А.И.ЖИГАЧЕВ, И.О.УТКИНА
РГАЗУ

Среди актуальных направлений исследований по генетике и селекции собак необходимо выделить проблему наследственных аномалий. В последнее время в собаководстве все чаще применяют искусственное осеменение с целью повышения интенсивности использования выдающихся производителей. При этом возрастает значение мониторинга наследственных болезней и аномалий, проверки производителя на носительство вредных мутаций. Оценка генетического груза у собак, как и других видов животных, базируется на изучении спектра и частоты генных и хромосомных мутаций с летальным и полулетальным, а также субвитальным действием.

Анализ показывает, что общее число аномалий и болезней у данного вида, имеющих наследственную основу, приблизилось к 200. При этом наибольший удельный вес - 46,7 % занимают аномалии, наследуемые по моногенному рецессивному типу. Аномалии с полным доминированием составили 14,5 % и только 2,7 % - неполнодоминантные признаки.

По данным разных исследований, некоторые аномалии имеют неодинаковый тип генетической детерминации. В одних случаях они наследуются как моногенные рецессивные признаки, в других - как доминантные или же как полигенные. Это, очевидно, указывает на генетическую гетерогенность данных признаков, что, вероятно, связано с изначальным характером мутаций в той или иной породе, возможно, с генотипической средой, в которой находится мутантный ген. Нельзя исключать и взаимодействие эндогенных и экзогенных факторов.

В связи с этим литературные данные о характере наследования той или иной аномалии следует рассматривать лишь как ориентир при изучении данного вопроса в каждом конкретном случае. Генетическая гетерогенность аномалий, возможно, провоцирующее действие факторов внешней среды в их этиологии, являются основными мотивами для анализа уже известных из них, чтобы дать заключение по причинам их возникновения, а соответственно и методах профилактики. Такие исследования представляют определенную новизну и практическую значимость.

К аномалиям получившим наибольшее распространение у собак, следует отнести олигодонтию - "неполнозубость" и "недокус" (М.Б.Уиллис, 2002; Н.Н. Московкина, М.Н. Сотская, 2001; А.С.Графодатский, СП. Князев и др., 1999). Аномалии прикуса и зубной формулы рассматриваются ведущими кинологами как наследственно обусловленные проявления серьезного снижения общей сбалансированности организма, потери жизнеспособности, утраты ценных селекционных качеств.

Зубная формула является одной из важнейших биологических характеристик млекопитающих, а также параметром оценки, степени правильности формирования фенотипа в процессе онтогенеза.

В кинологии правильность зубной системы породистых собак традиционно представляет предмет пристального внимания, забот и дискуссий собаководов - заводчиков, экспертов, селекционеров. Важность изучения этого комплексного признака обусловливается перманентной встречаемостью у большинства видов млекопитающих особей с аганезисом (врожденным отсутствием) тех или иных зубов. Он наиболее полно исследован среди людей, где его частота достигает 25 %. Эта аномалия является компонентой многих наследственных синдромов человека.

У домашних собак количество зубов нередко варьирует, проявляясь в основном в виде аганезиса - олигодонтии (отсутствие шести и более постоянных зубов у особи) или гиподонтии (отсутствие менее шести зубов). Поэтому собака является интересным объектом для изучения общих принципов генетического контроля нарушения формирования зубной формулы. Результаты наших исследований могут иметь значение как для частной генетики и кинологии, так и в сравнительном аспекте - в том числе и для гуманной и ветеринарной медицины.

Фенотипическая гетерогенность указанных аномальных признаков может быть связана с наличием в популяции нескольких мутантных генов или разной манифестацией одного гена, связанной со взаимодействием с ним модификаторов.

Для изучения характера наследования олигодонтии (-Р1) использовали дополнительные методы популяционно-генетического анализа. Так, для проверки гипотезы моногенной аутосомно-рецессивной передачи этого признака определили соответствие фактических и теоретически ожидаемых частот альтернативного проявления (непроявления) олигодонтии по -Р1.

Совокупная выборка собак состояла из 570 животных, в том числе ньюфаундленд - 240 собак, московская сторожевая - 330.

Для проверки соответствия опытных данных теоретическим используют метод x2, разработанный К.Пирсоном (1900); его часто называют "критерием согласия" или "критерием расхождения распределений". Мы предположили, что признаки крипторхизм и олигодонтия наследуются рецессивно, моногенно. Для подтверждения нашей гипотезы мы взяли максимально большой объем пораженных особей, происходящих от одной пары родителей. В нашей выборке все родительские поколения соответствовали норме, в потомстве были получены особи, имеющие олигодонтию. Мы нашли теоретически ожидаемые результаты, предполагая расщепление 3:1. Критерий х2 вычислили по формуле:

Х2=E(ЦФ-Т)2Д

В нашем случае значенияx2 теоретического (3,8 - 6,6 - 10,8), различия считаются случайными, так как фактическое значение х2 не достигает табличного до соответствующего уровня вероятности, то есть х2 фактическое <x2 теоретического.

В породе московская сторожевая отклонения случайны, разность недостоверна, х2 фактическое 0,76 <х2 табличного (3,8 - 6,6 -10,8), расщепление соответствует ожидаемому 3:1, следовательно, олигодонтия наследуется моногенно рецессивно.

В породе ньюфаундленд отклонения случайны, разность недостоверна, х2 фактическое 4,05 <х2 табличного (3,8 - 6,6 - 10,8), расщепление соответствует ожидаемому 3:1, следовательно, олигодонтия наследуется рецессивно моногенно.

Аналогичные результаты были получены при проведении семейно-сегрегационного анализа. В анализе мы сравнивали наблюдаемые численные соотношения нормального и дефектного фенотипов в потомствах групп родителей одинакового генотипа с вычисленными на основании биноминальных вероятностей соотношениями расщеплений согласно законам Менделя.

При этом в интересах надежности суждения мы собрали по возможности максимально больший объем семьи, вычислили частоту пораженных и здоровых особей среди кровных родственников пробанда на протяжении нескольких   поколений.   Для   анализа   семей использовали модель учета - отсекающий отбор по Мортону (1957, 1959); полный отбор пораженных особей по Бейли (1951): учет пораженных семей по всем дефектным фенотипам среди потомков отдельных производителей. Вероятность независимого учета в повторных случаях (П) будет при этом П=1, так как при сборе материала методом учета всех носителей признака в потомстве субпопуляции остаются неучтенными те семьи, в которых случайно не появились дефектные фенотипы (несегрегирующие семьи).

Статистический материал соответствует усеченному биноминальному распределению, то есть в биноме (p+q)' отсутствует член р', который соответствует числу семей с исключительно здоровым потомством, где i - число потомков на семью; р - число здоровых; q -число дефектных.

Распределение материала соответствует выражению (p+q)Lp' (Бернштейн, 1929; Ленц,1929; Хогбен, 1931).

При усеченном биноминальном распределении учтенными оказываются не все группы потомков, а лишь 1 - р'. Средняя вероятность учета носителей признака q составляет в пораженных семьях: q' = q/(1-pi).

В группах семей определенной численности вероятность учета дефекта составляет: P=i-fiq' (Холдейн, 1932; Лежен, 1958). При этом дисперсия S2q'cocTaBHT, по Смиту (1959) и Штейнбергу (1959):

S2q'= i -fi • q • р/( 1 -pj)-i2 • q2 • p( • fi/( 1 -p1)2.

где fi - число семей, численность которых равна i.

При поправке в случае отсекающего отбора наибольшее значение имеет прямой метод, основанный на априорном допущении, так как сравнение наблюдаемых численных значений с априорным ожиданием проводится с включением пробандов в корректируемые ожидаемые значения.

Мы распределили семьи по числу дефектных потомков, причем за нулевую гипотезу принимали гипотезу о гетерозиготности исследуемых родителей, то есть выбирали такие пары, где родители были здоровы, но в потомстве появлялись щенки с аномалиями, и принимали р=0,75.

Гетерозиготные собаки обычно фенотипически нормальны, но наличие больных щенков в пометах позволяет судить о генотипах фенотипически нормальных родителей. Поскольку больные щенки получили по одному гену от кобеля и от суки, оба родителя должны быть носителями гена заболевания. Для аутосомных рецессивных признаков характерно, что для их проявления, ген должен присутствовать в гомозиготном состоянии, то есть гены, полученные от родителей, должны быть одинаковы. Признак может не проявляться в течение нескольких поколений, пока снова не будут спарены гетерозиготные носители. Спаривание гетерозиготных носителей в среднем дает 25 % больных гомозиготных по рецессивному гену животных, но соотношение 3:1 для спаривания гетерозигот - это среднее соотношение, следовательно в некоторых пометах возможны и другие расщепления. Для того чтобы получить расщепление близкое к ожидаемому 3:1, нужно суммировать данные большого числа спариваний и потомков.

Также отдельно были рассмотрены ситуации, когда в спаривании участвовали один здоровый родитель, а другой - с той или иной аномалией. В этом случае мы принимали гипотезу о том, что один из родителей гетерозиготен, а второй - рецессивно гомозиготен (анализирующее скрещивание), и принимали р = 0,5.

Далее мы проверили разность между суммарным числом выявленных дефектных потомков и скорректированным ожидаемым значением, то есть разность между двумя частотами, на статистическую достоверность с использованием критерия согласия. В результате установлено, что все наблюдаемые различия между фактическим распределением семей по числу больных щенков и теоретически ожидаемым распределением случайны, что подтверждает гипотезу о рецессивном типе наследования олигодонтии (-Р1) у собак пород ньюфаундленд и московская сторожевая.

При прослеживании распространения аномалий в ряду поколений, выясняя закономерности их наследования и генетической детерминации, наибольший интерес представляют породы, стандарты которых не указывают "нехватку" зубов как дисквалифицирующий признак, обусловливающий выбраковку. Одной из таких пород является керриблю-терьер.

Материалом для исследования послужила база данных, включавшая сведения о 911 собаках. Была проанализирована встречаемость неполнозубости в потомстве разных типов скрещиваний (в зависимости от фенотипов родителей), в разных генеалогических группах, при инбредных и аутбредных подборах. Изучение генетической детерминации аганезиса зубов у керриблю-терьеров произведено методами комплексного сегрегационного анализа.

Зубная формула была установлена у 598 животных, из них 435 собак (72,7 %) имели полный "комплект", у 163 (27,3 %) наблюдались различные аномалии неполнозубости по одному или нескольким зубам. Наиболее часто - в 92,6 % всех случаев аганезиса отсутствовали четвертые премоляры - у 151 собаки, 25 % от всех обследованных, вторые премоляры у 13 % особей, первые премоляры - у 4 собак. У 10 животных отмечен аганезис одновременно как вторых, так и четвертых премоляров. Общее число отсутствующих зубов у аномальных особей варьировало от 1 до 6.

Чтобы проанализировать генетический контроль аганезиса различных зубов, мы сгруппировали всех обнаруженных неполнозубых керри в три группы, сформировав три "фенотипа неполнозубости", которые объединяют наиболее часто встречающиеся аномалии. Фенотип А представляет любое проявление неполнозубости. Число таких собак 163. Фенотип В - аномалия в виде отсутствия четвертых премоляров (независимо от числа остальных зубов). Фенотип С представлен собаками с отсутствием одного или нескольких вторых премоляров.

Такая группировка материала позволила провести сегрегационный анализ, описывая наследование признака в рамках моногенной диаллельной модели. При тестировании различных гипотез типов генетического контроля использовали критерий отношения правдоподобия. Он основан на сравнении трех гипотез с менделевскими, произвольными и равными переходными вероятностями. Если первые две из этих гипотез достоверно не отличаются друг от друга, а третья значимо хуже объясняет анализируемые данные, чем вторая , считается доказанной менделевская сегрегация майоргена.

Оказалось, что при любом формировании признака (фенотипы А, В или С) частота аномалии у потомков зависит от фенотипов их родителей. Минимальная частота наблюдается в потомстве обоих полнозубых родителей, максимальная - обоих неполнозубых. Это свидетельствует о генетической детерминации аганезиса премоляров. Относительный риск формирования неполной зубной формулы был достоверно выше единицы у потомков от скрещивания полнозубого родителя с аномальным партнером, и еще больше от скрещиваний, где оба родителя были неполнозубыми.

Однако комплексный сегрегационный анализ выявил, что отсутствие конкретных зубов вторых или четвертых премоляров - обусловливается разными типами генетического контроля. Модель наследования неполнозубости по четвертым премолярам оказалась сложнее, чем простая менделевская. Это значит, что нарушение формирования данных зубов находится под контролем не одного гена, а нескольких или даже многих. Напротив, получено подтверждение майоргенной детерминации аганезиса вторых премоляров, который описывается рецессивной моделью. Это кажется особенно важным в общебиологическом плане - как предпосылка для поиска и идентификации конкретных генов, ответственных за данную аномалию. Если поиск увенчается успехом, появится генкандидат для исследования гиподонтии по премолярам у человека, также наследуемой рецессивно.

Заключение. Отсутствие разных типов зубов у собак одной и той же породы имеет разный генетический контроль. Это важно для разработки современных концепций совершенствования пород собак. Знание модели наследования каждого типа аганезиса (как и каждого вида какой-либо аномалии вообще) необходимо кинологам для научной обоснованности мер и способов селекции, направленных на снижение "генетического груза" в последующих поколениях.

журнал "Ветеринария" №3 2007