CC BY
35
УДК 636.4.082
КОРРЕЛЯЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ EPOR,
MUC4 И IGF-2 С УРОВНЕМ ПРОДУКТИВНЫХ КАЧЕСТВ СВИНЕИ БЕЛОРУССКОЙ СЕЛЕКЦИИ
В.А. ДОЙЛИДОВ, Д.А. КАСПИРОВИЧ УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины» г. Витебск, Республика Беларусь, 210026
(Поступила в редакцию 20.01.2010)
Введение. История интенсивного изучения и использования генетических маркеров в популяциях свиней насчитывает более 35 лет [1].
Долгое время вопрос раннего прогнозирования продуктивных качеств свиней решался проведением корреляционного анализа взаимосвязи показателей продуктивности со всевозможными интерьерными показателями и изучением влияния одного или нескольких факторов на результативный признак с помощью дисперсионного анализа. Однако селекционеры практически не имели надежных маркеров для ранней оценки продуктивности животных [5].
Все генетические маркеры, используемые в селекции свиней, принято разделять на 3 большие группы.
Генетические маркеры первого порядка - это группы крови, антигены главного комплекса гистосовместимости I класса - SLA класс I, антигены тромбоцитов, аллотипы белков сыворотки крови.
К генетическим маркерам второго порядка или анонимным генетическим маркерам относятся полиморфные системы ДНК - микросателлиты и антигены главного комплекса гистосовместимости II класса -SLA класс II.
К генетическим маркерам третьего порядка относится группа маркирующих систем, выявляющих отдельные гены, которые связаны с хозяйственно полезными признаками или наследственными заболеваниями [1].
MAS (marker assisted selection) - селекция с помощью маркеров -есть поиск и последующее использование особенных различий между ДНК, которые отличают породы и индивидуальных особей. Полученный образец ДНК размножается с помощью цепной реакции полиме-разы для получения количества, достаточного для обнаружения интересующего маркера [4,6].
На сегодняшний день значение ДНК-маркеров в селекции на повышение продуктивных качеств животных хорошо известно, и они успешно внедряются в практику племенной работы в лучших хозяйствах [3, 7].
В настоящее время в свиноводстве Республики Беларусь в качестве возможных ДНК-маркеров рассматриваются следующие гены-рецепторы:
- ген MUC4;
- ген EPOR (эритропоэтиновый рецептор);
- ген IGF-2 (инсулиноподобный фактор роста - 2).
С развитием промышленного свиноводства серьезную проблему для свиноводческих комплексов стал представлять колибактериоз поросят - остропротекающее инфекционное заболевание, сопровождающееся диареей и высокой летальностью. Заболевают поросята в первые недели жизни на фоне пониженной резистентности организма. В неблагополучных по колибактериозу хозяйствах может заболевать до 80% молодняка. Отход заболевших животных колеблется в пределах от 28 до 65 %, а привесы переболевших поросят снижаются до 30% [2].
В гене MUC4 выявлен полиморфизм, причиной которого является точковая мутация С —> G. Поросята, имеющие генотипы GG и CG, являются восприимчивыми к колибактериозу, СС - устойчивыми. Устойчивость животных обуславливается невозможностью микроорганизмов, несущих антигены адгезии К88 (F4), прикрепляется к слизистой оболочке кишечника.
В настоящее время в лаборатории генетики ВИЖа (Россия) освоена методика генетического анализа свиней на характер полиморфизма гена эритропоэтинового рецептора (EPOR), влияющего на многоплодие свиноматок. В данном гене выявлен полиморфизм, причиной которого является точковая мутация Т —» С, позволяющая проводить молекулярную генную диагностику. При этом свиноматки, имеющие генотип TT, отличаются большим размером гнезда при рождении по сравнению со свиноматками, имеющими генотипы CT и CC.
В последние десятилетия выраженной тенденцией в развитии современного свиноводства как зарубежных стран, России, так и Республики Беларусь является селекция на получение быстрорастущих животных с повышенным содержанием в тушах постного мяса и сниженным жироотложением. В комплексных индексах оценки свиней практически всех развитых стран большой экономический вес придан показателям, характеризующим их мясную продуктивность: толщина шпика, площадь «мышечного глазка», процент мяса в туше. Наряду с этим, все большее значение в оценке мясных качеств свиней приобретают ДНК-маркеры продуктивности. Один из ведущих производителей племенного материала - компания PIC в своих селекционных программах широко использует оценку генетического потенциала свиней с использованием в качестве дополнительного критерия ДНК-маркеров [8].
На сегодняшний день выявлен ряд генов - потенциальных маркеров мясных качеств свиней. Одним из наиболее перспективных является ген инсулиноподобного фактора роста 2 (IGF-2), который участвует в широком спектре метаболических и дифференцирующих процессов в организме. Аутокринная секреция IGF-2 играет главную роль в дифференцировке клеток скелетной мускулатуры. Мутация в данном гене q —> Q оказывает влияние на скорость роста свиней. Животные, несущие в своем генотипе желательное сочетание аллелей QQ данного гена, отличаются повышенными среднесуточными приростами живой массы и мясностью туш.
Было также установлено, что данный ген характеризуется патер-нальным действием на продуктивность. Это означает, что у потомства проявляется действие только того аллеля, который был получен от отца. Данная особенность позволяет значительно облегчить разработку селекционной стратегии, поскольку для достижения положительного
эффекта у потомства достаточно проведения тестирования и отбора одних только хряков-производителей.
В то же время результаты исследований, проводившихся зарубежными учеными, которые касались степени влияния вышеперечисленных генов на детерминируемые ими показатели продуктивных качеств свиней различных зарубежных пород, довольно противоречивы, а на породах, разводимых в Республике Беларусь, данные исследования пока не проводились.
Цель работы - выявить направленность и степень взаимосвязей между различными генотипами свиней белорусской крупной белой (БКБП)' и белорусской мясной (БМП) пород по генам EPOR, MUC4 и IGF-2 и показателями продуктивных качеств, детерминируемыми данными генами.
Материал и методика исследований. ДНК-тестирование хряков и свиноматок белорусской крупной белой и белорусской мясной пород на характер полиморфизма генов-рецепторов EPOR, MUC4 и IGF-2 проводилось в условиях лаборатории молекулярной генетики ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Россельхозакадемии», где из выщипов ушных раковин была выделена ДНК для последующего ПЦР-ПДРФ-анализа.
В ранее проведенных нами исследованиях в условиях селекционно-гибридного центра «Заднепровский» Оршанского района и ГПЗ «Пор-плище» Докшицкого района Витебской области установлен характер полиморфизма генов EPOR, MUC4 и IGF-2 среди свиней белорусской крупной белой и белорусской мясной пород с последующим расчетом частот встречаемости аллелей и генотипов. По результатам анализа влияния аллельных проявлений генов на показатели продуктивности свиней: по гену EPOR - на многоплодие свиноматок, по гену MUC4 -на сохранность поросят-сосунов и по гену IGF-2 - на откормочные и мясные качества молодняка, были рекомендованы желательные генотипы с точки зрения селекции на повышение данных показателей.
В настоящих исследованиях мы изучили корреляцию между генотипами свиней по генам EPOR, MUC4 и IGF-2 и анализируемыми показателями продуктивности. Для установления коррелятивных связей между генотипами по исследуемым генам, с учетом концентрации аллелей в геноме подопытных животных, и детерминируемыми ими показателями продуктивности рассчитан бисериальный показатель (гь) по следующей формуле:
Ер+ х а х а
11 , 11
С С
где p - частоты вариационного ряда, распределенные по классам количественного признака; p+ - частоты вариационного ряда по одному из учетных состояний
альтернативного признака; п - число наблюдений в выборке;
п+ - число наблюдений в классе альтернативного признака; а - условное отклонение от класса условной средней для количественного признака;
1
п
п
С - дисперсия количественного признака, вычисляемая по формуле
„ „ 2 4?рх а
С = Лрха--
п
Результаты исследований и их обсуждение. Как и ожидалось, наличие в генотипе свиноматок аллеля ЕРОЙТ гена эритропоэтинового рецептора положительно связано с основным исследуемым показателем по данному гену - многоплодием (рис. 1).
В нашем случае сочетание аллелей ЕРОЙСТ имеет положительную связь с многоплодием: от +0,148 - свиноматки белорусской крупной белой породы, до +0,207 - свиноматки белорусской мясной породы. Кроме этого надо отметить, что при возрастании концентрации аллеля ЕРОЙ значение коэффициента корреляции увеличивается по направлению от генотипа ЕРОй к генотипу ЕРОйТТ, что видно на примере белорусской мясной породы: +0,207 ^ +0,384 - на 46,1 %.
0.3 - +0,148 0,2 -
+0,384
I
Рис. 1. Взаимосвязь концентрации аллеля ЕРОЙТ в генотипах свиноматок с многоплодием: 1 - БКБП - ЕРОЙ (ГПЗ «Порплище»);
2 - БМП - ЕРОЙ (СГЦ «Заднепровскии»);
3 - БМП - ЕРОЙ (СГЦ «Заднепровский»)
Как видно из рис. 2, полученные бисериальные коэффициенты указывают на незначительную связь генотипов свиноматок по гену МиС4, в частности гетерозиготных, с сохранностью поросят-сосунов.
Кроме этого необходимо отметить, что с повышением концентрации желательного аллеля МиС4С в геноме свиноматок значения бисе-риального коэффициента увеличивались.
Корреляция между гомозиготным генотипом МиС4СС свиноматок белорусской крупной белой породы (ГПЗ «Порплище») и сохранностью поросят-сосунов была выше на 17,5% в сравнении с генотипом МиС4С , в общем же по белорусской крупной белой породе - на 65,7%, соответственно.
В ходе анализа корреляции генотипов хряков по гену ЮР-2 с откормочными качествами потомства установлена отрицательная связь генотипа ЮР-2Сч с возрастом достижения 100 кг живой массы и затратами корма на 1 кг прироста потомками, а также положительная - с такими показателями мясных качеств, как площадь «мышечного глазка» и масса окорока.
0,5
0,4
0,1
0
0,6 0,5 0,4 0,3 ■ 0,2 0,1 ■ 0
+0,493
+0,407 I--+0,361
1 2 3 4 5 6
Рис. 2. Взаимосвязь концентрации аллеля MUC4C в генотипах свиноматок с сохранностью поросят-сосунов:
1 - БКБП - MUC4CG (СГЦ «Заднепровский»);
2 - БМП - MUC4CG (СГЦ «Заднепровский»);
3 - БКБП - MUC4CG (ГПЗ «Порплище»);
4 - БКБП - MUC4CC (ГПЗ «Порплище»);
5 - в общем, по БКБП - MUC4CG;
6 - в общем, по БКБП - МиС4сс
Необходимо также отметить, что предпочтительный гомозиготный генотип хряков IGF-2QQ позволяет повысить значение установленных взаимосвязей. На примере хряков белорусской крупной белой породы данный генотип позволяет сдвинуть связь с возрастом достижения 100кг живой массы потомства в желательную сторону на 0,252, или на 62,2% относительно генотипа ЮF-2, по площади «мышечного глазка» - на 0,256, или на 61,6% (рис. 3).
0,419
П 4^ , _
1 2 3 4 5 6
Рис. 3. Взаимосвязь концентрации аллеля IGF-2Q в генотипах хряков белорусской крупной белой породы с откормочными и мясными качествами потомства: 1- возраст достижения 100 кг живой массы, кг; 2 - среднесуточный прирост, г; 3 - затраты корма, корм. ед.; 4 - толщина шпика, мм;
5- площадь «мышечного глазка», см ; 6 - масса окорока, кг.
Аналогичная тенденция повышения значений коррелятивных связей между предпочтительным генотипом и анализируемыми показателями откормочных качеств потомства была выявлена и среди хряков белорусской мясной породы: по возрасту достижения 100 кг живой
массы - на 0,178, или на 69,5 %; по среднесуточному приросту - на 0,120, или на 39,8 %; по затратам корма на 1 кг прироста живой массы - в отрицательную сторону на 0,131, или на 74,4 % соответственно (рис. 4).
Рис.4. Взаимосвязь концентрации аллеля ЮР-2Ч в генотипах хряков белорусской мясной породы с откормочными и мясными качествами потомства: 1 - возраст достижения 100 кг живой массы, кг;
2 - среднесуточный прирост, г;
3 - затраты корма, корм. ед.; 4 - толщина шпика, мм;
5 - площадь «мышечного глазка», см2; 6 - масса окорока, кг.
Надо отметить, что использование хряков с генотипом ЮР-2^, с учетом роста откормочных качеств полученного от них потомства, не оказывает заметного отрицательного действия на толщину шпика, а также позволяет повысить другие показатели мясных качеств, что соответствует селекционным программам в свиноводстве как многих стран мира, так и Республики Беларусь.
Подтверждением этому могут служить выявленные нами положительные значения бисериального коэффициента между генотипами и площадью «мышечного глазка», которые росли по мере увеличения концентрации аллеля ЮР-2Я Так, гомозиготный (ЮР-2^) генотип хряков белорусской крупной белой породы (рис. 3) позволяет сдвинуть в желательную сторону положительную связь с площадью «мышечного глазка» потомства относительно гетерозиготного генотипа на 0,256, или на 61,1%, среди хряков белорусской мясной породы (рис. 4) - на 0,012, или на 7,0%, соответственно. При данном сочетании аллелей отмечается также повышение значения коэффициента корреляции генотипа хряков белорусской мясной породы с массой окорока потомства на 0,096, или на 46,6%.
Заключение. Поскольку каждый взятый изолированно ген-маркер оказывает, как правило, косвенное влияние на детерминирующие показатели продуктивных качеств свиней, выявленные нами невысокие и умеренные коэффициенты корреляции между генотипами и анализируемыми показателями являются закономерными. В то же время полу-
ченные положительные результаты позволяют утверждать о перспективности использования в селекционной работе с белорусской крупной белой и белорусской мясной породами генов EPOR, MUC4 и IGF-2 в качестве маркеров таких показателей продуктивности, как многоплодие, устойчивость поросят к колибактериозу, а также откормочные и мясные качества молодняка. При этом предпочтение необходимо отдавать гомозиготным генотипам по желательным аллелям EPORTT, MUC4CC и IGF-2qq.
ЛИТЕРАТУРА
1. Генетические маркеры в селекции свиней / Н. Марзанов [и др.] // Свиноводство. 2005. № 2. С. 2-4.
2. Дворкин, Г.Л. Колибактериоз телят и поросят/ Г.Л. Дворкин, А.А. Гутовский // Обзорная информация. Минск: БелНИИНТИ, 1989.С. 3-22.
3. Лазарева, Ф.Ф. Генетические маркеры голштинского скота на Урале / Ф.Ф. Лазарева, Л. Г. Сухова // Зоотехния. 1991. № 5. С.16-19.
4. Смарагдов, М. Г. Методы молекулярных маркеров в селекции хозяйственно ценных признаков у крупного рогатого скота / М. Г. Смарагдов // Сельскохозяйственная биология. 2005. №6. С. 3-7.
5. Степанов, В. Регрессионный анализ прогнозирования хозяйственно полезных качеств свиней / В. Степанов, В. Федоров, А. Тариченко // Свиноводство. 2001. №6. С.7-8.
6. Хейн Ван Дер Стин. Генетика - кому она нужна? / Хейн Ван Дер Стин // Свиноводство. 1998. №3. С.28-29.
7. Цилуйко, Г.А. Иммуногенетический контроль при работе с первичными линиями и родственными группами мясного скота / Г. А. Цилуйко, Л. М. Романов // Сельскохозяйственная биология. 1988. №5. С.76-82.
8. Шейко, И.П. Задачи селекционно-племенной работы по повышению генетического потенциала сельскохозяйственных животных / И. П. Шейко, Н. А. Попков // Белорусское сельское хозяйство. 2008. №1. С. 38-44.
УДК 636.4.082.251.068
МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТУШ СВИНЕЙ РАЗНЫХ ГЕНОТИПОВ
Б.П. КОВАЛЕНКО Харьковская государственная зооветеринарная академия п. Малая Даниловка, Дергачевский район, Харьковская область,Украина, 62341
(Поступила в редакцию 20.01.2010)
Введение. Фенотипические особенности особей по любому признаку или показателю в пределах популяции зависят от разнообразия генотипов (индивидуальных наследственных особенностей) и влияния факторов окружающей среды. Большинство методов оценки племенных и продуктивных качеств требует для своего использования предварительного определения показателя наследуемости, который в определенной степени изменяется в каждом поколении [1-6].
Генотип каждой породы программирует весь ход индивидуального развития и определяет морфологическую, биохимическую и функцио-
