3. Генетическая структура стад.
Многократное исследование генетических последствий отбора различной напряженности (5% и 50%) и направленности («—» и «+» отбор) позволило убедиться, что отбор по скорости роста в раннем возрасте приводит к существенному изменению генотипической структуры сравниваемых групп рыб, различающихся по весу тела. При этом выявляются закономерные и хорошо воспроизводимые на разном исходном материале изменения аллельных и генотипических частот (Локшина, Андрияшева, 1981).
При сравнении самых мелких рыб (-5%) с самыми крупными (+5%) отмечены смена преобладающего аллеля (s) эстеразы-1 (табл. 7.21) и достоверное изменение частоты аллелей малик-энзима (МЕР*-1) и супероксиддисмутазы (SOD* -2):
В результате отбора изменился уровень гетерозиготности по большинству исследованных локусов, при этом наиболее существенными и однозначными во всех опытах оказались изменения «медленной» эстеразы (EST*-1).
При исследовании эстеразы группы более крупных годовиков характеризовались эксцессом гетерозигот (х2=9,9-23,3; p<0,01-0,001). Изменения генотипических частот по локусам альбумина-2 (ALB*-2) и «быстрой» эстеразы (EST*-2) были менее значительны ив большей степени зависели от исходного уровня гетерозиготности и общего генетического фона, который, по всей вероятности, был неодинаковым в племенных стадах с разным направлением отбора (Локшина, Андрияшева, 1981). Тем не менее изменения уровня гетерозиготности в группе годовиков +50% по трем локусам белков сыворотки крови, которые исследовались чаще, чем белковые системы мышц и печени, во всех опытах имели стабильный и закономерный характер (рис. 7.10).
Таблица 7.21 Изменение частоты (q) аллеля s и уровня гетерозиготности (H) по локусу EST*-1 при отборе годовиков пеляди по весу
Рис. 7.10. Изменение средней гетерозиготности (H3) по локусам альбумина и эстераз при отборе годовиков пеляди по весу тела (1-4 – номера опытов)
Увеличение количества изученных локусов с 3 до 9 не изменило характера выявленной на начальном этапе этих исследований зависимости. Умеренный отбор (+50%) во всех случаях (при использовании более 8 тыс. годовиков) приводит к увеличению гетерозиготности еще по нескольким локусам: альбумина-1 (ALB*-1), глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GPD*), супероксиддисмутазы (SOD*-2), малик-энзима мышц (МЕР*-1,2) и печени (МЕР*-3). По пяти локусам это увеличение оказалось достоверным (табл. 7.22).
Таблица 7.22 Уровень гетерозиготности (H, + m) годовиков пеляди при различной напряженности отбора по весу тела
Несмотря на разный вклад изученных локусов в общий эффект и неодинаковый генетический фон в разных опытах, минимальный уровень гетерозиготности H, наблюдался в группе самых мелких рыб, а максимальный — в группе годовиков, прошедших умеренный отбор, при одинаковом уровне генотипической изменчивости рыб в контроле и крайней размерной группе (+5%).
При исследовании генотипической структуры двух племенных стад No6 (F, по сроку нереста) и7 (F, по плодовитости) было изучено максимальное число полиморфных локусов (табл. 7.23).
Различия, обнаруженные между этими стадами, оказались очень существенными как по уровню средней гетерозиготности, так и по индивидуальной. Так, в контрольной группе 7-го стада индивидуальная гетерозиготность по трем локусам малик-энзима была выше, чем в 6-м, Почти в 2 раза, по локусу GPD* — в 5 раз, по среднему уровню (Н) — в 1,6 раза. Значительно изменился генотипический состав различных групп по локусу SOD*-2.
Таблица 7.23 Изменение уровня гетерозиготности по белковым локусам в двух племенных стадах пеляди при отборе годовиков по весу тела
Однако, по всей вероятности, главным фактором, определившим большинство отмеченных генетических различий между этими стадами, являетпя воздействие неблагоприятной экологической ситуации на производителей и их потомство, давших начало 7-му племенному стаду (подробнее см. ГЛ. 4). По этой причине результаты исследования 7-го стада не были включены в табл. 7.22, в которой обобщены материалы всех опытов по отбору. Как показали наши данные, загрязнение воды привело к компенсаторному увеличению гетерозиготности в 7-м стаде и обусловило неодинаковую реакцию на отбор – резкое увеличение Hв группе +50% 6-го стада (на 32%) и менее контрастные изменения Hв 7-м (на 17%).
При попытке определить генетическую структуру сравниваемых групп при достижении рыбами половозрелого возраста удалось (используя прижизненное взятие крови) исследовать только белки сыворотки крови, за исключением «медленной» эстеразы, так как у трехлетних рыб локус EST*-1 оказался неактивным. Частота аллелей и уровень гетерозиготности по двум другим локусам, исследованным у годовиков (ALB**-2 и EST*-2), в сравниваемых группах производителей оказались практически одинаковыми и не отличались от уровня, свойственного маточному стаду ендырcкoй пеляди (табл. 7.24) Как видно из этой таблицы, у производителей наблюдалось значительное (р<0,05) увеличение гетерозиготности по локусу ALB*-2 как в средней выборке, так и в отобранных группах, причем достигнутые значения оказались очень близки.
Таблица 7.24 Возрастные изменения частот аллелей и доли гетерозигот по локусам ALB*-2 и EST*.2 при отборе по весу во 2-м племенном стаде
Умеренный отбор годовиков по весу тела привел к изменениям различHых параметров гетерозиготности по большинству исследованных локусов: Индивидуальной и средней (см. табл. 7.22), а также к возрастанию доли множественных гетерозигот (более 3 гетерозиготных локусов на особь). Как видно из табл. 7.25, наблюдаемое при умеренном отборе в двух стадах увеличение гетерозиготности (см. табл. 7.23) сопровождалось повышением частоты множественных гетерозигот с 0,32 до 0,49 в контрольной группе (без отбора) и возрастанием этой разницы до 40% в группе, прошедший умеренный отбор (+50%). Порны ар бир марта 28 лhНАН гу Анализ распределения годовиков с разным числом гетерозиготных локусов в каждой из сравниваемых групп исходного стада (No 2) показал, что у самых мелких рыб доля гомозигот была максимальной, в группе более крупных рыб (+50%) – минимальной, при значительно большем относительном количестве множественных гетерозигот, которые в других группах не встречались (рис. 7.11).
Таблица 7.25 Изменение доли множественных гетерозигот в Племенных стадах пеляди при отборе годовиков по скорости роста
В дальнейшем, при исследовании 1150 годовиков из 5 племенных стад 3-5-го поколений селекции было обнаружено увеличение (р<0,001) количества множественных гетерозигот на 20% (табл. 7.26).
Из этих данных также видно, что в процессе длительного использования разработанного метода количество множественных гетерозигот в племенных стадах No 6-11 возросло практически в 2 раза по сравнению с Исходным уровнем (стадо No2). При этом в разных стадах наблюдались существенные колебания этих значений как в группах «без отбора» (от 0,10 до 0,49), так и в опытных группах (от 0,15 до 0,63).
Рис. 7.11. Доля гетерозиготных локусов на особь (%) в группах годовиков пеляди при различной напряженности отбора по весу тела (а – без отбора, б – +50%, в — +5%, г— -5%)
Таблица 7.26 Параметры гетерозиготности в различных племенных стадах пеляди при отборе годовиков по весу тела
Для изучения взаимодействия между белковыми локусами в различных стадах пеляди были проанализированы показатели гаметического неравновесия (неравновесия по сцеплению), т.е. неслучайного сочетания неаллельных генов в гаметах (табл. 7.27).
Таблица 7.27 Показатели гаметического неравновесия в разноразмерных группах годовиков 7-го племенного стада
Увеличение этого показателя до 0,031 (между ALB*-1 и GPD*) наблюдалось в одном случае в группе «без отбора» и в трех — в отобранной группе (+50%), где была выявлена также неслучайная ассоциация (отличие от О при р<0,01) между локусами GPD* и EST*-1 (-0,026), ALB*-2 (-0,057) и Sop*-2 (-0,028). Таким образом, разный генетический фон свойствен не только стадам с различными направлениями селекции, но и группам каждого стада, имеющим при закладке стада общий генетический пул, но, очевидно, дивергирующим в результате отбора по весу, проведенного на первом году жизни (Локшина и др., 1987).