История Y-хромосомы лошадей поможет вывести новые породы

Ученые провели масштабное исследование Y-хромосомы лошадей, которое позволило построить общее генеалогическое древо для 135 современных пород. Оказалось, что из-за жесткого искусственного отбора Y-хромосомы европейских и американских пород крайне однообразны, тогда как в Монголии и Китае лошади сохранили большинство предковых генетических вариаций. Кроме того, авторам удалось больше узнать о том, как животные распространялись по миру и насколько тесно генетически связаны различные популяции. Полученные данные могут использоваться в селекции для выведения новых пород. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Scientific Reports.

У млекопитающих Y-хромосома несет информацию о предках по отцовской линии, поэтому по ней можно отследить историю происхождения различных пород современных домашних животных, например, лошадей. До недавнего времени было очень мало известно о том, какие изменения происходили с Y-хромосомами лошадей в процессе эволюции. Это связано с тем, что хромосомы имеют сложную структуру, которая затрудняет генетический анализ. При этом комплексное изучение Y-хромосомы важно для сохранения биологического разнообразия и проведения успешной селекции.

Ученые из Всероссийского научно-исследовательского института коневодства (Рязань) совместно с зарубежными коллегами проанализировали Y-хромосомы 135 пород домашних лошадей, а также дикой лошади Пржевальского, которая имеет общего предка с одомашненными животными. Таким образом авторы стремились проследить, где зародилась каждая порода, и какие генетические изменения она претерпела в ходе эволюции и селекции.

Генетический анализ показал, что Y-хромосомы современных пород менее разнообразны, чем у их диких предков. Так, наименьшее количество генетических вариаций наблюдается у особей, выведенных в Центральной Европе и Америке. Это объясняется тем, что для сохранения «чистоты» пород, которые, например, обладают наибольшей выраженностью экстерьерных качеств или резвостью, селекционеры на протяжении десятков и сотен лет скрещивали между собой только тех особей, которые имеют нужные признаки. При этом у многих пород по всему миру присутствуют генетические «маркеры» восточных лошадей, поскольку за последние сто лет арабские жеребцы часто использовались в селекции.

Ученые также подтвердили результаты более ранних работ, указывающих на то, что одомашнивание диких предков лошадей произошло на территории современной России, в ее южных степях около 4000 лет назад. Именно с этого момента начало падать генетическое разнообразие по Y-хромосоме лошадей, связанное с проводимым человеком искусственным отбором.

Интересно, что в монгольских, китайских и азиатских популяциях лошадей генетическое разнообразие оказалось самым высоким среди всех современных пород. Это может говорить о том, что на данных территориях исторически не проводился такой жесткий искусственный отбор, как в Европе, Америке и на Ближнем Востоке.

Кроме того, исследователи по генетическим «маркерам» смогли оценить родство отдельных пород между собой. Например, оказалось, что такие североевропейские породы как готландские и шетлендские пони имеют общие признаки в последовательности Y-хромосомы с лошадьми, обитающими на островах Шеклфорд Бэнкс в Северной Каролине. Подобные сходства могли возникнуть потому, что европейские копытные были завезены в Америку колонизаторами, и, вероятно, североевропейские породы обосновались в Северной Каролине.

«Наше исследование позволяет лучше понять происхождение и эволюцию различных пород лошадей. Данные о генетических особенностях, характерных для каждой из них, могут использоваться селекционерами при выведении новых пород с нужными качествами. В дальнейшем мы планируем продолжить исследование в нескольких направлениях. Во-первых, попытаемся проследить динамику изменчивости Y-хромосомы в зависимости от интенсивности селекционного воздействия и скрещивания разных пород. Во-вторых, изучим изменчивость митохондриальной ДНК, отвечающей за "‎материнское"‎ наследование, а также будем определять время появления значимых мутаций геномной ДНК», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Зайцев, кандидат сельскохозяйственных наук, директор Всероссийского научно-исследовательского института коневодства.