Аграрная наука Евро-Северо-Востока. Т. 22, N 2

ОБЗОРЫ / REV IE WS Аграрная наука Евро - Северо - Востока / Agricultural Science Euro-North-East. 2021;22(2):167-187 167 https://doi.org/10.30766/2072 -9081.2021.22.2.167-187 УДК 636. 082 :575.174.015.3 Оценка генетической дифференциации популяций молекулярным дисперсионным анализом (аналитический обзор) © 2021. В. М. Кузнецов ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого», г. Киров, Российская Федерация В этом исследовании мы сравнили разные подходы к использованию анализа молекулярной дисперсии (Analysis of Мolecular Variance, AMOVA) для оценки генетической дифференциации популяций. Были использованы данные по 11 микросателлитным локусам 84 быков семи пород. Сравнивали результаты по трём опциям модуля AMOVA программы GenAlEx 6.502: по матрице дистанций между аллелями (рассчитывалась F ST(W&С) (= θ ) стати- стика – вариант AMOVA1); по матрице дистанций между генотипами (Φ PT – AMOVA2); по матрице различий в размерах аллелей (R ST – AMOVA3). Получены сходные сводные оценки генетической дифференциации пород: F ST(W&С) = 0,108, Φ PT = 0,115, R ST = 0,110 (все с p perm ≤ 0,001). Между полокусными оценками F ST(W&С) и Φ PT коэффици- ент корреляции был 0,99 (p value < 0,0001); статистически значимых корреляций с R ST не установлено. Обнаружена высокая корреляция F ST(W&С) и Φ PT с полокусными оценками дифференциации по Нею (0,96). Иные, чем GenAlEx программы (Arlequin v.3.5, GenePop v.4.7.3, RST22), давали схожих AMOVA-оценки. Установлена негативная линейная зависимость F ST(W&С) и Φ PT оценок от уровня средней гетерозиготности породных выборок (R 2 = 0,6, r S = -0,75 при p value < 0,02) и отсутствие таковой для R ST -оценок (R 2 = 0,04, r S = -0,23 при p value = 0,47). Стандартизация оценок F ST(W&С) и Φ PT по Хедрику устранила эту зависимость и повысила первоначальные оценки до 0,35 и 0,37 соответ- ственно. Последние были сопоставимы с оценками, полученными методами Нея-Хедрика (0,364-0,375), Джоста (0,292) и Морисита-Хорна (0,308). Корреляции Мантеля между матрицами парных по породам генетических ди- станций (GD), рассчитанными разными мерами, в большинстве случаев были >0,9. Проекции матриц GD в анали- зе главных координат (PСoA) на 2D плоскости были в общем сходными. PСoA выделил кластер голштинских «экотипов», кластер «красных» пород и ветку джерсейской породы. В двухфакторном AMOVA данных по класте- рам (как двух «регионов») межрегиональная GD составила 0,357; дифференциация пород в пределах «регионов» не превышала 0,027. Моделирование объединения пород с близкими к нулю GD привело к увеличению числа аллелей на локус в «новых» породах на 29 % и повышению сводной оценки генетической дифференциации на 29-46 %. Полу- ченные результаты могут быть использованы при разработке мероприятий по сохранению вытесняемых пород. Ключевые слова : разведение животных, микросателлиты, разнообразие, генетическая дифференциация, генетическая дистанция, AMOVA, анализ главных координат, сохранение генофонда Благодарности : работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо - Востока имени Н. В. Рудницкого» (тема № 0 767-2019-0089 ). Автор благодарит рецензентов за вклад в экспертную оценку работы. Конфликт интересов : автор заявил об отсутствии конфликта интересов. Для цитирования : Кузнецов В. М. Оценка генетической дифференциации популяций молекулярным дисперсионным анализом (аналитический обзор). Аграрная наука Евро - Северо - Востока. 2021;22(2):167-187. DOI : https ://doi .org /10.30766/2072 -9081.2020.21.2.167-187 Поступила: 16.02.2021 Принята к публикации: 02.04.2021 Опубликована онлайн : 19.04.2021 Assessment of genetic differentiation of populations by analysis of molecular variance (analytical review) © 2021. Vasiliy M. Kuznetsov Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky, Kirov, Russian Federation Different approaches to using the analysis of molecular variance (AMOVA) to assess the genetic differentiation of populations have been compared in the research. Data on 11 microsatellite loci of 84 bulls of seven breeds were used. The results were compared for three options of the AMOVA module of the GenAlEx 6.502 program: the allele distance matrix (calculated F ST(W&C) (= θ) statistics – variant AMOVA1); the genotype distance matrix (Φ PT – AMOVA2); and the allele size difference matrix (R ST – AMOVA3). Similar summary estimates of the genetic differentiation of breeds were obtained: F ST(W&C) = 0.108, Φ PT = 0.115, R ST = 0.110 (all with p perm ≤ 0.001). Between the estimates of F ST(W&C) and Φ PT for each locus, the correlation coefficient was 0.99 (p value <0.0001); no statistically significant correlations with R ST were found. A high corre- lation of F ST(W&C) and Φ PT with the estimates of differentiation according to Nei’s (0.96) was found. Programs other than GenAlEx (Arlequin v.3.5, GenePop v.4.7.3, RST22) gave similar AMOVA estimates. The negative linear dependence of F ST(W&C) and Φ PT on the level of the average heterozygosity of the breed samples was established (R 2 = 0.6, r S = -0.75 for p value < 0.02) and the absence of such dependence for R ST (R 2 = 0.04, r S = -0.23 for p value = 0.47). The standardization of the Электронная Научная СельскоХозяйственная Б блиотека