Genetická variabilita psích plemen odvozených od vlka

Bc. Radka Štikarová

Master's thesis

Genetic variability of wolf´s like dog breeds

Abstract:

Pes domácí je nedílnou součástí životů mnoha lidí, díky člověku byl rozšířen po celém světě a změněn do podoby více než 300 odlišných plemen, což svědčí o ohromné genetické variabilitě psa. Díky tomu, že lze poměrně snadno a rychle změnit fenotyp psa, je na základě pozorování velmi těžké uvěřit jeho vzniku ze společného vlčího předka u tak odlišných plemen jako je čivava, anglický buldog nebo irský vlkodav. Tuto genetickou variabilitu jsem zkoumala pomocí mikrosatelitních markerů u 192 vzorků vybraných plemen psů a vlků, z čehož patřilo 96 jedinců k plemeni československý vlčák, 30 k plemeni saarloosův vlčák, 36 k plemeni německý ovčák a jako kontrolní skupina bylo zařazeno 30 vzorků vlka euroasijského. Mikrosatelity jsou využívány jako klasické genetické markery sestávající z 10 - 100 bází tvořených opakujícím se motivem o délce 1-6 bází. Vybrané genotypy byly testovány prostřednictvím multiplex PCR s využitím devíti mikrosatelitních markerů (FH3210, FH3241, FH2004, FH2658, FH4012, REN241L11, FH2020, FH2361, C38) dle Asch et al. (2009). Prostřednictvím kapilární elektroforézy bylo identifikováno 108 alel, z toho se u 56 alel podařilo pomocí sekvenování získat informace o struktuře motivu a celkové délce tandemové repetice. Statistická analýza STR markerů ukázala, že mezi 3 vybranými psími plemeny a vlky není statisticky významný rozdíl v počtu alel na lokus či genetické diversitě vyjádřené v podobě heterozygotnosti a polymorfního informačního indexu. Rovněž bylo zjištěno, že mezi vlky a psími plemeny je středně velká míra genetické diferenciace způsobené genetickým driftem (FST = 0,169, p = 0,000). Pomocí vícerozměrných statistických metod a metod založených na bayesovské analýze se podařilo identifikovat 4 výrazně odlišné skupiny, které odpovídají jednotlivým psím plemenům, a zároveň se podařilo rozdělit vlky dle lokalit původu. Zjištěné poznatky ukazují na překvapivě vysokou rozlišovací sílu tohoto mikrosatelitního systému, což bylo potvrzeno nejen schopností zařadit prakticky každého jedince do správné skupiny skoro se 100% spolehlivostí, ale rovněž identifikací kříženců F1 a F2 generace mezi německým ovčákem a kanadským vlkem.

Abstract:

The domestic dog (Canis lupus familiaris) is an integral part of the lives of many people. Because of man, dogs were spread throughout the world and changed into more than 300 distinct breeds, which demonstrates their enormous genetic variability. Thanks to relatively easy and quick change of dog´s phenotype, based solely on the observation, it is hard to believe that such different breeds as Chihuahua, English Bulldog and Irish Wolfhound have a common ancestor, the wolf. This genetic variability was studied by microsatellite markers in 192 samples of selected breeds of dogs and wolves. Samples belonged to 96 Czechoslovakian wolfdog individuals, 30 to Saarloos wolfdog, 36 to German shepherd and as a control group 30 samples Eurasian wolf were used. Microsatellites are used as classical genetic markers. They are consisting of 10-100 bases and/or of the repeating motif length of 1-6 bases. Selected genotypes were tested via multiplex PCR using nine microsatellite markers (FH3210, FH3241, FH2004, FH2658, FH4012, REN241L11, FH2020, FH2361, C38) according to Asch et al. (2009). By capillary electrophoresis 108 alleles were identified. Information about the structure of the motif and the overall length of a tandem repeat were obtained from 56 of them using sequencing. Statistical analysis of STRs markers showed that there are no statistically significant differences among three selected dog breeds and wolves in the number of alleles per locus, genetic diversity expressed in the form of heterozygosity and polymorphic information index. It was also found that between wolves and dog breeds is a medium degree of genetic differentiation due to genetic drift (FST = 0.169, p = 0.000). Using multivariate statistical methods and methods based on Bayesian analysis, four distinctly different groups that correspond to each dog breeds were identified. Also wolves were split into groups in accordance to with sites of origin. These findings indicate a surprisingly high resolving power of this microsatellite system. It was confirmed not only by the ability to assing all individual into the right group with almost 100% reliability, but also by the identification of F1 and F2 hybrids between a German Shepherd and a Canadian wolf.

Keywords

Canis lupus lupus L., Canis lupus familiaris L., SSR markery, DNA profiling, genetická diversita

Keywords

Canis lupus, Canis familiaris, STR, hybridisation, population analysis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jakub Vašek, Ph.D.
• Reader: Vladimíra Czerneková, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Genetic Technologies and Breeding / Biotechnology of Reproduction