CC BY
106
УДК 636.4.082.12
ДНК-диагностика на стресс-устойчивость и мясность свиней
Е.И. Сердюков, к. с.-х. н.
Интенсификация свиноводства требует создания не только современных технологий, но и выведения высокопродуктивных, хорошо приспособленных к промышленной технологии животных. Необходима разработка эффективных методов селекции, позволяющих создавать конкурентоспособные линии, типы, породы и кроссы свиней для систем разведения и гибридизации, что является актуальной темой племенного и промышленного свиноводства.
Основной дефицит племенных ресурсов отечественное свиноводство испытывает в отцовских породах мясного направления продуктивности, о чем свидетельствует и динамика завоза импортных пород на промышленные комплексы. Чтобы уйти от этого, необходимо в каждом регионе на основе племенных стад обеспечить условия для реализации генетического потенциала завозимых пород ландрас, йоркшир, дюрок, боди, пьетрен и др., параллельно изучать адаптационные способности интенсивных пород. Исследовать различные комбинационные сочетания районированных популяций с завозимыми породами животных для создания новых типов мясного направления продуктивности.
Последние открытия в области ДНК-технологии предоставили возможность оперативнее и точнее вести селекционный процесс в животноводстве и птицеводстве.
Работы по изучению иммуногенетических маркеров и полиморфных белков свидетельствуют о положительной корреляции отдельных генотипов генов с хозяйственно полезными признаками, но в основном являются спецификой отдельных стад и пород животных. Задача поиска маркеров на уровне ДНК значительно упростилась с появлением метода амплификации фрагментов ДНК с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР).
В настоящее время метод геномной диагностики находит все большее применение в научной, ветеринарной и селекционной практике. Метод используется для идентификации и маркирования отдельных животных, анализа частоты родословных, определения сходства -различия генотипов, определения степени их гетерозиготности в популяционных исследованиях.
Исследования многих специалистов подтверждают, что у стресс-устойчивых свиней хуже откормочная (скороспелость, среднесуточный прирост, оплата корма) и мясная (особенно качество продукции - PH, светоотражающая, влагоудерживающая способность, количество РЭЕ -и ЭРЭ - туш и др.) продуктивность.
Из-за PSS в европейских странах и США выбраковывают 22-41% туш с пороком PSE. Предрасположенность к PSE и DFD на 60-70% связана с устойчивостью свиней к действию стресс-факторов.
Исходя из вышеизложенного, у ученых пока еще нет единого мнения о влиянии на продуктивность свиней различных генотипов по генам RYR-1, ESR, H-РABP, POU1Р1, MC4R и другим генам. Таким образом, необходимо проводить дальнейшие исследования по ДНК-генотипированию как помесных, так и чистопородных свиней с целью окончательного выявления влияния указанных генов на их продуктивность. Решение этой проблемы позволит более эффективно вести селекцию свиней, особенно при выведении новых типов, как по продуктивности, так и другим хозяйственно полезным признакам.
Свиньи мясных пород в целом характеризуются хорошими откормочными и мясными качествами. Между тем в популяциях свиней, в основном импортных мясных пород, постоянно присутствует определенный процент животных, сочетающих в себе хорошие мясные кондиции с низким качеством мяса и недостатками конституции. Так, многочисленные исследования показали наличие положительной корреляции между селекцией на мясную продуктивность и повышенной чувствительностью свиней к стрессам. С помощью ДНК-диагностики стало возможным выявить мутацию в одном из генов RYR-1, которая является причиной чрезмерно острой реакции свиней на стресс-злокачественный гипертермический синдром (MHS). При этом наблюдается и ухудшение качества мяса с появлением таких пороков, как PSE - бледное, мягкое, водянистое мясо, DFD - сухое, темное, плотное мясо.
В связи с этим в Европе принята новая классификация убойных туш свиней (SEUROP - «Европейский стандарт»), в которой уделяется пристальное внимание качеству мяса в зависимости от предрасположенности к стрессу свиней мясных пород. Согласно требованиям SEUROP хряки-производители мясных пород, используемые в целях селекции и воспроизводства, не должны быть носителями мутантного аллеля (п) гена RYR-1.
Также одним из показателей качества мяса является содержание внутримышечного жира (IMF), под которым понимают сумму внутриклеточных, межклеточных и межволокнистых жировых компонентов, так называемое «мраморное мясо». У показателей толщина шпика и «мраморность мяса» существует незначительная корреляция, коэффициент равен примерно 0,11. При этом коэффициент наследования IMF высокий и равен 0,3.
Из-за низкой вариабельности признака одним традиционным методом этого не добиться, поэтому наиболее перспективным является метод маркерозависимой селекции.
На отложение внутримышечного жира у свиней влияет ген H-FABP, который играет одну из ключевых ролей в липидном обмене и считается маркером качества мяса.
В связи с вышеизложенным целью наших исследований в 2012 году являлось изучение и совершенствование откормочных и мясных качеств свиней полученной F1 - генерации на основе кросса «Артезианский» -(КБ ГТ хСм-1 СТ)хЛ с использованием комплексной оценки с дифференцированным распределением животных по генотипам генов RYR-1 и H-FABP. Экспериментальная часть исследований проводилась в базовом хозяйстве ЗАО ПЗ «Артезианское» Новоселицкого района Ставропольского края и лабораториях свиноводства, иммуногенетики, биохимии и общей химии ГНУ СНИИЖК по общепринятым методикам ВИЖ, СНИИЖК, ДонГАУ и ВНИИПлем. Формирование групп молодняка свиней для оценки генетического потенциала родителей по откормочным и мясным качествам потомства осуществлялось с учетом ДНК-тестирования родительских форм по генам RYR-1 и H-FABP.
Выделение ДНК из образцов крови проводилось набором реагентов DiAtom™ DNA Prep 100. Полиморфизм генов стресс-чувствительности (RYR-1), плодовитости (ESR) и мясности (H-FABP) изучался у свиней родительских форм F1 - генерации создаваемого типа «Артезианский-1» методом полимеразно-цепной реакции (ПЦР) согласно методикам с использованием праймеров, подобранных таким образом, чтобы фрагмент ДНК между ними включал в себя сайты узнавания, специфичные для аллельных вариантов генов.
Отобранные подсвинки были переведены на пункт контрольного откорма и размещены по две особи в станке. Учет затрат кормов на единицу прироста начинался при достижении животными 30 кг живой массы, а заканчивался при живой массе 100 кг. Для кормления использовались спецкорма фирмы «Провими» - «Старт», «Гроуер» и «Финишер» согласно (наставлению) инструкции.
Были исследованы пробы крови свиней F1 -генерации и при помощи ПЦР-анализа выявлен следующий полиморфизм генов RYR-1 и H-FABP (табл. 1). Данные генотипического тестирования свиней F1 -генерации «Артезианский-1» типа по вариантам гена мясности (H-FABP) показали, что частота встречаемости предпочтительных генотипов HH у хряков составила 54,5; у свиноматок - 44,7%, также в высоком диапазоне варьировал гетерозиготный Hh - вариант - от 45,5 до 52,7%. Частота встречаемости аллеля H находилась на уровне 0,71-0,77, что свидетельствует о значительной концентрации аллеля H в геноме свиней и может положительно повлиять на мясность потомков в селекционном процессе.
Таблица 1 - Частота встречаемости аллелей и генотипов генов мясности (И-РАВР) и стресс-устойчивости (РУР-1) хряков и свиноматок
Рі «Артезианск ий-1» типа
Тип Пол Кол-во голов Частота встречаемости генотипов Частота встречаемости аллелей
И-РАВР
аллель И
ИИ ИИ ИИ И И
Р1 - генерация «Артезианский» хряки 33 54,5 45,5 0 0,77 0,23
свиноматки 38 44,7 52,7 2,6 0,71 0,29
аллель Р
РР Рс1 сс Р с
Р1 - генерация «Артезианский» хряки 33 57,5 36,4 6,1 0,76 0,24
свиноматки 38 50,0 39,5 10,5 0,70 0,30
КУК-1
NN Nn пп N п
Р1 - генерация «Артезианский» хряки 33 96,97 3,03 0 0,99 0,01
свиноматки 38 73,7 26,3 0 0,87 0,13
Однако другой желательный генотип dd выявлен пока у небольшого количества особей - у хряков 6,1% и свиноматок 10,5%. В то же время популяция Р1 формируемого типа «Артезианский-1» оказалась достаточно стресс-устойчивой. Генотип NN гена RYR-1 варьировал в диапазоне от 73,7 до 96,97% у животных различных половозрастных групп. Животные с генотипом ^ были исключены из дальнейшего селекционного процесса.
Для более точной оценки свиней был проведен контрольный откорм подсвинков проектного генотипа Р1 - генерации (КБ ГТ х СМ-1 СТ) х Л от разведения «в себе» в разрезе генотипов по генам RYR-1 и H-FABP.
Исследованиями влияния генотипов генов RYR-1 и H-FABP на продуктивность подсвинков Р1 «Артезианский-1» типа (метод контрольного откорма) установлено, что варианты с генотипами NN и HHdd превосходят по возрасту достижения живой массы 100 кг аналогов II, III, IV и V групп на 3-11 суток. Среднесуточный прирост у молодняка I группы был выше на 8-46 г (табл. 2).
Установлено достоверное отличие меньшего отложения подкожного жира у подсвинков I и III групп, у которых генотипы гена ^ FABP находились в доминирующей и рецессивной формах. Так, I группа молодняка свиней превосходила аналогов II, III, IV и V групп по толщине шпика на 14,3% ^<0,001); 4,8^<0,05); 14,3 ^<0,001) и 9,5% ^<0,05). Отмечено положительное влияние генов H-FABP и RYR-1 с желательными генотипами HHdd и NN на показатели масса окорока и площадь «мышечного глазка». Объективной оценкой откормочных и мясных качеств по сумме 6 основных показателей послужил одноименный индекс О юо , который наглядно свидетельствует о преимуществе животных I группы над сверстниками других вариантов
полиморфизма, различия варьировали от 21 до 87 баллов.
Таблица 2 - Оценка откормочных и мясных качеств свиней F1
различных генотипов ( М±т)
Группы Показатели"\^^ КУР-1 NN H-FABP HHdd РУР-1 NN H-FABP HHDD РУР-1 NN H-РABP Hhdd РУР-1 NN H-FABP HhDD РУР-1 NN H-РABP HhDd
Возраст достижения 100 кг, дн. 172±4,7 ** 183±5,1 175±3,4 * 179±4,2 177±2,9
Среднесуточный прирост (от 30 до 100 кг), г 814±5,4 ** 768±4,6 806±3,8 ** 784±4,7 792±3,9
Затраты корма на 1 кг прироста, корм. ед. 3,09±0,5 ** 3,67±0,8 3,21±0,4 ** 3,49±0,6 3,17±0,7
Длина туши, см 97±0,9 X 95±0,8 97±0,9 96±1,0 96±0,5
Толщина шпика, мм 21±0,3 24±0,4 22±0,5 24±0,6 23±0,2
Масса окорока, кг 11,1 ±0,2 XX 10,2±0,4 10,8±0,3 10,7±0,4 10,9±0,5
Площадь «мышечного глазка», см2 38±0,9 ** 32±0,7 34±0,8 * 33±0,6 35±0,9
О 10о, балл 190 103 169 131 163
Примечание: Индекс оценки откормочных и мясных качеств свиней:
О* 100 = 1,3 (200 - Ха) + 0,1(Хб- 650) + 67(4,1 - Хв) + 2(Хг - 93) + 4(33 - Хд) + 15(Хе -10,2);
где: Ха, Хб, Хв, Хг, Хд, Хе - возраст достижения 100 кг живой массы, среднесуточный прирост, затраты корма, длина туши, толщина шпика, масса задней трети полутуши.
Таким образом, дифференцированное распределение по аллельным системам двух генов потомков от родительских форм F1 -генерации выводимого типа свиней «Артезианский-1» позволило выявить генетический потенциал откормочных и мясных признаков продуктивности у особей с определенными комбинациями генотипов по генам РУР-1 и H-FABP.
Осуществлена закладка линий и семейств для формирования Р2 -генерации из потомков с желательными генотипами тестированных родительских форм по генам стресс-устойчивости и мясности для целенаправленного и оперативного выведения мясного типа свиней.
Литература:
1. Берлова, Е.П. Формирование морфоструктуры мышечной и жировой тканей у свинок степного типа скороспелой мясной породы и григорополисского типа крупной белой породы /Е.П. Берлова, И.И. Дмитрик, Г.В. Завгородняя, М.И. Павлова, А.Р. Каграманов //Сб. науч.тр. по материалам заседания межвузовского координационного совета по свиноводству и Всероссийской науч.-практич. конф. (пос. Нижний Архыз, 28-30 мая 2008 г.), Ставрополь, «Сервис-школа», 2008. -С.30-32.
2. Марутянц, Н.Г. Взаимосвязь генотипов гена белка, связывающего жирные кислоты (H-FABP), на хозяйственно полезные признаки свиней
/Н.Г. Марутянц, А.Р. Каграманов, Л.М. Смирнова //Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. Ставрополь, изд. СНИИЖК, 2010. -Вып. 3. -С. 85-86.
3. Погодаев, В.А. Убойные и мясные качества свиней различных генотипов в зависимости от предубойной массы /В.А. Погодаев, Р.С. Кондратов //Зоотехния, 2008. -№ 12. -С. 23-25.
4. Полозюк, О.Н. Использование ДНК-генотипирования в селекции свиней на воспроизводительные, откормочные и мясные качества /О.Н. Полозюк, Г.В. Максимов, Л.В. Гетманцева //Научно-практические рекомендации. Пос. Персиановский, 2012. - 27с.
5. Рыбалко, В.П. Полиморфизм генов H-FABP и ESR и их роль в формировании продуктивности свиней мясных пород /В.П. Рыбалко, В.В. Семенов, И.Г. Рачков, Л.В. Кононова, О.В. Плужникова, Е.И. Сердюков, А.Р. Каграманов, В.И. Лозовой //Доклады РАСХН, 2012. -№ 5. -С. 44-46.
6. Семенов, В.В. Воспроизводительные и откормочные качества свиней различных генотипов /В.В. Семенов, И.Г. Рачков //Свиноводство, 2007. -№ 2. -С.31-32.
7. Семенов, В.В. Экономическая эффективность использования генной диагностики стресс-устойчивости при откорме свиней /Л.В. Кононова, О.В.Плужникова, Л.М.Смирнова, Е.И. Сердюков //Сборник научных трудов ГНУ СНИИЖК. Ставрополь, 2010. -В.3. -С.50-52.
8. Чижова, Л. Роль генодиагностики свиней в селекционной работе /Л. Чижова, В.Семенов, Н. Марутянц, А. Каграманов //Свиноводство, 2009. -№ 2. -С. 28-29.
9. Semenov, V.V. Polymorphism of H-FABP and ESR Genes and Their Role in Forming Productivity of Pig Meat Breeds //Semenov V.V., Rybalko V.P., Rachkov I.G., Pluzhnikova O.V., Kagramanov A.R., Kononova L.V., Serdyukov E.I., Lozovoi V.I. /iSsn 1068_3674, Russian Agricultural Sciences, 2012, Vol. 38, No. 5-6, pp. 393-395. © Allerton Press, Inc., 2012.
