Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Ускоренное развитие отечественного животноводства рассматривается как неотложная и важнейшая национальная задача, призванная обеспечить сырьевую и продовольственную самодостаточность страны. В рамках этого существенное значение имеет оптимальное размещение подотраслей животноводства, которое предполагает высокую степень специализации, учет природно-климатических условий и рациональное использование естественных кормовых угодий. Козоводство является одной из развитых традиционных подотраслей отечественного животноводства и его развитие приобретает особую значимость для обеспечения населения высококачественными продуктами питания, а перерабатывающую промышленность – сырьем, а также сохранения традиционного уклада жизни, поддержания занятости и доходности сельскохозяйственных организаций Северного Кавказа, Поволжья, Южного Урала, Сибири и Забайкалья. По данным Национального союза овцеводов России в стране разводится около 1,0 млн. аборигенных коз смешанного направления продуктивности, являясь мощным потенциалом развития этой отрасли. В условиях высокогорных районов Северного Кавказа, где климатические условия и сложность рельефа ограничивают их широкое использование для разведения других видов сельскохозяйственных животных, козоводство, основанное на разведении местных аборигенных коз, может стать успешной агропромышленной отраслью. Одной из наиболее распространенных в горной и предгорной зонах Кавказа является карачаевская порода коз, что обусловлено жизненностью, исключительной неприхотливостью и уникальными адаптационными способностями, позволяющими приспособиться к экстремальным природно-климатическим условиям. Несмотря на важность разведения карачаевских коз генетических исследований по определению места карачаевской породы в межпородной дифференциации и изучение их хозяйственно-полезных признаков выполнено крайне недостаточно, что и определило актуальность выполнения настоящих исследований. Материалом для исследований являлись образцы биоматериала семи пород коз (n = 292), в том числе двух популяций карачаевской, разводимых в разных зонах КЧР – предгорная (n=33) и горная (n=73), оренбургская (n=30), советская шерстная (n=30), дагестанская шерстная (n=28), дагестанская пуховая (n=27), зааненская (n=34) и мурсиана гранадина (n=37), а также базы данных геномной вариабельности домашних и диких коз по STR-маркерам объекта научной инфраструктуры ОНИС БиоТехЖ ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста, представленные тремя видами горных козлов: сибирский козерог (Capra sibirica) Алтая, Таджикистана, Кыргызстана и Гималаев; безоаровый козел (Capa aegagrus) Турции и Пакистана; тур (Capra caucasica): кубанский, центрально-кавказский и дагестанский. В выполнении работ использованы современные молекулярно-генетические, биоинформационные, зоотехнические, биохимические и морфометрические методы исследований, включая авторские методики ОНИС БиоТехЖ. Исследованный молодняк первой экспериментальной группы из трех популяций (равнинно-холмистой, предгорной и горной, n=104) по живой массе в разные периоды онтогенеза характеризовался следующими параметрами: козлята рождались со средней живой массой: одинцы – 3,8 кг, двойни – 2,6 кг; в 4 месячном возрасте они весили в среднем 17,6 кг, в 8 месяцев – 33,4 кг. Полученные данные свидетельствуют о том, что наиболее интенсивно козлята росли в молочной период: среднесуточные привесы составили 175,7 г, в последующем – с 4 до 8 месячного возраста, темпы прироста живой массы замедлились и составили 131,6 г в сутки. Изучение живой массы взрослых животных показало, что козлы-производители (n=8) в среднем весили 62,77 кг (лимит от 58 до 77 кг), козы (n=50) в среднем 44,56 кг (лимит 36-51 кг). Изучение экстерьерных особенностей молодняка коз показало, что в 4 месячном возрасте козлята имели высоту в холке – 50,7 см; в крестце – 51,0 см; косую длина туловища – 51,6 см; обхват груди за лопатками – 58,9 см, ширину груди – 12,0 см; глубину груди – 22,2 см; ширину в маклоках – 11,2 см; в 8 месяцев эти показатели соответственно составили: 54,5; 55,1; 55,3; 63,0; 23,8; 12,7; 12,2 см. Взрослые козы трех популяций характеризовались следующими промерами: высота в холке – 62,5 см; высота в крестце – 65,5 см; косая длина туловища – 64,8 см; обхват груди за лопатками – 83,2 см, ширина груди – 18,9 см, глубина груди – 29,6 см, ширина в маклоках – 15,6 см, обхват пясти – 8,9 см, длина головы – 21,5 см, ширина лба – 12,4 см. Индексы телосложения у молодняка карачаевских коз в возрасте 4 и 8 месяцев они были следующими: ростовой – 100,7 и 101,3; длинноногости – 56,2 и 56,3; растянутости – 101,8 и 101,6; грудной – 54,0 53,6; тазо-грудной – 107,5 и 105,1; сбитости – 114,1 и 114,0; массивности – 116,1 115,8. У взрослых коз соответственно 104,7; 52,7; 102,4; 63,7; 123,8; 130,0 и 133,0. Изучением мясной продуктивности установлено, что в среднем по трем популяциям карачаевских коз туши, полученные от молодняка в 8 месяцев (козлики) имели массу 13,4 кг, после охлаждения – 13,1 кг; выход отрубов 1 и 2 сортов, мякоти и костей соответственно составил 81,1 и 18,9 %; 76,8 и 23,2 %. Наиболее значимыми показателями мясной продуктивности является убойный выход, коэффициент мясности и площадь мышечного глазка, которые были соответственно 44,76 %, 3,31 и 12,24 см2 . Химический анализ средней пробы мышечной ткани показал, что содержание белка составило 19,6, жира – 9,7, сухого вещества – 30,3, золы – 1 %, что характеризует мясо как продукт с невысоким содержанием жира и позволяет отнести его к диетической категории. Морфометрический анализ на гистологическом уровне позволил впервые определить у карачаевских коз количество мышечных волокон на квадратный миллиметр, их диаметр, содержание соединительной ткани, которые соответственно составили 404,5 шт., 26,3 мкм и 8,47%. Оценка «мраморности», определяемая по оригинальной методике ВНИИОК, и которая основана на регистрации и разветвленности жировых межволоконных и межпучковых включений позволила установить оценку в 22,6 баллов из 40,0 возможных. Исследованием коз разных пород по 16 STR-маркерам с использованием мультиплексной панели, разработанной в ОНИС БиоТехЖ ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста, установлено, что карачаевская порода коз характеризуется наиболее высоким уровнем генетического разнообразия, оцененного по значениям рарифицированного аллельного разнообразия, по сравнению с другими породами. При этом по результатам пространственного распределения выявлена четкая дифференциация популяций карачаевских коз, разводимых в предгорной и горной зонах. Кластерным анализом установлено разделение пород коз юга России – карачаевской, дагестанской пуховой и дагестанской шерстной, от пород оренбургской, зааненской и мурсиана гранадина. Советская шерстная порода занимала промежуточное положение. Карачаевская порода коз характеризуется наибольшей близостью к дагестанской шерстной и дагестанской пуховой породам коз, что проявляется в формировании этими породами общей ветви на Neighbor-Net дендрограмме, построенной на основании значений FST. Оренбургская и советская шерстная породы формируют также общую ветвь, при этом оренбургская порода характеризуется большей генетической дивергентностью. Наибольшей удаленностью от указанных пород проявляют породы зааненская и мурсиана гранадина. С использованием баз данных STR-вариабельности домашних и диких видов коз ОНИС БиоТехЖ установлено формирование трех кластеров: первый образовали подвиды кавказского тура, второй – сибирского козерога и третий – породами домашних коз. В корне последнего кластера локализованы также группы безоарового козла – предка домашних овец, при этом безоаровые козлы Турции расположились непосредственно на ребрах сети, в то время как группа безоаровых козлов Пакистана формировала обособленную ветвь внутри кластера, что подтверждает участие безоаровых коз как предковой формы домашних коз. Проведенный анализ достоверности происхождения 106 особей коз карачаевской породы показал наличие пяти генеалогических линий. На основании генотипов коз по 16 локусам микросателлитов валидировано происхождение первой группы животных, отобранных в экспериментальную популяцию. Проверка на родство и из пары близкородственных животных (полные сибсы) позволила выявить только одно животное. В результате, для генотипирования по SNP-маркерам было отобрано 70 животных карачаевской породы. Создан банк ДНК генотипированных животных (n=106), выполнена оценка количественных и качественных характеристик ДНК.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В последние годы России все большую популярность приобретают породы коз молочно-мясо-шерстного или комбинированного направления продуктивности, представленные, в основном, местными породами, которые разводятся преимущественно в предгорных и горных районах Северного Кавказа, Алтая, Тывы, Хакасии. Так, на начало 2019 года из 2,2 млн. коз 85% это козы местных аборигенных пород. Интенсивное развитие козоводства обосновывает необходимость интеграции в селекционный процесс современных ДНК-технологий. Развитие систем ДНК-анализа сделало возможным одновременный анализ нескольких десятков и сотен тысяч полиморфизмов в геноме, что открыло новые возможности в оценке аллелофондов животных. Кроме того, появилась возможность идентифицировать участки генов, ассоциированных с проявлением хозяйственно-полезных признаков, что является основой эффективных программ геномной селекции в козоводстве. Для исследования геномной вариабельности, структуры популяции и генетической дифференциации карачаевских коз с использованием полногеномного набора SNP-маркеров в 2020 году был сформирован банк, включающий 511 образцов, в т. ч. карачаевская (326), дагестанская пуховая (21), дагестанская шерстная (27), оренбургская (11), советская шерстная (13), горно-алтайская белая пуховая (10), алтайская белая пуховая (27), зааненская (33), нубийская (43). Генотипирование выполняли с использованием ДНК-чипа высокой плотности Goat 50K BeadChip (Illumina Inc., USA), содержащего ~60 тыс. SNP. Для анализа данных было сформировано 2 дата-сета: 1 – включал SNP-генотипы пород коз, разводимых в России, и был дополнен генотипами коз из базы данных SNP-вариабельности объекта инфраструктуры ОНИС БиоТехЖ; 2 – мировые породы коз. Биоинформационную обработку данных проводили в программной среде R Project for Statistical Computing. Анализ происхождения по SNP-маркерам второй группы животных экспериментальной популяции (n = 153) проводили по методу унифицированных аддитивных взаимосвязей (UAR), реализованный в R-пакете ‘snpReady’. Для определения участков генома и генов, находящихся под давлением отбора, применяли два методических подхода. Первый был основан на расчете коэффициента генетической дифференциации (FST). Участки генома, в которых были локализованы SNP, входящие в 0,1% SNP с наиболее высокими значениями FST, рассматривались в качестве потенциальных регионов, находящихся под давлением отбора. Второй – на идентификации прогонов гомозиготности (ROH) с использованием R пакета “detectRUNS”. Для анализа были выбраны ROH, которые встречались более чем у 50% животных. Фенотипические показатели карачаевских коз первой экспериментальной группы (n=159) в возрасте 4 и 8 месяцев включали: живую массу, высоту в холке, высоту в крестце, косую длину туловища, обхват груди, ширину груди, глубину груди, ширину в маклоках. Для выявления ассоциаций SNP-маркеров с изучаемыми фенотипическими показателями использовали множественный линейный регрессионный анализ, реализованный в Plink 1.90. Для подтверждения достоверного влияния SNP и определения значимых регионов в геноме коз использовали тест для проверки нулевых гипотез по Бонферрони. Визуализацию данных осуществляется в пакете qqman с помощью языка программирования R. Биохимические исследования карачаевских коз, включающие 17 показателей (общий белок, альбумин, мочевина, глюкоза, креатинин, общий билирубин, триглицериды, фосфолипиды, холестерин общий, кальций, фосфор неорганический, магний, железо, хлориды, АСТ, АЛТ и щелочная фосфатаза), проводили на автоматическом биохимическом анализаторе ChemWell (Awareness Technology, США). Для статистической обработки данных использовали пакет анализа Microsoft Excel. Результативность прочтения 511 образцов ДНК на чипе Caprine 50K, включающего более 60 тыс. SNP, варьировала от 0,989 до 0,991, что позволило провести SNP-генотипирование всех экспериментальных животных. Построение дендрограмм Neighbour-Net для 7 российских пород и 31 породы мирового генофонда позволило установить, что наибольшую генетическую близость к карачаевским козам проявляет дагестанские аборигенные козы, разводимые в Северо-Кавказском регионе в сходных природно-климатических условиях. Кластерный анализ позволил отобрать для наиболее информативного поиска локусов, находящихся под давлением в популяции карачаевских коз, и трансграничную породу коз – зааненскую. Сопоставление значений Fst и отбор SNP-маркеров, входящих в Top 0,1% по значению Fst, выявил в геноме карачаевских коз две общие для обоих пар пород SNP – 25808-scaffold266-1215745 и 33500-scaffold393-832462 в позициях 124 276 659 и 66 872 937 в соответственно хромосомах 1 и 2, находящихся под давлением отбора. Также были определены две близко расположенные SNP: 27705-scaffold2951-267780 и 16111-scaffold1698-45986 в хромосоме 6 в позициях 112 242 129 и 112 943 808, и 1525-scaffold1041-272685 в хромосоме 14 в позициях 2 425 127 и 2 769 207. Всего в геноме карачаевских коз было идентифицировано 22 паттерна гомозиготности (ROH), которые встречались в геноме более 50% экспериментальных животных, в том числе 7 ROH (snp9991-scaffold1356-293774-snp9986-scaffold1356-79262; snp33651-scaffold395-1287033-snp33657-scaffold395-1545214; snp24197-scaffold247-164981- snp24206-scaffold247-602548; snp30415-scaffold335-1248178-snp30409-scaffold335-931312; snp30406-scaffold335-807385-snp30406-scaffold335-807385; snp6537-scaffold1231-750376 snp6532-scaffold1231-540159; snp42614-scaffold566-1452334-snp42621-scaffold566-1811414) встречались более чем у 60% животных, и 1 ROH (snp24199-scaffold247-290385-snp24205-scaffold247-567391) встречался в геноме более 70% особей. Сравнительный анализ результатов поиска локусов, находящихся под давлением отбора, с использованием различных методов (Fst и ROH) выявил наличие 1 перекрывающегося региона на хромосоме 1 в области 124,0-124,3 Mb и 4 близко расположенных регионов на хромосомах 7, 13 и 14. Анализ регионов в области локализации идентифицированных SNP, входящих в Top 0,1% по значению Fst для пары пород карачаевская – зааненская, показал наличие ряда позиционных генов-кандидатов. Так, в хромосоме 2 это был ген SATB2, в хромосоме 4 – ген DGKI, хромосоме 7 – гены CAMK4 и PJA2, хромосоме 9 – PACRG, хромосоме 10 – THSD4, хромосоме 11 – SOCS5, хромосоме 13 – HAO1, DNMT3B и MAPRE1, хромосоме 17 – AP1B1, хромосоме 21 – UNC79, 25 – гены PIGQ и ZSCAN21. Ряд позиционных генов-кандидатов, которые встречались в геноме 60% карачаевских коз, был определен внутри идентифицированных ROH. Наибольшее число – 9, было выявлено в 11 хромосоме. Следует отметить, что такие гены, как CCDC88A, CFAP36, PPP4R3B и PNPT1 в хромосоме 11 выявлялись у 70% исследованных животных. Для подтверждения идентифицированных геномных регионов и позиционных генов-кандидатов необходимо расширение экспериментальной популяции карачаевских коз. Для проведения полногеномных ассоциативных исследований (GWAS) в популяции карачаевских коз были использованы прямые фенотипические показатели для изучаемых признаков, среднеквадратические отклонения (SD), скорректированные на 2018 год и обобщенные линейные модели (GLM), учитывающие хозяйство, год рождения, возраст, живую массу. Анализ полученных данных показал, что уровень достоверности GWAS был выше при использовании GLM-оценок. Однако в целом, уровень достоверности большинства ассоциаций был ниже порога, установленного для GWAS, что, по-видимому, связано с недостаточным размером выборки (n=153). С целью повышение уровня достоверности GWAS в исследуемую выборку будут включены популяция 2020 года (159 животных) и, возможно, популяция 2021 года для признаков, определяемых до 4 месячного возраста. Оценка биохимического статуса карачаевских коз позволила выявить, что большинство биохимических показателей находилось в пределах физиологической нормы, за исключением общего белка (84,18 мМ/л при норме 64,0-70,0 мМ/л), и мочевины (12,42 мМ/л против 4,5-9,2 мМ/л в норме). Выявлен более низкий уровень глюкозы – 1,81 мМ/л, (норма 2,78-4,16 мМ/л). Для обоснованного заключения связаны ли это явления с породной особенностью карачаевских коз, или с другими факторами, необходимо накопление большего числа исследований. Сравнение биохимических показателей лактирующих коз и растущих козочек позволило установить более интенсивный уровень азотистого обмена у лактирующих животных, что выразилось в повышенной концентрации у них общего белка, глобулинов и мочевины. Значимые различия были отмечены также и в липидном обмене. Так, установлен более низкий уровень триглицеридов, холестерина и фосфолипидов в крови лактирующих козоматок, по сравнению с молодняком, что, по-видимому, связано с различиями в их гормональном статусе и повышенной потребности в метаболитах липидного обмена для синтеза компонентов молока во время лактации. Отмечена более высокая концентрация железа в крови растущих козочек, по сравнению с лактирующими козоматками, что можно объяснить важной биологической ролью данного элемента в кроветворении и формировании иммунитета растущего организма. Впервые получены данные о биохимическом статусе карачаевских коз разных половозрастных групп, которые представляют интерес для дальнейшего углубленного изучения физиолого-биохимического статуса животных в зависимости от генотипа, также для проведения GWAS-анализа и выявления генов-кандидатов, связанных с развитием растущих животных, а также уровнем лактации.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Успешное развитие козоводства во многом определяется использованием в селекционных программах современных методов отбора по генетическим маркерам. В настоящее время во многих странах мира проводятся исследования по поиску полногеномных ассоциаций (genome-wide association study, GWAS) с признаками продуктивности у коз. С использованием GWAS получены данные о связи генов некоторых транскрипционных факторов (RARA, STAT), цитокинов (PTX3, IL6, IL8), ферментов (DGAT1, MTHFR) с признаками молочной продуктивности, генов MC1R, ASIP, KIT, HTT, GNA11, OSTM с окрасом шерстных волокон, генов фактора роста фибробластов (FGF5, FGF9) – с шерстной продуктивностью коз, генов EPAS1, NADPH, NOXA1, CDK2 – с адаптацией к высоте, KISS1, KHDRBS2, WNT10B, SETDB2 с показателями воспроизводства. Для коз мясо-молочного и мясного направления продуктивности важными параметрами являются энергия роста, размер тела, живая масса, выход мяса. Были выявлены ассоциации генов STIM1, MYLK, CADM2, TBX15, DGCR8, CDC25A и RDH16 с параметрами экстерьера и живой массой. Однако полногеномных ассоциативных исследований для коз российской селекции мясо-молочного направления продуктивности, в частности карачаевских коз, не проводилось, что и определило актуальность настоящей работы. В задачи исследований входило завершение формирования экспериментальной популяции (отбор третьей группы животных), исследование продуктивных качеств согласно разработанному протоколу, включающего показатели роста (динамика живой массы) и развития (показатели экстерьера в динамике); полногеномное SNP-генотипирование с использованием ДНК-чипа GoatSNP60 BeadChip (Illumina Inc., San Diego, CA); проведение полногеномных ассоциативных исследований на всей выборке экспериментальной популяции карачаевских коз с целью уточнения списка SNP, влияющих на развитие хозяйственно-ценных признаков (показатели роста и развития); формирование списка SNP, с высокой достоверностью ассоциированных с изучаемыми признаками, включая полногеномные SNP (P<1E-5) и суггестивные SNP (P<1E-4); функциональная аннотация генов, внутри которых или в непосредственной близости от которых локализованы идентифицированные полногеномные и суггестивные SNP; проведение контрольного убоя животных экспериментальной популяции с высокой и низкой интенсивностью роста, оценка качества туш и показателей мясной продуктивности. Выделение ДНК осуществляли с помощью набора реагентов «ДНК-Экстран» (ЗАО «Синтол», Россия). Количественную и качественную оценку полученной ДНК проводили на микроспектрофотометре NanoDrop 8000 (Thermo Fisher Scientific, DE). Концентрацию ДНК определяли на приборе Qubit (Thermofisher, USA), чистоту оценивали по соотношению степени поглощения при длине волны 260 и 280 нм. Полногеномное генотипирование выполняли с использованием ДНК-чипа Goat 50K BeadChip (Illumina Inc., USA). Контроль качества и фильтрацию данных генотипирования для каждого SNP и каждого образца выполняли с использованием программного пакета PLINK 1.9 (http://zzz.bwh.harvard.edu/plink/). Для GWAS были использованы следующий фенотипические показатели молодняка коз: живая масса при рождении (ЖМР), в возрасте 4 месяца (ЖМ), высота в холке (ВХ), крестце (ВК), косая длина туловища (КДТ), обхват груди за лопатками (ОГЛ), ширина (ШГ) и глубина груди (ГГ), ширина в маклоках (ШМ). Расчеты методом обобщенных линейных моделей были проведены в программе STATISTICA 10 с целью элиминации средовых и перманентных эффектов. Для выявления ассоциаций SNP-маркеров использовали множественный линейный регрессионный анализ, реализованный в PLINK 1.90, предварительно используя корректировку популяции согласно ее структуре (--genome, --covar). Для подтверждения достоверного влияния SNP и определения значимых регионов в геноме коз использовали тест для проверки нулевых гипотез по Бонферрони: пороговое значение P< ,05×10-6; 0,05/47647 SNP. Изучение структуры популяции проводили, используя анализ многомерного шкалирования (MDS). Визуализацию данных осуществляется в пакете qqman с помощью языка программирования R. Для аннотации генов, внутри которых или в непосредственной близости от которых были локализованы идентифицированные SNP, была использована сборка генома домашней козы Capra hircus (capra_hircus_v3.1) и веб-ресурс g: profiler (https://biit.cs.ut.ee/gprof iler/gost). Для функциональной аннотации генов использовали веб-ресурс https://david.ncifcrf.gov/list.jsp, а также анализ литературы с использованием Национального центра биотехнологической информации Gene (http://www.ncbi.nlm.nih. gov/gene/). Результативность прочтения 141 образца ДНК на чипе Caprine 50K, варьировала от 0,987 до 0,989, 2 образцов 0,821 и 0,930 соответственно, что позволило провести SNP-генотипирование всех экспериментальных животных третьей экспериментальной группы. Для проведения полногеномных ассоциативных исследований (GWAS) была сформирована объединенная выборка молодняка, включающая 281 особь 2019-2021 г.р. Средние значения и фенотипическая изменчивость признаков составила: живая масса при рождении – 3,4 кг (Cv = 11,3%); параметров в 4 месячном возрасте: возраст – 125,6 дней (9,9%), живая масса – 24,8 кг (14,5%), высота в холке – 49,0 см (3,7%), высота в крестце – 49,9 см (3,8%), косая длина туловища – 51,0 см (3,7%), обхват груди за лопатками – 53,1 см (3,1%), ширина груди – 9,0 см (8,4%), глубина груди – 19,8 см (6,3%) и ширина в маклоках – 10,3 см (4,4%). Достоверно ассоциированные SNP с показателем живой массы при рождении и в возрасте 4 месяцев были идентифицированы как для фактических, так и для скорректированных фенотипов. Использование GLM-фенотипов приводило к увеличению количества GWAS-паттернов. По результатам GWAS было выявлены сходные ассоциации для признаков высота в крестце и высота в холке. SNP, достоверно ассоциированные с данными признаками, были установлены на SSC 2, SSC 3, SSC 5, SSC 6, SSC 13, SSC 20 и SSC 23. При этом число SNP, ассоциированных с показателем высота в холке и высота в крестце в возрасте 4 мес., в сравнении с живой массой, было заметно меньшим, что, по-видимому, связано с меньшей изменчивостью этих показателей в исследованной выборке. Также наблюдались заметные различия в GWAS-паттернах, полученных на основе использования фактических фенотипических измерений косой длины туловища в возрасте 4 мес. и скорректированных показателей на основе GLM-моделей. Если на SSC1, SSC5 и SSC13 достоверно-значимые SNP были выявлены обоими методами, то высоко достоверные SNP на SSC19 были идентифицированы только с использованием скорректированных GLM-фенотипов. Для ширины и глубины тела в возрасте 4 месяцев было идентифицировано относительно небольшое число SNP, за исключением SNP, локализованных на SSC5 для обхвата груди за лопатками. Для показателей – обхват груди за лопатками, ширина груди, GWAS-паттерны, полученные на основании фактических фенотипических признаков и скорректированных показателей, различались. Тогда как, для признака глубина груди распределение наблюдаемых отклонений от нормального распределения приближалось к ожидаемому уровню. В целом, сравнительный анализ результатов GWAS для фактических и корректированных на основе GLM метода фенотипических значений изучаемых показателей, показал, что при использовании фактических фенотипов для большинства изучаемых признаков наблюдаемое распределение отклонений от нормального распределения для значений достоверности приближалось к ожидаемому. В сязи с этим формирование списка SNP, ассоциированных с изучаемыми признаками, проводили на основании фактических фенотипических значений. Выявлено 13 SNP, достоверно ассоциированных с живой массой при рождении, в том числе один полногеномный SNP на SSC 23 (p<10-5) и 12 суггестивных SNP (p<10-4), распределенных между хромосомами SSC 1, SSC 2, SSC 5, SSC 6, SSC 10, SSC 14, SSC 18. Наибольшее число SNP было было выявлено на SSC 2 и SSC 18 (по 3 SNP), при этом 2 SNP на этих хромосмах были локализованы в виде блока. С показателем живой массы в возрасте 4 месяца, в том числе 33 полногеномных SNP (p<10-5), распределенных между 14 хромосомами, и 122 суггестивных SNP (p<10-4), которые локализовались на 26 различных аутосомах за исключением SSC 4, SSC 8 и SSC 25. Часть SNP локализовались в виде блоков нескольких близко расположенных SNP, в частности 2 SNP (в том числе 1 – полногеномный) в области 56,2-56,7 Mb на SSC 5, 3 SNP (в том числе 1 – полногеномный) в области 44,8-45,3 Mb на SSC 7, 2 SNP (в том числе 1 – полногеномный) в области 2,3-2,4 Mb на SSC 9, 5 SNP (в том числе 3 – полногеномных) в области 60,3-62,5 Mb на SSC 13, 3 SNP в области 50,2-50,5 Mb на SSC 14, 4 SNP (в том числе 2 – полногеномных) в области 7,1-7,9 Mb на SSC 20, 5 SNP (в том числе 1 – полногеномный) в области 33,6-34,9 Mb на SSC 26. С показателем высота в холке в возрасте 4 месяца выявлено 16 SNP, в том числе 2 полногеномных SNP на SSC 2 и SSC 20 (p<10-5), и 14 суггестивных SNP (p<10-4), которые локализовались на SSC 2, SSC 3, SSC 5, SSC 6, SSC 10, SSC 13 и SSC 23. Наибольшее число достоверных SNP было выявлено на SSC 2 (3 SNP, в том числе 1 – полногоеномный) и SSC 5 (6 SNP). GWAS для показателя высоты в крестце в возрасте 4 месяца показал наличие 19 достоверных SNP, в том числе 4 полногеномных SNP на SSC 2, SSC 5, SSC 20 и SSC 23 (p<10-5), и 15 суггестивных SNP (p<10-4), распределенных между 9 аутосомами, включая SSC 2, SSC 3, SSC 5, SSC 6, SSC 7, SSC 10, SSC 13, SSC 15, SSC 23. Наибольшее число достоверных SNP (6 SNP, в том числе 1 полногеномный) было выявлено на SSC 5. Для признака косая длина туловища выявлено 22 достоверных SNP, в том числе 3 полногеномных SNP, локализованных на SSC 2 и SSC 5, и 19 суггестивных SNP, распределенных между 12 аутосомами, включая SSC 1, SSC 5, SSC 6, SSC 7, SSC 10, SSC 12, SSC 13, SSC 18, SSC 20, SSC 22, SSC 23 и SSC 26. Наибольшее число достоверных SNP (7 SNP, в том числе 2 полногеномных) было выявлено на SSC 5. Три SNP на SSC 5, включая один полногеномный SNP, в области 68,9-69,9 Mb были локализованы в виде блока. Анализ GWAS-паттернов для признака глубина груди показал наличие 7 достоверных SNP, в том числе одного полногеномного SNP на SSC 18 и 7 суггестивных SNP на SSC 3, SSC 6, SSC 10, SSC 13 и SSC 20. Для признаков обхват груди и ширина груди за лопатками были выявлены только суггестивные SNP: 6 и 2 SNP соответственно. Для признака обхват груди за лопатками SNP были локализованы на SSC 5, SSC 13, SSC 20, SSC 23 и SSC 26, для признака ширина груди за лопатками SNP были обнаружены на SSC 26. Таким образом полногеномные SNP идентифицированы для шести из восьми исследованных признаков: живая масса при рождении (1 SNP), живая масса в четыре месяца (33 SNP), высота в холке (2 SNP), высота в крестце (4 SNP), косая длина туловища (2 SNP), глубина груди в возрасте 4 месяцев (1 SNP). Проведенная структурная аннотация выявила 297 генов, внутри которых или в непосредственной близости от которых (в пределах ±0,15 Mb), были локализованы идентифицирвоанные SNP. Гены-кандидаты изучаемых признаков были идентифицированы на 16 из 29 аутосом козы. Наибольшее число генов-кандидатов было идентифицировано на SSC5 – 14 генов-кандидатов для 3 изучаемых признаков. Среди общего числа идентифицированных генов-кандидатов наиболее значимыми для признака живая масса в возрасте 4 месяца являются гены MSTN, FGF10, FGF14, HEG1, SLAIN2, являющиеся факторами роста с высокой экспрессией в мышечной ткани, гены GRIK3, ATP1A3, ACACA, APBB2, PAQR3, PGM1, регулирующие энергетический обмен в клетках и вовлеченные в различные метаболические процессы, включая биосинтез жирных кислот и обмен липидов. Часть генов, таких как TBK1, CDK2, BPIFA1, BPIFA3, MUC13, GALNT10, GALNT14, DEFB119, DEFB123, SLC12A8, SLC38A6, LPP, регулируют процессы деления клеток, иммунный ответ и устойчивостью к заболеваниям. Полученные данные позволили предположить, что выявленные гены могут быть вовлечены в механизмы дифференциально-генетической регуляции массы и размеров тела у молодняка карачаевских коз и могут быть потенциальными генами-кандидатами, влияющими на их продуктивность. Значимые SNP и идентифицированные гены представляют интерес для будущей селекции на основе молекулярных методов для повышения мясной продуктивности карачаевских коз. По результатам убоя туши 7 месячных карачаевских козликов с разной интенсивностью роста можно охарактеризовать как типичные для мелкого рогатого скота. Однако, по сравнению с тушами овец того же возраста и пола, туши коз меньше и имеют меньшее количество покрывающего жира. Установлено, что в среднем по двум группам туши козликов имели массу 12,2 кг, после охлаждения – 12,0 кг; выход отрубов 1 и 2 сортов, мякоти и костей соответственно составил 81,1 и 18,9 %; 76,8 и 23,2 %. При сравнении полученных данных между группами достоверных различий не выявлено. При этом разница в наиболее значимых показателях мясной продуктивности составила: убойный выход – 0,5 %, коэффициент мясности – 0,08, площадь мышечного глазка – 0,36. Химический анализ средней пробы мышечной ткани показал, что содержание белка составило 19,6, жира – 9,7, сухого вещества – 30,3, золы – 1 %, что характеризует мясо как продукт с невысоким содержанием жира и позволяет отнести его к диетической категории. При этом не установлено достоверных различий и в показателях химического состава мяса. Отмечено незначительное уменьшение количества жира и калорийности в тушах козликов с низкой интенсивностью роста на 1,5 абс. процента 6,7 %. Установленная невысокая калорийность для мяса экспериментальных животных – 1703,9 ккал, свидетельствует о высоких современных потребительских (диетических) свойствах козлятины (справочно: калорийность 1 кг мяса бройлеров 1800 ккал, индеек – 1940 ккал, телятины – 970 ккал). Морфометрический анализ на гистологическом уровне длиннейшей мышцы спины позволил впервые определить у карачаевских коз количество мышечных волокон на квадратный миллиметр, их диаметр, содержание соединительной ткани, которые соответственно составили 404,5 шт., 26,3 мкм и 8,47%. Оценка «мраморности», определяемая по оригинальной методике, разработанной сотрудниками Всероссийского НИИ овцеводства и козоводства для овец и которая основана на регистрации и разветвленности жировых межволоконных и межпучковых включений, позволила установить оценку в 22,6 баллов из 40,0 возможных. Сравнение полученных результатов с аналогичными для овец, показало, что у коз на одном квадратном миллиметре на 5,39 % больше мышечных волокон при их меньшем на 12,0 % диаметре, что можно интерпретировать как результат, свидетельствующий о том, что мясо коз более нежное. В то же время за счет меньшего содержания жировых включений мясо коз получило меньше на 8,1 балла оценку «мраморности», чем мясо овец. Возможно, для более объективной интерпретации данных для коз необходима разработка собственной шкалы оценки «мраморности» и сопоставление с дегустационной оценкой мяса коз и овец, что предполагает получение новых экспериментальных данных.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Прогресс технологий генотипирования сделал возможным проведение полногеномных ассоциативных исследований (genome-wide association study, GWAS) для выявления новых однонуклеотидных полиморфизмов (single nucleotide polymorphism, SNP), связанных с показателями продуктивности животных. В задачи 2022 года входило проведение генотипирования SNP-маркеров, отобранных по результатам GWAS, с использованием разработанных тест-систем с целью их валидации; экспериментальная апробация мультиплексных тест-систем анализа SNP-маркеров, отобранных по результатам GWAS, проведение дополнительного контрольного убоя, исследование качества туш и показателей мясной продуктивности, исследование качественных показателей мяса карачаевских коз; разработка программы селекционного совершенствования карачаевских коз с включением маркер-ассоциированного подхода. Материалом для GWAS служили показатели роста и развития карачаевских коз (n=287) в возрасте 8 мес. (живая масса, высота в холке, крестце, косая длина туловища, обхват груди за лопатками, ширина и глубина груди, ширина в маклоках) и генотипы, полученные с использованием ДНК-чипа Goat BeadChip (~60 тыс. SNP, Illumina Inc., США). GWAS проводили с использованием множественного линейного регрессионного анализа, реализованного в Plink 1.90. Для подтверждения достоверного влияния SNP использовали тест для проверки нулевых гипотез по Бонферрони: пороговое значение P<1,53×10-6; 0,05/32629 SNP. Визуализацию данных осуществляли в пакете qqman с помощью языка программирования R. Идентифицированные SNP для возраста 8 месяцев сопоставляли для возраста 4 месяцев (полученные данные в 2021 г.), на основании чего формировали общий список SNP. Позиции SNP, указанные в соответствии со сборкой генома AdaptMap, конвертировали в сборку генома 11.1 ARS1.2 и использовали для идентификации генов с использованием web-ресурса Ensembl Genes release 103 database. Для функциональной аннотации генов, локализованных в пределах окна ±0,2 Mb от идентифицированного SNP, использовали программное обеспечение DAVID. Для разработки тест-системы использовали метод гибридизационно-флуоресцентной детекции в режиме «реального времени». ПЦР проводили в объеме 20 мкл: 19 мкл реакционной смеси (20 мМ (NH4)2SO4; 75 мМ Трис-HCl; pH=8,8; 0,1% (v/v) Tween 20; 2,5 мМ MgCl2; 0,25 мМ дНТФ, 0,15 Ед Taq-ДНК-полимеразы) и 1 мкл (~ 10-200 нг) исследуемой геномной ДНК. По результатам GWAS, выявленных полногеномных SNP и функциональной аннотации генов, было отобрано по три козлика каждого генотипа, мясная продуктивность которых изучалась по результатам убоя в 8 месяцев. От основных топографических участков туши отбирались образцы мяса для составления средней пробы и проведения химического анализа. Количество влаги в среднем образце мяса-фарша определялось согласно ГОСТ 9793-2016 «Мясо и мясные продукты. Методы определения влаги». Количество жира определялось согласно ГОСТ 23042-2015 «Мясо и мясные продукты. Методы определения жира», количество белка определялось согласно ГОСТ 25011-2017 «Мясо и мясные продукты. Методы определения белка» методом Кьельдаля. Результаты. Средние значения и фенотипическая изменчивость признаков для молодняка коз экспериментальной группы составила: живая масса при рождении – 3,4 кг (Cv = 11,3 %); параметров в 8 месячном возрасте: живая масса – 36,6 кг (11,1 %), высота в холке – 52,8 см (5,7 %), высота в крестце – 53,5 см (5,9 %), косая длина туловища – 54,2 см (6,0 %), обхват груди за лопатками – 60,6 см (5,9 %), ширина груди – 10,2 см (13,3 %), глубина груди – 21,5 см (8,4 %) и ширина в маклоках – 11,3 см (7,7 %). Показатели роста и развития в возрасте 8 месяцев характеризовались несколько большим размахом изменчивости по сравнению с аналогичными показателями в возрасте 4 месяцев. GWAS выявил полногеномные SNP для восьми признаков в возрасте 8 мес., включая живую массу (5 SNP), высоту в холке (10 SNP), высоту в крестце (9 SNP), косую длину туловища (6 SNP), обхват груди (4 SNP), ширина груди (30 SNP), глубину груди (8 SNP) и ширину в маклоках (14 SNP). Для сравнения, в возрасте 4 мес. полногеномные SNP были идентифицированы для пяти исследованных признаков, включая живую массу (33 SNP), высоту в холке (2 SNP), высоту в крестце (4 SNP), косую длину туловища (2 SNP) и глубину груди в возрасте 4 мес. (1 SNP). Структурная аннотация геномных регионов показала наличие 288 генов, из которых 52 с описанными функциями в терминах генной онтологии (http://geneontology.org/). Функции идентифицированных генов, преимущественно, связанны с ростом, обменом липидов, ангиогенезом, сперматогенезом. Для отбора SNP-кандидатов и конструирования тест-системы были отобраны SNP, общие для двух и более признаков роста и развития в возрасте 4 и 8 месяцев, при этом хотя бы для одного из признаков должен быть достигнут полногеномный уровень достоверности выявленных ассоциаций. Всего было идентифицировано 10 таких SNP. Из них для 6 SNP была установлена связь с показателем живой массы в возрасте 4 и 8 месяцев, поэтому для дальнейшего анализа были отобраны эти шесть SNP. Их анализ показал наличие генов, локализованных в пределах окна ±200 kb для трех SNP: T47480416C (rs268269710 A/G) и A23345368G (rs268270492 G/A) на CHC 5 (2 и 1 ген, соответственно) и A25854668G (rs268234545 A/G) на CHC 10 (3 гена). Эти три SNP были отобраны как SNP-кандидаты для конструирования мультиплексной молекулярно-генетической тест-системы. Валидация тест-систем была выполнена посредством сравнения результатов генотипирования 50 коз, полученных с использованием Goat 60K BeadChip и разработанных тест-систем. Результаты генотипирования всех 50 животных, полученные с использованием двух методов, полностью совпадали. Изучение мясной продуктивности у карачаевских козликов в возрасте 8 месяцев разных генотипов по выявленным SNP в генах HMGA2, CRAD и MAX выявил, что в гене HMGA2 лучшими показателями мясной продуктивности характеризовались козлики GG-генотипа. В сравнении с животными АА-генотипа они имели достоверное преимущество по предубойной, убойной массе туши, убойному выходу, массе мякоти в туше и площади мышечного глазка на 8,9%; 13,6%; 4,3% (P<0,05); 10,5% (P<0,01) и 5,2% (P<0,05) соответственно. В гене CRADD большую предубойную, убойную массу, убойный выход туши, массу мякоти-мяса и площадь мышечного глазка имели животные GG-генотипа. Наименьшими показателями характеризовались животные АG-генотипа. Разность между сравниваемыми генотипами составила соответсвенно 15,8%; 25,7% (P<0,01); 8,4% (P<0,05); 18,3% и 15,7% (P<0,01). Сопоставление животных разных генотипов по гену MAX не выявило достоверного преимущества по признакам мясной продуктивности какого-либо из установленных генотипов. По большинству показателей тенденцию к превосходству имели животные AA-генотипа. Сопоставление показателей химического состава мяса козликов не выявило значимого превосходства между сравниваемыми генотипами в генах HMGA2, CRADD и MAX. В тоже время следует отметить, что мясо козликов всех генотипов в возрасте 8 месяцев обладало диетическими свойствами, что обусловлено достаточно высоким содержанием в нем белка – 20,9-22,56%, при низком содержании жира – 7,65-9,62%. При этом в гене HMGA2 следует выделить животных генотипа GG, которые имели не только лучшие убойные качества, но и лучшее с точки зрения диетического питания соотношение в мясе белка к жиру. Большее количество белка в мясе по отноению к жиру в гене CRADD было у носителей AG-генотипа, в гене MAX – GG-генотипа – 2,65 и 2,71 граммов. Таким образом, выявленные SNP и гены-кандидаты HMGA2, CRADD и MAX, ассоциированные с живой массой молодняка карачаевских коз, в той или иной мере вовлечены в формирование их мясной продуктивности. Наиболее перспективным для использования в селекции карачаевских коз на повышение мясной продуктивности, является SNP в гене HMGA2. На основе полученных результатов разработана программа селекционного совершенствования карачаевских коз с включением маркер-ассоциированного подхода как основы создания географически ориентированных систем производства продукции козоводства.