Генетическая структура популяций Felis catus здоровых и больных особей г. Гомеля

Введение

Генетические исследования домашней кошки (Felis catus L.) начались еще в XIX веке Ч. Дарвином, который изучая бесхвостых (о. Мэн) и вислоухих кошек (Китай), отмечал связь между белым окрасом шерсти, цветом глаз и врожденной глухотой [1].

Полноценные же популяционно-генетические исследования частот генов окраса и структуры меха были проведены лишь в 1949 г. по предложению выдающегося британского генетика Дж. Б. С. Холдэйна для лондонской популяции кошек [2]. Затем к данным исследованиям присоединились генетические группы под руководством Р. Робинсона, С. О'Брайена, Н. Б. Тодда [3, 4]. На данный момент частоты мутантных аллелей по генам окраса и структуры меха описаны в популяциях более 150 городов в различных точках земного шара от Сингапура до Сан-Пауло в Бразилии [4]. Что касается территории СНГ, то популяционно-генетические исследования F. catus здесь начались только с 80-х годов XX века благодаря таким отечественным генетикам, как П. М. Бородин, Г. Г. Гончаренко, Лопатин О. Е., Манченко Г. П. [5,6]. Данные последних лет показали, что домашняя кошка является удачным модельным объектом для генетического анализа [7–9]. Кроме того, полученные в результате расшифровки генома кошек данные выявили, что среди млекопитающих наиболее близким геномом к приматам и человеку обладают именно F. catus, это привело к выявлению новых наследственных болезней [10]. В то время как некоторые из этих патологий у кошек были изучены, большинство же генетических факторов, которые дают начало этим отклонениям еще не установлены [11]. В связи с этим использование F. catus в качестве модельного объекта для изучения аналогичных болезней у человека является крайне актуальным.

Цель работы: определить генетическую структуру популяций F. catus г. Гомеля по генам ответственным за окрас и структуру меха среди особей подверженных заболеваниям различной природы.

Материалы иметоды

Выявление заболеваний проводилось с помощью методов патологоанатомического вскрытия, клинического осмотра, гематологических методов, рентгенографии на базе Гомельской городской ветеринарной станции.

Установление генотипов осуществлялось методом визуального типирования характера и окраски шерстного покрова больных животных. При сборе материала использовался журнал учета, в котором фиксировались описания объекта (длина и окраска шерсти, пол по — возможности) с указанием заболевания. Всего было проанализировано 309 взрослых животных.

Расчет частот встречаемости мутантных аллелей проводился по 6 генам окраса и структуры шерсти: сцепленного с полом гена Orange (доминантный аллель О), а также шести аутосомных генов (Agouti — рецессивный аллель а, Dilute — рецессивный аллель d, Long hair — рецессивный аллель l, Piebald spotting — доминантный аллель S, White — доминантный аллель W). Все мутантные аллели, за исключением аллеля l, влияют на окраску шерстного покрова и характер его распределения. Аллель l в гомозиготе определяет длинную шерсть. Фенотипическое проявление аллелей, их взаимодействие и полный расчет аллельных частот подробно описаны ранее [3–7].

Результаты иих обсуждение

Таблица 1

Спектр иинцидентность ненаследственных заболеваний F. catus г. Гомеля

Из таблицы видно, что наиболее часто встречаемым заболеванием является гельминтозы (19,1 %).

Таблица 2

Спектр иинцидентность наследственных заболеваний F. catus г. Гомеля

Из таблицы видно, что наиболее часто встречаемыми наследственными заболеваниями являются новообразования (7,8 %) и мочекаменная болезнь (6,1 %). У некоторых кошек отмечено одновременно несколько патологий, в связи с этим общее число случаев заболевания больше размера взятой выборки.

На следующем этапе исследований была оценена генетическая структура популяций F. catus г. Гомеля по генам ответственным за окрас и структуру шерсти среди особей подверженных заболеваниям различной природы.

Для этой цели были рассчитаны частоты мутантных аллелей по 6 генам окраса и структуры шерсти для всех проанализированных особей. Сравнительная характеристика генетической структуры среди больных ненаследственными и наследственными заболеваниями приведена ниже (рис. 1).

Рис. 1. Генетическая структура исследованных особей F. Catus

Заключение

В результате проделанной работы были получены следующие результаты:

Выявлено 26 различных заболеваний, встречающихся у особей F. catus в г. Гомеле. Среди них 6 оказались наследственными с полигенным характером наследования (грыжа, врожденная кишечная непроходимость, врожденная гипоплазия суставов, мочекаменная болезнь, новообразования различного генеза).

Определена генетическая структура популяций F. catus г. Гомеля по генам ответственным за окрас и структуру шерсти среди особей подверженных заболеваниям различной природы. Установлено, что особи F. catus с генотипами aa,O?,S-,llвбольшей степени подвержены наследственным заболеваниям нежели ненаследственным. Что касается кошек с мутацией White, то они наоборот чаще подвержены ненаследственным заболеваниям чем — наследственным.

Работа проводилась в рамках заданий приоритетных госпрограмм «Биотехнологии» и «Природопользование и экология».

Авторы выражают признательность чл.-корр. НАНБ, д.б.н., профессору Г. Г. Гончаренко за помощь и поддержку в популяционно-генетических исследованиях, а также консультации во время написания данной работы.

Литература:

1 Московкина, Н. Н. Генетика и наследственные болезни собак и кошек. / Н. Н. Московкина, М. Н. Сотская. — М.: Аквариум ЛТД, 2000. — 448 с.

2 Searle, A. G. Gene frequencies in London’s cats / A. G. Searle, J. Genet.– 1949.– Vol. 49.– P. 214–220.Robinson, R. Genetics for Cat Breeders / R. Robinson. — Oxford: Pergamon, 1991. — 234 p.

3 Robinson, R. Genetics for Cat Breeders / R. Robinson. — Oxford: Pergamon, 1991. — 234 p.

5 Borodin, P. M. Mutant allele freguencies in domestic cat populations of six Soviet cities / P. M. Borodin, M. N. Bochkarev,I. S. Smirnova, G. P. Manchenko. — New York, J.Heredity,1978,v.69, p.169.

6 Гончаренко, Г. Г. Мутантные гены окраски в популяциях домашних кошек Средней Азии и Европейской части СССР / Г. Г. Гончаренко, О. Е. Лопатин, Г. П. Манченко // Генетика, 1985. — Т. ХХI. — № 7. — С.1151–1158.

7 Гончаренко, Г. Г. Генетика. Анализ наследственных закономерностей на генах меха кошек Felis catus / Г. Г. Гончаренко, С. А. Зятьков. — Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2007. — 108 с.

8 Бородин, П. М. Кошки и гены / П. М. Бородин. — М.: Книжный дом ЛИБРОКОМ, 2011. — 136 с.

9 Друзь, Г. Р. Взаимосвязь генов окраса и структуры меха с восприимчивостью к заболеваниям различной этиологии в популяциях Felis catus г. Гомеля / Г. Р. Друзь, А. В. Крук, С. А. Зятьков // Проблемы современной науки и образования, 2015. — № 12 (42). — С.58–62.

10 O’Brien, S. J. The feline genome project / S. J. O’Brien, M. Menotti-Raymond, W. J. Murphy, N.Yuhki // Annu.Rev.Gen. 2002. — 36. — P.657–686

11 Lyons, L. A. Unraveling the genetic mysteries of the cat: New discoveries in Feline-inherited diseases and traits / L. A. Lyons // Genomics of Disease, 2008. — P.41– 56.