Селекция кур дала новые генетические данные
Исследования крупных, быстрорастущих и мелких, медленнорастущих кур предоставили важные новые знания о происхождении генетической вариации, позволившей им быстро адаптироваться к новым экстремальным условиям. Об этом говорят новые данные, опубликованные в онлайн-научном журнале PLOS Genetics.
Исследования провели учёные из Шведского университета сельскохозяйственных наук (SLU), Уппсальского университета и Политехнического института и университета штата Виргиния (Virginia Tech) в США.
Эти результаты могут дать важную информацию об эволюционном процессе, о том, как следует проводить селекцию животных и растений, и как изучать эпидемические заболевания, такие как ожирение и диабет.
В следующем выпуске PLOS Genetics исследователи из Уппсалы и Виргинии объясняют, как уже существующая в популяции генетическая вариация в сотнях генов позволяет этой популяции быстро адаптироваться к новым экстремальным средам.
Для демонстрации этого учёные использовали уникальную модель кур, выведенную в США. Профессор Пол Сигел из Virginia Tech с 1957 года изучал биологические эффекты отбора по массе тела. Из однородной популяции кур он вывел две линии: для высокого роста и для низкого роста. Для размножения следующего поколения отбирались самые тяжёлые особи в линии высокого роста и самые лёгкие — в линии низкого роста. В возрасте восьми недель животные линии высокого роста теперь весят в восемь раз больше, чем особи линии низкого роста.
"Поскольку особи отбирались на основе единственного признака, который, как мы знаем, контролируется как генетическими, так и средовыми факторами, эти куры являются отличной моделью для изучения количества генов, которые внесли вклад в это экстремальное изменение размера животных", — поясняет профессор Ёрьян Карлборг из SLU.
Изучив различия почти 100 000 генетических маркеров в ДНК двух линий, исследователи смогли показать, что у них теперь есть варианты более чем в 100 генах.
"Нам удалось выявить вклад такого количества генов, потому что отбор в линиях был настолько интенсивным на протяжении 50 лет, что представляет собой несколько тысяч лет естественного отбора", — объясняет Матс Петтерссон из SLU.
Впервые в экспериментальных данных в таком масштабе удалось продемонстрировать, что существующие генетические варианты необходимы, если популяции должны адаптироваться к новым условиям путём естественного или искусственного отбора.
"Мы использовали новый метод, чтобы выяснить, как варианты генов, присутствовавшие до начала программы разведения, способствовали изменению размера тела у двух линий кур. Наши результаты показывают, что большинство генетических вариантов, которые теперь закрепились в двух линиях, присутствовали в исходной популяции. Это показывает, что мутации в процессе отбора не так важны, как считалось ранее", — говорит Анна Йоханссон из SLU.
Две линии кур также различаются по другим признакам, помимо роста, таким как аппетит, ожирение и иммунная защита. Линия высокого роста — компульсивные едоки, тогда как линия низкого роста — анорексики; у линии высокого роста наблюдается ожирение, у линии низкого роста — худоба, а иммунная защита у линии высокого роста хуже, чем у линии низкого роста.
"Мы смогли идентифицировать многие области в ДНК, где линии различаются, что означает, что теперь мы лучше можем исследовать, какие из них влияют на медицински важные признаки: аппетит, ожирение и иммунную защиту. Это даст нам новые знания и в конечном итоге может привести к созданию более эффективных лекарств для борьбы со многими из наших наиболее распространённых заболеваний", — говорит профессор Карлборг.