Генетические особенности орловских рысаков изучались с помощью биохимических, иммуногенетических и молекулярно-генетических маркеров.

Биохимические маркеры

С 1975 по 1989 год был обследован генофонд советских пород лошадей с использованием биохимических (белковых) маркеров[1]. Помимо орловской рысистой, в состав изученных пород были включены лошади донской, якутской, ахалтекинской, башкирской, кабардинской, казахской (типа «джабе») и карабаирской пород, а также дикие лошади Пржевальского.

Определены частоты аллелей по трём локусам белков крови: трансферрина (Tf), альбумина (Al) и эстеразы (Es). Среди обследованных 998 орловских рысаков выявлены следующие частоты аллелей: Tf D — 0,099; Tf F — 0,357; Tf H — 0,213; Tf O — 0,035; Tf R — 0,296; Al A — 0,400; Al B — 0,600; EsF — 0,199; EsG — 0,356; EsI — 0,444; EsH — 0,001.
Генетическую структуру отдельно орловских и русских рысаков сравнивали также при помощи 16 белковых маркеров, при этом полиморфизм был отмечен по шести локусам. Наибольшие генетические различия между двумя породами рысаков наблюдали по локусам трансферрина и фосфоглюкомутазы[2].

Дальнейшие исследования показали, что в целом по своей генетической структуре рысаки занимают промежуточное положение между лошадьми верховых и тяжелоупряжных пород. Кроме того, они заметно отличаются от зарубежных рысистых пород, особенно от американского рысака. У орловцев сравнительно часто встречаются аллели Tf H и Tf R, отсутствующие у лошадей стандартбредной породы. Проведенный анализ генофонда орловской рысистой породы показал, что она имеет более тесные связи с европейскими упряжными породами, чем с арабскими лошадьми[3].

Предполагают, что сложившиеся характерные особенности породы поддерживаются стабилизирующим отбором, что подтверждается постоянством генетической структуры популяции на протяжении 1980—1990-х годов. В отличие от других призовых пород орловский рысак имеет большой резерв генетической изменчивости, а также хорошие адаптивные качества. Генетическое тестирование всего племенного ядра этой породы (1254 голов) показало, что во всех заводах поголовье имеет типичные для породы аллели в маркерных локусах, но различается по их частоте. Наиболее существенные различия были выявлены между орловскими рысаками разных заводских типов[3].

Иммуногенетические маркеры

В качестве иммуногенетических маркеров при изучении генетической структуры орловской рысистой породы применяли эритроцитарные антигены групп крови, идентифицируемые в классических иммунологических реакциях агглютинации и гемолиза с использованием специфических антисывороток-реагентов.

Сравнительные исследования иммуногенетического полиморфизма орловских и русских рысаков, недавно ещё наиболее массовых пород, показали, что в Западной Сибири в результате адаптации к местным условиям сформировался специфический и своеобразный генофонд популяций этих двух пород. При этом в Сибири, по сравнению с популяциями европейской части России, сформировались даже более сильные различия по генофонду между двумя породами рысаков, чем различия при сравнении двух географически удалённых регионов[4].

Молекулярно-генетические маркеры

Особенности и механизмы селекционно-генетических процессов, приводящих к межпородным и межпопуляционным различиям, удалось прояснить с помощью современных методов молекулярно-генетических исследований на уровне полиморфизма участков ДНК, контролирующих, в частности, масти лошадей (локусов пигментообразования — рецептора меланокортина-1, MC1R, и тирозиназы, Tyr)[5]. Полученные по орловской рысистой породе данные свидетельствуют о неслучайности сформированных в популяциях спектров фенотипов (по масти) и генетической структуры. С помощью комплексных исследований генофонда орловских рысаков удалось выявить особенности формирования популяции Алтайского конного завода — лучшего на начало XXI века племенного ядра породы. Полученные сведения представляют интерес для анализа причин выдающихся успехов выращенных здесь орловцев на крупнейших ипподромах и конских выставках, для обоснования оптимальных мер сохранения породы и её развития[4].

В другом исследовании выборку из 10 орловских рысаков анализировали с использованием нового поколения молекулярно-генетических маркеров — фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными микросателлитными повторами (ISSR-PCR). С помощью трёх тринуклеотидных праймеров (фрагментов микросателлитных локусов (CTC)6A, (СТС)6С, (GAG)6C) был получен спектр ампликонов у каждого из изученных животных. Суммарно по всем праймерам у орловских рысаков выявлено 17 ампликонов, стабильно воспроизводящихся при трёхкратных повторных анализах[6].