Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Создан банк ДНК современных популяций сельскохозяйственных животных разных видов: Bos taurus (13 пород), Ovis aries (10 пород), Capra chircus (6 пород), Poephagus grunniens (3 популяции), Rangifer tarandus (4 породы) и Apis melifera (3 породы), а так же диких видов животных (Bison bonasus, Poephagus grunniens, Capra caucasica, Capra sibirica, Ovis ammon, Ovis nivicola), которые являются потенциально значимыми для создания новых селекционных форм посредством гибридизации. По результатам молекулярно-генетических исследований биоразнообразия (с использованием микросателлитов) вышеназванных видов домашних животных (за исключением Rangifer tarandus) определены породы (популяции), характеризующиеся наибольшим уровнем генетического разнообразия. Выполнено теоретическое моделирование и экспериментальная апробации мультилокусной системы анализа Rangifer tarandus на основе микросателлитов. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы качественные и количественные критерии оценки биологической полноценности генетического материала (эпидидимального семени) изучаемых диких видов животных. Определены требования к качеству семени, используемому для создания криобанков, по каждому из показателей. В результате экспериментальной оценки семени архара (O. ammon), снежного барана (O. nivicola), зубра (Bison bonasus) и яка (P. grunniens) установлено, что все показатели, как свежего, так и замороженно-оттаянного семени находились в пределах установленных требований. Биологическая полноценность эпидидимального семени двух видов рода Ovis (O. ammon, O. nivicola) была подтверждена получением жизнеспособного потомства от скрещивания с домашней овцой (O. aries). Методом хирургического осеменения полицикличных овец романовской породы замороженно-оттаянным эпидидимальным семенем архара и снежного барана получены 2 типа жизнеспособных гибридов F1: (O. aries x O. ammon) и (O. aries x O. nivicola). Для проведения сравнительных исследований посредством скрещивания романовских овец с ранее полученным гибридом F1 (O. aries x O. ammon) получены одновозрастные гибриды F2 (25,0% крови O. ammon). Гибридное происхождение животных подтверждено данными цитогенетических исследований. Изучены физиолого-биохимические характеристики межвидовых гибридов в сравнении с домашними овцами. Разработана методика оценки композиционной эквивалентности и медико-биологической оценки мясного сырья, получаемого от новых селекционных форм животных.

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
1. В результате проведенных экспедиционных исследований создаваемые в рамках выполнения проекта ДНК-банки пополнены образцами домашних и диких видов животных изучаемых видов, включая 376 образцов домашних овец пяти пород, 26 образцов снежного барана (O. nivicola), отобранных в семи различных регионах (хребтах) обитания этого вида в восточной Сибири, 200 образцов домашних северных оленей трех пород, 69 образцов диких северных оленей тундровой, таежной и островной популяций Республики Саха - Якутия, 1750 образцов семи изолированных линий медоносной пчелы. 2. Впервые на основании результатов полногеномных исследований SNP-маркеров дана характеристика генетического разнообразия отечественных пород крупного рогатого скота и овец. Получены полногеномные SNP профили скота ярославской, холмогорской, якутской, черно-пестрой и голштинской пород по 46596 SNP. Дана характеристика структуры популяций, установлены филогенетические связи между породами. Получены полногеномные SNP профили овец шести отечественных пород овец (романовской, цигайской, забайкальской тонкорунной, тувинской, каракульской и буубэй). В зависимости от породы детектировано от 48773 до 50902 SNP, в т.ч. 41865-46912 полиморфных. Дана оценка генетической структуры пород, охарактеризованы генеалогические связи между ними. Впервые оценен генетический статус романовской породы на предрасположенность к инфицированию атипичным прионовым белком Nor98. Показана информативность международной панели ISAG (88 SNP) для контроля происхождения отечественных пород овец - романовской, забайкальской тонкорунной, буубей и тувинской короткожирнохвостой: 81,8% SNP имели MAF≥0,30. Идентифицированы SNP, являющиеся неинформативными для исследованных пород. С использованием панели, включающей 9 STR, дана характеристика аллелофонда одомашненных северных оленей эвенской и эвенкийской пород. Показано, что исследуемые популяции северного оленя характеризовались относительно высоким уровнем генетического разнообразия: среднее число аллелей на локус варьировало от 6,11±0,56 до 8,89±0,65. Вероятность совпадения генотипов (PI) по девяти локусам составила от 1,84*10-9 до 5,9*10-11, что показывает высокую информативность предложенной панели в контроле достоверности происхождения. Установлено, что общая молекулярная изменчивость на 11,4% обусловлена различиями между популяциями и на 88,6% - индивидуальными различиями между животными (p<0,01). Дана оценка степени генетической дифференциации и установлены генеалогические связи между породами. Впервые получены данные об аллелофонде северных оленей (Rangifer tarandus) методом полногеномного исследования SNP с использованием чипов средней плотности, разработанных для крупного рогатого скота (Bos taurus) - Bovine SNP50 v2 BeadChip и овец (Ovis aries) – Ovine SNP50 BeadChip. Идентифицировано, соответственно, 1257 и 519 полиморфных SNP, получены данные об их хромосомальном распределении. Доказана возможность использования чипов, разработанных для крупного рогатого скота и овец, для изучения немодельного вида Rangifer tarandus. Получены данные об аллелофонде и внутрипородном генетическом разнообразии медоносной пчелы (A. mellifera) серой горной кавказской породы. Установлено, что на межпопуляционные различия приходилось 25,4%, в то время как 84,6% приходилось на внутрилинейные различия. Дана оценка генетической структуры и степени дифференциации внутрипородных структур. 3. Впервые получены полногеномные SNP-профили снежного барана (O. nivicola). Оценено генетическое разнообразие различных популяций снежного барана, обитающего на территории Восточной Сибири, степень их генетической дифференциации. Общее число SNP, используемых в исследовании, составило 47796 (88,1%), из них 1006, или 2,1%, были полиморфными. Исследованные животные распределяются между 5 кластерами, соответствующими географическим точкам отбора образцов. Установлено, что в популяционной дифференциации вида Ovis nivicola учавствовали как минимум до 7 популяций генеалогически удаленные друг от друга. Показано преимущество SNP-маркеров по сравнению с STR-маркерами в оценке степени дифференциации внутривидовых структур двух видов рода Ovis – снежного барана (O. nivicola) и домашней овцы (O. aries). 4. Созданы криоколлекции генетического материала родоначальников новых селекционных форм (гибриды F1 романовской овцы и архара (O. aries * O. ammon), романовской овцы и снежного барана (O. aries * O. nivicola) и архара и снежного барана (O. ammon * O. nivicola)) и межвидовых гибридов поколения F2 от скрещивания романовской овцы и архара (75% крови романовской овцы и 25% крови архара), являющихся основателями линий. От каждого из баранов-производителей помещено в генный банк более 500 доз семени. Выполнена оценка подвижности свежеполученного семени: доля сперматозоидов с прямолинейно-поступательным движением между отдельными животными варьировала от 88,7±8,3 до 92,7±4,0. Активность сперматозоидов в заморожено-оттаянном семени снижалась до 41,5±8,3 - 52,3±8,4%, что сопоставимо с аналогичным показателем заморожено-оттаянного семени домашних овец. Морфологическая оценка показала, что максимальная доля сперматозоидов с аномалиями у гибридов F1 не превышала 11,3±0,8%, у гибридов F2 доля - 8,1±0,5%. Определены морфометрические показатели сперматозоидов в семени гибридов разных видов и происхождения. Выполнена оценка состояния хромосомы и степени фрагментации хроматина. Оценка криорезистентности показала, что показатели осмотической и гипоосмолярной резистентности, а также дегидрогеназной активности находились в пределах установленных требований. По результатам in vitro теста подтверждена биологическая функциональность полученного семени всех изученных типов межвидовых гибридов. 5. Получены данные о молекулярно-генетической и кариотипической изменчивости гибридов, полученных скрещиванием домашних и диких форм Ovis (O. ammon, O. nivicola, O. gmelini). С использованием системы STR-маркеров установлено существенное повышение уровня генетического разнообразия в поколениях F2 и F3 гибридов. Показано увеличение числа полиморфных SNP у гибридов по сравнению с исходными дикими видами: их число у гибридов F2 и F3 составило 37245-41992 и было сопоставимо со значениями данного показателя у домашних овец (от 41865 до 46912 SNP). Все гибридные животные характеризовались избытком гетерозигот, при этом отмечается тенденция снижения избытка гетерозигот с увеличением номера поколения. В результате сравнительных цитогенетических исследований оценена изменчивость кариотипа у межвидовых гибридов F2-F3. Установлено наличие во втором поколении двух цитогенетических вариантов: 2n=55 и 2n=54. Все исследованные гибриды F3 имели 2n=54. Различий в показателях роста, развития и физиолого-биохимических показателях крови межвидовых гибридов F2 с различным числом хромосом не установлено. 6. В сравнительных исследованиях с чистопородными романовскими овцами показано превосходство гибридных животных F2 (25,0% крови архара) и F3 (12,5% крови архара) в энергии роста. Установлены различия в содержании ряда метаболитов в крови гибридных животных в сравнении с чистопородными романовскими овцами, указывающими на более высокую интенсивность метаболических процессов в организме гибридных животных и на более высокую интенсивность роста. В результате экспериментов, проведенных на фистульных животных, получены данные об особенностях пищеварения, эффективности использования питательных веществ рационов, об изменениях в составе микрофлоры рубца межвидовых гибридов F3 (12,5% крови архара) по сравнению с домашними (романовскими) овцами. Выявлены "желательные" различия в протекании пищеварительных и обменных процессов у гибридных животных, что открывает возможности их широкого применения в практике. 7. На основе местной породы овец Буубэй, адаптированной к разведению в суровых климатических условиях Восточной Сибири, создана экспериментальная группа животных поколения F3 межвидовых гибридов. 8. Получены данные о разнообразии нутриентов в мясном сырье, полученном от межвидовых гибридов в сравнении с домашними овцами. Установлена тенденция повышения содержания белкового компонента в мясе гибридных животных по сравнению с контрольными животными. Показано достоверное изменение состава липидной фракции жирных кислот: установлено достоверное снижение содержания насыщенных жирных кислот и, напротив, повышение мононенасыщенных жирных кислот, как в жире, так и в мышечной ткани гибридных животных. Отмечены достоверные различия в содержании отдельных аминокислот у гибридных животных. Получены данные о витаминном и минеральном составе мяса гибридных и контрольных животных. Установлено, что показатели безопасности образцов мяса овец и гибридов, включая содержание токсичных элементов (свинца, мышьяка, кадмия и ртути) и пестицидов (гексахлорциклогексана, ДДТ и его метаболитов, алдрина, гептахлора) не превышали допустимых уровней. Получены первичные данные медико-биологической оценки образцов продукции. Полученные результаты являются предварительной доказательной базой для сформулированной концепции связи разнообразия нутриентов с генетическим разнообразием животных, используемых для производства пищи, и возможности повышения разнообразия нутриентов в пищевой продукции посредством повышения генетического разнообразия за счет интродукции диких видов.

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Характеристика существующего состояния генетических ресурсов и разработка методов, направленных на поддержание и повышение биоразнообразия ресурсов сельскохозяйственного и промыслового назначения, является фундаментом для создания устойчивых систем производства продукции животноводства и обеспечения нутриентного разнообразия. На этапе 2016 года выполнено пополнение ДНК-банков сельскохозяйственных животных и родственных им диких видов. В ДНК-банк крупного рогатого скота включены 102 образца четырех отечественных пород, овец - 498 образец восемнадцати отечественных пород, домашних северных оленей – 190 образцов двух пород, снежного барана – 57 образцов, диких северных оленей – 32 образца, европейского бизона (в сотрудничестве с российским отделением WWF) – 32 образца. Продолжены исследования генетического разнообразия домашних животных с использованием ДНК маркеров разных типов. Впервые проведены исследования отечественного аллелофонда пород крупного рогатого скота, овец и северных оленей с использованием SNP-маркеров в режиме полногеномного сканирования. Для каждого из изученных видов получены данные о генетической структуре популяций, уровне внутрипородной и межпородной изменчивости, количественном вкладе каждой из пород в общее генетическое разнообразие. Дана характеристика степени дифференциации и генеалогических связей между породами. Впервые на основании результатов SNP-профилей установлена возможность генетической дифференциации пород северного оленя. Основываясь на результатах анализа полиморфизма CR мтДНК крупного рогатого скота и овец, CytB и D-петли мтДНК северных оленей и межгенного региона COI-COII мтДНК медоносной пчелы получены данные о "материнском" биоразнообразии, которые рассмотрены в аспекте результатов исследований полиморфизма ядерной ДНК. В сравнительных исследованиях домашних (овец, северных оленей) и диких видов (снежного барана, архара, диких северных оленей) показано, что последние являются носителями генетических вариантов изменчивости, отсутствующих у домашних видов, что позволяет рассматривать дикие виды в качестве резерва повышения биоразнообразия домашних видов и, как следствие, придание им новых полезных признаков и свойств. В модельных экспериментах по межвидовой гибридизации домашних и диких видов как способа повышения биоразнообразия сельскохозяйственных животных, выполненных на животных рода Ovis, заложены криобанки семени межвидовых гибридов поколения F2, являющихся основателями линий, а также самцов-производителей F3, отобранных в племенное ядро по экстерьерно-конституциональным показателям и энергии роста. Показано, что все качественные и количественные показатели семени (подвижность, морфология, морфометрическая оценка, акросомальная оценка, фрагментация хроматина, криорезистентость, осмотическая резистентность и дегидрогеназная активность) гибридных баранов соответствовали установленным требованиям и достоверно не различались с аналогичными показателями домашних баранов. Созданный банк будет использован в племенной работе, направленной на создание новой селекционной формы овец. На репрезентативной выборке гибридов поколений F2-F3 домашней овцы (Ovis aries) и архара (Ovis ammon), созданных на этапах 2015-2016 гг., получены и обобщены данные об аллелофонде гибридов. Исследуемая выборка была представлена следующими группами: архар (Ovis ammon), отцовская форма (n=6), F1 - гибрид первого поколения от скрещивания романовской овцы (материнская форма) с архаром (отцовская форма) - родоначальник, 50% крови архара (n=1); F2 - группа гибридов 2-го поколения, полученных от возвратного скрещивания родоначальника с матками романовской породы, 25% крови архара (n=43); F3 - группа гибридов 3-го поколения, полученных от возвратного скрещивания гибридов F2 с матками романовской породы, 12,5% крови архара (n=25); чистопородные романовские овцы, материнская форма (n=42). В качестве ДНК-маркеров были использованы STR (11 локусов) и полногеномный набор SNP-маркеров (по результатам контроля качества для анализа было отобрано 35720 SNP). Прослежено наследование аллелей, полученных от дикого вида в поколениях гибридов. Установлен более высокий уровень генетического разнообразия в поколениях гибридов F2-F3 по сравнению с исходной домашней родительской формой. Таким образом, получена экспериментальное подтверждение возможности повышения биоразнообразия в популяциях домашних животных посредством гибридизации с дикими видами. В опытах на фистульных животных изучены процессы пищеварения гибридных животных (12,5% крови архара) по сравнению с контрольными. Вне зависимости от типа рациона установлено повышение переваримости органических веществ рациона гибридными животными по сравнению с аналогами (+1,9-6,1%, p<0,05), при этом разница была более существенной при увеличении содержания клетчатки в рационе. Показано увеличение общего количества микробиальной массы в рубце гибридных животных по сравнению с контрольными: количество бактерий увеличилось на 11,2-44,2%, количество инфузорий – на 10,2-48,5%, а общее количество микроорганизмов - на 16,4-39,4% по сравнению с контролем. В опытах in vitro показана достоверно более высокая целлюлазная активность рубцового содержимого гибридных животных по сравнению с романовскими овцами (38,2±1,76% vs. 30,8±1,26% (p<0,01) у валухов и 46,8±1,61% vs. 35,0±1,50% (p<0,01) - у ярок). Таким образом, доказана более высокая эффективность использования питательных веществ рационов гибридными животными по сравнению с чистопородными аналогами вследствие повышения содержания микробиальной массы и более высокого уровня ферментативных процессов в рубце. Результаты анализа биохимических показателей крови фистульных животных подтверждают более интенсивное протекание обменных процессов в организме гибридных животных по сравнению с контролем и полностью согласуются с результатами физиологических опытов. Поученные данные будут использованы при разработке программ кормления создаваемых селекционных форм. С целью получения данных о роли генетического разнообразия животных в обеспечении разнообразия нутриентов в производимой продукции изучен состав белкового компонента образцов мяса и молока от различных пород и сочетаний крупного рогатого скота. Выполнено исследование мяса, получаемого от домашних романовских овец (ROM) и межвидовых гибридов (HYB, бараны с 12,5% крови архара). Установлено достоверное изменение жирнокислотного состава жира гибридных животных по сравнению с домашними овцами. Суммарное содержание насыщенных жирных кислот уменьшилось на 7%, содержание мононенасыщенных жирных кислот повысилось на 9%, содержание полиненасыщенных жирных кислот снизилось на 10%. Установлено достоверное более низкое содержание холестерина в мясе HYB по сравнению с ROM. Завершены, проанализированы и обобщены результаты медико-биологической оценки мясного сырья, полученного от межвидовых гибридов в сравнении с домашними овцами. Полученные результаты являются доказательной базой для сформулированной концепции связи разнообразия нутриентов с генетическим разнообразием животных, используемых для производства пищи, и возможности повышения разнообразия нутриентов в пищевой продукции посредством повышения генетического разнообразия за счет сохранения и использования многообразия пород скота и интродукции диких видов.