Генетическая дифференциация и фенотипическая адаптация северных оленей (Rangifer tarandus L.) в экологических условиях Малоземельской тундры и Северного Тимана
Аннотация
Обоснование. Северный олень (R. tarandus) – адаптированный вид животных, разведением которого широко занимаются в северных регионах Российской Федерации. Территориально организованный выпас стадного содержания животных в ландшафтно-экологических условиях с регламентируемыми режимами природопользования отличающиеся большим разнообразием на территории Ненецкого автономного округа, создает определённые ограничения, на которые организмы реагируют по-разному в зависимости от их силы. В северном оленеводстве популяция (оленеводческое хозяйство) представлена в основном несколькими стадами (субпопуляциями), за каждым из которых закреплен земельный участок и определён маршрут выпаса по сезонам года. Субпопуляция рассматривается как самостоятельная генетическая система, которая несет в себе историю формирования структуры. Отсутствие знаний о генетическом и морфологическом разнообразии северных оленей на уровне отдельных стад производящие выпас в разных экологических условиях создает угрозу сохранения биологического разнообразия.
Цель. Оценка генетической дифференциации и фенотипической изменчивости субпопуляций северных оленей Малоземельской и Тиманской тундр.
Материалы и методы. Для генетической характеристики 6 субпопуляций провели анализ по 9 микросателлитным локусам. Для анализа использовали кусочки тканей, отобранные во время очистки рогов животных и убойной компании. Для контроля изменчивости признаков использовали анализ PCA по семи наиболее информативным экстерьерным показателям самок и самцов, определили параметры распределения показателя глубины груди как одного из основных селекционных признаков.
Результаты. Анализ полученных данных дает представление о аллельном и генетическом разнообразии 6 субпопуляций. Установлены причинно-следственные связи, определяющие характер миграции и интенсивности потока генов. По результатам сравнительного анализа экстерьерных показателей на территории выявлены морфологически различающиеся группы животных.
Заключение. Полученные результаты о генетическом и морфологическом разнообразии северных оленей имеют большое значение для селекционно-племенной работы и могут быть использованы для освежения крови племенных и пользовательных стад.
Информация о спонсорстве. Исследования выполнены в соответствии с темой № FUUW-2022-0055 Государственного задания (рег. № 122011400382-8).
EDN: SFEDPC
Скачивания
Литература
Баскин, Л. М. (1970). Северный олень. Экология и поведение. Москва: Издательство «Наука». С. 3–5.
Mathiesen, S. D., Eira, I. M. G., Turi, E. I., Oskal, A., Pogodaev, M., & Tonkopeeva, M. (Eds.). (2022). Reindeer husbandry adaptation to the changing Arctic. Volume 1. Springer Polar Sciences. Cham: Springer. 277 p. https://doi.org/10.1007/978-3-031-17625-8. ISBN: 978 3 031 17625 8. EDN: https://elibrary.ru/GKLUWM
Тишков, А. А., & Кренке мл., А. Н. (2015). «Позеленение» Арктики в XXI в. как эффект синергизма действия глобального потепления и хозяйственного освоения. Арктика: экология и экономика, (4(20)), 28–37. http://arctica-ac.ru/article/184. EDN: https://elibrary.ru/VBHPNR
Курбаков, К. А., Коноров, Е. А., Семина, М. Т., и др. (2022). Распространение ассоциированных с болезнью хронического изнурения аллелей гена PRNP у диких и домашних северных оленей Rangifer tarandus на территории России. Генетика, 58(2), 163–168. https://doi.org/10.31857/S0016675822020102. EDN: https://elibrary.ru/GWUUZS
Патова, Е. Н., Кулюгина, Е. Е., & Стенина, А. С. (2016). Изменение природных комплексов Большеземельской тундры и Полярного Урала в результате воздействия линейных сооружений газопровода «Бованенково Ухта». Известия Коми научного центра УрО РАН, (3(27)), 54–60. EDN: https://elibrary.ru/WYMXNP
Рочев, П. А. (Ред.). (1975). Система ведения сельского и промыслового хозяйства в Ненецком национальном округе: Методические рекомендации. Нарьян Мар: Нарьян Марская сельскохозяйственная опытная станция. РТП. Тип. ВИР. С. 7–27.
Лавриненко, И. А. (2013). Геоботаническое районирование Большеземельской тундры и прилегающих территорий. Геоботаническое картографирование, 74–92. https://doi.org/10.31111/geobotmap/2013.74. EDN: https://elibrary.ru/RWMCHJ
Ильина, Л. А., Лайшев, К. А., Йылдырым, Е. А., и др. (2019). Место обитания как определяющий фактор формирования микробиома рубца у северных оленей в Арктической России. Сельскохозяйственная биология, 54(6), 1177–1187. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.6.1177. EDN: https://elibrary.ru/GDKXDE
Holmoy, I. H., Holand, O., Thoresen, S. I., et al. (2009). Associations between annual seasonal variations in body mass and reproductive and blood biochemical parameters in semi domesticated reindeer. Rangifer, 29(1), 51–61. https://doi.org/10.7557/2.29.1.210
Южаков, А. А., Мухачев, А. Д., & Лайшев, К. А. (2023). Породы и проблемы селекции северных оленей России. Москва: Наука. С. 21–35. ISSN: 0032 874X. ISBN: 978 5 02 040992 7. EDN: https://elibrary.ru/UXNWUM
Muuttooranta, K., & Maki Tanila, A. (2011). Selection decisions among reindeer herders in Finland. Rangifer, 31(1), 129–138. https://doi.org/10.7557/2.31.1.2034
Кузнецов, В. М. (2014). F статистики Райта: Оценка и интерпретация. Проблемы биологии продуктивных животных, (4), 80–104. EDN: https://elibrary.ru/TFRDMN
Доцев, А. В., Романенко, Т. М., Харзинова, В. Р., и др. (2017). Фенотипические и генетические особенности популяций северного оленя ненецкой породы. Сельскохозяйственная биология, 52(6), 1175–1183. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.6.1175. EDN: https://elibrary.ru/YLSVDD
Гулинова, Н. В. (Ред.). (1986). Агроклиматические условия выпаса оленей на Севере Коми АССР и в Ненецком автономном округе Архангельской области: справочник. Сыктывкар: Коми книжное издательство. 182 с. https://search.rsl.ru/ru
Харзинова, В. Р., Гладырь, Е. А., Романенко, Т. М., и др. (2015). Разработка мультиплексной панели микросателлитов для оценки достоверности происхождения и степени дифференциации северного оленя Rangifer tarandus. Сельскохозяйственная биология, 50(6), 756–765. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.6.756. EDN: https://elibrary.ru/VHREQJ
Peakall, R., & Smouse, P. E. (2012). GenAlEx 6.5: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research — an update. Bioinformatics, 28, 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460
Kalinowski, S. T. (2005). HP Rare: A computer program for performing rarefaction on measures of allelic diversity. Molecular Ecology, 5, 187–189. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2004.00845
Pattengale, N. D., Alipour, M., Bininda Emonds, O. R., Moret, B. M., & Stamatakis, A. (2010). How many bootstrap replicates are necessary? Journal of Computational Biology, 17(3), 337–354. PMID: 20377449. https://doi.org/10.1089/cmb.2009.0179
Garcia Vallvé, S., Palau, J., & Romeu, A. (1999). Horizontal gene transfer in glycosyl hydrolases inferred from codon usage in Escherichia coli and Bacillus subtilis. Molecular Biology and Evolution, 16(9), 1125–1134.
Sundqvist, L., Keenan, K., Zackrisson, M., et al. (2016). Directional genetic differentiation and relative migration. Ecology and Evolution, 6, 3461–3475. https://doi.org/10.1002/ece3.2096
Mantel, N. (1967). The detection of disease clustering and a generalized regression approach. Cancer Research, 27, 209–220
Денискова, Т. Е., Харзинова, В. Р., Доцев, А. В., и др. (2018). Генетическая характеристика региональных популяций ненецкой породы северного оленя. Сельскохозяйственная биология, 53(6), 1152–1161. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.6.1152rus. EDN: https://elibrary.ru/YYFQHR
Hartl, D. L., & Clark, A. G. (1997). Principles of population genetics. Sunderland, United Kingdom
Преображенский, Б. В. (1953). О повышении продуктивности оленей в Ненецком национальном округе. Архангельск: Архангельское книжное издательство. С. 37–40. https://search.rsl.ru/ru. EDN: https://elibrary.ru/UOUKBJ
Гржибовский, А. М., Иванов, С. В., & Горбатова, М. А. (2016). Описательная статистика с использованием пакетов статистических программ Statistica и SPSS. Наука и Здравоохранение, (1), 7–23. https://item.asp?id=25654144. EDN: https://elibrary.ru/VPKDEL
Рочев, П. А., Брюшинин, П. И., Филиппов, В. Ф., и др. (Ред.). (1984). Методические рекомендации по системе ведения сельского и промыслового хозяйства в Ненецком автономном округе. Ленинград: Тип. ВИР. С. 45–49. https://search.rsl.ru/ru
Гульчак, Ф. Я. (1954). Северное оленеводство. Москва: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. С. 55–56. https://e-catalog.nlb.by
Друри, И. В. (1953). Племенная работа в северном оленеводстве. В Доклады VI расширенной сессии Учёного совета института (Вып. II, с. 3–10). Ленинград. https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_005582300
Брызгалов, Г. Я. (2010). Инбридинг в северном оленеводстве. В VI Международная научно практическая конференция «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (с. 58–61). Пенза. https://search.rsl.ru/ru/record/01004879793. EDN: https://elibrary.ru/YHBQQP
Бороздин, Э. К., Мухачев, А. Д., & Савадерова, Л. Ф. (1989). Проблемы генетики в северном оленеводстве. В Совершенствование технологии и повышение экономической эффективности северного животноводства (с. 45–49). Новосибирск
Ануфриев, Г. С. (Ред.). (1991). Приёмы повышения продуктивности оленеводства Ненецкого автономного округа: Практические рекомендации. Нарьян Мар: Нарьян Марская типография. С. 2–32
Зоотехнические и ветеринарные правила по оленеводству Ненецкого национального округа. (1947). Нарьян Мар: Тип. газеты «Нарьяна Вындер». С. 3–45
Рочев, П. А. (Отв. ред.). (1967). Мероприятия по ведению сельского и промыслового хозяйства в Ненецком национальном округе. Ленинград: Издательство РТП ВИР. С. 22–24. https://e-catalog.nlb.by
Преображенский, Б. В. (1953). Передовой опыт содержания и разведения северных оленей. В Доклады VI расширенной сессии Учёного Совета института (Вып. 2, с. 11–20). Ленинград. https://e-catalog.nlb.by
Марков, А. В., & Ивницкий, С. Б. (2016). Эволюционная роль фенотипической пластичности. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология, (4), 3–11. https://item.asp?id=27124566. EDN: https://elibrary.ru/WVOSZJ
Спиров, А. В., Левченко, В. Ф., & Сабиров, М. А. (2021). Концепция канализированности и генетической ассимиляции в биологии развития. Современные подходы и исследования. Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 57(1), 3–16. https://doi.org/10.31857/S0044452920060091. EDN: https://elibrary.ru/RSMXBD
Плященко, С. И., & Сидоров, В. Т. (1987). Стрессы у сельскохозяйственных животных. Москва: ВО «Агроиздат». С. 58–70.
References
Baskin, L. M. (1970). Reindeer. Ecology and behavior. Moscow: Nauka. pp. 3–5.
Mathiesen, S. D., Eira, I. M. G., Turi, E. I., Oskal, A., Pogodaev, M., & Tonkopeeva, M. (Eds.). (2022). Reindeer husbandry adaptation to the changing Arctic (Vol. 1). Springer Polar Sciences. Cham: Springer. 277 p. https://doi.org/10.1007/978-3-031-17625-8. ISBN: 978 3 031 17625 8. EDN: https://elibrary.ru/GKLUWM
Tishkov, A. A., & Krenke Jr., A. N. (2015). “Greening” of the Arctic in the 21st century as an effect of the synergy between global warming and economic development. Arctic: Ecology and Economy, (4(20)), 28–37. http://arctica-ac.ru/article/184. EDN: https://elibrary.ru/VBHPNR
Kurbakov, K. A., Konorov, E. A., Semina, M. T., et al. (2022). Distribution of PRNP gene alleles associated with chronic wasting disease in wild and domestic reindeer (Rangifer tarandus) across Russia. Genetics, 58(2), 163–168. https://doi.org/10.31857/S0016675822020102. EDN: https://elibrary.ru/GWUUZS
Patova, E. N., Kulyugina, E. E., & Stenina, A. S. (2016). Changes in natural complexes of the Bolshezemelskaya tundra and Polar Urals due to the impact of linear structures of the Bovanenkovo Ukhta gas pipeline. Proceedings of the Komi Science Centre, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, (3(27)), 54–60. EDN: https://elibrary.ru/WYMXNP
Rochev, P. A. (Ed.). (1975). System of agricultural and commercial management in the Nenets National District: Methodological guidelines. Naryan Mar: Naryan Mar Agricultural Experimental Station. RTP. VIR Printing House. pp. 7–27.
Lavrinenko, I. A. (2013). Geobotanical zoning of the Bolshezemelskaya tundra and adjacent territories. Geobotanical Mapping, 74–92. https://doi.org/10.31111/geobotmap/2013.74. EDN: https://elibrary.ru/RWMCHJ
Ilyina, L. A., Laishev, K. A., Yildirim, E. A., et al. (2019). Habitat as a determining factor in the formation of the rumen microbiome in reindeer in Arctic Russia. Agricultural Biology, 54(6), 1177–1187. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.6.1177. EDN: https://elibrary.ru/GDKXDE
Holmoy, I. H., Holand, O., Thoresen, S. I., et al. (2009). Associations between annual seasonal variations in body mass and reproductive and blood biochemical parameters in semi domesticated reindeer. Rangifer, 29(1), 51–61. https://doi.org/10.7557/2.29.1.210
Yuzhakov, A. A., Mukhachev, A. D., & Laishev, K. A. (2023). Reindeer breeds and selection issues in Russia. Moscow: Nauka. pp. 21–35. ISSN: 0032 874X. ISBN: 978 5 02 040992 7. EDN: https://elibrary.ru/UXNWUM
Muuttooranta, K., & Mäki Tanila, A. (2011). Selection decisions among reindeer herders in Finland. Rangifer, 31(1), 129–138. https://doi.org/10.7557/2.31.1.2034
Kuznetsov, V. M. (2014). Wright’s F statistics: Estimation and interpretation. Problems of Productive Animal Biology, (4), 80–104. EDN: https://elibrary.ru/TFRDMN
Dotsev, A. V., Romanenko, T. M., Kharzinova, V. R., et al. (2017). Phenotypic and genetic features of Nenets reindeer populations. Agricultural Biology, 52(6), 1175–1183. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.6.1175. EDN: https://elibrary.ru/YLSVDD
Gulinova, N. V. (Ed.). (1986). Agroclimatic conditions for reindeer grazing in the North of the Komi ASSR and the Nenets Autonomous Okrug of Arkhangelsk Oblast: Reference guide. Syktyvkar: Komi Book Publishing House. 182 p. https://search.rsl.ru/ru
Kharzinova, V. R., Gladyr, E. A., Romanenko, T. M., et al. (2015). Development of a multiplex microsatellite panel for assessing pedigree authenticity and differentiation level in reindeer (Rangifer tarandus). Agricultural Biology, 50(6), 756–765. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.6.756. EDN: https://elibrary.ru/VHREQJ
Peakall, R., & Smouse, P. E. (2012). GenAlEx 6.5: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research — an update. Bioinformatics, 28, 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460
Kalinowski, S. T. (2005). HP Rare: A computer program for performing rarefaction on measures of allelic diversity. Molecular Ecology Notes, 5, 187–189. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2004.00845
Pattengale, N. D., Alipour, M., Bininda Emonds, O. R., Moret, B. M., & Stamatakis, A. (2010). How many bootstrap replicates are necessary? Journal of Computational Biology, 17(3), 337–354. PMID: 20377449. https://doi.org/10.1089/cmb.2009.0179
Garcia Vallvé, S., Palau, J., & Romeu, A. (1999). Horizontal gene transfer in glycosyl hydrolases inferred from codon usage in Escherichia coli and Bacillus subtilis. Molecular Biology and Evolution, 16(9), 1125–1134.
Sundqvist, L., Keenan, K., Zackrisson, M., et al. (2016). Directional genetic differentiation and relative migration. Ecology and Evolution, 6, 3461–3475. https://doi.org/10.1002/ece3.2096
Mantel, N. (1967). The detection of disease clustering and a generalized regression approach. Cancer Research, 27, 209–220.
Deniskova, T. E., Kharzinova, V. R., Dotsev, A. V., et al. (2018). Genetic characterization of regional populations of the Nenets reindeer breed. Agricultural Biology, 53(6), 1152–1161. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.6.1152rus. EDN: https://elibrary.ru/YYFQHR
Hartl, D. L., & Clark, A. G. (1997). Principles of population genetics. Sunderland, United Kingdom.
Preobrazhensky, B. V. (1953). On increasing reindeer productivity in the Nenets National District. Arkhangelsk: Arkhangelsk Book Publishing House. pp. 37–40. https://search.rsl.ru/ru. EDN: https://elibrary.ru/UOUKBJ
Grzhibovsky, A. M., Ivanov, S. V., & Gorbatova, M. A. (2016). Descriptive statistics using Statistica and SPSS software packages. Science and Healthcare, (1), 7–23. https://item.asp?id=25654144. EDN: https://elibrary.ru/VPKDEL
Rochev, P. A., Bryushinin, P. I., Filippov, V. F., et al. (Eds.). (1984). Methodological guidelines for the system of agricultural and commercial management in the Nenets Autonomous District. Leningrad: VIR Printing House. pp. 45–49. https://search.rsl.ru/ru
Gulchak, F. Ya. (1954). Northern reindeer husbandry. Moscow: State Publishing House of Agricultural Literature. pp. 55–56. https://e-catalog.nlb.by
Druri, I. V. (1953). Breeding work in northern reindeer husbandry. In Proceedings of the 6th Extended Session of the Scientific Council of the Institute (Vol. II, pp. 3–10). Leningrad. https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_005582300
Bryzgalov, G. Ya. (2010). Inbreeding in northern reindeer husbandry. In 6th International Scientific and Practical Conference “Agro Industrial Complex: State, Problems, and Prospects” (pp. 58–61). Penza. https://search.rsl.ru/ru/record/01004879793. EDN: https://elibrary.ru/YHBQQP
Borozdin, E. K., Mukhachev, A. D., & Savaderova, L. F. (1989). Problems of genetics in northern reindeer husbandry. In Improving technology and increasing the economic efficiency of northern animal husbandry (pp. 45–49). Novosibirsk.
Anufriev, G. S. (Ed.). (1991). Methods for increasing reindeer farming productivity in the Nenets Autonomous District: Practical guidelines. Naryan Mar: Naryan Mar Printing House. pp. 2–32.
Zootechnical and veterinary rules for reindeer husbandry in the Nenets National District. (1947). Naryan Mar: Newspaper “Naryana Vynder” Printing House. pp. 3–45.
Rochev, P. A. (Ed.). (1967). Measures for agricultural and commercial management in the Nenets National District. Leningrad: RTP VIR Publishing House. pp. 22–24. https://e-catalog.nlb.by
Preobrazhensky, B. V. (1953). Advanced practices in keeping and breeding northern reindeer. In Proceedings of the 6th Extended Session of the Scientific Council of the Institute (Vol. 2, pp. 11–20). Leningrad. https://e-catalog.nlb.by
Markov, A. V., & Ivnitsky, S. B. (2016). The evolutionary role of phenotypic plasticity. Bulletin of Moscow University. Series 16. Biology, (4), 3–11. https://item.asp?id=27124566. EDN: https://elibrary.ru/WVOSZJ
Spirov, A. V., Levchenko, V. F., & Sabirov, M. A. (2021). The concept of canalization and genetic assimilation in developmental biology: Modern approaches and research. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology, 57(1), 3–16. https://doi.org/10.31857/S0044452920060091. EDN: https://elibrary.ru/RSMXBD
Plyashenko, S. I., & Sidorov, V. T. (1987). Stress in farm animals. Moscow: VO “Agroizdat”. pp. 58–70.
Copyright (c) 2025 Tatyana M. Romanenko
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
