CC BY
11
УДК 636.4.082.12
АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЧИСТОПОРОДНОГО И ПОМЕСНОГО МОЛОДНЯКА БЕЛОРУССКОЙ МЯСНОЙ ПОРОДЫ ПО МАРКЕРНЫМ ГЕНАМ: ESR, PRLR, RYR1,
H-FABP
Е. А. КАПШЕВИЧ
РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству», г. Жодино, Республика Беларусь, 222163
(Поступила в редакцию 16.01.2021)
Использование классических методов селекции и разведения животных способствовало увеличению количественных и качественных показателей их продуктивности на 5 %, однако негативно отразилась на адаптационной способности особей. Решением данной проблемы - разработка, апробирование и активное внедрение методов геномной селекции, позволяющих совместно с современными технологическими решениями максимально повысить эффективность свиноводства.
Наша работа посвящена оценке генетической структуры чистопородного молодняка белорусской мясной породы и животных новых генераций, полученных путем вводного скрещивания свиноматок белорусской мясной породы с хряками породы ландрас по маркерным генам ESR, PRLR, RYR1, H-FABP. ДНК-тестирование свиноматок белорусской мясной породы проводилось в условиях СГЦ «Заднепровский» Витебской области.
Выявлен полиморфизм гена ESR, представленный двумя аллелями: ESR и ESRB. Концентрация предпочтительного аллеля ESRB составила 0,35, ESRA - 0,65.
Частоты встречаемости генотипов и аллелей по гену PRLR распределились следующим образом: PRLRAA - 22,5 %, PRLRAB - 55,7 %, PRLRBB - 21,8 %, PRLRA - 0,49, PRLRB - 0,51. Анализ фактического и теоретически ожидаемого распределения генотипов в популяции маток не выявил нарушения генетического равновесия. Частота встречаемости стрессустойчивого генотипа RYR1NNу свиноматок новых линий составила 75 °%.
При изучении влияния комплекса генов RYR1 и H-FABP на показатели мясной продуктивности откормочного молодняка белорусской мясной породы установлена положительная связь с рядом признаков. Наименьший показатель толщины шпика имели животные с генотипами RYR1NnH-FABPhh, RYR1NnH-FABPDd, RYR1NnH-FABPdd- 16,516,8 мм, наибольшее значение -18,4 мм у молодняка с генотипом RYR1NNH-FABPhh.
Ключевые слова: свиньи, белорусская мясная порода, маркерные гены, селекционные стада, ESR, PRLR, RYR1, H-FABP.
The use of classical methods of selection and animal breeding contributed to an increase in the quantitative and qualitative indicators of their productivity by 5 °%, but had a negative impact on the adaptive capacity of individuals. The solution to this problem is the development, testing and active implementation of genomic selection methods that, together with modern technological solutions, maximize the efficiency of pig breeding.
Our work is devoted to the evaluation of the genetic makeup ofpurebred store pigs of the Belarusian meat breed and new generations of animals obtained by admixture of sows of the Belarusian meat breed and boars of the Landrace breed via the use of marker genes ESR,
PRLR, RYR1, H-FABP. DNA testing of sows of the Belarusian meat breed was carried out at the hybrid breeding centre "Zadneprovsky", Vitebsk region.
The polymorphism of the ESR gene, represented by two alleles - ESRA and ESRB, was revealed. The concentration of the preferred ESRB allele was 0.35, that of ESRA - 0.65.
The frequency of genotypes and alleles for the PRLR gene was distributed as follows: PRLR - 22.5 %, PRLR - 55.7 %, PRLRWW- 21.8 %, PRLR - 0.49, PRLR - 0.51. Analysis of the actual and theoretically expected distribution of genotypes in the sow population did not reveal any disturbance of the genetic equilibrium. The frequency of the stress-resistant RYR1NN genotype in sows of the new lines was at 75 °%.
When studying the effect of the RYR1 and H-FABP gene complex on the indicators of meat productivity of fattening young animals of the Belarusian meat breed, a positive relation with a number of traits was established. The lowest index of fat thickness was found in animals with RYR1Nn H-FABPHH, RYR1Nn H-FABPDd, RYR1Nn H-FABPdd genotypes - 16.5-16.8 mm, the highest value -18.4 mm - in young animals with RYR1NNH-FABPhh genotype.
Key words: pigs, Belarusian meat breed, marker genes, breeding herds, ESR, PRLR, RYR1, H-FABP.
Введение. Практический и теоретический материал, накопленный в области селекционной работы в свиноводстве на сегодняшний день, свидетельствует о том, что использование классических методов селекции и разведения животных недостаточно для обеспечения высокого уровня продуктивности и качества продукции [5].
Использование традиционных методов селекции на протяжении последних десятилетий способствовало увеличению количественных и качественных показателей продуктивности животных до 5 %, но вместе с этим устойчивость их к наследственным и инфекционным заболеваниям снизилась, что негативно сказалось на адаптационной способности особей [1].
Лишь применение комплексного подхода, включающего в себя методы современной генетики, позволит обеспечить комфортные для животных условия среды и максимально повысить их производительность [2, 3]. Пристальное внимание необходимо уделять развитию, адаптации и рациональному использованию генетического потенциала хряков и свиноматок основных стад животных [8].
Признаки продуктивности животных зависят от двух типов факторов: генетических и негенетических (фенотипических). Использование традиционной селекции, базирующейся на фенотипических проявлениях признаков, часто способствует формированию неполноценного суждения о генетическом потенциале животного [7]. Выявление генов, в той или иной мере оказывающих влияние на хозяйственные признаки, т. е. селекция по генотипу направлена на анализ потенциала животного на ранних этапах развития, без учета изменчивости признаков под действием факторов внешней среды, что увеличивает результа-
тивность селекционной работы [4].
Одной из главных задач современной отечественной животноводческой науки является разработка, апробирование и активное внедрение методов геномной селекции, позволяющих, в коллаборации с современными технологическими решениями, максимально повысить эффективность свиноводства [4].
Селекционная работа с сельскохозяйственными животными в целом направлена на повышение их продуктивности. Использование ДНК-маркеров позволяет проводить оценку животных на уровне генотипа, без использования сложных математических вычислений генетического потенциала по проявлениям признака, что делает возможным оценку животных в довольно раннем возрасте вне зависимости от пола и, в свою очередь, ведет к принятию селекционных решений, сокращая затраты исследований [8].
Основная часть. Проведено ДНК-тестирование свиноматок белорусской мясной породы в СГЦ «Заднепровский» Витебской области по генам ESR, PRLR и RYR 1 (рис. 1).
Рис. 1. Частота встречаемости генотипов генов Б8К, PR.bR и RYR 1
Выявлен полиморфизм гена ESR, представленный двумя аллелями: ESRА и ESRВ Идентифицированы генотипы: ESRАА, ESRАВ и ESRВВ. Концентрация аллеля ESRB составила 0,35, ESRA - 0,65. Большинство животных имели генотип ESRAА - 59,5%. Частоты встречаемости генотипов ESRAВ и ESRВВ составили 32,6 и 7,9 % соответственно.
Частоты встречаемости генотипов и аллелей по гену PRLR распределились следующим образом: PRLRАА - 22,5 %, PRLRАВ - 55,7 %, PRLRВВ - 21,8 %, PRLRА - 0,49, PRLRВ - 0,51. Анализ фактического и теоретически ожидаемого распределения генотипов в популяции маток не выявил нарушения генетического равновесия. Частота встречаемости генотипа ЯГШ^ у свиноматок новых линий составила 75 %.
Проведено изучение комплексного влияния генотипов ESR и RYR1, RYR1 и H-FABP (аллельные системы Н и Б) на показатели
продуктивности животных. Анализ распределения частот генотипов Б8Я и у свиноматок белорусской мясной породы позволил
установить, что подавляющее большинство свиноматок имели генотип Б8КааКУЯ1мк, т. е. животные, носители аллеля Б8ЯА и свободные от стресса (рис. 2).
Рис. 2. Генетическая структура свиноматок белорусской мясной породы новых генераций по генам и
Наилучшими показателями большинства репродуктивных признаков отличались животные генотипа Б8КввКУЯ1мк, более низкими -Б8КааЯУЯ1Мп (табл. 1). Это связано с благоприятным действием аллеля ESRB и отрицательным влиянием мутантного аллеля КУЯ1П на воспроизводительные качества животных.
Таблица 1. Продуктивность свиноматок новых генераций белорусской мясной породы различных генотипов по генам Е8К и КУШ
Показатели Генотипы
ААЫЫ АА№ АВЫЫ АВ№ ВВЫЫ
Количество голов 27 7 17 4 6
Родилось поросят всего, гол. 11,8±0,2 10,8±0,2 11,4±0,3 11,6±0,5 12,0±0,5
В том числе живых, гол. 11,2±0,3 10,0±0,2 10,9±0,3 11,0±0,5 11,4±0,3
Масса гнезда при рождении, кг 16,8±0,2 14,0±0,4 16,4±0,5 15,4±0,6 16,0±0,3
Количество поросят в 21 день, гол. 10,0±0,1 9,9±0,1 10,0±0,1 9,8±0,3 10,3±0,2
Молочность, кг 57,7±0,5 57,5±0,8 58,3±0,4 56,2±0,7 58,0±0,6
Количество поросят при отъеме, гол. 9,8±0,2 8,8±0,1 9,6±0,2 9,7±0,2 10,0±0,2
Масса гнезда при отъеме, кг 178,2±1,4 170,4±2,6 177,6±1,8 178,1±4,0 182,3±3,5
Сохранность, % 87,5±1,4 88,0±1,4 88,1±1,2 88,2±4,2 87,7±2,2
У свиноматок генотипа ESRBBRYR1NN показатель многоплодия со-
ставил - 12,0 гол, в том числе живых - 11,4 гол. Превосходство над животными с генотипом Б8РААРУЯ1№1 по данным показателям составило 11,1 %, или 1,2 гол., и 14 %, или 1,4 гол. соответственно.
Достоверные различия установлены по многоплодию между группами свиноматок генотипа Б8КААКУЯ1№ и Б8КААКУК1мк.
По массе гнезда при рождении выявлено преимущество у свиноматок генотипа Б8КАВКУК1мк и Б8КААКУЯ1мк, которые превосходили маток Б8КААКУЯ1№ на 17,1-20 %, или 2,4-2,8 кг.
Установлено, что свиноматки генотипа Б8КВВКУЯ1мк имели наибольшее количество поросят в 21 день - 10,3 гол., при этом они превосходили по данному показателю животных с генотипами Б8КАВ-КУЯ1№, Б8КААКУЯ1№ - на 4-5,1 %.
По молочности, массе гнезда при отъеме и сохранности поросят статистически значимых различий между сравниваемыми группами свиноматок не установлено, но наблюдалась тенденция положительного влияния аллелей Б8ЯВ и РУЯ1М на данные признаки.
Установлено, что наиболее благоприятным воздействием на репродуктивную функцию свиноматок оказывает комплексный генотип Б8КВВЯУЯ1мк, а наименее желательным для селекции на улучшение воспроизводительных качеств являются генотипы Б8КААЯУЯ1Мп.
В результате анализа распределения частот комплексных генотипов РУЯ1 И-РАВР у животных новых генотипов белорусской мясной породы установлено, что наибольший удельный вес занимают животные с генотипами: КУЯ ^И-РАВР™, КУК1тИ-РАВРш, ЯУЯ1МпИ-рдврш куя!^н-РАВРм, и КУШ^И-РАВР41, частоты встречаемости которых составили 53,8 %, 20,5, 20,5, 43,6 и 20,5 % соответственно (рис. 3).
Рис. 3. Генетическая структура животных новых линий белорусской мясной породы по генам КУК и И-РАВР (аллельная система И и Б)
Установлено, что наиболее часто встречающимися комбинациями генотипов И-РАВР (аллельная система И и Б) с мутацией в гене ЯУЯ1
являются RYRlNnH-FABPHH - 20,5 % и RYRlNnH-FABPdd - 12,8 %.
Изучение комплексного влияния генов RYR1 и H-FABP (аллельная система H) на показатели откормочной продуктивности молодняка белорусской мясной породы новых линий выявило положительные ассоциации с рядом признаков (табл. 2).
Наиболее высокими показателями скорости роста характеризовались животные с комплексными генотипами RYR1NNH-FABPHH и RYRlNNH-FABPdd, у которых показатели возраста достижения живой массы 100 кг были выше на 4,9 и 4,8 дней в сравнении с животными генотипов RYR1NNH-FABPHh и RYR1NNH-FABPDD соответственно.
У животных с генотипом RYRlNNH-FABPdd установлено превосходство показателей энергии роста на 37 г в сравнении с подсвинками генотипа RYRlNNH-FABPDd.
Таблица 2. Показатели откормочной продуктивности молодняка белорусской мясной породы новых линий различных генотипов по генам КУШ и Ы-КАБР
Генотип Возраст достижения живой массы 100 кг, дней Среднесуточный прирост, г Затраты корма на 1 кг прироста, к. ед.
NNHH 180,3±1,4 787±4 3,31±0,04
NNHh 185,2±1,8 742±6 3,34±0,03
184,9±2,0 749±3 3,34±0,22
182,0±1,6 772±7 3,33±0,02
NNDD 184,0±1,7 755±8 3,34±0,14
183,2±1,2 765±10 3,33±0,07
NN(1(1 179,2±1,45 802±5 3,29±0,02
NnDd 181,6±1,8 776±4 3,32±0,01
При изучении комплексного влияния генов RYR1 и H-FABР (ал-лельные системы H и D) на формирование признаков откормочной продуктивности установлено, что наиболее высокими показателями возраста достижения живой массы 100 кг и среднесуточного прироста отличались животные с генотипом RYRlNNH-FABPHH и RYRlNNH-FABPdd - 180,4 дней и 788 г соответственно (табл. 3).
Таблица 3. Показатели откормочной продуктивности молодняка белорусской мясной породы различных генотипов по генам КУШ и Ы-КАБР
Генотип Возраст достижения живой массы 100 кг, дней Среднесуточный прирост, г Затраты корма на 1 кг прироста, к. ед.
NNHHdd 180,4±1,6 788±6 3,31±0,06
NNHHDd 183,2±2,0 764±11 3,33±0,09
NNHhDD 184,6±1,3 750±9 3,34±0,02
NNHhDd 185,6±1,9 739±14 3,35±0,10
NnHhDd 181,2±1,8 775±4 3,32±0,08
Превосходство над аналогичными показателями сверстников генотипа КУК1тИ-РАВРш и КУК1тИ-РАВРм составило 5,2 дней, или 2,8 % и 49 г, или 6,6 %.
При изучении влияния комплекса генов КУЯ1 и И-РАВР на показатели мясной продуктивности откормочного молодняка белорусской мясной породы установлена положительная связь с рядом признаков. Наименьший показатель толщины шпика имели животные с генотипами КУК 1МпИ-РАВРИИ, КУК1№И-РАВРМ, КУШ^И-РАВР^ - 16,516,8 мм, наибольшее значение - 18,4 мм у молодняка с генотипом КУК1МКИ-РАВРЬЬ, что на 1,6-1,9 мм, или 8,7-10,3 % выше (табл. 4).
Таблица 4. Мясосальные качества молодняка белорусской мясной породы новых линий различных генотипов по генам КУШ и Ы-КАБР
Линия Длина туши, см Толщина шпика, мм Масса задней трети, кг Площадь «мышечного глазка», см2
шИша 98,0±0,2 16,5±0,4 11,3±0,1 44,6±0,8
ыкИИБа 98,4±0,3 16,3±0,6 11,0±0,1 42,6±0,9
ШШББ 97,8±0,3 17,9±0,3 11,0±0,2 42,4±0,7
NN№0(1 98,6±0,3 16,8±0,3 11,0±0,1 42,6±0,3
97,9±0,2 16,7±0,1 11,1±0,1 43,2±0,2
Таким образом, тонкий шпик характерен для животных, в генотипе которых присутствует рецессивный аллель. КУЯ1п. Установлено, что животные с генотипами КУШ^И-РАВР™, КУК^И-РАВР" имели лучший показатель массы задней трети полутуши - 11,6 кг.
По комплексу генов КУК1 и И-РАВР с учетом трех генотипов больший показатель длины туши выявлен у животных с генотипами КУК1МКИ-РАВРИИва и КУШ^И-РАВР^ - 98,4-98,6 см.
Наименьшей толщиной шпика характеризовались животные генотипа КУК1тИ-РАВРИИМ - 16,3 мм, что на 1,6 мм меньше, чем у молодняка с генотипом КУШ^И-РАВР^0. По массе задней трети окорока достоверных различий между генотипами не установлено.
Заключение. Таким образом, в ходе исследований установлено, что частота встречаемости предпочтительных генотипов по гену Б8К (Б8КВВ и Б8КАВ) у животных новых генераций составила 40,5 %, по гену РИЬК (РКЬКАА и РИЬКАВ) - 78,3 %, по гену КУЯ1 (КУЯ1т и КУЯ1Мп) - 100,0 %, по гену И-РАВР (И-РАВРИИ и И-РАВР") - 74,3 %. Анализ распределения частот комплексных генотипов Б8К и КУЯ1 позволил установить, что подавляющее большинство свиноматок имели генотип Б8КААКУЯ1т, то есть животные, носители аллеля Б8КА и свободные от стресса КУШ14.
Распределение частот комплексных генотипов RУRlH-FABP позволил установить, что наиболее экономичными и целесообразными по скорости роста и затратам корма на 1 кг прироста оказались животные с генотипами RYRlNNH-FABPHH и RYRlNNH-FABPdd, у которых показатели возраста достижения живой массы 100 кг были ниже на 5,4 и 4,2 дней в сравнении с животными генотипов RYRlNNH-FABPHh и RYRlNNH-FABPDD, а по затратам корма на 1 кг прироста ниже соответственно на 0,4 к. ед.
ЛИТЕРАТУРА
1. Епишко, Т. И. Интенсификация селекционных процессов в свиноводстве с использованием классических методов генетики и ДНК-технологии : дис. ... д-ра с.-х. наук : 06.02.0l / Т. И. Епишко. - Жодино, 2008. - 346 с.
2. Каспирович, Д. А. ДНК-маркеры показателей репродуктивных качеств свиноматок белорусской крупной белой и белорусской мясной пород / Д. А. Каспирович, О. А. Епишко, В. А. Дойлидов // Животноводство и ветеринарная медицина - 2012. -№ 3(6). - С. 28-34.
3. Кунаева, Е. К. Повышение эффективности селекции свиней с использованием генов и ESR / Е. К. Кунаева // Свиноферма. - 2007. - № 10. - С. 17-19.
4. Лобан, Н. А. Геномная селекция в свиноводстве: моногр. / Н. А. Лобан, И. П. Шейко; РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству». - Жодино, 2013. - 274 с.
5. Лэсли, Дж. Ф. Генетические основы селекции сельскохозяйственных животных / Дж. Ф. Лэсли. - Москва : Колос, 1982. - 391 с.
6. Марзанов, Н. С. RYRl-ген у свиней отечественных и зарубежных пород / Н. С. Марзанов, Д. А. Фролкин, Н. А. Зиновьева // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. -2001. -№ 1. - С. 34-36.
7. Меркурьева, Е. К. Генетика / Е. К. Меркурьева. - Москва : Агропромиздат, 1991. - 446 с.
8. Приступа, Н. В. Интеграция селекционно-генетических приемов и методов при ускоренном создании специализированного заводского типа свиней для систем гибридизации : дис. ... канд с.-х. наук: 06.02.07 / Приступа Н. В. - Жодино, 2012. - 120 с.
