CC BY
94
УДК 636.1.082:575
Гузеев Ю. В.1, Мельник О. В.2, Спиридонов В. Г.2, Мельничук С. Д.2© (E-mail: p-george@i.ua, oksa.pion@gmail.com)
1ТОВ «ГолосШо», с. Гогол1в, Броварський р-н, Кигвська обл. 07452, Украгна 2Нащональний утверситет бюресурав i природокористування Украгни, вул. Герогв
Оборони, 15, м. Кигв, 03041, Украгна
ПОР1ВНЯЛЬНИЙ АНАЛ1З ГЕНЕТИЧНО1 СТРУКТУРИ М1КРОПОПУЛЯЦ11
С1РО1 УКРА1НСЬКО1 ПОРОДИ ВЕЛИКО! РОГАТО! ХУДОБИ ЗА
ДНК-МАРКЕРАМИ
Використання сучасних досягнень генетики, починаючи вiд контролю походження тварини до популяцшног характеристики стада, у селекцштй роботi в скотарствi значно покращуе гг ефективтсть. В крагнах з розвинутим тваринництвом тестування тварин за мжросателтними локусами е обов'язковим для присвоення тварит статусу племтног.
Метою наших до^джень був аналiз генетичних ресурав великог рогатог худоби арог украгнськог породи за мжросателтними локусами ДНК. Для досягнення щег мети було використано 2 мжросателтних локуси - BM2113 та TGLA 227. Матерiалом для до^джень була велика рогата худоба срог украгнськог породи дочiрнiх стад ТОВ «ГолосИво» (Броварського району Кигвськог областi) та КСП «Вороньтв» (Бористльського району Кигвськог областi). Генетичний аналiз худоби, яка належить КСП «Вороньтв», було проведено в Украгнськш лабораторп якостi та безпеки продукцгг АПК, ТОВ «ГолосИво» - в Державнш науковш установi «Всеросшський науково-до^дний тститут тваринництва Росшськог академп стьськогосподарських наук».
У результатi проведених до^джень двох дочiрнiх стад великог рогатог худоби встановлено достатньо високий рiвень полiморфiзму, щоправда в КСП «Вороньтв» за локусом TGLA227 вт був вищий. Ус до^джуваш особини цього господарства за цим самим локусом виявилися гетерозиготами, про що свiдчить значення фактичног гетерозиготностi. Незначний дефщит гетерозиготних генотитв (2,5%) зафiксовано в популяцИ ТОВ «ГолосИво», у той час як в КСП «Вороньтв», навпаки, е надлишок гетерозиготних генотитв на рiвнi 17,7%. У подальшому перспективном е проведення генетичного аналiзу поголiв 'я арог украгнськог породи великог рогатог худоби за бшьшою ктьюстю мжросателтних локуав.
Ключов'1 слова: ара украгнська порода, полiмеразна ланцюгова реакщя, мжросателти, гетерозиготтст ь
УДК 636.1.082:575
Ю. В. Гузеев1, О. В. Мельник2, В. Г. Спиридонов2, С. Д. Мельничук2
1 ТОВ «Голосеево», с. Гоголев, Броварскойр-н, Киевская обл, 07452, Украина 2Национальний университет биоресурсов и природопользования Украины, ул. Героев Обороны, 15, г. Киев, 03041, Украина
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ МИКРОПОПУЛЯЦИИ СЕРОЙ УКРАИНСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО ДНК-МАРКЕРАМ
Использование современных достижений генетики, начиная от контроля происхождения животного до популяционной характеристики стада, в селекционной работе в скотоводстве значительно улучшает ее эффективность. В странах с развитым животноводством тестирование животных по микросателлитным локусам становится обязательным для присвоения животному статуса племенного.
© Гузеев Ю. В., Мельник О. В., Спиридонов В. Г., Мельничук С .Д., 2015
166
Целью наших исследований был анализ генетических ресурсов крупного рогатого скота серой украинской породы по микросателлитным локусам ДНК. Для достижения этой цели использовали 2 микросателлитных локуса - BM2113 и TGLA227. Материалом для исследований был крупный рогатый скот серой украинской породы ООО «Голосеево» (Броварского района Киевской области) и КСП «Вороньков» (Бориспольского района Киевской области). Генетический анализ скота, принадлежащего КСП «Воронков» был проведен в Украинской лаборатории качества и безопасности продукции АПК, ООО «Голосеево» - в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук».
В результате проведенных исследований двух популяций крупного рогатого скота установлен достаточно высокий уровень полиморфизма. Но, все же, в КСП «Вороньков» по локусу TGLA227 его значение было выше. Все исследуемые особи этого хозяйства по локусу TGLA227 оказались гетерозиготами, о чем свидетельствует значение фактической гетерозиготности. Незначительный дефицит гетерозиготных генотипов (2,5%) зафиксирован в популяции ООО «Голосеево», в то время как в КСП «Вороньков», наоборот, избыток гетерозиготных генотипов на уровне 17,7%. В дальнейшем перспективным является проведение генетического анализа поголовья серой украинской породы крупного рогатого скота за большим количеством микросателлитных локусов.
Ключевые слова: серая украинская порода, полимеразная цепная реакция, микросателлиты, гетерозиготность
UDC 636.1.082:575
Y. V. Huzeyev1, O. V. Melnyk2, V. G. Spyrydonov2, S. D. Melnychuk2
'LLC «Goloseevo», Gogolev, Brovarsky district, Kiev region, 07452, Ukraine 2National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Heroyiv Oborony
st., 15, Kyiv, 03041, Ukraine
COMPARATIVE ANALYSIS OF GENETIC STRUCTURE OF A MICROPOPULATION OF GRAY UKRAINIAN BREED CATTLE OF DNA MARKERS
The use of modern advances in genetics in cattle breeding from identification to parentage determination significantly improves its efficiency. The genotyping of animals by means of microsatellite loci is mandatory for recognition of animals as breeding.
The aim of our study was the analysis of genetic resources of cattle of Gray Ukrainian breed by means of microsatellite loci of DNA. To achieve this aim we used 2 microsatellite loci - BM2113 and TGLA 227. The material for the research was cattle of Gray Ukrainian breed from two households - «Golosiyevo» (Brovary district, Kyiv region) and «Voronkiv» (Boryspil district, Kyiv region). Genetic analysis of cattle belonging to « Voronkiv» was conducted in the Ukrainian Laboratory of Quality and Safety of Agricultural Products. Genetic analysis of cattle belonging to «Golosiyevo» was conducted in the State scientific institution «All-Russian Research Institute of Livestock of Russian Academy of Agricultural Sciences».
As a result of conducted studies of two herds of cattle sufficiently high level of polymorphism was identified. In cattle belonging « Voronkiv» the higher level of polymorphism with locus TGLA227 was observed. All studied animals of this household with locus TGLA227 were heterozygotes. It showed the value of observed heterozygosity. The deficiency of heterozygous genotypes (2,5%) was identified in the herd of «Golosiyevo». In cattle belonging «Voronkiv», on the contrary, there is an excess of heterozygous genotypes (17,7%). The future genetic analysis of cattle of Gray Ukrainian breed by means of more microsatellite loci is perspective.
Key words: gray ukrainian breed, polymerase chain reaction, microsatellite, heterozygosity
167
Вступ. Питання збереження генетичних ресуршв сшьськогосподарських тварин останнiм часом набувае особливо! актyальностi. Основными причинами, яК негативно впливають на скорочення генетичного рiзноманiття порiд е безсистемш схрещування, вiдсyтнiсть селекцiйних програм i стратегiй, природний вiдбiр, iнтенсифiкацiя виробництва, широке використання продyктивнiших порiд, штучного ошменшня i трансплантацiя ембрiонiв. Локальш породи сiльськогосподарських тварин, являються нолями цiнного генетичного матерiалy i мають ряд переваг y порiвняннi 3i спецiалiзованими породами: пiдвищена стiйкiсть до захворювань, пристосованiсть до певних природно -клiматичних умов, мiцнiсть конституци тощо. До того ж локальнi породи слугують матерiалом для подальшо! устшно! селекцшно! роботи.
Основною умовою у збереженш порiд тварин е визначення методiв i принципiв виявлення !х генетичного рiзноманiття. Одним i3 найдоступшших методiв його визначення е опис фенотипу тварин. Проте вш мае ряд недолтв, основним з яких е неврахування генетичних факторiв, яю впливають на розвиток ознаки. У р^ вiдсyтностi достовiрних фенопипових даних оцiнка генетичного рiзноманiття породи ускладнюеться. Вирiшити цю проблему покликаний генетичний аналiз полiморфних дiлянок ДНК за багатьма локусами, який дозволяе не лише провести ощнювання алельного складу популяци чи породи, але й отримати щнну iнформацiю щодо походження доместифшованих видiв, !х мграцл, походження.
Наразi для вивчення генетично! рiзноманiтностi в якосп генетичних маркерiв вiддають перевагу послщовностям ДНК, полiморфiзм яких обумовлений вщмшностями в послiдовностi нyклеотидiв рiзних алелiв одного локусу. Одним iз таких типiв генетичних маркерiв е мшросател^и, STR (Short Tandem Repeat), SSR (Simple Sequence Repeat), STMS (Sequence Tagged Microsattelite Site) — тандемш ол^онуклеотидш повтори завдовжки 2-6 п. н. [3, 4], яю мають кодомшантний характер успадкування та високий рiвень полiморфiзмy. Використання сучасного лабораторного обладнання, такого як автоматичний ДНК секвенатор, iз високим рiвнем достовiрностi дозволяе визначити розмiри алельних варiантiв.
Серед ряду порiд велико! рогато! худоби в Укра!ш особливого занепокоення у зв'язку зi зниженням рiвня генетичного рiзноманiття викликае шра укра!нська порода, яка згiдно нащонально! «Програми збереження та рацiонального використання генетичних ресуршв сiльськогосподарських тварин Укра!ни» належить до аборигенних зникаючих порщ. Основними проблемами, пов'язаними зi збереженням генофонду представникiв цiе! породи е звуження генетичного рiзноманiття i зменшення частот певних генiв за рахунок спрямовано! селекцп за обмеженими ознаками протягом багатьох поколiнь, наростання гомозиготност внаслiдок розведення в замкнyтiй популяци, неможливють в малочисельних попyляцiях формувати генеалопчну структуру.
Метою наших дослщжень був аналiз генетичних дослiжень дочiрнiх господарств сiро! укра!нсько! породи велико! рогато! худоби Поливашвського кореня за двома мшросател^ними локусами ДНК - BM2113 и TGLA227.
Матерiали i методи. Матерiалом для дослiджень слугували тварини сiро! укра!нсько! породи велико! рогато! худоби Поливашвського кореня ТОВ «Голосиво» (Броварського району Ки!всько! област^ (n=28) та КСП «Вороньюв» (Бориспшьського району Ки!всько! областi) (n=23). Генетичний аналiз худоби, яка належить ТОВ «Голосиво», був проведений Державною науковою установою «Всеросшський науково-дослщний iнститyт тваринництва Росшсько! академи
168
сшьськогосподарських наук» з використанням електрофоретичного роздшення продукпв амплiфiкацi! шляхом капшярного електрофорезу на приладi MegaBace 500.
Генетичний аналiз худоби, яка належить КСП «Вороньюв», було проведено в науково-дослщному вiддiлi молекулярно-дiагностичних дослщжень Укра1нсько1 лаборатори якостi i безпеки продукци АПК. Периферiйну кров вщбирали у стерильнi вакуумнi пробiрки з консервантом EDTA. Видшення геномно! ДНК проводили, використовуючи набори «ДНК-сорб-В» («АмплЮенс», Росiя) згiдно шструкцп виробника.
Для анатзу було обрано наступнi мшросател^ш локуси, якi входять до стандартно! панелi маркерiв для генотипування велико! рогато! худоби, визначено! ISAG (табл.1).
Таблиця 1
Характеристика мжросател^них локуив, використаних у дослiдженнi
Локус Локалiзацiя в геном1, № хромосоми Розм1р алел1в, п.н. Послвдовшсть праймер1в (5 '-3')
BM2113 2 124-146 F: GCTGCCTTCTACCAAATACCC R: CTTCCTGAGAGAAGCAACACC
TGLA 227 18 76-104 F: GGAATTCCAAATCTGTTAATTTGCT R: ACAGACAGAAACTCAATGAAAGCA
Полiмеразну ланцюгову рекцiю проводили за стандартних умов. Продукти амплiфiкацi! денатурували формамiдом (Sigma, США) та роздшяли шляхом електрофорезу на автоматичному 4 -катлярному генетичному аналiзаторi ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer (Applied Biosystems, США). Розмiри алелiв визначали, використовуючи розмiрний стандарт Genescan-LIZ 500 (Applied Biosystems, США) та програмне забезпечення «Gene Maрper 3.7» (Applied Biosystem, США).
Пщ час проведення популяцiйно-генетичного аналiзу обох стад визначали наступи показники: кшьюсть алелiв на локус (Na), ефективну кiлькiсть алелiв (Ne), фактичну (Ho) i теоретично очiкувану (He) гетерозиготшсть, iндекс фiксацi! (F). Для статистично! обробки даних використовували програмне забезпечення, GENALEX 6 [6].
Результати й обговорення. Середня кшьюсть алелiв на локус, яка е показником шформативносп аналiзу та генетичного рiзноманiття, в обох популящях за дослiджуваними мшросател^ними локусами виявилася майже однаковою (табл. 2).
Таблиця 2
Результати генетичного аналiзу тварин арот укратнськот породи в дочiрнiх
господарствах ТОВ «ГолоаТ'во» та КСП «Вороньк1в»
Популящя Локус Показник
Na Ne Ho He F
ТОВ «Голоаево» (n=28) BM2113 5 3,301 0,786 0,710 -0,127
TGLA227 10 7,538 0,714 0,883 0,176
У середньому 7,5±2,5 5,420± 2,119 0,750± 0,036 0,796± 0,087 0,025± 0,152
КСП «Вороньк1в» (n=23) BM2113 5 3,492 0,870 0,729 -0,219
TGLA227 11 8,331 1,000 0,900 -0,136
У середньому 8,0±3,0 5,911± 2,419 0,935± 0,065 0,814± 0,085 -0,177± 0,041
Середня кiлькiсть ефективних алелiв характеризуе рiвень полiморфiзму в дослiджуваних стадах. Максимальне значення цього показника спостер^али в КСП
169
«Вороньюв» за локусом TGLA227, що свщчить про вищий piBeHb генетично! pÎ3HOMaHÎTHOCTÎ в порiвняннi 3i стадом ТОВ «Голосиво».
Аналiз гетерозиготносп дае змогу оцiнити генетичну мшливють в популяци i виявити кшьюсть гетерозиготних i гомозиготних особин. Щоправда, в популяцiях, в яких використовують спорiднене парування, зокрема чистопородне розведення в закритих популяцiях, частота гомозигот може бути завищеною. У дослщжуваних нами тварин максимальний показник фактично! гетерозиготностi зафiксовано у стадi КСП «Вороньюв» за локусом BM2113 - 1,0, тобто усi тварини за цим локусом виявилися гетерозиготами. Вщповщно, у цьому стадi рiвень фактично! гетерозиготностi виявився вищим за аналопчний показник КСП «Воронькiв». Мiнiмальний рiвень фактично! гетерозиготностi спостерiгали в cтадi ТОВ «Голосиво» за TGLA227 - 0,714. За всiма локусами, о^м TGLA227 у тварин, що належали ТОВ «Голосиво», спостер^али надлишок гетерозиготних генотитв, про що свiдчить шдекс фiксацiï. Даний показник вiдображуе вщхилення частот гетерозиготних генотипiв, з якими вони зус^чаються в популяцiï, вщ теоретично очiкуваноï частоти гетерозигот зпдно закону Хардi -Вайнберга внаслiдок випадкового парування. Тобто, iндекс фiксацiï характеризуе рiвень iнбридингу особин вiдносно популяци.
У результат проведених дослiджень максимальний надлишок гетерозиготних генотитв (21,9%) встановлено для стада сiроï украïнськоï худоби КСП «Вороньюв». Лише для велико].' рогато1' худоби, яка належать ТОВ «Голосиво», за локусом TGLA227 виявлено дефщит гетерозиготних генотитв на рiвнi 2,5%.
Висновки. Проведений генетичний аналiз двух дочiрнiх стад сiроï украшсько1' породи Поливанiвського кореня ТОВ «Голосиво» та КСП «Вороньюв» за дослщжуваними мiкросателiтними локусами показав ix високу шформативтсть. В обох дослiджуваниx групах тварин цей показник був вищим за локусом TGLA227. При аналiзi iндексу фшсацл встановлено незначне скорочення генетичного рiзноманiття в ТОВ «Голосиво». У той самий час в КСП «Вороньюв», навпаки, спостертали надлишок гетерозиготних генотитв.
Перспективи подальших дослiджень. Зважаючи на отриманi данi та локальшсть i унiкальнiсть сiроï украшсько1' породи великоï рогатоï худоби, вважаемо за доцшьне проведення подальшого ïï генетичного дослiдження з метою запобтання скорочення генетичного рiзноманiття та втрати щнного генетичного матерiалу.
Лiтература
1. Bagirov V. Geneticheskie resursy zhivotnovodstva [Genetic resources of livestock]. Zhivotnovodstvo Rossii - Livestock of Russia, 2008, no. 2, pp. 10-12 (In Russian).
2. Stolpovskij Ju. A. Populjacionno-geneticheskie osnovy sohranenija genofondov domesticirovannyh vidov zhivotnyh [Population-genetic basis of gene conservation of domesticated species]. Vavilovskij zhurnal genetiki i selekcii - Vavilov Journal of Genetics and Breeding, 2013, vol. 17, no. 4/2., pp. 900-915 (In Russian).
3. Litt M., Luty J. A. A hypervariable microsatellite revealed by in vitro amplification of dinucleotide repeats within cardiac muscle actin gene. The American Journal of Human Genetics, 1989, vol. 44, no. 3, pp. 397-401.
4. Tautz D. Hypervariability of simple sequences as a general source of polymorphic DNA markers. Nucleic Acids Research, 1989, vol. 17, no. 16, pp. 6463-6471.
5. Kozyr V. S., Popikova T. V. Mikroevolyutsiyni protsesy u henofondnomu stadi siroyi ukrayinskoyi porody v umovakh doslidnoho hospodarstva «Polyvanivka» [Microevolution processes in the gene pool of herd of Gray Ukrainian cattle in experimental farm «Polyvanivka»].
170
Byuleten' Instytutu sil's'koho hospodarstva stepovoyi zony NAANU - Bulletin of Institute of Agriculture of Steppe zone of NAAS of Ukraine, 2011, no. 1, pp. 183-186 (In Ukrainian).
6. Peakall R., Smouse P. E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Notes, 2006, vol. 6, is. 1, pp. 288-295.
Стаття надшшла до редакци 9.09.2015
УДК 636.087.7:612.1
Гуцол А. В., д. с.-г. н., професор, Любасюк Н. В., астрант ©
Втницький нацгональний аграрный утверситет
ВПЛИВ ЗГОДОВУВАННЯ БВМД 1НТЕРМ1КС НА ПОКАЗНИКИ КРОВ1 СВИНОМАТОК
Зразки кровi дослгджувались у свиноматок великог б1лоЧ породи : холостих, супоросних (на 85 добу супоросностi та за 2-3 доби перед опоросом), а також тдсисних (на 5 добу тсля опоросу) у дослiдi по вивченню ефективностi згодовування новог БВМД 1нтермжс. Згiдно з методикою, свиноматки до^дног групи холостi та до 85 дiб супоросностi одержували в рацют БВМД 1нтермжс СС-7,5%, а в наступному i в тдсисний перюд - БВМД 1нтермжс ЛС-20%. Контрольна група у вс перюди споживала повноращонний комбжорм.
Зазначено, що згодовування холостим свиноматкам БВМД 1нтермжс СС-7,5% на фот повноращонного комбжорму не мае вiрогiдного впливу на змту гематологiчних показниюв. На 85 добу супоросностi вiдмiчаеться тенденщя до зменшення кiлькостi лейкоцитiв, лiмфоцитiв, фосфору та быка i збтьшення еритроцитiв, нейтрофтв, кальцт та залiза.
В ктц супоросностi при згодовуванш БВМД 1нтермжс ЛС-20% в кровi збтьшуеться вмют лiмфоцитiв, моноцитiв, загального быка i зменшення еозинофжв та залiза. А у тдсисних свиноматок зростае вмтт базофжв, паличкоядерних нейтрофтв i залiза, а зменшуеться юльюсть лiмфоцитiв, загального быка i кальцт.
Ключов1 слова: свиноматки, БВМД 1нтермжс, згодовування, кров, морфологiчнi показники, бiохiмiчнi показники, фiзiологiчна норма.
УДК 636.087.7: 612.1
Гуцол А. В., д. с.-х. н., профессор, Любасюк Н. В., аспирант
Винницкий национальный аграрный университет
ВЛИЯНИЕ СКАРМЛИВАНИЯ БВМД ИНТЕРМИКС НА ПОКАЗАТЕЛИ
КРОВИ СВИНОМАТОК
Образцы крови исследовались у свиноматок крупной белой породы: холостых, супоросных (на 85 сутки супоросности и за 2-3 суток перед опоросом), а также подсосных (на 5 сутки после опороса) в опыте по изучению эффективности скармливания новой БВМД Интермикс. Согласно методики, свиноматки опытной группы холостые и до 85 суток супоросности получали в рационе БВМД Интермикс СС-7,5%, а в последующем и в подсосный период - БВМД Интермикс ЛС-20%. Контрольная группа во все эти периоды потребляла полнорационный комбикорм.
Показано, что скармливание холостым свиноматкам БВМД Интермикс СС-7,5% на фоне полнорационного комбикорма не имеет достоверного влияния на изменения гематологических показателей. На 85 сутки супоросности отмечается тенденция к уменьшению количества лейкоцитов, лимфоцитов, фосфора и белка, а также увеличение эритроцитов, нейтрофилов, кальция и железа. В конце супоросности при скармливании БВМД Интермикс ЛС-20% в крови увеличивается
© Гуцол А. В., Любасюк Н. В., 2015
171
