Впервые с использованием иммунолокализации ключевых белков профазы мейоза проведен анализ синапсиса и рекомбинации хромосом у петухов шести пород разного направления селекции –мясного: маран и кохинхин; яичного: русская белая и итальянская куропатчатая; и мясо-яичного: первомайская и белая хохлатая (Рис. 1). Всего исследовано 28080 синаптонемных комплексов (СК) в 720 сперматоцитах 18 особей.
Рис. 1. Распластанные сперматоциты петухов первомайской (А) и белой хохлатой (Б) породы. Красный: SYCP3, зеленый: MLH1 и центромера, синий: DAPI. Масштаб 10 мкм.
Общая средняя длина генетической карты по всем породам была оценена как 3087 сM (оценка получена умножением на 50 сМ среднего числа сайтов MLH1 на геном, при предположении, что каждый сайт маркирует один акт кроссинговера). Эта оценка хорошо согласуется с оценкой длины генетической карты, полученной в генетических экспериментах: 3145 сМ (Groenen et al., 2009).
Впервые получены оценки рекомбинационных характеристик для самцов этих пород: общего размера СК и числа рекомбинационных узелков на клетку. Определены общие уровни рекомбинации (длины генетической карты) для петухов шести пород разного направления селекции: мясного – маран (3017 сМ) и кохинхин (3136 сМ); яичного – русская белая (3013 сМ) и итальянская куропатчатая (3126 сМ); и мясо-яичного – первомайская (3303 сМ) и белая хохлатая (2914 сМ).
Показано достоверное влияние породы (R2= 0.17; p<0.001), но не направления селекции (p=0.12), на разнообразие по общему уровню рекомбинации (числу рекомбинационных узелков на клетку). Вместе с тем выявлено существенное влияние индивидуального внутрипородного разнообразия (R2= 0.28; p<0.001). Этот результат свидетельствует о наличии межпородной дивергенции по данному признаку. Внутрипородная вариация может быть обусловлена как генетический, так и средовой изменчивостью.
Оценены рекомбинационные характеристики отдельных макрохромосом (длина СК, число рекомбинационных узелков, уровень кроссоверной интерференции). СК макрохромосом 1-6 и Z домашней курицы надежно идентифицируются по их относительным размерам и центромерным индексам. Для этих хромосом были составлены рекомбинационные карты (Рис. 2).
Обнаружено, что несмотря на межпородные различия по числу кроссоверов на хромосому, паттерны их распределения по гомологичным хромосомам оказались поразительно сходными (Рис. 2). Обнаруженный консерватизм в распределении рекомбинационных событий по хромосомам подтверждает ранее описанную закономерность: частота рекомбинации в определённых районах хромосом позвоночных в большей степени зависит от их положения на хромосоме (расстояния от центромеры и теломеры), чем от генетического состава этих районов (Gorlov et al., 1991; Vozdova et al., 2016; Ruiz-Herrera et al., 2017)