Генетика и наследственные заболевания пушных зверей

9

стандартов, как и у некоторых других окрасов, например, у фиолета, проявляются такие неяркие диагональные полоски. Видимо, это какая-то промежуточная мутация, в свое время предшествовавшая появлению шиншилл с геном бархата.

Анализ наследования окрасок выявил у пушных зверей большое разнообразие, обусловленное в основном мутациями многих генов и их комбинаторикой. Некоторые мутации оказываются одинаковыми у разных видов, что подтверждает проявление закона гомологичных рядов наследственности, сформулированного академиком Вавиловым Н.И. для растений. Так, мутация рецессивного гена w в доминантный ген W, вызывающий появление беломордости, – обнаружен у лисиц и песцов. Гены, вызывающие ослабление окраски и появление пятнистости, – зарегестрированы у норок и лисиц; ген альбинизма с – выявлен у норок и песцов, лисиц и нутрий.

Генетическая изменчивость и генетика окраса соболя

Эффективность селекции и перспективность проведения селекционных мероприятий в отношении каких-либо признаков в значительной мере определяются уровнем генетической изменчивости вида, в качестве показателей которой используют долю полиморфных локусов и среднюю гетерозиготность  по изученным полиморфным локусам. Для большинства видов сельскохозяйственных видов задача изучения уровня генетической изменчивости решена , в отношение соболя такой анализ проведен впервые .

В данной работе исследовалось клеточная популяция соболей зверосовхоза « Пушкинский» , одного из основных поставщиков пушнины этого вида и репродуктора племенного молодняка . Численность самок производственного племенного стада здесь не менялась и составляет 5000 особей .

Первым этапом работы было выявление истории формирования клеточной популяции соболя и исследование ее генетического состава. Для этой цели изучали производственные журналы первого периода формирования популяции, в которых были зарегистрированы количество и периодичность завоза зверей из природных популяций и их географическое местонахождение. Как показал анализ, в формирование клеточной популяции соболя использовался генофонд семи природных популяций, которые различались как по размеру животных, так и по окраске волосяного покрова. Естественно, миграция соболей между столь удаленными природными популяциями отсутствовала.

В качестве метода изучения генетической изменчивости нами выбран наиболее традиционный – электофорез белков крови. В результате исследований 23 белков крови, кодируемых 25 генами, полиморфизм в шести локусах, что составляет 24%. Полиморфными оказались белки плазмы крови – постальбумин 1 (Pa1), постальбумин 2 (Pa2), постальбумин 3 (Pa3),

10

посттрансферрин (Pt), а также ферментные белки эритроцитов -6 –фосфоглюконатдрогеназа (6-PGD), и малатдегидрогеназа(MDH). Подробно электрофореграмма описана в статье в журнале «Генетика», 1995, т.31 №2, с. 234-238.

Тип наследования вариантов белков изучалась на основе семейного анализа, включающего 43 семейные пары. У соболя, из-за его многоплодности и полигамного соотношения 1:5, возможно использовать одного самца с известным генотипом в нескольких вариантах скрещивания. Анализ наследования фенотипов белков в семьях показал кодоминантный тип наследования и аутосомную локализацию генов. Три аллельных варианта обнаружено у гена белка постальбумин 2, во всех остальных случаях выявлено по два аллеля на локус. Уровень индивидуальной гетерозиготности особи по совокупности всех исследованных полиморфных и мономорфных генов составляет 0,069, следовательно, в данной популяции только 7% генов находиться в гетерозиготном состоянии.

Количество полиморфных локусов, выявленных в настоящем исследование, позволяет предполагать, что вид сохранил большую часть своего аллельного состава при смене среды обитания, хотя не исключается утеря каких-либо аллелей по отдельным генам. Состояние аллелефонда клеточной популяции соболя показывает, что при ее формировании, по-видимому, произошло обогащение генофонда за счет интродукции аллелей от животных из изолированных ранее природных популяций. Этот вывод подтверждается уровнем изменчивости данной популяции, который близок к верхнему пределу диапазона изменчивости у видов млекопитающих.

Открытые полиморфные локусы можно использовать для анализа влияния селекции на структуру популяции соболя. Здесь особо важен тот факт, что этот вид зверей используется в репродукции до 15-летнего возраста и отбор на продолжительность репродуктивного периода, несомненно, вносит свои особенности в формирование генетической структуры популяции. Такой подход позволяет определить возможные закономерности и связи моногенных признаков с полигенно наследуемыми, формирование которых происходит в условиях жесткого направленного отбора.

При исследование популяции соболей зверосовхоза «Пушкинский» были обнаружены достоверные корреляционные связи между частотами генотипов по комплексу из трех полиморфных генов ( постальбумин 1 , постальбумин 3 , пасттрансферрин) и количественными признаками самок, связанными с производством. Популяция исследовалась с 1990 по 1994 г., и в ходе этой работы были проанализированы данные результатов щенения и определенны генотипы 600 самок. Установлено, что частота генотипа Ра1АА РаЗАА PtAA  положительно коррелирует с длинной репродуктивного периода самки ( r= 0.604, Р= 0,029), генотип Ра1АА РаЗАА PtAA   + Ра1АА РаЗАВ PtAВ  ( смешанная группа ) корректирует с плодовитостью самки в первый год щенения ( r= 0.604, Р= 0,05).

11

Определены также генотипы, увеличение частоты которых связанно с возрастание частоты проявления нежелательных свойств самок: увеличением доли пропустований, позднеспелостью, низкой плодовитостью в первый год щенения. Возрастанием частот генотипов Ра1АА РаЗАВ PtAА и   Ра1АА РаЗВВ PtAВ  наблюдалось в группах с худшим воспроизводительными свойствами. В первом случае обнаружена отрицательная коррекция с плодовитостью в первый год щенения ( r= 0.775, Р = 0,009), во втором – с увеличением доли пропустований и снижением жизнеспособности потомства.

Проведение генетической паспортизации племенной части стада позволит упорядочить селекцию и повысить эффективность. Для повышения в популяции доли самок с ценными свойствами следует проводить отбор в направлении увеличения частот желательных генотипов с учетом данных о связи между генотипами по полиморфным генам и хозяйственно важными признаками самок.

Генетика окраса соболей. Дикий соболь характеризуется широкой изменчивостью окраски. По типам окраски выделено 7 цветовых категорий, среди которых наиболее ценны темные шкурки. Окрас ости и подпуши обусловлен множественными генами. Горловое пятно у соболя варьирует по размерам, что указывает на полигенный тип наследования. Белые пятна горла у соболя являются рецессивным признаком. Генетика окраски соболя изучена недостаточно.

Особенности структуры лейкоцитов крови у норок разных генотипов

У норок, обладающих сапфировой окраской меха (a/a p/p), по сравнению с норками серебристо-голубой окраски (p/p) и стандартными (+/+) отмечены особенности субклеточной структуры лейкоцитов, заключающиеся в формировании аномально крупных гранул. Показано, что степень выраженности нарушений в отдельных лейкоцитах и у отдельных особей различна. Рассматривается вопрос о взаимосвязи аномальной структуры лейкоцитов с пониженной жизнеспособностью сапфировых норок.

Первым результатом доместикации животных всегда является взрыв изменчивости по сравнению с их исходными дикими предками. В дикой природе большинство возникших de novo мутантов маложизнеспособно и потому не имеют шансов для распространения в популяции. А вот у домашних животных, развивающихся и размножающихся под охраной человека, многие мутанты не только выживают, но даже сознательно распространяются. Все это дает возможность выбора форм для их дальнейшей доместикации и последующего искусственного обора, поскольку человек держит под своим контролем лишь те признаки, которые для него наиболее хозяйственно ценные.

12

Важным признаком одомашнивания пушных зверей является наследственное изменение дикой окраски их мехового покрова. Попав под защиту человека, пушные звери освободились  от влияния многих неблагоприятных средовых факторов, от конкурентов и хищников дикой природы, человек обеспечивает их кормом, защищает от болезней вакцинами. Это повлекло за собой ослабление влияния естественного отбора, который существовал в дикой природе, и возможность более свободного распространения и накопления самых разнообразных наследственных изменений. В итоге исторического одомашнивания американской норки были получены результаты, которые не могли быть достигнуты в природной обстановке. Для норки в условиях доместикации на промышленных зверофермах чрезвычайно большую роль приобретает окраска меха, и к настоящему времени уже зарегистрировано 35 окрасочных новшеств рецессивной, доминантной и полудоминантной природы. Такого окрасочного разнообразия у американских норок до периода доместикации не было в течение всей их предыдущей эволюционной истории как вида. Возникшие de novo мутации окраски волосяного покрова настолько сильно затронули особенности физиологии, жизненно важные функции, биохимические показатели мутантных норок, что проживание их на специализированных зверофермах – единственное условие их дальнейшей доместикационной истории. Например, для успешного разведения глухих норок белых-хедлюнд, карельских пестрых норок, норок шéдоу, несущих летальные и сублетальные гены, затрагивающие окраску волосяного покрова, требуется использование специальных программ разведения. В итоге снижающие жизнеспособность мутации окраски меха в условиях, создаваемых человеком, могут быть вполне жизнеспособными, более того, они намеренно сохраняются и приобретают значение породных признаков.

Некоторые мутации окраски меха плейотропно приводят к появлению нежелательных признаков, изменению устойчивости к заболеваниям и снижению плодовитости. В частности, норки, несущие эффект сублетальной алеутской окраски (a/a), имеют повышенную чувствительность к вирусному плазмоцитозу и низкую воспроизводительную способность, вследствие чего получили в хозяйствах незначительное распространение. Анализ литературы свидетельствует, что для лейкоцитов норок этого окрасочного генотипа характерно нарушение цитоплазматического гранулярного аппарата (Leader et al., 1963), в котором сосредоточено большое количество биологически активных соединений, обеспечивающих их функциональную активность. Данный дефект, по-видимому, является одной из причин дисфункции лейкоцитов, ослабления резистентности и иммунореактивности организма.

В связи с тем, что роль различных факторов в механизмах устойчивости по-прежнему не ясна, нами проведено исследование морфологии лейкоцитов крови у норок трех генотипов: норки стандартной темно-коричневой окраски (+/+) и мутантных: рецессивных серебристо-голубых (p/p) и дирецессивных сапфировых (a/a p/p). Особое внимание было обращено на изучение

13

морфофункциональной организации лейкоцитов норок сапфировой окраски – ценного, но трудного для разведения объекта звероводства.

Сапфировая норка является комбинативной формой, в генотипе которой в гомозиготном состоянии присутствуют мутантные гены серебристо-голубой (p/p) и алеутской (a/a) окрасок. Она, как и алеутская норка, отличается от исходной стандартной темно-коричневой и большинства других мутантных форм не только окраской меха, но и низкой жизнеспособностью. Для нее, как и для алеутской норки, но в меньшей степени, характерна генетически обусловленная чрезвычайная чувствительность к вирусным инфекциям, особенно к вирусному плазмоцитозу, а также снижение репродуктивной функции.

Материалы и методы

Исследование было проведено в ноябре, в период забоя на шкурку, на десяти норках (самки и самцы) каждого генотипа: стандартных (+/+), серебристо-голубых (p/p) и сапфировых (a/a p/p), разводимых в одном из звероводческих хозяйств республики Карелия. Общепринятым способом подсчитывали количество лейкоцитов, лейкоцитарную формулу и относительное содержание аномальных лейкоцитов в мазках крови, окрашенных по Паппенгейму-Крюкову (Справочник…, 1975). Морфометрию гранул в эозинофилах и нейтрофилах сапфировых норок осуществляли при световой микроскопии с помощью компьютерной системы анализа изображений с цветной цифровой видеокамерой и программным обеспечением «Видеотест». Определяли количество гранул, их длину, ширину, площадь, в том числе и суммарную, а также факторы формы круга и эллипса. Обработку цифрового материала проводили общепринятыми методами вариационной статистики (Ивантер, Коросов, 2004).

Результаты и обсуждение

В результате исследования установлено, что изменения субклеточной структуры лейкоцитов по сравнению со стандартным типом окраски (+/+) наблюдаются только у сапфировых норок (a/a p/p). Они заключаются в формировании в различных типах лейкоцитов аномально боль-ших гранул, которые по размеру и количеству, а иногда и форме существенно отличаются от таковых не только стандартных норок, но и других видов млекопитающих.

Ненормально большие гранулы чаще всего встречаются в эозинофилах, нейтрофилах, базофилах и редко моноцитах и лимфоцитах. В отличие от сапфировых норок (а/а p/p) в лейкоцитах норок серебристо-голубой окраски (p/p) подобных отклонений обнаружено не было. По-видимому, особенности организации лейкоцитов у норок сапфировой окраски (а/а p/p) в значительной степени определяются именно гомозиготным состоянием гена алеутской окраски (а/а). Подтверждаются данные других авторов о дефектности клеток гранулоцитарного ряда у норок, гомозиготных по рецессивному гену алеутской окраски (Leader et al., 1963).

В характере влияния гена алеутской окраски на морфологическую структуру лейкоцитов и меланосом наблюдаются общие черты. В работах Л.П.

14

Зверевой с соавт. (1976) показано, что у сапфировых норок, так же, как и у алеутских, нарушена ультраструктура меланоцитов и функция меланосом, что обусловливает формирование чрезвычайно вариабельных по размеру и форме гранул и соответственно особенности пигментации волоса у норок такой окраски. В то же время у серебристо-голубых норок отмечены только изменения конфигурации меланоцитов (Зверева, Беляев, 1976).

Выявленные особенности внутриклеточной структуры лейкоцитов у сапфировых норок имеют сходство с врожденной патологией – синдромом Чедиак-Хигаши (СЧХ), который обнаружен у человека (Роговин и др., 1977; Масчан и др., 1997) и некоторых видов животных. В их числе крупный рогатый скот (Yamakuchi et al., 2000), кошки (Kahraman, Prieur, 1989), крысы (Ozaki et al., 1994), мыши (Лизосомы …, 1984) и пушные звери (Meyers et al., 1979; Bell et al., 1980; Fagerland et al., 1987; Sjaastad et al., 1990). Электронно-микроскопические и цитохимические исследования подтвердили присутствие при этом заболевании в лейкоцитах «гигантских» включений, содержащих пероксидазу и кислую фосфатазу (Роговин и др., 1977). Некоторыми авторами также установлено, что при СЧХ дефект в лейкоцитах сочетается с ослаблением пигментации кожи, волос и глаз, которое прогрессирует с возрастом.

Согласно литературным данным, у разводимых в неволе пушных зверей, в частности у лисиц и песцов, основные признаки синдрома не отличаются от таковых у человека и других видов животных (Meyers et al., 1979; Fagerland et al., 1987; Sjaastad et al., 1990). На первый план выступают изменения структурной организации лейкоцитов. Также затрагиваются функции тромбоцитов вследствие недостаточности плотных гранул, на чем основано включение этого заболевания в группу с общим названием «синдром дефекта пула хранения».