Научная статья на тему 'ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА FGF21 В ТАТАРСТАНСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ГОЛШТИНСКОЙ ПОРОДЫ'

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА FGF21 В ТАТАРСТАНСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ГОЛШТИНСКОЙ ПОРОДЫ Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

CC BY
63
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕН / АЛЛЕЛЬ / ГЕНОТИП / ПОЛИМОРФИЗМ / FGF21 / ФАКТОР РОСТА ФИБРОБЛАСТОВ 21 / GENE / ALLELE / GENOTYPE / POLYMORPHISM / FIBROBLAST GROWTH FACTOR 21

Аннотация научной статьи по агробиотехнологии, автор научной работы — Сафина Н.Ю., Шакиров Ш.К., Гайнутдинова Э.Р., Зиннатова Ф.Ф.

Представленное исследование посвящено генотипированию коров голштинской породы по гену FGF21 с применением метода ПЦР-ПДРФ и мониторингу вариабельности аллелей и генотипов гена фактор роста фибробластов 21 у различных пород крупного рогатого скота. Для исследования были генотипированы 148 коров голштинской породы СХПК «ПЗ им. Ленина» Атнинского района. Тестирование ДНК-проб крови показало, что ген FGF21 полиморфен в исследуемой популяции. В ходе работы были идентифицированы следующие аллельные варианты и генотипы: C - 0,642 и T - 0,358; CC - 28,4 % (42 гол.), TC - 71,6 % (106 гол.), TT - 0,0 % (0 гол.). Оценка результатов методом хи-квадрат между наблюдаемым и ожидаемым распределением генотипов свидетельствует о нарушении генетического равновесия в исследуемой популяции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по агробиотехнологии , автор научной работы — Сафина Н.Ю., Шакиров Ш.К., Гайнутдинова Э.Р., Зиннатова Ф.Ф.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IDENTIFICATION OF FGF21 GENE POLYMORPHISM IN HOLSTEIN CATTLE POPULATION OF TATARSTAN

The present study is dedicated to genotyping of Holstein cattle whit using PCR-RLFP method and cattle pituitary-specific transcription factor-1gene allele and genotype diversity monitoring in the different breeds. 148 Holstein cows of Integrated Agricultural Production Centre «Stud farm named after Lenin» of Atninsky district of Republic of Tatarstan were genotyped for the study. Blood sample DNA testing showed that the FGF21 gene is polymorphic for the population under the research. In the course of work the following allelic variants and genotypes were identified: C - 0.642 and T - 0.358; CC - 28.4 % (42 animals), TC - 71.6 % (106 animals), TT - 0.0 % (0 animals). The chi-square method testing between the observed and expected genotype distribution indicates a violation of genetic equilibrium in the population under study.

Текст научной работы на тему «ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА FGF21 В ТАТАРСТАНСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ГОЛШТИНСКОЙ ПОРОДЫ»

ЛЕЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РАССТРОЙСТВ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА ТЕЛЯТ КОМПЛЕКСНЫМ ПРЕПАРАТОМ НА ОСНОВЕ МОНТМОРИЛЛОНТА

Рогалева Е.В., Семененко М.П., Кузьминова Е.В., Абрамов А.А., Семененко К.А

Резюме

В статье приводятся данные результатов лечения функциональных расстройств желудочно-кишечного тракта телят комплексным препаратом на основе природного слоистого алюмосиликата. Для изучения лечебной эффективности тиононтрита-S были сформированы три группы телят 2-3 дневного возраста с массой тела 33-37 кг, с явно выраженными функциональными расстройствами желудочно-кишечного тракта. Первая группа телят получала тиононтрит-S, вторая - препарат-аналог (моренит), а контрольные телята получали отвар коры дуба и изотонический раствор хлорида натрия с молоком. С целью восстановления микрофлоры телятам назначали пробиотик энтеробифидин. Установлено, что использование тиононтрита-S ускоряет сроки выздоровления телят, по сравнению с остальными средствами от 3 до 5 суток, стабилизирует биохимический гомеостаз, а также способствует лучшему росту и развитию подрастающего молодняка.

TREATMENT OF FUNCTIONAL DISORDERS OF THE GASTROINTESTINAL TRACT OF CALVES WITH A COMPLEX DRUG BASED ON MONTMORILLONITE

Rogaleva E.V., Semenenko M.P., Kuzminova E.V., Abramov A.A., Semenenko K.A.,

Summary

The article presents data on the results of treatment of functional disorders of the gastrointestinal tract of calves with a complex preparation based on natural layered aluminosilicate. To study the therapeutic effectiveness of thionontritis-S, three groups of 2-3 day old calves with a body weight of 33-37 kg, with pronounced functional disorders of the gastrointestinal tract were formed. The first group of calves received thionontrit-S, the second group received an analog drug (more-nite), and the control calves received a decoction of oak bark and an isotonic solution of sodium chloride with milk. To restore the microflora in calves administered the probiotic enterability. It was found that the use of thionontrit-S accelerates the recovery time of calves, compared to other means from 3 to 5 days, stabilizes the biochemical homeostasis, and also contributes to the better growth and development of young calves.

DOI 10.31588/2413-4201-1883-242-2-149-153 УДК 636.082.2:636.034

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА FGF21 В ТАТАРСТАНСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ГОЛШТИНСКОЙ ПОРОДЫ

Сафина Н.Ю. - к.б.н., н.с., Шакиров Ш.К. - д.с.-х.н., профессор, гл.н.с., Гайнутдинова Э.Р. - м.н.с., Зиннатова Ф.Ф. - к.б.н., в.н.с.

ТатНИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН

Ключевые слова: ген, аллель, генотип, полиморфизм, FGF21, фактор роста фиб-робластов 21

Keywords: gene, allele, genotype, polymorphism, FGF21, fibroblast growth factor 21

Фактор роста фибробластов 21 - ный гормон, который регулирует перифе-

белок, являясь членом эндокринного под- рическую толерантность к глюкозе, энер-

семейства, представляет собой печеноч- гетический баланс и липидный обмен [2,

По сообщению исследователей, гормон FGF21 стимулирует окисление ли-пидов в печени, кетогенез и глюконеоге-нез, а при несоблюдении норм кормления стабилизирует обеспечение организма достаточным количеством энергии и глюкозы [2, 5, 10]. Из-за своей критической функции в регуляции энергетического го-меостаза, терморегуляции и метаболизме глюкозы в печени и жировой ткани, фактор роста фибробластов 21 рассматривался как медиатор отложения жира и, следовательно, может быть связан с динамикой живой массы [9].

Ген FGF21 экспрессируется в печени, поджелудочной железе, белой жировой ткани и скелетных мышцах [4, 6, 8], картирован на 18 хромосоме, содержит 2 интро-на и 3 экзона, состоит из 2632 п.н.

Ранее S. Xiao-Mei и соавторами было установлено, что полиморфизмы гена FGF21 в значительной степени связаны с живой массой крупного рогатого скота в 18 мес., по большей части, с изменением количества отложений жира в тканях организма. Мутация в гене FGF21 оказывает значительное влияние на рост мышц, размер сердца и отложение жира [7].

Ввиду важности в поглощении глюкозы, липидном гомеостазе и резистентности к ожирению, а также регуляции кетоза у дойных коров, ген FGF21 может рассматриваться как потенциальный ген-маркер крупного рогатого скота в селекционных программах.

Целью работы являлось изучение полиморфизма 2 интрона 3 экзона ^.940 С>Т) гена фактор роста фибробластов 21 (FGF21) в татарстанской популяции голштинской породы крупного рогатого скота.

Материал и методы исследований. Исследования проводилось в СХПК «Племенной завод им. Ленина» Атнинско-го района Республики Татарстан и лаборатории отдела агробиологических исследований ТатНИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН. Для опыта было отобрано 148 проб крови коров голштинской породы. Из образцов биологического материала ДНК выделяли с помощью готового набора «Ам-

плиПрайм» ДНК-сорб-В (Некст Био, Россия), согласно инструкции производителя. ДНК-тестирование на выявление SNP (g.940 C>T) для локуса гена FGF21 - Xba I проводили методом ПЦР-ПДРФ (полиме-разная цепная реакция - полиморфизм длины рестрикционных фрагментов).

Состав реакционной смеси общим объемом 25 мкл содержал 13,6 мкл де-ионизированной воды, 2,5 мкл смеси dNTPs, 0,5 мкл Taq-полимеразы и 2,5 мкл поставляемого с ней буфера, и по 0,4 мкл каждого из праймеров: F: 5'-CCTGGCTCATGCTGGGCGAAGGGTC-3', R: 5'-

CGGAGGCAGGTCCCTCCCTTAAC-CTCTAG -3' [9].

Для амплификации использовали термоциклер «100 Thermal Cycler» (BioRad, США), с установленными темпера-турно-временными режимами: предварительная денатурация 5 мин. при температуре 94°С; 34 цикла (денатурация, отжиг и элонгация): 94°С - 30 сек., 67°С - 30 сек., 72°С - 40 сек.; финальная элонгация при 72°С в течение 10 мин.

Для выявления полиморфизма ПЦР-продукты подверглись обработке смесью, содержащей эндонуклеазу рестрикции Xba I (из штамма E.coli несущего клонированный ген Xba I из Xanthomonas badrii), SE-буфер О и BSA, и гидролизу при 37 °С в течение 16 ч. Электрофоретическое разделение полиморфных фрагментов проводили в агарозном 2,6 % геле в течение 30 мин. при 20 Вт в 1хТВЕ буфере в присутствии этидия бромида. Визуализация, видеофиксация и документирование осуществлялось в УФ-трансиллюминаторе и системе Gel&Doc (Bio-Rad, США). Идентификацию генотипов определяли по выявляемому полиморфизму последовательностей ДНК.

Частоту встречаемости генотипов определяли по формуле Г.Н. Шангина-Березовского, частоту отдельных аллелей определяли по формуле Е.К. Меркурьевой, генетическое равновесие в популяции рассчитывалось согласно закону Харди-Вайнберга [1]. Проверка вариабельности между наблюдаемым и ожидаемым распределением генотипов в популяции про-

водилась по методу хи-квадрата Пирсона

(х2).

Результаты исследований. Элек-трофореграмма в агарозном геле показала сочетание фрагментов, в зависимости от генотипа животного. Различные генотипы представлены следующим количеством оснований: СС - 207 п.о., ТС - 179 и 207 п.о.; ТТ - 179 п.о. По данным детекции ло-куса гена FGF21 - Xba I, идентифицированы два аллеля и два генотипа (Таблица 1). Частота встречаемости составила: аллель С - 0,642 и аллель Т - 0,358; генотип СС -

28,4 % (42 гол.) и генотип ТС - 71,6 % (106 гол.). Гомозиготный генотип ТТ в исследуемой популяции не обнаружен.

Тестирование методом хи-квадрат показало, что в ожидаемом распределении наблюдается смещение в сторону наращивания гомозиготности. Вариабельность между наблюдаемым и ожидаемым распределением генотипов установлена Х2=46,06, что выше допустимых значений (х2>х2крит), и свидетельствует об отсутствии генетического равновесия согласно закону Харди-Вайнберга в изучаемой популяции.

Таблица - Частота встречаемости аллелей и генотипов гена FGF21

Ген N = 148 Частота генотипов Частота аллелей x2

n % n % n %

CC TC TT C T

FGF21 Н 42 28,4 106 71,6 0 0,0 0,642 0,358 46,06

О 61 41,2 68 46,0 19 12,8

Н* - наблюдаемое распределение, О** - ожидаемое распределение

Указанный SNP ^.940 С>Т) гена FGF21, исследованный ранее у скота пород Наньян (Nanyang), Цзясянь (Jiaxian), Циньчуань ^т^иап), Люкс (Ьих^ и Китайской красной степной, идентифицирован с различной вариабельностью аллелей и генотипов [9]. По всем породам наблюдается преобладание в распространении аллеля С над аллелем Т, частота встречаемости по опытным группам составила 0,618-0,985. В нашем исследовании разница в соотношении аллеля С к Т составила 44,2 %. У Китайского красного степного скота, как и в нашем случае, отсутствует гомозиготный ТТ-генотип, а генотип ТС представлен незначительным количеством особей, - всего 3 %. В других породах частота встречаемости генотипа ТТ гена FGF21 была минимальна и составляла 3,1-6,4 % от общего стада. Максимальное количество гетерозиготных ТС-животных (48,5 %) отмечается в породе Люкс. Во всех остальных группах преобладал гомозиготный генотип СС, представители которого имели долю от 54,5 до 97,0 % в исследуемом поголовье.

Заключение. Таким образом, исследуемая популяция голштинского крупного рогатого скота является полиморфной и представлена двумя генотипами. Даль-

нейшее изучение гена FGF21 является интересным и практически значимым исследованием с целью прогнозирования кетоза и регуляции энергетического гомеостаза крупного рогатого скота.

Для получения более точных данных в этом вопросе необходимо проведение дальнейших исследований по изучению биоразнообразия и установлению ассоциаций генотипов гена FGF21 с хозяйственно-полезными признаками голштин-ского крупного рогатого скота на большем поголовье.

Статья подготовлена в рамках государственного задания: Мобилизация генетических ресурсов растений и животных, создание новаций, обеспечивающих производство биологически ценных продуктов питания с максимальной безопасностью для здоровья человека и окружающей среды. Номер регистрации: АААА-А18-118031390148-1.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Меркурьева, Е.К. Генетика с основами биометрии / Е.К. Меркурьева, Г.Н. Шангин-Березовский. - М.: Колос, 1983. -400 с.

2. Badman, M.K. Hepatic fibroblast growth factor 21 is regulated by 27 PPAR al-

pha and is a Key mediator of hepatic lipid metabolism in Ketotic States / M.K. Badman et al. // Cell Metab. - 2007. - Vol. 5. - P. 426437.

3. Inagaki, T. Endocrine regulation of the fasting response by PPARalpha-mediated induction of fibroblast growth factor 21 / T. Inagaki [et al.] // Cell Metabolism. - 2007. -№. 5. - P. 415-425.

4. Izumiya, Y. FGF21 is an Aktregulated myokine / Y. Izumiya [et al.] // FEBS Letters. - 2008. - Vol. 582. - P. 38053810.

5. Lundasen T. PPAR alpha is a key regulator of hepatic FGF21 / T. Lundasen [et al.] // Biochemical and Biophysical Research Communications. - 2007. - Vol. 360. - P. 437-440.

6. Nishimura, T. Identification of a novel FGF, FGF-21, preferentially expressed in the liver / T. Nishimura, Y. Nakatake, M. Konishi, N. Itoh // Biochimica et Biophysica Acta. - 2000. - Vol. 1492. - P. 203-206.

7. Van, Laere A.S. A regulatory muta-

tion in IGF2 causes a major QTL effect on muscle growth in the pig / A.S. Van Laere et al. // Nature. - 2003. - Vol. 425. - P. 832836.

8. Wang, H. Identification of a domain within peroxisome proliferator-activated receptor gamma regulating expression of a group of genes containing fibroblast growth factor 21 that are selectively repressed by SIRT1 in adipocytes / H. Wang, L. Qiang, S.R. Farmer // Molecular and Cellular Biology. - 2008. - Vol. 28. - P. 188-200.

9. Xiao-Mei, S. Two novel intronic polymorphisms of bovine FGF21 gene are associated with body weight at 18 months in Chinese cattle / S. Xiao-Mei et al. // Livestock Science. - 2013. Vol. 155(1). - P. 23-29. DOI:10.1016/j.livsci.2013.03.023

10. Xu, J. Fibroblast growth factor 21 reverses hepatic steatosis, increases energy expenditure, and improves insulin sensitivity in diet-induced obese mice / J. Xu, D.J. Lloyd, C. Hale // Diabetes. - 2009. - Vol. 58(1). - P. 250-259.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА FGF21 В ТАТАРСТАНСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ГОЛШТИНСКОЙ ПОРОДЫ

Сафина Н.Ю., Шакиров Ш.К., Гайнутдинова Э.Р., Зиннатова Ф.Ф.

Резюме

Представленное исследование посвящено генотипированию коров голштинской породы по гену FGF21 с применением метода ПЦР-ПДРФ и мониторингу вариабельности аллелей и генотипов гена фактор роста фибробластов 21 у различных пород крупного рогатого скота. Для исследования были генотипированы 148 коров голштинской породы СХПК «ПЗ им. Ленина» Атнинского района. Тестирование ДНК-проб крови показало, что ген FGF21 полиморфен в исследуемой популяции. В ходе работы были идентифицированы следующие аллельные варианты и генотипы: C - 0,642 и T - 0,358; ^ - 28,4 % (42 гол.), ТС - 71,6 % (106 гол.), ^ - 0,0 % (0 гол.). Оценка результатов методом хи-квадрат между наблюдаемым и ожидаемым распределением генотипов свидетельствует о нарушении генетического равновесия в исследуемой популяции.

IDENTIFICATION OF FGF21 GENE POLYMORPHISM IN HOLSTEIN CATTLE POPULATION OF TATARSTAN

Safina N.Yu., Shakirov Sh.K., Gaynutdinova E.R., Zinnatova F.F.

Summary

The present study is dedicated to genotyping of Holstein cattle whit using PCR-RLFP method and cattle pituitary-specific transcription factor-lgene allele and genotype diversity monitoring in the different breeds. 148 Holstein cows of Integrated Agricultural Production Centre «Stud farm named after Lenin» of Atninsky district of Republic of Tatarstan were genotyped for the study. Blood sample DNA testing showed that the FGF21 gene is polymorphic for the population under the research. In the course of work the following allelic variants and genotypes were identified: C -0.642 and T - 0.358; CC - 28.4 % (42 animals), TC - 71.6 % (106 animals), TT - 0.0 % (0 animals). The chi-square method testing between the observed and expected genotype distribution indicates a violation of genetic equilibrium in the population under study.

DOI 10.31588/2413-4201-1883-242-2-153-158 Y^K 579.62:577.212.3

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ БЕЛКИ LTR, P24, GP51, POL В КАЧЕСТВЕ ДНК-МАРКЕРОВ ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ВОЗБУДИТЕЛЯ ЛЕЙКОЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА В ПЦР-РВ

Сафина Р.Ф. - аспирант

ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности»

Ключевые слова: полимеразная цепная реакция (ПЦР), энзоотический лейкоз Keywords: polymerase chain reaction (PCR), enzootic bovine leukemia

Инфекционные заболевания домашних животных оказывают существенное влияние на их продуктивность, жизнеспособность и рыночную ценность. Одним из таких заболеваний является лейкоз крупного рогатого скота - хроническая инфекционная болезнь с длительным латентным периодом, поражающая органы кроветворной системы. Заболевание характеризуется патологически усиленной пролиферацией лимфоидных клеток в местах их возникновения и за их пределами, выбросом этих клеток в циркулирующую кровь, появлением злокачественных образований в кроветворных и других органах и тканях [1]. Подсчитано, что животные, инфицированные вирусом лейкоза, имеют молочную продуктивность на 12,7 % и содержание жира в молоке на 0,09 % ниже, чем серо-негативные [2].

Лейкоз крупного рогатого скота вызывается вирусом лейкоза крупного рога-

того скота (ВЛ КРС), который является этиологическим агентом бычьего лейкоза и получил название «вирус лейкоза крупного рогатого скота» или Bovine Leukemia Virus (BLV). Он относится к семейству Retroviridae, подсемейству Oncoviridae. Вирус лейкоза крупного рогатого скота (BLV) представляет собой B-лимфотропный онкогенный член семейства Retroviridae, который инфицирует крупный рогатый скот во всем мире и является возбудителем энзоотического лейкоза крупного рогатого скота (ЭЛ КРС), опухолевой пролиферации B-клеток [3, 4]. BLV-инфекция характеризуется длительным периодом вирусной латентности и отсутствием виремии. Считается, что это связано с репрессией транскрипции вирусной экспрессии in vivo [5]. Латентность, вероятно, является вирусной стратегией, позволяющей избежать иммунного ответа хозяина, тем самым способствуя развитию

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.