CC BY
32
СПОСОБ СЕЛЕКЦИИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ МЯСООТКОРМОЧНЫХ КАЧЕСТВ СВИНЕЙ НА ОСНОВЕ СКРИНИНГА ГЕНА IGF-2 И С УЧЕТОМ ИХ ПОЛИМОРФИЗМА
Н.А. ЛОБАН
РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по животноводству» г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160
(Поступила в редакцию 20.12.2009)
Введение. Для быстрого повышения генетического потенциала отечественных пород свиней по мясооткормочным качествам и получения конкурентоспособной свинины необходимо применять совместно с методами классической селекции маркерную, учитывающую полиморфизм генов-маркеров продуктивных качеств [9]. В этой связи возникла научная и практическая потребность в разработке и широком применении методов ДНК-технологии в селекции в комплексе с классическими методами [2]. В настоящее время в свиноводстве широко используются новые разработки, основанные на применении методов молекулярной генной диагностики животных. Возможность проведения ДНК-диагностики признаков продуктивности (мясной, скорости роста, плодовитости и т.п.) непосредственно на уровне генотипа означает, что селекционная оценка может применяться в раннем возрасте без учета изменчивости признаков, обусловленных внешней средой, что дает преимущество перед традиционной селекцией [1, 4].
В качестве маркеров продуктивных качеств в настоящее время рассматриваются: гипофизарный фактор транскрипции (POU1F1), ген инсулиноподобного фактора роста (IGF-2), меланинкортин-рецептор (MC4R) и др. [3, 6, 7, 8].
Проведенные исследования показали, что на откормочные и мясные качества свиней в большей степени влияет наличие в геноме животных гена инсулиноподобного фактора роста (IGF-2) по сравнению с другими аналогичными маркерами.
Ранее установлено, что мутация в гене IGF-2 (q—^Q) существенно влияет на скорость роста и отложение жира у свиней. Следует учитывать, что данный ген характеризуется патернальным действием на продуктивность. Это означает, что у потомства проявляется действие только того аллеля, который был получен от отца. Патернальное действие гена существенно облегчает разработку селекционной стратегии, так как для достижения положительного эффекта у потомства достаточно проведения тестирования и отбора только хряков [2, 5].
Цель работы - разработать метод повышения мясооткормочных качеств с выходом на следующие показатели: по энергии роста молодняка до 800-850 г; снижению затрат корма до 3,0 кг и повышению выхода мяса до 62 % у свиней белоруской крупной белой породы с использованием маркерной селекции по гену инсулиноподобного фактора роста - IGF-2. Данная научно-техническая разработка проводилась
в рамках НТП «Агропромкомплекс - 2010» («Возрождение и развитие села») и включала следующие задачи:
- оценка полиморфизма хряков белорусской крупной белой породы по гену-маркеру - ЮР-2;
- оценка взаимосвязей полиморфных генотипов в белорусской крупной белой породе с мясооткормочными качествами;
- разработка метода селекции на повышение этих качеств.
Материал и методика исследований. Исследования проводились
на хряках, ремонтных хрячках и откормочном поголовье свиней белорусской крупной белой породы в условиях селекционно-гибридного центра «Заднепровский» Оршанского района Витебской области. Мясооткормочные качества молодняка оценивались методом контрольного откорма (ОСТ 103-86, 1988). У опытных животных пробы генетического материала отбирали с ушной раковины, из которых в лаборатории молекулярной генетики (ВИЖ, Россия) были выделены и оптимизированы тест-системы для анализа полиморфизма генов методом ПЦР-ПДРФ-анализа. Статистическую обработку проводили по стандартной методике (Е.К. Меркурьева и др., 1991). Процент выхода «красного мяса» ремонтных хрячков определяли прибором Piglog-105.
Результаты исследований и их обсуждение. Был проведен сравнительный анализ частот встречаемости генотипов и аллелей генов ЮР-2 у животных белорусской крупной белой породы и некоторых пород мясного направления продуктивности табл. 1 .
Таблица 1. Распределение частот встречаемости генотипов гена ЮК-2 у хряков плановых пород Беларуси
Порода п Частота генотипов, % Частота аллелей
оо 01 чч 0 ч
Белорусская крупная белая 39 15,4 38,4 46,2 0,34 0,66
Белорусская мясная 35 25,7 20,0 54,3 0,36 0,64
Ландрас 8 62,5 25,0 12,5 0,75 0,25
Дюрок 16 87,5 12,5 - 0,94 0,06
Йоркшир 23 95,7 4,3 - 0,98 0,02
Результаты оценки хрячков белорусской крупной белой породы на элевере в зависимости от генотипа отца по гену ЮР-2 представлены в табл. 2.
Таблица 2. Оценка развития хрячков белорусской крупной белой породы в зависимости от генотипа отца по гену ЮК-2
Генотип Колич. гол. Возраст достижения живой массы 100 кг, дн. Длина туловища, см Толщина шпика, мм Площадь м/г, см2 Прижизненная оценка, % «красного мяса»
6-7-й грудной позвонок 1-2-й пояснич. позвонок
00 6 161,8±2,23 121,8±0,40 21,8±1,05* 15,0±2,42 42,5±1,06* 54,0±2,14
0ч 15 159,0±2,07 122,4±0,45 23,1±0,86 16,4±1,11 39,9±0,87 53,1±1,06
чч 18 163,3±2,36 122,5±0,49 24,6±0,83 17,9±1,23 38,9±0,86 50,7±1,07
Здесь и далее разница с генотипом qq достоверна при: *Р<0,05; **Р<0,01; *** Р<0,001.
Анализ данных табл. 2 показал, что хрячки с генотипом рр достоверно превосходили (Р<0,05) своих сверстников с генотипом qq по толщине шпика над 6-7-м грудными позвонками на 2,8 мм, или 11,3 %, и площади «мышечного глазка» - на 3,6 см2, или 9,2 %. Также у них отмечена тенденция к снижению толщины шпика над 1-2-м поясничными позвонками на 2,9 мм, или 16,2 %, повышению выхода «красного мяса» на 3,3 %.
Уровень развития хрячков с генотипом Qq носил промежуточный характер.
Результаты оценки молодняка белорусской крупной белой породы на контрольном откорме в зависимости от генотипа отца по гену ЮР-2 представлены в табл. 3.
Таблица 3. Продуктивность откормочного молодняка белорусской крупной белой породы в зависимости от генотипа отца по гену ЮК-2
Генотип п Возраст ж.м. 100 кг, дн. Ср. сут. прирост, г Затраты корма, к.ед. Длина туши, см Толщина шпика, мм Площадь м/г, см2 Масса окорока, кг Убойный выход, %
18 177,5** 742* 3,54 26,3*** 11,2* 68,0**
Qq 33 178,5 756*** 3,43 98,6*** 27 0*** 42 1*** 11,35*** 68,3***
чч 136 182,3 751 3,54 97,6 28,1 40,8 11,08 67,3
Разница с генотипом qq достоверна при: *Р<0,05; **Р<0,01; ** Р<0,001.
Данные табл. 3 показывают, что откормочный молодняк свиней белорусской крупной белой породы с генотипом рр достоверно превосходил животных с генотипом qq: по возрасту достижения живой массы 100 кг - на 4,8 дня, или 2,6 % (Р<0,001), среднесуточному приросту живой массы - на 11 г, или 1,5 % (Р<0,05), длине туши - на 0,6 см, или 0,6 % (Р<0,001), толщине шпика - на 1,8 мм, или 6,4 % (Р<0,001), площади «мышечного глазка» - на 0,9 см , или 2,2 % (Р<0,001), массе задней трети полутуши - на 0,12 кг, или 1,1 % (Р<0,05).
Животные - носители гетерозиготного генотипа Qq, также статистически достоверно (Р<0,001) превосходили своих аналогов с генотипом qq по среднесуточным приростам живой массы, длине туши, толщине шпика, площади «мышечного глазка», массе задней трети полутуши.
В ходе анализа корреляции генотипов хряков с откормочными и мясными качествами потомства (рис. 1) установлена отрицательная связь генотипа ЮР-2Р<1 с возрастом достижения 100 кг живой массы и затратами корма на 1 кг прироста потомками и положительная с такими показателями мясных качеств, как площадь «мышечного глазка» и масса окорока.
Однако необходимо отметить, что предпочтительный гомозиготный генотип хряков ЮР-2РР позволяет сдвинуть установленные взаимосвязи в желательную сторону. На примере хряков белорусской крупной белой породы данный генотип позволяет сдвинуть связь с возрастом достижения 100 кг живой массы потомства в желательную
сторону на 0,252, или 62,2 % относительно генотипа ЮР-2Рч; по площади «мышечного глазка» - на 0,256, или 61,6 %.
0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 1Е--0,05 -0,1 -0,15 -0,2-0,25-0,3-0,35-0,4 -0,45
0,142
□ дч □ дд
2 3 4 5 6
Рис. 1. Взаимосвязь концентрации аллеля ЮР-24 в генотипах хряков белорусской крупной белой породы с откормочными и мясными качествами потомства.
Примечание: 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.
Как следует из табл. 1, частота встречаемости предпочтительного с точки зрения повышения откормочных и мясных качеств аллеля р наиболее высока у животных мясных пород (йоркшир, дюрок, ланд-рас) и значительно более низкая у материнской породы - белорусской крупной белой. По некоторым данным аллель ч гена ЮР-2 положительно взаимосвязан с воспроизводительными качествами свиноматок. Поэтому отбор только по воспроизводительным качествам приводит к вымыванию желательного аллеля р из популяции и, следовательно, к снижению откормочных и мясных качеств.
В практической селекции очень важно учесть тот факт, что данный признак имеет патернальный (отцовский) характер прямого доминантного наследования у потомков и поэтому достаточно незначительных практических усилий и финансовых затрат, чтобы получить эффект селекции по мясооткормочным качествам. Например, при использовании в воспроизводстве молодняка хряков только с генотипами Рч и РР по гену инсулиноподобного фактора роста (ЮР-2) позволит увеличить среднесуточные приросты (даже в первом поколении) на 4080 г, что в конечном итоге повысит экономическую эффективность на 3,5-7,6 у.е. на 1 голову реализуемого молодняка за счет более высокой скорости его роста, лучшей конверсии корма и качества свинины.
Учитывая мировую тенденцию широкого использования данного генетического маркера в программах селекции, необходимо проводить скрининг гена IGF-2 и у хрякопроизводящих маток на супернуклеусах
с целью предпочтительного подбора родителей для получения потомков желательного генотипа - рр. Это позволит в кратчайшие сроки создать резервные заводские популяции с высокой генетической детерминацией мясооткормочных качеств племенного и коммерческого молодняка.
Рис. 2. Способ повышения мясооткормочных качеств свиней при использовании гена-маркера ЮР-2.
*Расчетное значение долей аллелей (в данном случае р=0,36; ч=0,64).
Основываясь на вышеизложенных результатах, мы предлагаем схему подбора (рис. 2), учитывающую только односторонний скрининг по хряками, позволяющую рассчитать уровень частотности аллелей маток с целью повышения мясооткормочных качеств их потомков для пользователей всех уровней.
В результате исследования влияния полиморфизма гена ЮР-2 на откормочные и мясные качества свиней белорусской крупной белой породы установлено:
1. Хрячки белорусской крупной белой породы, несущие в своем геноме генотип рр, достоверно превосходили (Р<0,05) или имели тенденцию к превосходству своих аналогов с генотипом 44: по толщине шпика - на 11,3 %, площади «мышечного глазка» - на 9,2 %, выходу «красного мяса» - на 3,3 %. Развитие хрячков с генотипом рч носило промежуточный характер.
2. Отмечена достоверная (Р<0,05; Р<0,01; Р<0,001) тенденция превосходства откормочного молодняка белорусской крупной белой породы с генотипом рр гена ЮР-2 над своими аналогами с генотипом ЧЧ по: возрасту достижения живой массы 100 кг - на 2,6 %, среднесуточному приросту живой массы - на 1,5 %, длине туши - на 0,6 %, толщине шпика - на 6,4 %, площади «мышечного глазка» - на 2,2 %, массе задней трети полутуши - на 1,1%, убойному выходу - на 0,7 %.
3. Дополнительный экономический эффект от использования в воспроизводстве хряков с генотипами рч и рр составляет 3,5-7,6 у.е. на каждую реализуемую голову их молодняка.
Заключение. Ген IGF-2 необходимо использовать в качестве маркера мясной и откормочной продуктивности свиней. Учитывая частотность нежелательного аллеля q в геноме свиней белорусской крупной белой породы (0,66) с целью сохранения и повышения их мясных и откормочных качеств, следует рекомендовать проведение отбора ремонтных хрячков с использованием в качестве дополнительного критерия данных анализа по IGF-2. Предложена схема подбора для его практического использования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Введение в молекулярную генную диагностику сельскохозяйственных животных / Н.А. Зиновьева, Е.А. Гладырь, Л. К. Эрнст, Т. Брем // ВИЖ, 2002. С. 53-54.
2. Сельскохозяйственная биология / Н.А. Лобан, О.В. Костюнина, О.Я. Василюк, А.Д. Банникова, А.С. Чернов, Н.А. Зиновьева, Л.К. Эрнст. М., 2009. С. 27-30.
3. Костюнина, О. В. Ген IGF-2 - потенциальный ДНК-маркер мясной и откормочной продуктивности свиней / О.В. Костюнина, А.Н. Левитченков, Н.А. Зиновьева // Животноводство России, 2008. № 1. С.12-14.
4. Ген POU1F1 как потенциальный маркер привесов у свиней / О.В. Костюнина, Н.А. Зиновьева, А.Н. Левитченков, Н.А. Лобан, О.Я. Василюк // Свиноводство, 2008. № 1. С. 5-7.
5. Лобан, Н.А. Молекулярная генная диагностика при выведении белорусской крупной белой породы свиней / Н.А. Лобан, О.Я. Василюк, А.С. Чернов // От классических методов генетики и селекции к ДНК-технологиям: матер. междунар. науч. конф. Гомель, 2007. С. 98-99.
6. Эрнст, Л.К. Биологические проблемы животноводства в XXI веке / Л.К. Эрнст, Н.А. Зиновьева // М.: РАСХН, 2008. С. 279-280.
7. Cirera, S. Porcine polymorphisms and methods for detecting them / S. Cirera, M. Fredholm, C. Joergensen, A. Archibald, L. Andersson, I. Edfors-Lilja // patent number wo 2004048606, 2004.
8. Jeon, J. T. A paternally expressed QTL affecting skeletal and cardiac muscle mass in pigs maps to the IGF2 locus / J. T. Jeon, O. Carlborg, A. Tornsten, E. Giuffra, V. Amarger, P. Chardon, L. Andersson-Eklund, K. Andersson, I. Hansson, K. Lundstrom, L. Andersson // Nat Genet.. 1999. 21. 157-158.
9. Nezer, C. An imprinted QTL with major effect on muscle mass and fat deposition maps to the IGF2 locus in pigs / C. Nezer, L. Moreau, B. Brouwers, W. Coppieters, J. Dettil-leux, R. Hanset, L. Karim, A. Kvasz, P. Leroy, M. Georges // Nat. Genet., 1999. 21. 155-156.
УДК 631.145:636.4.082.31
ПОКАЗАТЕЛИ ВОСПРОИЗВОДСТВА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОТОМСТВА У ПРОВЕРЯЕМЫХ ХРЯКОВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Д.Н. ХОДОСОВСКИЙ РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по животноводству» г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160
(Поступила в редакцию 20.12.2009)
Введение. Для промышленного скрещивания и получения эффекта гетерозиса на свиноводческих комплексах Беларуси используют хряков специализированных мясных пород отечественной и зарубежной селекции [1-4]. В ОАО «Сож» часть ремонтных хряков завозится из государств Европейского Союза (из Германии - ландрас, из Республи-
19
