Биобанки генетических ресурсов сельскохозяйственных животных в мире и России (обзор)

Сокращение биоразнообразия и как следствие генетических ресурсов сельскохозяйственных животных во всем мире в результате растущего антропогенного воздействия признано глобальной проблемой, требующей немедленного решения. Поэтому важнейшее значение приобретает деятельность по сохранению национальных генофондов сельскохозяйственных животных. Одной из наиболее эффективных форм сохранения генетических ресурсов является долгосрочное депонирование биоматериалов животных в специализированных коллекцияхбиобанках. Мировой опыт показывает, что создание подобных биобанков, материалы которых будут доступны ученым, селекционерам и представителям сельского хозяйства, имеет большое научное и прикладное значение. В статье проанализированы отечественные и зарубежные источники за последние 10 лет. Цель обзора – обобщение актуальных данных по развитию биобанкирования сельскохозяйственных животных в мире и Российской Федерации. Рассмотрены современное состояние проблемы сохранения генетических ресурсов сельскохозяйственных животных и подходы для ее решения, основной акцент сделан на сохранении материалов in vitro. В работе описывается текущее состояние коллекций генетических ресурсов сельскохозяйственных животных в РФ и крупнейших национальных генных банках ряда стран. Показана необходимость расширения работы в области биобанкирования сельскохозяйственных животных. В дальнейшем, образцы биобанков могут быть использованы как для сохранения популяций малочисленных, редких пород животных, так и восстановления генетической изменчивости коммерческих, активно разводимых пород. С развитием омиксных технологий биобанки сельскохозяйственных животных приобретают особое значение как источники генетически разнообразной и специализированной ДНК, которая может быть использована для исследования функций генов, анализа геномных ассоциаций.

1. Астрелина Т. А., Самойлов А. С. Особенности деятельности биологических банков: мировая практика. Клинический вестник ФМБЦ им. А. И. Бурназяна. 2022;(2):45–48. DOI: https://doi.org/10.33266/2782-6430-2022-2-45-48 EDN: TQPYAI

2. Арипова Т. У., Рузибакиева М. Р., Рыскулов Ф. Т. Биобанки и их значение в современном мире. Журнал теоретической и клинической медицины. 2024;(4):53–57. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=73875887 EDN: EKBXKD

3. Harati M. D., Williams R. R., Movassaghi M., Hojat A., Lucey G. M., Yong W. H. An Introduction to Starting a Biobank. Biobanking. Methods in Molecular Biology. 2019;1897:7–16. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8935-5_2

4. Березина Г. М., Мирзахметова Д. Д., Святова Г. С., Терликбаева А. Т., Муртазалиева А. В. Организация биобанка ДНК и его роль в научных исследованиях. Наука и здравоохранение. 2021;23(4):208–217. DOI: https://doi.org/10.34689/SH.2021.23.4.023 EDN: OREZWO

5. Мешков А. Н., Ярцева О. Ю., Борисова А. Л., Покровская М. С., Драпкина О. М. от имени экспертной группы НАСБИО. Концепция национальной информационной платформы биобанков Российской Федерации. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2022;21(11):3417. DOI: https://doi.org/10.15829/1728-8800-2022-3417 EDN: ODHEXV

6. Балановская Е. В., Жабагин М. К., Агджоян А. Т., Чухряева М. И., Маркина Н. В., Балаганская О. А. и др. Популяционные биобанки: принципы организации и перспективы применения в геногеографии и персонализированной медицине. Генетика. 2016;52(12):1371–1387. DOI: https://doi.org/10.7868/S001667581612002X EDN: XGWBBB

7. Groeneveld L. F., Gregusson S., Guldbrandtsen B., Hiemstra S. J., Hveem K., Kantanen J. et al. Domesticated Animal Biobanking: Land of Opportunity. PLoS Biology. 2016;14(7):e1002523. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002523

8. LaLonde-Paul D., Mouttham L., Promislow D. E. L., Castelhano M. G. Banking on a new understanding: translational opportunities from veterinary biobanks. GeroScience. 2023;45(3):1439–1450. DOI: https://doi.org/10.1007/s11357-023-00763-z

9. Столповский Ю. А., Пискунов А. К., Свищева Г. Р. Геномная селекция. I. Последние тенденции и возможные пути развития. Генетика. 2020;56(9):1006–1017. DOI: https://doi.org/10.31857/S0016675820090143 EDN: SIFGKO

10. Delgado Bermejo J. V., Martinez Martínez M. A., Rodríguez Galvan G., Stemmer A., Navas Gonzalez F. J., Camacho Vallejo M. E. Organization and Management of Conservation Programs and Research in Domestic Animal Genetic Resources. Diversity. 2019;11(12):235. DOI: https://doi.org/10.3390/d11120235

11. Blackburn H. D. Biobanking genetic material for agricultural animal species. Annual review of animal biosciences. 2018;6(1):69–82. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-animal-030117-014603

12. Gutiérrez-Reinoso M. A., Aponte P. M., García-Herreros M. A review of inbreeding depression in dairy cattle: current status, emerging control strategies, and future prospects. Journal of Dairy Research. 2022;89(1):3–12. DOI: https://doi.org/10.1017/S0022029922000188

13. Djedovic R., Radojkovic D., Stanojevic D., Savic R., Vukasinovic N., Popovac M. et al. Base characteristics, preservation methods, and assessment of the genetic diversity of autochthonous breeds of cattle, sheep and pigs in Serbia: A Review. Animals (Basel). 2024;14(13):1894. DOI: https://doi.org/10.3390/ani14131894

14. Станишевская О. И., Черепанов С. В., Силюкова Ю. Л. Организационные аспекты сохранения генетических ресурсов сельскохозяйственных животных: мировой опыт. Генетика и разведение животных. 2017;(3):3 –11. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32340644 EDN: YMYKSH

15. Blackburn H. D., Lozada-Soto E., Paiva S. R. Biobanking animal genetic resources: critical infrastructure and growth opportunities. Trends in Genetics. 2024;40(2):115–117. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tig.2023.11.004

16. Heimstra S. J., Martyniuk E., Duchev Z., Begemann F. European gene bank network for animal genetic resources (EUGENA). Proceedings, 10th World Congress of Genetics Applied to Livestock Production. Canada: Vancouver, 2014. 3 p. URL: https://www.asas.org/docs/default-source/wcgalp-posters/437_paper_8691_manuscript_289_0.pdf

17. Paiva S. R., McManus C. M., Blackburn H. Conservation of animal genetic resources – A new tact. Livestock Science. 2016;193:32–38. DOI: https://doi.org/10.1016/j.livsci.2016.09.010

18. Blackburn H. D., Wilson C. S., Krehbiel B. Conservation and utilization of livestock genetic diversity in the United States of America through gene banking. Diversity. 2019;11(12):244. DOI: https://doi.org/10.3390/d11120244

19. Blackburn H. D., Azevedo H. C., Purdy P. H. Incorporation of Biotechnologies into Gene Banking Strategies to Facilitate Rapid Reconstitution of Populations. Animals. 2023;13(20):3169. DOI: https://doi.org/10.3390/ani13203169

20. Ren Q., Gong Y., Su P., Liu G., Pu Y., Yu F. et al. How Developments in Genebanks Could Shape Utilization Strategies for Domestic Animals. Agriculture. 2025;15(2):133. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture15020133

21. Orth D., Ramos A. F., Carvalho G. M. C., Basílio L. M. S., Caetano A. R., Ianella P. Genomic characterization of the Brazilian CriouloLageano: Insights for conservation of a Brazilian local bovine breed. Livestock Science. 2024;284:105481. DOI: https://doi.org/10.1016/j.livsci.2024.105481

22. De Oliveira Silva R., Ahmadi B. V., Hiemstra S. J., Moran D. Optimizing ex situ genetic resource collections for European livestock conservation. Journal of Animal Breeding and Genetics. 2019;136(1):63–73. DOI: https://doi.org/10.1111/jbg.12368

23. Jenderek M. M., Ambruzs B. D., Yeater K. M., Reed B. M. Evaluating shoot-tip regrowth of 25 Rubus L. species and hybrids after 15 to 20 years of cryopreserved storage. Cryobiology. 2025;118:105159. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2024.105159

24. Azevedo H. C., Blackburn H. D., Lozada-Soto E. A., Spiller S. F., Purdy P. H. Enhancing evaluation of bull fertility through multivariate analysis of sperm. Journal of Dairy Science. 2024;107(12):11774–11784. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2024-25163

25. McManus C., Hermuche P. M., Paiva S. R., Guimarães R. F., Junior O. A. C., Blackburn H. D. Gene bank collection strategies based upon geographic and environmental indicators for beef breeds in the United States of America. Livestock Science. 2021;254:104766. DOI: https://doi.org/10.1016/j.livsci.2021.104766

26. Rexroad C., Vallet J., Matukumalli L. K., Reecy J., Bickhart D., Blackburn H. et al. Genome to Phenome: Improving Animal Health, Production, and Well-Being - A New USDA Blueprint for Animal Genome Research 2018-2027. Frontiers in Genetics. 2019;10:327. DOI: https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00327

27. Wang W., Feng C., Liu F., Li J. Biodiversity conservation in China: A review of recent studies and practices. Environmental Science and Ecotechnology. 2020;2:100025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ese.2020.100025

28. Deng H., Jin Y., Pray C., Hu R., Xia E., Meng H. Impact of public research and development and extension on agricultural productivity in China from 1990 to 2013. China Economic Review. 2021;70:101699. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chieco.2021.101699

29. Chen Q., Fan C. T., Jiao H. The current status and improvement directions of legal rules regarding Chinese national gene banks for farm animal genetic resources. Frontiers in Genetics. 2024;15:1413625. DOI: https://doi.org/10.3389/fgene.2024.1413625

30. Machado L. C., Oliveira V. C., Paraventi M. D., Cardoso R. N., Martins D. S., Ambrósio C. E. Maintenance of Brazilian Biodiversity by germplasm bank. Pesquisa Veterinária Brasileira. 2016;36(1):62–66. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-736X2016000100010

31. Mariante A. D. S., do SM Albuquerque M., Egito A. D., McManus C., Lopes M. A., Paiva S. R. Present status of the conservation of livestock genetic resources in Brazil. Livestock Science. 2009;120(3):204–212. DOI: https://doi.org/10.1016/j.livsci.2008.07.007

32. Fonseca J. F., Silva K. D. M. Brazilian Germplasm Bank: conservation of genetic resources of sheep and goats. (Embrapa Caprinos e Ovinos. Documentos, 142). Sobral: Embrapa Caprinos e Ovinos, 2021. 25 p. URL: http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/230303/1/CNPC-2021-Art99.pdf

33. Ahmad S., Kour G., Singh A., Gulzar M. Animal genetic resources of India-an overview. International Journal of Livestock Research. 2019;9(3):1–12. DOI: https://doi.org/10.5455/ijlr.20181025013931

34. Vani A., Singh R., Tiwari V. K., Gangwar M., Mir M., Hussain P. C., Saini T. Conservation of animal genetic resources in India: The gene bank approach. The Pharma Innovation Journal. 2022;11(11S):1262–1264.

35. Чинаров В. И. Пространственное развитие и преобразование генофонда молочного скота России. Молочное и мясное скотоводство. 2024;(4):7–12. DOI: https://doi.org/10.33943/MMS.2024.63.86.002 EDN: GXZJFA

36. Паронян И. А. Современное состояние генофонда молочных и молочно-мясных пород крупного рогатого скота в Российской Федерации. Достижения науки и техники АПК. 2020;34(6):79–83. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2451-2020-10615 EDN: NPVCVQ

37. Амерханов Х. А., Колдаева Е. М. Проблемы сохранения породного разнообразия сельскохозяйственных животных в Российской Федерации. Известия Международной академии аграрного образования. 2023;(65):158–161. Режим доступа: http://maaorus.ru/assets/files/journals/izvestiya-maao-vypusk-65.pdf#page=158

38. Калашников В. В., Зайцев А. М., Лебедева Л. Ф. Генетические ресурсы коневодства России и биотехнологические методы их сохранения. Коневодство и конный спорт. 2024;(3):4–9. DOI: https://doi.org/10.25727/HS.2024.3.60837 EDN: HRJQER

39. Бабенков В. Ю., Чимидова Н. В., Хахлинов А. И., Убушиева А. В., Манжиев В. И. Роль репродуктивных биотехнологий в воспроизводстве и сохранении генофонда редких и исчезающих пород крупного рогатого скота. Животноводство и кормопроизводство. 2023;106(1):67–76. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50753393 EDN: YJQWOI

40. Столповский Ю. А., Захаров-Гезехус И. А. Проблема сохранения генофондов доместицированных животных. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017;21(4):477–486. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ17.266 EDN: YTZYFR

41. Улимбашев М. Б., Кулинцев В. В., Селионова М. И., Улимбашева Р. А., Абилов Б. Т., Алагирова Ж. Т. Рациональное использование генофонда ценных пород животных с целью сохранения биологического разнообразия. Юг России: экология, развитие. 2018;13(2):165–183. DOI: https://doi.org/10.18470/1992-1098-2018-2-165-183 EDN: XUTKHB

42. Столповский Ю. А., Бекетов С. В., Солоднева Е. В., Кузнецов С. Б. Сохранение генетических ресурсов сельскохозяйственных животных. Главный зоотехник. 2024;(3):3–18. DOI: https://doi.org/10.33920/sel-03-2403-01 EDN: CWYNQN

43. Alpeeva E. V., Sharova N. P., Sharov K. S., Vorotelyak E. A. Russian biodiversity collections: A professional opinion survey. Animals. 2023;13(24):3777. DOI: https://doi.org/10.3390/ani13243777

44. Милованов В. К. Биология воспроизведения и искусственное осеменение животных. М.: Изд-во с.-х. литературы, журналов и плакатов, 1962. 696 с.

45. Koshkina O., Deniskova T., Dotsev A., Kunz E., Selionova M., Medugorac I., Zinovieva N. Phylogenetic analysis of Russian native sheep breeds based on mtDNA sequences. Genes. 2023;14(9):1701. DOI: https://doi.org/10.3390/genes14091701

46. Багиров В. А., Зиновьева Н. А. Современное состояние и мировой опыт сохранения генетических ресурсов сельскохозяйственных животных. Успехи наук о животных. 2024;(1):5–24. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=82336444 EDN: HFWUEH

47. Айбазов М. М., Мамонтова Т. В. Создание биоресурсных коллекций–необходимое условие сохранения и рационального использования генетических ресурсов животных. Сельскохозяйственный журнал. 2018;2(11):54–62. DOI: https://doi.org/10.25930/47pm-n875 EDN: HTBEVL

48. Gulov A. N., Berezin A. S., Larkina E. O., Saltykova E. S., Kaskinova M. D. Creation of a Biobank of the Sperm of the Honey Bee Drones of Different Subspecies of Apis mellifera L. Animals 2023;13(23):3684. DOI: https://doi.org/10.3390/ani13233684

49. Зиновьева Н. А., Фисинин В. И., Багиров В. А., Костюнина О. В., Гладырь Е. А. Биоресурсные центры как форма сохранения генетических ресурсов животных сельскохозяйственного назначения. Достижения науки и техники АПК. 2013;(11):40–41. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20678305 EDN: RKNCCF