Genetic characteristics of local horse breeds by microsatellite DNA loci.

Abstract: Russia has a significant pedigree diversity of horse breeds with unique gene pools that are well adapted to a wide variety of harsh natural and climatic conditions, are characterized by universal performance and high productive qualities, and are of significant interest to the world horse breeding. Genetic studies of population diversity in horse breeding are very relevant, since many domestic horse breeds are under threat of extinction. Biomaterials (hair, blood, semen) from horses of 15 local breeds bred in the Russian Federation and neighboring countries (CIS) were selected for the research. The sample included 2,193 horses, including: Altaiskaya (n = 48), Bashkirskaya (n = 130), Buryatskaya (n = 30), Vyatskaya (n = 220), Zabaikalskaya (n = 34), Kyrgyzskaya (n = 100), Mezenskaya (n = 148), Mugalzharskaya (n = 109), Novoaltaiskaya (n = 514), Pechorskaya (n = 31), Shetland pony (n = 47), Priobskaya (n = 85), Tuvinskaya (n = 600), Khakasskaya (n = 47) and Yakutskaya (n = 50) breeds. The following indicators were used in the genetic and population analysis: the total number of allele variants (Na) in 17 microsatellite loci, the level of polymorphism (Ae), the average number of alleles per locus (Nv), observed (Ho) and expected (He) heterozygosity, coefficients of genetic similarity and genetic distances, as well as the coefficient of intrapopulation inbreeding (Fis). Modern local horse breeds, even relatively small in number, have a high level of biodiversity and a peculiar genetic structure, often with the presence of private alleles, which persists despite periodic crossing with stud breeds of different specializations. It was found that horses of local breeds possess a number of unique alleles, including ASB2T, HMS7S, HMS6J, HMS6H, HMS2T, HMS1O, HTG7L, HTG6L, HTG6H, VHL20S, ASB17Z, ASB17X, ASB17U, LEX3S, LEX3R and CA425E, which were not detected in representatives of stud breeds in the studied European populations. The majority of the studied breeds were characterized by a negative Fis value and the absence of inbreeding. The coefficients of genetic similarity of local breeds varied in a relatively wide range (0.828-0.973) and testified to the uniqueness of the gene pools of most local horse breeds of the Russian Federation, as well as confirmed the common origin of the Kyrgyzskaya horse with the horse populations of Southern Siberia. Россия обладает значительным породным разнообразием конских пород с уникальными генофондами, которые хорошо адаптированы к самым разнообразным суровым природно-климатическим условиям, характеризуются универсальной работоспособностью, высокими продуктивными качествами и представляют существенный интерес для мирового коневодства. Генетические исследования популяционного разнообразия в коневодстве являются весьма актуальными, так как многие отечественные породы лошадей находятся под угрозой исчезновения. Для исследований были отобраны биоматериалы (волосы, кровь, сперма) от лошадей 15 местных пород, разводимых в России и сопредельных странах. Выборка включала 2193 лошади алтайской (n = 48), башкирской (n = 130), бурятской (n = 30), вятской (n = 220), забайкальской (n = 34), кыргызской (n = 100), мезенской (n = 148), мугалжарской (n = 109), новоалтайской (n = 514), печорской (n = 31), шетлендских пони (n = 47), приобской (n = 85), тувинской (n = 600), хакасской (n = 47) и якутской (n = 50) пород. При проведении генетико-популяционного анализа использовали следующие показатели: общее количество вариантов аллелей (Na) в 17 микросателлитных локусах, уровень полиморфности (Ae), среднее число аллелей на локус (Nv), наблюдаемая (Ho) и ожидаемая (He) гетерозиготность, коэффициенты генетического сходства и генетических дистанций, коэффициент внутрипопуляционного инбридинга (Fis). Современные местные породы лошадей даже при сравнительно небольшой численности имеют высокий уровень биоразнообразия и своеобразную генетическую структуру, часто с наличием приватных аллелей, которая сохраняется несмотря на периодическое скрещивание с заводскими породами разной специализации. Установлено, что лошади местных пород обладают рядом уникальных аллелей, включая ASB2T, HMS7S, HMS6J, HMS6H, HMS2T, HMS1O, HTG7L, HTG6L, HTG6H, VHL20S, ASB17Z, ASB17X, ASB17U, LEX3S, LEX3R и CA425E, которые не выявлены у представителей заводских пород в изученных европейских популяциях. Для большинства изученных пород было характерно отрицательное значение Fis и отсутствие внутрипородного инбридинга. Коэффициенты генетического сходства местных пород менялись в сравнительно широком диапазоне (0.828–0.973) и свидетельствовали об уникальности генофондов большинства местных конских пород в России, а также подтверждали общность происхождения кыргызской лошади с популяциями лошадей Южной Сибири.