CC BY
13
HayKOBHH BicHHK .HbBiBCbKoro Ha^OHaibHoro ymBepcurery BeTepHHapHOi MegnuUHH Ta 6i0TexH0iroriH iMeHi C.3. f^H^Koro Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj
doi: 10.15421/nvlvet7429
ISSN 2519-2698 print ISSN 2518-1327 online
http://nvlvet.com.ua/
УДК 575.113 : 599 : 636.03
Генофонд деяких порвд великоУ рогатоУ худоби
ВС. Боднарук, 3.G. Щербатий, Л.1. Музика, А.Й. Жмур, Т.В. Орiхiвський
Львiвський нацюнальнийунгверситет ветеринарногмедицини та бютехнологш iMeHi С.З. Гжицького,
вул. Пекарська, 50, м. Львiв, 79010, Украгна
Генетичш до^дження nopid великог рогатог худоби 30xidH0a0 регюну Украгни eкологiчно необмдт, а також вони стають найбыьш актуальними у зв 'язку з утворенням породних асощацш - наприклад бурог карпатськог. КрiM того ви-вчення генетичних особливостей piзних nopiд для використання у сыьськогосподарському виpoбництвi - це спроби виявлен-ня у стадi i генетично-детермтованих ознак, яю зустpiчаeться найчастше. Вибip таких господарсько-цтних ознак визна-чаеться сучасними методами до^джень у сыьському гoсnoдаpствi, i в основному тдбираються стада з таким генофондом, в яких дана ознака е найбыьш типовою. Генетичну структуру оцтювали за генетично детермтованим noлiмopфiз-мом груп гeнeтикo-бioхiмiчних систем. До^ди проводились на еритроцитах i nлазмi кpoвi. Кров у тварин брали з яремног вени в npoбipку з гепарином. Пoлiмopфiзм бтюв та фepмeнтiв оцтювали, застосовуючи метод електрофоретичного роз-дтення быюв у 13% крохмальному гeлi в горизонтальних камерах з подальшим гiстoхiмiчним фарбуванням. Для кожног з nopiд властивi свог oсoбливoстi будови генетичног структуры. За локусом трансферину породи можна роздыити на двi групи: з домтуванням алельного ваpiанту Tf A (тнцгау, чopнo-pябi голштини, чepвoнo-pябi голштини) та домтування ваpiанту Tf D2 (симентали, швщи, ара украгнська). У тварин бурог карпатськог породи велика кыьюсть гетерозигот Tf AD2 (43%). У груш швщв досить висока гетерозиготтсть (49%). Групи чорно-рябих та червоно-рябих голштишв noдiбнi мiж собою. При аналiзi генетичног структури за локусом АМ-1 можна вiдзначити noдiбнiсть вибipoк тварин тнцгау, швщв, бурог карпатськог nopiд. У тварин Ыро'г украгнськог породи частота проявлення алельного ваpiанту АМ-1 В була найвища i складала - 0,933. За локусом церулоплазмту суттевих вiдмiннoстeй не виявлено, кргм тварин аро'г украгнськог породи де частота проявлення СР А була досить висока i складала 0,733 та симeнталiв, де вiдмiчeнo високий piвeнь гете-poзигoтнoстi - 84%. При електофоретичтй розгонц вiдмитих epeтpoцитiв до^джуваних груп тварин було виявлено два фенотипи пуриннуклеозидфосфорилази: один пов 'язаний з високою активтстю (Н), тший з низькою активтстю (L).
K.mnoei слова: генетична структура, генетичш маркери, генетично детермтована ознака, гемоглобт, трансферин, церулоплазмт, пуриннуклеозидфосфорилаза.
Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицкого,
ул. Пекарская, 50, г. Львов, 79010, Украина
Генетические исследования пород крупного рогатого скота западного региона Украины, экологически необходимые, а также становятся более актуальными в связи с образованием породных ассоциаций - например бурой карпатской. А также изучение генетических оссобенностей разных пород для исспользования в сельскохозяйственном производстве - это возможность выделить в стаде генетически-детерминированых признаков, у которых высокая частота встречаемости. Выбор таких хозяйственно-полезных признаков широко исспользуется в сельском хозяйстве, и в основном производят подбор стад с таким генофондом, в которих эта особенность является найболее типична. Генетическую структуру оценивали за генетически- детерминированным полиморфизмом груп генетико-биохимичных систем. Опиты проводились на эритроцитах и плазме крови. Кровь у животных брали с яремной вены в пробирку с гепарином. Полиморфизм белков и
Citation:
Bodnaruk,V., Shchebatyj, Z., Muzyka, L., Zhmur, A., Orikhivskyj, T. (2017). Genofond of some breed of cattle. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 19(74), 131-134.
Генофонд некоторых пород крупного рогатого скота
В.Е. Боднарук, З.С. Щербатый, Л.И. Музыка, А.И. Жмур, Т.В. Орихивский
ферментов оценивали при помощи метода электрофоретическогорозделения белков в 13% крохмальном геле в горизонтальных камерах с последующим гистохимическим окрашиванием. Для каждой породы свойственны свои особенности генетической структуры. По локусу трансферрина породы можна раделить на две групы: с большей частотой алельного варианта TF A (пинцгау, черно-пёстрые голштины, красно-пёстрые голштины) и доминирования варианта TF D2 (сименталы, швицы, серая украинская). У животных бурой карпатской породы большое количество гетерозигот TF АD2 (43%). В группе швицов большая гетерозиготность (49%). Группы черно-пёстрых и красно-пёстрых голштинов похожи между собой. При анализе генетической структуры по локусу АМ-1 можна отметить сходство выборок животных пинцгау, швицов, бурой карпатской пород. У животных серой украинской породы частота встречаемости алельного варианта АМ-1 В была высокая и составляла - 0,933. За локусом церулоплазмина кардинальных отличий не наблюдалось, кроме животных серой украинской породы где частота встречаемости СР А была относительно высокая и составляла 0,733 и сименталов, где отмечено высокий уровень гетерозиготности - 84%. При электрофоретической розгонке отмитых эрет-роцитов групп животных было обнаружено два фенотипа пуриннуклеозидфосфорилази: один связан с высокой активностью (Н), а другой с низкой активностью (L).
Ключевые слова: генетическая структура, генетический маркер, генетически-детерменированный признак, гемоглобин, трансферрин, церулоплазмин, пуриннуклеозидфосфорилаза.
Genofond of some breed of cattle
V. Bodnaruk, Z. Shchebatyj, L. Muzyka, A. Zhmur, T. Orikhivskyj [email protected]
Lviv national university of veterinary medicine and biotechnologies named after S. Gzhytskyj, Pekarska Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine
Genetic investigations of cattle breeds in Western Ukraine are environmentally necessary, as well as they are the most relevant in connection with the formation of rock associations - for example Carpathian Brown. Addition to the study of genetic characteristics of different breeds to be used in agricultural production - it is an attempt to identify in the herd and genetically determined feature, which occurs most frequently. The choice of such economically valuable features determined by modern methods of agriculture research, and basically are chosen herds with such gene fond in which this feature is most typical. The genetic structure was evaluated for the genetically determined polymorphism groups of genetic and biochemical systems. Experiments were conducted on red blood cells and plasma. The blood of animals was taken from the jugular vein in a test tube with heparin. Polymorphism ofproteins and enzymes was evaluated using the method of electrophoretic separation ofproteins in 13% of starch gels in horizontal chambers with further histochemical staining. Each species is characterized by its own structural features of the genetic structure. According to locus of transferrin breeds can be divided into two groups: with the dominance of allelic variant Tf A (Pintshau, Black and Spotted Holstein, Red and Spotted Holstein) and domination of variant Tf D2 (Symentals, Schwyz, Gray Ukrainian). Animals of Brown Carpathian breed have a large number of heterozygotes Tf AD2 (43%). The group of Schwyz has relatively high heterozygosity (49%). Groups of Black-Spotted and Red- Spotted Holstein are similar. When analyzing the genetic structure for the locus AM-1 can be noted the similarity of samples of animal Pintshau, Schwyz, Carpathian of brown rocks. In animals of Gray Ukrainian breed the frequency of allelic variants display of AM-1 was the highest and amounted to - 0.933. For ceruloplasmin locus significant differences were not found, except Gray Ukrainian breed animals where frequency of display of CP A was quite high and amounted to 0.733 and Simentales where is marked the high level of heterozygosity - 84%. At electrophoretic distillation of washed red blood cells of studied groups of animals were found two phenotypes ofpurine nucleoside phosphorylase: one is associated with high activity (H), the other with low activity (L).
Key words: genetic structure, genetic markers, genetically determined trait, hemoglobin, transferrin, ceruloplasmin, purine nu-cleoside phosphorylase.
Вступ
Вивчення генофонду порвд велико! рогато! худоби захщного регюну Укра!ни, з одше! сторони еколопч-но необхвдне для виявлення напрямку та швидкосп змш, а з друго! стае най б1льш актуальним у зв'язку з утворенням породних асощацщ - наприклад буро! карпатсько!. Кр1м того вивчення генетичних особли-востей р1зних порвд для використання у альськогос-подарському виробницга - це спроби виявлення у стад генетично-детермшовано! ознаки яка зустр1ча-еться найчаспше. Виб1р таких господарсько - цшних ознак визначаеться сучасними методами сшьського господарства, i в основному тдбираються стада з таким генофондом, в яких дана ознака е найбшьш типовою (Glazko et al., 2005). Навпъ в однш породi або лши, яш суттево вiдрiзняються за господарсько -щнними ознаками, наприклад, серед чорно-рябих тварин швшчно-американсьш голштини е крайшм
вар1антом молочного типу, а в той час британсьш фр1зи дають найкращий м'ясний каркас (Schwade, Hall 1998).
З метою виявлення породоспециф1чних особливо-стей генетично! структури i розмаху внутршородно! мшливосп в наших дослщженнях була розглянута генетична структура рiзних порщ: таких як голштини, голштишзоваш тварини, симентали, тнцгау, бура карпатська, швщи та ара укра!нська.
MaTepiai i методи дослщження
Генетичну структуру ощнювали за генетично де-термшованим полiморфiзмом груп генетико-бiохiмiчних систем. Дослвди проводились на еритро-цитах i плазмi кровг Кров у тварин брали з яремно! вени в пробiрку з гепарином. Полiморфiзм бiлкiв та ферменпв оцшювали, застосовуючи метод електро-форетичного роздшення бшшв у 13% крохмальному
rem b roprooHTajbHux KaMepax 3 nogajbmuM riCTOxiMi-hhhm $ap6yBaHHHM (Harris and Hopkinson, 1976).
Ao rpynu gocmg^yBaHux reHeTHKo-6loxlMlHHHx cu-CTeM Bxoguju TpaHcnopTHl 61jkh: reMorao6lH, uepygo-nja3MlH, TpaHC^epuH, aMlja3a Ta $epMeHT nypuHHyKje-o3Hg$oc$opuja3a.
Pe3ymTaTH Ta ix oßroBopeHHH
flj ko5khoi 3 noplg BjiacTHBl cboi oco6jihboct1 6y-goBH reHeTHHHoi cTpyKTypu. 3a joKycoM TpaHc^epuHy nopogu Mo^Ha po3gljHTH Ha gBl rpynu: 3 goMmyBaHHHM ajejbHoro BaplaHTy Tf A (nrnuray, HopHo-pa6l rojmTH-hh, nepBoHo-pa6l rojmTHHu) Ta goMlHyBaHHa BaplaHTy Tf D2 (cuMeHTaju, mBluu, clpa yKpaiHcbKa). y TBapuH 6ypoi KapnaTCbKoi' nopogu BejHKa KljbKlcTb reTepo3uroT Tf AD2 (43%). y rpynl mBH^B gocuTb BucoKa reTepo-
reHeTH^Ha CTpyKTypa jocii. wyitaiiiix rpyn iBapiiii
3uroTHlcTb (49%). rpynu HopHo-pa6ux Ta HepBoHo-pa6ux rojmTHHlB nogl6Hl Mm co6oo.
npu aHajl3l reHeTHHHoi cTpyKTypu rpyn cuMeHTajlB 3a joKycoM TpaHc^epuHy 3a jlTepaTypHHMH gaHHMH HacToTa npoaBjeHHa ajejbHoro BaplaHTy Tf A KojHBa-eTbca b Me^ax 0,138-0,276 (Makaveev et al., 1985). y lHmux aBToplB (Sirackij, 1992) HacToTa KojHBaeTbca 0,100-0,245. HacToTa npoaBjeHHH ajejo Tf D b uhx ®e aBToplB BucoKa (0,613-0,863), oHeBugHo, ^o bohh He gu^epeHuloBagu ajejl Tf D1 Ta Tf D2. Ogep^am gam ajejbHux HacToT joKycy Tf rpynu cuMeHTajlB 6yB Ta-khh - Tf A-0,210; Tf D1-0,022; Tf D2-0,516; Tf E-0,049. npu cyMyBaHHl HacToT Tf D1 Ta Tf D2 ogep^HMo-0,742 ^o BlgnoBlgae grreparypHHM gaHHM. TaKUM hhhom y rpynl cuMeHTajlB goMlHye agegb Tf D2. BucoKa HacToTa noro o6yMoBjeHa nepeBa^aHHHM roMo3uroT Tf AD2-23% Ta Tf D1D2-26%.
Та6мицм 1
nopogu
.HoKycH ajejl clpa yKpaiHcbKa mBlutKa 6ypa KapnaT-ctKa mH^ay cHMemajL-ctKa HepBoHo-p»6a rojmTHHctKa HopHo-p»6a rojmTHH-
ctKa
TF AA 3 8 - 25 3 5 16
TeHoTHnu AD1 - - 28 27 13 24 21
% AD2 40 36 43 33 23 46 42
AE 3 - 5 - 3 - 5
D1D1 - 8 - 1 23 5 -
D1D2 - 11 19 8 26 11 9
D1E - - - - - 3 -
D2D2 30 33 5 4 3 - 7
D2E 24 3 - 2 6 5 -
Ajejl A 0,250 0,264 0,381 0,552 0,210 0,442 0,500
D1 0,000 0,139 0,238 0,186 0,226 0,156 0,151
D2 0,617 0,583 0,357 0,252 0,516 0,375 0,326
E 0,133 0,014 0,024 0,010 0,048 0,047 0,023
CP AA 53 32 21 39 39 30 53
TeHoTHnu AB 40 53 68 49 16 54 31
% BB 7 15 11 12 45 16 16
A 0,733 0,588 0,553 0,633 0,613 0,570 0,686
B 0,267 0,412 0,447 0,367 0,387 0,430 0,314
AM BB 87 57 58 55 69 18 21
TeHoTHnu BC 13 33 32 38 26 50 53
% CC 0 10 10 7 5 32 26
Ajejl B 0,933 0,738 0,737 0,737 0,806 0,430 0,477
C 0,067 0,262 0,262 0,262 0,194 0,570 0,523
HB AA 100 47 90 89 95 100 100
TeHoTHnu AB 0 53 10 11 5 0 0
Ajejl A 1,000 0,736 0,952 0,943 0,972 1,000 1,000
B 0,000 0,264 0,048 0,057 0,028 0,000 0,000
PN L 80 72 67 87 75 92 90,5
H 20 28 33 13 25 8 9,5
AaHl Hamux gocglg^eHb cnlBnagaroTb 3 glTeparyp-hhmh. y TBapuH HopHo-pa6oi nopogu cnocTeplraeTbca gocuTb BucoKa HacToTa agego Tf D2-0,326. CepegHa reTepo3uroTHlcTb cKjagae 77%. Po3noglg HacToT 3a reHoTunoM TpaHc^epuHy 3HaxogHBca y BplBHoBa^eHoMy cTaHl y BlgnoBlgHocTl 3 3aKoHoM Xapgl-BaHH6epra.
3a joKycoM uepygonga3Mmy 3a gaHHMH pl3Hux aBToplB (Makaveev et al., 1985) y TBapuH HopHo-pa6oi nopo-gu HacToTa npoaBy agejno Cp A 6yjia b Me5Kax 0,344 -0,636. y noMlcHux TBapuH cnocTeplraeTbca 3HH®eHHH HacToTH ajejbHoro BaplaHTy Cp A. B Hamux gocgl-
g^eHHHx HacToTa uboro agego gocuTb BucoKa (0,686). CepegHH reTepo3uroTHlcTb 3a joKycoM cTaHoBHTb 30%.
3a joKycoM uepyjonja3MlHy cyrreBux MmnopogHux BlgMlHHocTen He BHHBgeHo, KplM TBapuH clpoi yKpaiHcb-Koi nopogu, ge HacToTa npoaBgeHHH CP A 6yga gocuTb BucoKa l cKjagaja 0,733 Ta cuMeHTaglB, ge BlgMlHeHo bhcokhh plBeHb reTepo3HroTHocri - 84%.
npu aHajl3l reHeTHHHoi cTpyKTypu 3a goKycoM AM-1 y TBapuH HopHo-pa6oi nopogu HacToTa npoaBgeHHH ajejbHoro BaplaHTy AM-1-B 6yja 0,477. Ogep^am gaHl cnlBnagaoTb 3 gaHHMH lmux aBToplB (Makaveev et al.,
1985, Sirackij, 1992) в даних яких частота АМ-1-В коливаеться вщ 0,440 до 0,510. Великого ввдхилення ввд стану р1вноваги, зпдно закону ХардьВайнберга не спостертаеться. Гетерозиготшсть за локусом АМ-1 становила 54%.
При анал1з1 генетично! структури за локусом АМ-1 ввдзначаеться под1бн1стю виб1рок тварин тнцгау, швщв, буро! карпатсько! порвд. У тварин сро! укра!-нсько! породи частота проявлення алельного вар1анту АМ-1-В була найвища i складала 0,933.
За локусом АМ-1 при аналiзi генетично! структури в лиературних джерелах частота локусу АМ-1 для симентальско! породи становила ввд 0,692 до 1,000 (Sirackij, 1992). Найбтш висока частота проявлення вiдмiчeна у буга!в. За даними Макавеева з сшвавто-рами (Makaveev et al., 1985) симентали рiзних кра!н характеризуються бiльш високою частотою проявлення АМ-1 В та АМ-1 С i мiж ними немае суттево! рiзницi; (ввд 0,810 до 0,863). В наших дослщженнях алельний вар1ант АМ-1 В зустр1чався з частотою 0,806, а його альтернативний алель з частотою -0,194. Таким чином i у розглянутш нами груш симен-тал1в алельний вар1ант АМ-1 В також переважав. Розподш генотишв у дослщжванш груш симентатв було наступне: АМ-1 ВВ - 69%; АМ-1 ВС - 26%; АМ-1 СС - 5%. Слад ввдзначити, що для локусу АМ-1 спостертаеться ввдносно шдвищена частота гомозигот АМ-1 ВВ.
Говорячи про генетичну структуру церулоплазмь ну (СР) у симентальсько! породи Укра!ни, то за лгге-ратурними даними (Sirackij, 1992) частота алелю СР А становить ввд 0,674 до 0,850 у кор1в i ввд 0,250 до 1,000 у буга!в. За даними зарубiжних авторiв (Мака-веев 1985) частота прояву алелю СР А була в межах 0,672 - 0,830. В наших дослвдженнях були виявлеш так генотипи СР АА; СР АВ; СР ВВ. Ввдповвдно частота СР А становила 0,613 а частота СР В - 0,387.
При проведення електрофоретичних дослщжень у тварин рiзних порiд, нами були описанi алельш варiа-нти гeмоглобiну - НВ А i НВ В. Частота проявлення алельного варiанту НВ А у тварин симентальсько! породи становить 0,972, а вщповщно алелю НВ В 0,028. Висока концeнтрацiя алелю НВ А спостерта-еться за рахунок високого проценту наявносп гомозигот НВ АА (95%). Наявшсть гомозигот за локусом НВ ВВ у симентальско! худоби в наших дослвдженнях не вiдмiчeно. Слад зауважити, що судячи з лiтeратурних джерел i власних дослiджeнь можна можна зробити висновок, що у велико! рогато! худоби частота прояв-лення алельного варiанту НВ В дуже низька. За локусом гемоглоб^ у дослiджуваних груп тварин сро! укра!нсько!породи, чорно-рябих та червоно-рябих голштинiв не виявлено полiморфiзму.
При eлeктрофорeтичнiй розгонцi вщмитих еретро-цитiв дослiджуваних груп тварин було виявлено два фенотипи пуриннуклеозидфосфорилази: один пов'язаний з високою актившстю (Н), iнший з низь-
кою актившстю (L). На електрофореграм1 фенотип пуриннуклеозидфосфорилаза з високою актившстю NP-H типувався на фенотипи з р1зною рухливютю: фенотипи з швидкою (NP-HF) i фенотипи з повшьною (NP-HS) (2). Частота проявлення фенотипу з низькою актившстю була бшьшою у групи тварин, в яку вхо-дять чорно-рябi, червоно-рябi голштини та пiнцгау i становила в межах 87-90%, а фенотипу з високою актившстю вщповщно нижча. 1нша група (швiци, бура карпатська, симентали) характеризувалися ниж-чою частотою проявлення фенотипу з високою актив-нiстю (72%, 67%, 75%). При переглядi лггературних джерел не виявлено даних для проведення порiвнян-ня.
Висновки
Таким чином, ствставлення одержаних нами даних з лггературними сввдчить про наявшсть, за гене-тико-бiохiмiчними системами, породоспецифiчних особливостей i !х стабшьшсть в часi в рiзних репонах розведення. Можна чекати, що основними причинами шдтримання таких генетичних породоспецифiчних характеристик можуть бути наступнi причини: спшь-нiсть походження (ефект засновника), вплив факторiв штучного та природнього добору. Не останне значен-ня у саме такому розподiлi алельних варiантiв рiзних генетико-бiохiмiчних систем мае з'вязок з виражешс-тю рiзних характеристик продуктивностi, а також закономiрностi внутрiпородно! диференцiацi! в зале-жносл ввд еколого-географiчних умов розведення тварин.
Перспективи подальших досл1джень. Буде вивча-тися генетичну структуру рiзних порвд для кращо! ефективностi селекцiйно!' роботи та збереження генофонду.
Бiблiографiчнi посилання
Harris, H., Hopkinson, D.A. (1976). Handbook of enzyme
electrophoresis in human genetics. - Amsterdam. Ansay, M., Hanset, R. (1972). Purine nucleoside posphorylase (NP) of bovine erythrocytes: genetic control of electrophoretic variants. Anim. Blood Grps biochem. Genet. 3, 4, 219-227. Makaveev, C., Tjankov, S., Jablanski, C. (1985). Imunogenetika v zhivotnov'edstvoto. Zemizdat (in Russian).
Sirackij, J.Z. (1992). Fiziologo-geneticheskie osnovy vyrashhivanija i efektivnogo ispol'zovanija bykov-proizvoditelej. Kiev (in Russian). Glazko, T.T., Zubec, V.M., Tarasjuk, S.I. (2005). Geneticheskaja komponenta bioraznoobrazija krupnogo rogatogo skota (in Russian).
Стаття надтшла до редакцп 1.03.2017
