DYNAMICS OF THE GENETIC STRUCTURE OF THE RUSSIAN POPULATION OF MOSCOW WATCHDOG BREED

Применение служебных собак в России всегда поддерживалось государством как одно из важных направлений обеспечения внутренней безопасности. Примером тому является последний приказ Министра обороны Российской Федерации от 19 марта 2022 г. № 157

Московская сторожевая порода относится к караульным породам собак и была выведена по приказу Министерства обороны СССР сразу после окончания Великой отечественной войны для обеспечения народного хозяйства страны в собаках служебных пород

За последующие годы порода активно использовалась в разных службах и ведомствах, а также получила широкое распространение среди частных питомников и любителей собак нашей страны и за рубежом

Поскольку в настоящее время в России все больше обсуждается вопрос о создании баз данных генетических профилей пород собак, которые могут быть использованы как для идентификации происхождения отельных особей, так и для характеристики отечественных пород, то настоящее исследование представляется актуальным. Кроме того, при сохранении генофондных пород необходимо проведение мониторинга генетической структуры с целью контроля процессов, которые могут привести к сокращению генетического разнообразия (инбридинг, ассортативное скрещивание, дрейф генов и другие).

Поэтому цель исследований заключалась в анализе динамики параметров генетической структуры разных поколений российского поголовья собак московская сторожевая.

Объект исследований. Были выбраны собаки породы московская сторожевая (n=24 голов). Отобранные собаки являлись половозрастными, представляли питомники 7 регионов РФ, находились в Учебном центре «Красная звезда». Все собаки на официальных зоотехнических мероприятиях получили оценки экспертов и были признаны соответствующими породе. Исследуемые собаки не имели одинаковых предков ближе 5 поколения. Они были разделены на две группы: первая (n=10 голов) представляла собак старше 3 лет (2019 г.р. и ранее), вторая группа (n=14 голов) представляла собак 3 лет и младше (2020 г.р. и позднее). Также в рамках проекта были сформированы группы пород среднеазиатская овчарка (n=25 голов), восточноевропейская овчарка (n=31 голов), кавказская овчарка (n=14 голов), южнорусская овчарка (n=6 голов), русский черный терьер (n=12 голов) и оленегонная лайка (n=4 голов). Информация об этих породах была использована для сравнения аллелофонда этих пород с породой московская сторожевая.

Биологический материал. В качестве биоматериала была использована венозная кровь, взятая из вены предплечья (не менее 1 мл), высушенная на стерильных салфетках. Забор крови осуществлял ветеринар, который также проводил осмотр и идентификацию собак. Перед проведением лабораторных исследований все образцы были зашифрованы.

Для определения генетической структуры двух групп собак было проведено их генотипирование по 21 STR-маркеру (всего 94 головы). ДНК выделялась из с использованием набора ПЦР-совместимого реагента для проведения быстрого лизиса – COrDIS Sprint (ООО «ГОРДИЗ», Россия). После выделения ДНК в каждой из проб оценивали ее конечную концентрацию. Для постановки ПЦР использовали набор реагентов для мультиплексного анализа 21-го микросателлитного маркера и локуса амелогенина собак COrDIS Dog. Полученную ДНК амплифицировали в амплификаторе SimpliAmp («Thermal Cycler Applied Biosystems», США) с комплектом праймеров «COrDIS Dog» в соответствии с рекомендацией производителя. Электрофорез продуктов амплификации осуществлялся на автоматическом генетическом анализаторе «Applied Biosystems 3500 Series Genetic Analyzers» («Applied Biosystems», США). Для расшифровки и последующего документирования графических данных использовали программное обеспечение Data Collection Software и GeneMapper ID 3.2.

Статистические методы. Для обработки полученных данных использовали GenAlEx 6.5 для MS Excel

Чтобы иметь представление об аллельном богатстве породы московская сторожевая в целом, мы сравнили число аллелей в каждом из локусов, установленных для этой породы, с аналогичным показателем у шести других исследуемых пород (табл. 1). Следует заметить, что 3 из них являются аборигенными приотарными породами (среднеазиатская овчарка, кавказская овчарка, южнорусская овчарка), 1 – аборигенной пастушьей породой (оленегонная лайка) и 2 – породами, выведенными в то же время, что и московская сторожевая порода (русский черный терьер и восточноевропейская овчарка). Отметим также, что в создании московской сторожевой участвовали представители кавказской овчарки и восточноевропейской овчарки, которые за более чем 70 лет также прошли определенный эволюционный путь.

Обращает внимание, что наибольшим аллельным богатством практически во всех локусах характеризуется среднеазиатская овчарка: среднее число аллелей на локус составляет 8; от 5 аллелей в локусе AHTk253 до 12 аллелей в локусе AHT137). Кавказские овчарки занимают второе место – среднее число аллелей на локус составляет 6, московская сторожевая и восточноевропейская овчарка делят третье место (5 аллелей на локус), а остальные три породы характеризуются малым аллельным богатством (4 аллеля на локус у русского черного терьера и южнорусской овчарки и 3 – у оленегонной лайки). Московская сторожевая обладает таким же числом аллелей, как лидирующая среднеазиатская овчарка, только в локусах INU30 (Na=6) и INRA21 (Na=6). При этом в некоторых локусах разнообразие аллелей у московской сторожевой снижено в несколько раз: в локусе AHT137 – 6 против 12 у среднеазиатской овчарки и 9 у кавказской овчарки, в локусе AHTh171 – 4 против 11 у среднеазиатской овчарки.

Это значит, что необходимо провести детальный анализ интенсивности использования производителей в породе и ее пространственную структуру, чтобы понять механизмы более низкого числа аллелей в каждом локусе по сравнению с другими породами.

Далее нами представлялось важным выяснить, такое состояние аллелофонда было присуще породе долгое время или наблюдается снижение генетического разнообразия. К сожалению, генетический материал первых поколений представителей данной породы не сохранился, поэтому мы можем сравнить изменения, которые произошли за 2-3 поколения, используя материал существующих в настоящее время собак, но разного возраста.

В таблице 2 приведены параметры генетической структуры двух групп собак породы московская сторожевая.

По третьей части локусов: 7 из 21 (AHTh130, CXX279, REN169O18, REN105L03, AHT137, AHTk253, REN64E19) не наблюдается изменения числа аллелей, в то время как практически в половине локусов (10 из 21) число аллелей снизилось (AHTh260, AHTk211, INU05, REN54P11, REN169D01, INU005, AHT121, REN162C04, AHTh171, REN247M23) и только в 4 локусах разнообразие возросло на 1 аллель в каждом (INU30, INRA21, FH2848, FH2054). Это значит, что в целом в породе происходят процессы, которые ведут к снижению аллельного богатства. Поскольку основой эффективной селекции является наличие и поддержание генетического разнообразия, следует провести анализ спариваний и оценить характер использования отдельных производителей, произведя их генотипирование.

Также важно отметить, что если в первой группе практически во всех локусах наблюдаемая гетерозиготность (Ho) или примерно равна, или превышает ожидаемую гетерозиготность (He), то во второй группе по локусам REN169O18, INU055, INU005, FH2054, REN162C04 и AHTh171 наблюдается обратная картина. Это значит, что в настоящее время в породе начинает увеличиваться доля инбредных животных, что может иметь место при снижении поголовья, либо в случае «эффекта основателя», когда активно используется всего несколько производителей, наиболее успешных и, как следствие, наиболее известных и привлекательных.

Вышесказанное подтверждает и число приватных аллелей (табл. 3).

Главное наблюдение состоит в том, что две группы собак одной и той же породы различаются по приватным аллелям. В новом поколении московских сторожевых снизилось число локусов, как и общее число аллелей по сравнению с предыдущим поколением собак. Это также свидетельствует о снижении генетического разнообразия в породе.

Как показывают результаты исследований Heidi G Parker и других, для понимания причин изменения внутрипородного генетического разнообразия, необходимо провести также анализ изменения морфологических характеристик, учитывая географическую изолированность отдельных групп

Для того чтобы оценить, не привели ли изменения в генетической структуре к тому, что начинает формироваться «иная» московская сторожевая порода, отличная по генетическому профилю мы провели сравнение двух групп с помощью ПО STRUCTURE 2.3.4 (рис. 1).

Рисунок 1 - Результаты кластерного анализа по 21 STR-локусу собак породы московская сторожевая, при К=2

Примечание: группы: 1 – собаки 2019 г.р. и раньше, 2 – собаки 2020 г.р. и позже

DOI:10.23649/JAE.2023.40.27.4

Результаты исследования генетической структуры двух групп подтверждают подразделение исследуемого массива животных на 2 подгруппы. Для определения числа групп с помощью программы STRUCTURE Harvester был установлен коэффициент Delta K, максимальное значение которого оказалось при К=1.

Это значит, что на текущий момент, невзирая на наблюдаемые изменения генетической структуры у группы собак нового поколения, порода пока не утратила своей целостности.

В настоящей работе представлены результаты генотипирования собак одной их отечественных служебных пород - породы московская сторожевая, по 21 STR-локусу в соответствии с рекомендацией ISAG (International Society for Animal Genetics).

Мониторинг генетического разнообразия показал, что в породе наблюдается снижение генетического разнообразия, проявляющиеся в уменьшении полиморфизма в 10 исследуемых локусах, появлении приватных аллелей у животных разных поколений. Однако это пока не привело к формированию нового генетического профиля породы.

Поскольку порода собак московская сторожевая является ценным представителем отечественных пород, то необходимо провести дополнительные исследования, направленные на характеристику селекционной работы с породой, поиск причин уменьшения генетического разнообразия.

Таким образом, необходимо разработать предложения для национального клуба породы московская сторожевая по стабилизации генетического разнообразия в породе с помощью корректировки планов племенной работы и проведения разъяснительной работы с отдельными питомниками.