Biodiversity assessment in interspecies hybrids of the genus Ovis using STR and SNP markers | Оценка биоразнообразия у межвидовых гибридов рода Ovis с использованием STR- и SNP-маркеров

Английский. Introgression of wild and domestic species is regarded as a promising way to improve genetic diversity in populations of farm animals. The influence of introgression of the wild species (argali) on genetic diversity of interspecific hybrids with domestic sheep was studied using STR and SNP markers. Objects of the study included Romanov sheep Ovis aries (ROM, n=35, the "domestic" form) and argali O. ammon polii (OAM, n=10, the "wild" form); male hybrid F1, obtained by crossing Romanov ewe with argali ram (50% of argali blood); back crosses obtained by crossing Romanov ewes with hybrid F1 (BC1, 25% of argali blood, n=38) and BC1 rams (BC2, 12.5% of argali blood, n=14). Regardless of the type of DNA marker, ROM, compared with OAM, had a higher level of genetic diversity, assessed by observed heterozygosity (Ho) and allelic richness (Ar). Hybridization resulted in an increase in this parameter in the F1 hybrid. In groups BC1 and BC2, the Ho values, calculated using STR and SNP, were higher than those in the parental forms. In BC1 and BC2 groups the Ar values, calculated using SNP, reduced in comparison with F1 and were intermediate in comparison with those in the parental forms. The changes in the Ar values, using STR, had no significant changes in groups BC1 and BC2. Principal component analysis (PCA), performed by using SNP-markers, showed a more objective distribution pattern of the studied animals through the coordinates. PC1 was sufficient for clear differentiation of groups OAM, ROM, F1 and BC1 + BC2. In summary, PC1 and PC2 were responsible for 25.87% of the SNP variability and for only 12.46% of the STR variability. PC3, which was responsible for 6.16% of SNP variability, made it possible to differentiate BC1 and BC2 groups, whereas at the application of STR these groups were localized as a common cluster.

Русский. Интрогрессия диких и домашних родственных видов рассматривается как перспективный способ повышения генетического разнообразия в популяциях с.-х. животных. С использованием STR- и SNP-маркеров изучали влияние интрогрессии дикого вида (архара) на генетическое разнообразие межвидовых гибридов с домашними овцами. Объектом исследований были овцы романовской породы Ovis aries (ROM, n = 35, материнская "домашняя" форма) и архары O. ammon polii (OAM, n = 10, отцовская "дикая" форма); гибридный самец F1 от скрещивания романовской овцы и архара (50% крови архара); возвратные кроссы, полученные скрещиванием ярок романовской породы с гибридными самцами F1 (BC1, 25% крови архара, n = 38) и BC1 (BC2, 12,5% крови архара, n = 14). Вне зависимости от используемого типа ДНК-маркеров у ROM по сравнению с OAM установлена более высокая степень генетического разнообразия, оцененного по показателям наблюдаемой гетерозиготности (Ho) и аллельного разнообразия (Ar). Гибридизация приводила к увеличению этого показателя у F1. В группах BC1 и BC2 значения Ho, рассчитанные по STR и SNP, превышали таковые у исходных родительских форм. Ar, рассчитанное по SNP, в группах BC1 и BC2 снижалось по сравнению с F1 и характеризовалось промежуточными значениями по сравнению с родительскими формами. При использовании STR четких изменений Ar в группах BC1 и BC2 не выявили. Результаты анализа главных компонент более объективно описали распределение исследуемых животных в пространстве координат при использовании SNP-маркеров. Уже первая компонента позволяла четко дифференцировать группы OAM, ROM, F1 и BC1 + BC2. Суммарно первые 2 компоненты отвечали за 25,87% изменчивости SNP-маркеров и лишь за 12,46% изменчивости STR-маркеров. Третья компонента, которая отвечала за 6,16% изменчивости SNP-маркеров, позволяла дифференцировать группы BC1 и BC2, в то время как при использовании STR эти группы локализовались в виде общего массива.