Введение в генетику масти лошади

Марина Александровна Политова, 2006

Допущено Министерством сельского хозяйства в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности «Зоотехния» в сельскохозяйственных высших учебных заведениях. В издании описана генетика масти лошадей с учетом последних данных, полученных учеными разных стран мира в 2003-2005 гг. В пособии представлена классификация мастей на русском языке, приведенная в соответствие с современным состоянием знаний в данной области науки. Авторы: М. Политова, к.с.-х.н.; М. Райсманн, директор Центра молекулярной биологии факультета сельского хозяйства и садоводства Гумбольдтского университета г. Берлина.

1. Краткая история изучения генетики мастей

Многообразие мастей поражает воображение заводчиков уже не одно столетие. Вне зависимости от того, приписывали ли лошади той или иной масти какие-то особенные качества, становились ли животные определенной окраски символом для всадника или хозяина или просто появление нового оттенка шерсти вызывало определенную радость, интересные цветовые варианты внимательно изучали и пытались их закрепить посредством селекционной работы. Так на протяжении нескольких тысячелетий удалось из дикой окраски предков лошади получить огромную палитру мастей, наблюдаемую у современных животных.

Наряду с чисто эстетическим удовольствием от получения редкой интересной масти все чаще поднимались вопросы изучения генетической основы их появления и соответствующего прикладного использования новых знаний в разведении. Уже в начале 20 века коннозаводчики и ученые на основании практических наблюдений наряду с накоплением описаний различных мастей стали составлять схемы и формулировать основные закономерности наследования мастей у лошади (например, Walther, 1912; Munckel, 1929, Юрасов, 1936 и др). Изучали и наследование белых отметин.

Однако при попытках применения этих теорий в практике коневодства снова и снова обнаруживалось, что не все наблюдаемые вариации могут быть объяснены той или иной существующей теорией, наблюдались многочисленные исключения.

Основной ошибкой приводящей к несоответствию теории практике, была попытка объяснить все многообразие мастей действием двух-трех, максимум четырех генов, — заблуждение, сохранявшееся в коневодстве частично до второй половины ХХ века (напр. Lehmann, 1975). Такие теории хотя и позволяли достоверно объяснить возникновение основных мастей и их наследование в большинстве культурных пород, но для объяснения наследования мастей в большинстве пород пони и местных пород оказывались несостоятельными.

В 50-60-е годы исследования по систематике мастей лошади получили активный толчок вследствие начавшегося сравнения наследования окраски разных видов млекопитающих (Castle, 1954; Searle, 1968) и приложения знаний о других млекопитающих, в первую очередь домашних животных, к лошади. Особенно часто новые локусы и серии локусов окраски идентифицировались у мышей и пушных зверей (Silver, 1958; Green, 1961). Были осуществлены попытки экстраполяции открытых биохимических механизмов и на лошадь.

В последующие годы на многочисленных исследованиях в популяциях лошадей было доказано существование специальных аллелей для различных вариантов мастей (Adalsteinsson, 1974; Sponenberg, 1984).

Примечательно, что при исследовании генетических механизмов формирования окраски волоса — вне зависимости от вида животных — пытались обнаружить связь между окраской и другими признаками (работоспособностью, продуктивностью и поведением) (Keeler, 1942; 1947; 1951). Были обнаружены зависимости между определенными окрасками и наследственными дефектами (Bamber, 1931; Searle, 1952; Bateman, 1954).

Будучи генетически обусловленным фактором, окраска покровного волоса не является биологически индифферентной, поскольку установлено, что многие гены, регулирующие синтез пигмента и образование меланоцитов, имеют плейотропное действие и влияют также на развитие различных клеток (меланоцитов, примордиальных клеток зародыша, эритроцитов, нейронов). Этот факт позволяет говорить о возможности наличия связи между фенотипом по масти и комплексными признаками, например, устойчивостью животных к определенным заболеваниям.

В настоящее время в науке накоплен большой объем данных о соотношении между окраской животного и его продуктивностью. Доказано, что даже частичное отсутствие пигмента на участке тела может приводить к повышенной частоте заболеваний, так лошади с белыми отметинами на ногах чаще страдают от дерматита под щетками («мокрецов»), а серые более других подвержены меланосаркоме и чувствительны к фагопиризму (аллергическим реакциям в виде сыпи по всему корпусу при скармливании гречишной соломы).

У лошадей известно несколько мутаций в локусах, отвечающих за окраску, в гомозиготном состоянии являющихся летальными (“Overo lethal white foal syndrome” — OLWS; “Lethal dominant white”).

Окончательный прорыв в изучении генетики мастей лошади был определен прогрессом в молекулярной биологии. С появлением современных методик анализа генома стало возможным установление генотипа конкретного животного по тому или иному локусу. Начало таким исследованиям у лошади было положено в 1996 году, когда Marklund описали первую мутацию в локусе рыжей масти у лошади. С тех пор разработаны молекулярно-генетические тесты для многих мастей.

Международное сотрудничество в области картографирования генов лошади началось во второй половине 90-х годов. В 1997 году в рамках Программы по изучению генома животных при Департаменте сельского хозяйства США был основан Международный технический комитет по лошадям. Раз в два года проводятся заседания Международного семинара по генному картированию у лошади.

В последние годы изучением наследования мастей и поиском функциональных мутаций у лошадей с использованием современных молекулярно-генетических методов занимаются ученые многих стран мира (США, Швеция, Германия, Швейцария, Франция и др.). Основные исследовательские группы, занимающиеся изучением вопросов генетики мастей:

— Университет Калифорнии, США (Veterinary Genetics Laboratory, School of Veterinary Medicine, University of California, Davis, CA, USA)

— Университет Кентукки, США (Department of Veterinary Science, University of Kentucky, Lexington, KY, USA)

— Исследовательский центр Дежу, Франция (Département de Génétique animale, Institut national de a recherche agronomique INRA, Centre de Recherche de Jouy, Jouy-en-Josas Cedex, France)

— Университет Упсала, Швеция (Department of Animal Breeding and Genetics, Swedish University of Agricultural Science, Uppsala, Sweden)

— Институт животноводства Университета Цюриха (Institut fuer Tierzucht, Zuerich Universitaet, Schweiz),

— Гумбольдтский университет г. Берлина, ФРГ (Molekularbiologisches Zentrum, LGF Humboldt-Universitaet zu Berlin, BRD), а также другие научные учреждения.

Вновь обнаруживаемые мутации генов, определяющих окраску, позволяют объяснить возникновение и описать генетический код все большего числа мастей лошади. Становится возможным однозначная генетическая характеристика, окончательное определение механизмов наследования и сравнительно точный прогноз мастей у потомства.