Системный морфометрический анализ в изучении генетических коллекций осетровых и лососевых рыб

• Автор: Морев, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 06.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Цель и задачи создания и изучения генетических
коллекций осетровых и лососевых рыб
1.2. Системный морфометрический анализ
в популяционных и селекционных
исследованиях рыб
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Условия выращивания коллекций осетровых
и радужной форели
2.2. Морфометрическое описание рыб
2.3. Статистические методы исследования
3. СРАВНИТЕЛЬНОЕ МОРФОМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ РАЗЛИЧНЫХ
ГРУПП РЫБ
3.1. Сравнение искусственных популяций стерляди
различного происхождения
3.2. Сравнение пород радужной форели
3.3. Сравнительное морфометрическое исследование родительских форм и гибридов
(на примере бестера)
4. АНАЛИЗ ГЕТЕРОГЕННОСТИ ИСКУССТВЕННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ РЫБ
4.1. Структура искусственных популяций
стерляди различного происхождения
4.2. Структура пород форели, выявляемая
в системном анализе изменчивости комплекса морфометрических признаков
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы Наличие генетических коллекций является столь важной предпосылкой успеха селекции, что их создание рассматривается теперь как самостоятельное селекционное достижение.
К настоящему времени в Краснодарском крае созданы и изучаются крайне перспективные коллекции осетровых и лососевых рыб. В их числе Федеральная генетическая коллекция осетровых рыб, созданная усилиями коллектива Южного филиала селекционно-генетического центра рыбоводства под руководством доктора биологических наук М.С. Чебанова, и коллекция пород форели крупнейшего племзавода «Адлер», сформированная под руководством кандидата сельскохозяйственных наук В.А. Бабия.
Биологическая и рыбоводная оценка образцов коллекций производится интенсивно и уже близка к завершению. Но сведения об их генетической структуре определенно недостаточны. Естественно встает вопрос о выборе подхода к анализу генетической структуры, и, прежде всего, той категории признаков, на изучении которых наиболее рационально построить работу.
Несомненный прогресс в исследованиях генетической структуры естественных и искусственных популяций достигнут в последние десятилетия за счет применения методов биохимической генетики, оценивающих электрофоретическую подвижность различных фракций белков. Достоинство таких биохимических признаков состоит в практически однозначном соответствии фенотипа генотипу. Эти признаки находятся, так сказать, «близко к гену». Но теперь уже очевидно, что, чем ближе к конкретному гену, тем дальше от системы генотипа, которая собственно и является объектом отбора. Громадный объем информации о генетической гетерогенности популяций, добытый биохимической генетикой, на удивление мало способствовал выявлению «точек приложения» отбора. Наиболее важный вопрос состоит не в том, насколько велика генотипическая

изменчивость среди особей популяции, а в том, какова природа генотипической изменчивости по приспособленности. Отсюда ясно сожаление, высказанное специалистом, чьи работы лежат у истоков биохимической популяционной генетики: «Мы дали правильный ответ на неверно поставленный вопрос» (Р. Левонтин, 1978. - С. 15).
Во всех работах, связанных с селекцией, искусственным воспроизводством, восполнением убыли в численности природных популяций наибольший интерес представляет генетически обусловленная изменчивость по адаптивным характеристикам особей. Здесь очевидно недостаточно изучения отдельных признаков (локусов), а требуется адекватное описание системы генотипа. Необходимость и основы именно такого подхода к анализу изменчивости определены еще в знаменитой работе И.И. Шмальгаузена (1942) и отражены в ее названии «Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии».
Одну из основных задач исследования мы видели в показе тех широких возможностей, которые открывает в развитии этого подхода морфометрический анализ. Популярный еще два - три десятилетия назад он был в известном смысле потеснен биохимической генетикой, но не в силу неадекватности содержанию решаемых задач, а по причине недостаточного развития методов системного анализа. Установка на их совершенствование и определяет, с нашей точки зрения, актуальность исследования.
Цель исследования В рамках системного анализа разработать целостный комплекс методов, обеспечивающих оперативное генетическое исследование коллекций осетровых и лососевых рыб на основе изучения только фенотипической изменчивости морфометрических признаков.
На пути к ее достижению встали следующие задачи: характеризовать корреляционную структуру морфометрических признаков, свойственную изучаемым представителям осетровых и лососевых рыб;

объектов по комплексу учтенных признаков, и, поэтому, могут быть использованы для их группировки по критерию наибольшего сходства.
В пространстве главных компонент можно исследовать не только распределение (ординацию) объектов, но и распределение их признаков. В случае, если точки, соответствующие признакам в пространстве близки, эти признаки имеют сходный уровень и направление изменчивость (коррелированы). За таким сходством оправдано видеть общую причину (фактор) изменчивости. Соответствующий анализ и называется факторным, обеспечивающим детальный анализ корреляционной структуры признаков.
Стандартная процедура факторного анализа предполагает возможность вращения осей ортогонального пространства в целях наиболее отчетливой группировки признаков в факторные плеяды (Ким, Мьюллер, 1989). Нами использован «варимакс» - метод вращения, контрастирующий вклады признаков в отдельные факторы.
Весьма существенную роль сыграл в анализе полученных данных дискриминантный анализ, который в связи с этим заслуживает более детального обсуждения.
Два или более облака точек, отвечающих изучаемым группам объектов (в нашем случае - выборкам из разных популяций, пород, внутрипопуляционных морф), нередко перекрываются, то есть трудно различимы. Практически всегда есть конкретные особи с такой ординацией в пространстве, которая не позволяет однозначно отнести их к какой-либо группе. Задача дискриминантного анализа геометрически формулируется как построение новой оси (или осей), наилучшим образом дифференцирующей группы.
Координаты объектов в новом ортогональном пространстве определяются значениями дискриминантных функцией (Ьс) - специфических линейных комбинаций признаков, определяемых на основе двух корреляционных матриц: межгрупповой (корреляции групповых средних) и внутригрупповой (корреляции признаков особей в группах):