразия доместицированных животных

Формирование вида (как единицы естественного отбора), в ходе эво-люции занимало значительные временные промежутки. При этом требовался индивидуальный набор участвовавших факторов, а так же наличие видов которые эволюционируют синхронно. Таким образом, имеющийся видовой состав животных и растений является ценным не возобновляемым генетическим ресурсом, даже не имея жизненно важного для человечества практического значения.

FAO (Food and Agricultural Organization — Продовольственная и сельскохо-зяйственная организация ООН) уверена, что биоразнообразие аграрного сектора — это необходимость для обеспечения выживания человечества в настоящем и будущем. Генетические ресурсы будут формировать основу любой стратегии для дальнейшей адаптации. В условиях меняющегося климата одной из стратегически важных задач, стоящих перед генетиками сегодня, является обеспечение продовольственной безопасности". [Всемирный генный банк…, 2013]. Мировая тенденция индустриализации сельского хозяйства несет в себе множество рисков, один из которых — сокращение национальных генетических ресурсов животных и растений [Доктрина продовольственной…, 2014].

Проблемы важности сохранения «культурного» биоразнообразия поднимает также международная конвенция о биологическом разнообразии, принятая на форуме «Повестка дня на XXI век». В конвенции подчеркивается значение сохранения и регионального использования генетических ресурсов для продовольствия и сельского хозяйства, с учетом взаимозависимости стран, обладающих этими ресурсами, для продовольственной безопасности планеты. Представители из почти 100 стран приняли участие в Межправительственной технической рабочей группе по генетическим ресурсам животных для производства продовольствия и сельского хозяйства, чтобы оценить прогресс в реализации «Глобального плана действий по генетическим ресурсам животных». Данный план был принят в 2007 году с целью улучшения управления биоразнообразием животных в мире. [Продовольственная и сельскохозяйственная…, 2014].

Под «биоразнообразием» в таком случае понимается «разнообразие проявления жизни на трёх уровнях организации: генетическое (разнообразие генов и их вариантов — аллелей), видовое (разнообразие видов в экосистемах) и экосистемное разнообразие, то есть разнообразие самих экосистем» [Лебедева, Дроздов, Криволуцкий, 2004].

Ключевым документом, регулирующим этот вопрос, является «Кон-венция о биологическом разнообразии» ООН [Конвенция о…, 2014]. Она чётко указывает, что «сохранение и устойчивое использование биологического разнообразия имеет решающее значение для удовлетворения потребностей в продовольствии и здравоохранении, а также других потребностей растущего населения Земли и что доступ как к генетическим ресурсам, так и технологиям и их совместное использование имеют важное значение для решения этих задач. При этом „Биологические ресурсы“ включают генетические ресурсы, организмы или их части, популяции или любые другие биотические компоненты экосистем, имеющие фактическую или потенциальную полезность или ценность для человечества». Как видим, генетическое разнообразие признается базовой основной для всех иных видов биоразнообразия и является само ценностью.

Генетическое разнообразие может трактоваться как разнообразие популяций по признакам или маркерам генетической природы [Алтухов, 2003]. Оно представляет собой важный компонент генетической характеристики популяции, группы популяций или вида. Генетическое разнообразие, в зависимости от выбора рассматриваемых генетических маркеров, характеризуется несколькими измеряемыми параметрами:

• — средняя гетерозиготность.
• — число аллелей на локус.
• — генетическое расстояние (для оценки межпопуляционного генетического разнообразия).

Таким образом, поиск и анализ уникальных генетических последова-тельностей, исследование динамики известных аллелей каждого вида, породы вносит вклад в формирование общей картины генетических ресурсов биосферы. Узконаправленный искусственный отбор приводит к абсолютному доминированию малого числа вариант от полиморфных аллелей. Это может послужить причиной «скрытого инбридинга» так как не останется разнообразного генетического материала для дальнейших на-правлений селекции.

За рубежом большое внимание уделяется проблемам изучения биоразнообразия в целом и биоразнообразию крупного рогатого скота в частности. Многие ведущие зарубежные институты разрабатывают долгосрочные проекты, посвященные генетическому мониторингу и, в частности, ДНК-мониторингу генофонда крупного рогатого скота (например, проект Roslin Institute (Edinburg) — «Genetic Diversity in Cattle»). Создана и международная программа по картированию генома Bos taurus [Генджиева, Сулимова, 2012]. биоразнообразие популяция генетический полиморфизм Остро вопрос обеднения генофонда крупного рогатого скота (КРС) стоит в современных российских условиях. Так, по мнению Бойко Е. Г. развитие животноводства в Росси в ХХ — начале XXI веков происходило по пути доминирования импорта над экспортом скота [Бойко, 2009]. По количеству сельскохозяйственного скота в IXX — начале XX века России принадлежало одно из первых мест. В первой половине ХХ века страна потеряла великорусский, сибирский, великокавказский, кубано-черноморский, рубашевский, монгольский, маньчжурский, алтайский, печорский скот или более 30 местных пород и отродий КРС. Из 22 созданных заводских пород шесть уже не разводятся на территории РФ и принадлежат другим государствам, три породы (юринская, лебединская, бушуевская) полностью исчезли, девять пород находятся на грани исчезновения. При этом в ведущих животноводческих странах мирах оберегают и сохраняют древнейшие породы скота [Динамика популяционных…, 2004]. Существует несколько основных аспектов сохранения культурного биоразнообразия, один из которых — генетический потенциал существующих местных пород. Их внутривидовая изменчивость и адаптивные возможности обеспечивают устойчивое развитие животноводства в разнообразных агроэкосистемах. Классическим примером тотального экспорта генетического материала является голштинизация российской популяции КРС. Наряду с общеизвестными положительными эффектами нарастают и негативные.

Включение в отечественное сельское хозяйство транснациональных животноводческих индустрии создает опасность сокращения собственных генетических ресурсов сельскохозяйственных видов, зависимость от импорта, а также угрозу глобализации распространения инфекций и скрытых генетических дефектов. В то же время создание индустриальных цепочек производства продовольствия уменьшает эффективность использования богатства природных комплексов/ландшафтов, особенно разнообразных на территории России, и тормозит развитие биоорганического сельского хозяйства. Отсюда следует все возрастающая важность сохранения генофондов отечественных сельскохозяйственных видов животных (Столповский, 2010]. Наглядным примером выше сказанному служит всплеск заболеваемости лейкозом и некробактериозом в молочном производстве, до 40−50% животных стали болеть различными формами мастита [Черекаев, 1997]. Голштинизированные животные более требовательные к содержанию и кормлению, чем адаптированные к суровым условиям местные породы скота. Другим негативным эффектом, по мнению В. М. Кузнецова, является возрастающая степень родства между животными [Научные проблемы…, 2014]. Так использование в Ленинградской области в течение ряда лет сыновей, внуков и правнуков небольшого числа выдающихся голштинских производителей привело к значительному генетическому сходству между когортами быков разных годов рождения и линий. Так, генетическое родство между быками разных линий составляло 20−40%. Ожидаемо, что через несколько лет все последующие спаривания будут уже родственными и приведут к инбридингу.

На проблему культивирования полиморфности генетики обращают внимание давно. Ее пытались повышать, используя генетический маркер каппа-казеина, а так же метод ДНК ISSR (мультилокусный межмикросателитный анализ пород) [Дымань, Глазко, 1997]. Данный метод может быть использован для сравнительного анализа пород, оценки их консолидированности и чистоты, как компонент комплексного генетического мониторинга динамики генофонодов и сохранения разнообразия доместицированных видов [Применение метода ISSR-PCR …, 2010]. На примере изучения трех родственных пород крупного рогатого скота мясного назначения — калмыцкой, якутской и монгольской показано, что генофонды этих пород четко различаются, а в стадах якутской и монгольской пород обнаружены нечистопородные животные. Метод эффективен и при изучении филогенетических связей пород: впервые показано, что калмыцкий скот наиболее отдален от двух других родственных пород турано-монгольской группы крупного рогатого скота и, по-видимому, является более древним [Отчетный доклад…, 2009]. Многие авторы видящие эту проблему пытаются решать ее на уровне разнообразия пород, сохраняя национальные породы.

Мы считаем, что перспективно исследование полиморфизма многоал-лельных локусов для оценки уровня биоразнообразия в исследуемой группе животных.