CC BY
15DOI https://doi.org/10.47612/1999-9127-2022-32-88-96 УДК 575.174.4+575.174.015.3
Е. Л. Романишко, А. И. Киреева, М. Е. Михайлова, Р. И. Шейко
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА RS17872000 В ГЕНАХ КАЛЬПАИНА (CAPN1) И RS109221039 КАЛЬПАСТАТИНА (CAST) У КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА МЯСНОГО НАПРАВЛЕНИЯ
ПРОДУКТИВНОСТИ
Государственное научное учреждение «Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси» Республика Беларусь, 220072, г. Минск, ул. Академическая, 27 e-mail: [email protected]
Аллельные варианты однонуклеотидных полиморфизмов генов CAPN1 и CAST крупного рогатого скота ассоциированы с «мраморностью» и «нежностью» мяса. Методами KASP и ПЦР-РВ были исследованы SNP в гене CAPN1 (rs17872000) и гене CAST (rs109221039) у КРС мясных пород, разводимых в Республике Беларусь. Анализ генетической структуры исследуемых выборок из популяций КРС по гену CAPN1 показал, что частота встречаемости предпочтительного аллеля С, ассоциированного с «мраморностью», у КРС абердин-ангусской породы составила 34,3%, у породы лимузин — 14,3%, у породы герефорд — 13,9%. Частота встречаемости предпочтительного аллеля А (CAST), обуславливающего повышенную «нежность» мяса, составила у абердин-ангусской породы 87,1 %, лимузинской — 75,5 %, и герефорд — 77,8 %. Использование генетических маркеров в качестве важного дополнительного критерия в селекции скота мясного направления в сочетании с основными зоотехническими методами позволит улучшить показатели мясной продуктивности.
Ключевые слова: ДНК-тестирование, CAST, CAPN1, SNP, КРС, KASP, ПЦР-РВ, мясные качества, мрамор-ность, нежность.
Введение
В настоящее время в Республике Беларусь животноводство развивается как в молочном, так и мясном направлении. Развитие мясного скотоводства предусматривает не только увеличение объемов производства мяса, но и улучшение его органолептических качеств. Получение высококачественного мяса зависит от таких факторов, как геном животных, условия содержания и кормления. В хозяйствах Республики Беларусь 89% крупного рогатого скота (КРС) составляют животные молочного направления продуктивности. Основными породами мясного направления продуктивности являются: лимузинская, герефордская, абердин-ангусская и шароле. По состоянию на 2021 г. в республике было более 7,5 тыс. голов чистопородных коров, в том числе 3,4 тыс. голов абердин-ангуского скота, 3,4 тыс. голов лимузинской породы, около 2 тыс. голов ге-рефордской породы и 147 животных породы шароле. Всего в мясном скотоводстве задействовано около 60,0 тыс. голов скота. В стра-
не созданы 25 хозяйств, специализирующихся на разведении мясного скота. Создано семь селекционно-генетических центров по разведению племенного скота мясного направления и производству племенной продукции (материала). Основная масса мяса КРС в стране производится путем скрещивания молочного скота с быками специализированных мясных пород [1-3].
Развитие отрасли животноводства связано с увеличением потребительского спроса на качественную говядину. Одними из важнейших потребительских свойств мясной продукции КРС являются органолептические качества мяса: вкус, запах, нежность, мрамор-ность и сочность. «Нежность» мяса — это хозяйственно полезный признак, который можно определить, как степень жесткости мышечных волокон, которая измеряется по усилию сдвига Уорнера Братцлера (WBSF, кг). Нежность мяса зависит от множества факторов: содержание в мышцах соединительной ткани, возраст и пол животного, методы техно-
логической обработки, а также генетических факторов. После убоя животных гликоген переходит в молочную кислоту, которая при достаточно длительном воздействии размягчает соединительную ткань. С возрастом в мясе животных снижается содержание влаги и повышается содержание жира, изменяется белковый качественный показатель, увеличивается количество соединительных белков. В соединительной ткани взрослых животных увеличивается содержание эластина, а коллагено-вые волокна обладают значительно большей жесткостью. Мышечные белки подвергаются различной степени денатурации и протео-лиза [4-7]. Широкий спектр клеточных процессов в тканях млекопитающих регулирует кальпаин — кальпастатиновая (CAPN-CAST) система, которая включает кальций зависимые протеиназы ц- и m-кальпаины и их ингибитор — кальпастатин. CAPN-CAST система оказывает влияние на различные процессы, протекающие в скелетной мускулатуре, играет значительную роль в регуляции катаболизма и анаболизма белков, развитии и распаде мускулатуры, органогенезисе, клеточном цикле, движении мышечных волокон и смерти клеток. Кальций-зависимая протеиназа каль-паин первого типа и ее ингибитор кальпа-статин, кодируемые генами CAPN1 и CAST, соответственно, играют ключевую роль в естественной тендеризации мяса, изменяя мышечные волокна в послеубойный период. Показано, что некоторые аллельные варианты генов CAPN1 и CAST ассоциированы с более нежным мясом КРС [8-10].
Ген CAPN1 — кодирует каталитическую субъединицу 80 кДа ц-кальпаина, которая относится к семейству нелизосомальных внутриклеточных цистеиновых кальций-зависимых протеиназ. Кальпаин — протеолитический фермент, который участвует в частичном разрушении мышечных волокон в процессе созревания мяса в послеубойный период. Данный процесс происходит за счет декомпозиции Z-дисков скелетной мускулатуры и ослабления связей между мышечными волокнами, что создает условия для равномерного распределения внутримышечного жира между волокнами и обеспечивает нежность и сочность мяса, его «мраморность» [9-12]. CAPN1 — состоит из 22 экзонов, имеет размер около 30 т. н. п.
и расположен на 29 хромосоме [13]. В кодирующей части гена выявлена несинонимическая нуклеотидная замена g.43405875C > G, приводящая к замене в аминокислотной последовательности глицина на аланин в положении 316 (rs17872000). Желательной аллельной формой, обеспечивающей получение мяса повышенной нежности, является С316. Гомозиготные животные по этому аллелю представляют большой интерес для селекциии на мясность. Животные с мутацией в локусе гена CAPN1, которая приводит к аминокислотной замене глицина на аланин, имеют более высокую нежность мяса, по сравнению с животными-носителями глицинового аллеля (>30%) [12-14].
Ген CAST — кодирует важнейший белок-регулятор кальпаиновой системы кальпаста-тин, который ингибирует протеолитическую активность ц- и m-кальпаинов, предотвращая их связывание с мембранами, тем самым регулируя посмертный протеолиз мяса после убоя [13-15]. После прекращения кровообращения нарушается поступление кислорода в мышечные волокна. С этого момента в мясе запускаются метаболические процессы при анаэробных условиях, снижающие уровень АТФ в мышечных клетках. Формирование в этих условиях в мышечной ткани поперечных мостиков актомиозина приводит к увеличению плотности мяса. Затем наступает стадия естественной тендеризации мяса и увеличение его нежности [16]. Эффективность естественной тендеризации зависит от постубойного протеолиза мышечных волокон. CAST — состоит из 35 экзонов, имеет размер около 149 т. п. н. расположен на 7 хромосоме [17]. В некодирующей части гена (3'UTR) выявлен однонуклеотидный полиморфизм, характеризующийся заменой аденина на гуанин в g.96165561A > G (rs109221039). Согласно исследованию Barendse, предпочтительным является генотип АА, ассоциированный с «нежностью» мяса. Гетерозиготные животные, имеющие два аллеля A и G в гене CAST, не показали значимых отличий в нежности мяса [16, 18-19].
Обеспечение населения качественными мясными продуктами является одной из главных задач продовольственной безопасности страны. Благодаря грамотному проведению селекционных мероприятий достигнуты значи-
тельные результаты в мясном животноводстве. Однако эта отрасль еще не вышла на рентабельность производства, что требует поиска и внедрения новых технологий для повышения эффективности отрасли [20, 21]. Включение молекулярно-генетических исследований в селекционные программы рекомендовано для повышения их эффективности. Поэтому цель работы заключалась в разработке методов идентификации полиморфных вариантов (SNP) 471A > G (CAST) и 947C > G (CAPN1) с целью отбора животных с предпочтительными генотипами в выборках КРС мясного направления продуктивности.
Материалы и методы
В качестве объекта исследования был использован крупный рогатый скот мясного направления продуктивности. Материалом для исследования служила ДНК, выделенная из биологического материала — цельной крови, проб ткани (ушной выщип) и спермы. Вы-
деление ДНК проводили набором реагентов «Нуклеосорб» («Праймтех», Беларусь).
Количество выделенной ДНК определяли с помощью флуориметра DeNovix DS 11 FS с использованием набора реагентов для измерения концентрации ДНК DeNovix dsDNA Broad Range Kit (DeNovix, США).
Для идентификации полиморфизма rs109221039 (A/G) CAST2959 в гене кальпастатина (CAST) и rs17872000 (C/G) CAPN1316 в гене ц-кальпаина (CAPN1) у крупного рогатого скота мясного направления продуктивности были использованы следующие методы: метод конкурентной аллель-специфической ПЦР ^ASP), метод полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) с использованием аллель-специфичных TagMan зондов (табл. 1).
ПЦР-РВ (полимеразная цепная реакция в реальном времени)
ПЦР-РВ проводили на приборе CFX96 (BioRad, США). ПЦР в объеме 20 мкл реакционной
Таблица 1
Описание полиморфизмов, ассоциированных с органолептическими качествами мяса у КРС мясного направления продуктивности и методов их идентификации
Ген Хромосома Локализация Полиморфизм (SNP) Тип мутации Метод
CAPN1 29 43405875 rs17872000 947C > G (316) (Ala316Gly) ПЦР-РВ/ KASP
CAST 7 96165561 rs109221039 471A > G (2959) KASP
смеси, содержала: 10 мкл реакционной смеси, 10 мкл разбавителя, 0,5 мкл ДНК полимера-зы и 10 нг геномной ДНК (Синтол, Россия). Программа амплификации: 95 °C — 2 мин; 95 °С — 20 сек; 63 °С — 40 сек (40 циклов). При каждой постановке ПЦР-РВ наряду с исследуемыми образцами амплифицировали положительные контрольные образцы (ПКО1, ПКО2, ПКО3), и отрицательный контрольный образец (ОКО). Анализ и учет полученных результатов ПЦР по гену CAPN1 (рис. 1) осуществляли с использованием программного обеспечения Bio-Rad CFX Mаestro 3.1.
Конкурентная аллель-специфическая ПЦР
Конкурентную аллель-специфическую ПЦР
(KASP, Kompetitive Allele Specific PCR) проводили на приборе CFX96 (Bio-Rad, США). Реакционная смесь для проведения ПЦР (10 мкл) содержала: х2 KASP Мастер Микс, смесь специфических праймеров (KASP Assay mix), деионизированную MQ-H2O и 10 нг геномной ДНК.
Полимеразную цепную реакцию проводили по программе: 94 °С — 15 мин; 94 °С — 20 сек; 60 °С — 1 мин (со снижением каждого цикла на 0,6 °С) — 10 циклов; 94 °С — 20 сек; 55 °С — 60 сек (26 циклов). Анализ и учет полученных результатов ПЦР осуществляли с использованием программного обеспечения Bio-Rad CFX Mаestro.
Рис. 1. Выявление полиморфизма 947С > G в гене СЛРЫ1 методом ПЦР-РВ: 1 — животное с генотипом СС (БАМ), 2 — животное с генотипом GG (R6G), 3 — животное с гетерозиготным генотипом СG (R6G/FAM),
4 — аллельная дискриминация
Двуаллельная дискриминация достигается за счет конкурентного связывания двух аллель-специфических прямых праймеров. Дискриминацию аллелей для определения генотипов проводили по значениям RFU (относительные единицы флуоресценции) для каналов FAM и HEX (табл. 2; рис. 2, 3).
Проведение ПЦР в режиме реального времени с использованием как технологии KASP, так и ТaqMan ПЦР-РВ позволяет значительно сократить время проведения анализа, что выгодно отличает эти технологии от ПЦР-ПДРФ анализа.
Таблица 2
Последовательность нуклеотидов исследуемых локусов генов CAPN1 и CAST
Ген Полиморфизм (SNP) Последовательность ДНК FAM Аллель HEX Аллель
CAPN1 rs17872000 GAGGCTGGGCAGGTCAGTGGCCGCCAGCCCCTGGCAGT-GCCGTTTTCCTACAGCTCCTCGGAGTGGAACG[C/G]CGTG-GACCCTTACATGCGGGAGCAGCTCCGGGTCAAGATGGAG-GATGGGGAGTTCTGGTGAGCAGCCCCCTCCTC C G
CAST rs109221039 TTGGAAAACGATGCCTCACGTGTTCTTCAGTGTTCT-GATTTCTCATGACCCCTTTCCTCTT[A/G]GACTTGTGGACT-GTGTTTGATGTTTCTTTGGGTTGTTGTTTATAAGTCAG A G
X
I „
. гэоо
2800
5 5
2500
rT-f-r-f-r■ Т"» ■ * V~T / Я 1 / 1 " i 7 " ■ / mm / J ■ / / г J / A J / 4 А / А / \ А /
г. Г>. г Г . ■ ■ 1 ■ 1 ■ « 1 . . ■ i 1 1 ■ О 1.1.....) .^п-тТТ. .... »1
гзоо 2400 2500 2600 2700 2300 2900 ЭООО 3100 RFU for Allele 1 - FAN! Q Pel* Co«*
Рис. 2. Дискриминация аллелей однонуклеотидного полиморфизма 947С > G в гене САРЫ] с использованием технологии KASP-генотипирования: 1 кластер — животные с генотипом GG; 2 кластер — животные с генотипом СG; 3 кластер — животные с генотипом СС, которые представляют интерес для селекции;
4 — контроль без матрицы (ЭТС)
Allelic pufnmiiubnn
4М0 2300
эс
^ 2700 ■
ы 5
Э 2S00 £
2400
гзоо
г л ___ \
О , / л* А 1 )
• ( "1 —ч •
/ -*г / V • / 1
{tj/ )
?4 0Ч 2500 2600
2TQQ гзоа гэоо зооо
RFLI 10* AJNi* 1 ■ FAM
зюо згоо
□ Peta-GesnJin,
Рис. 3. Дискриминация аллелей однонуклеотидного полиморфизма 471A > G в гене CAST с использованием технологии KASP-генотипирования: 1 кластер — животные с генотипом GG; 2 кластер — животные с генотипом AG; 3 кластер — животные с предпоччтительным генотипом АА; 4 — контроль без матрицы (NTC)
Результаты исследования
В качестве объекта исследования был использован крупный рогатый скот мясного направления продуктивности (п = 102) следующих пород: лимузинская (п = 49 гол.), ге-рефордская (п = 18 гол.), абердин-ангусская (п = 35 гол.) из животноводческих хозяйств Республики Беларусь. Оценена частота аллелей и генотипов исследуемых полиморфных
вариантов генов в выборке племенных животных различных пород КРС, разводимых в Республике Беларусь (табл. 3).
Анализ генетической структуры в исследуемых выборках из популяций крупного рогатого скота по гену САРЫ] показал, что частота встречаемости предпочтительного аллеля С, улучшающего качественные показатели мяса («мраморность»), у КРС абердин-ангус-
Таблица 3
Частоты аллелей и генотипов исследуемых полиморфных вариантов генов CAPN1 и CAST
Ген Порода Всего Частота встречаемости генотипов, % Частота аллелей, ±Sq
n СС n CG n GG C G
CAPN1 Герефордская 18 0 - 5 27,8 13 72,2 0,139 ± 0,058 0,861 ± 0,058
Абердин-ангусская 35 6 17,1 12 34,3 17 48,6 0,343 ± 0,057 0,657 ± 0,057
Лимузинская 49 1 2,0 12 24,5 36 73,5 0,143 ± 0,035 0,857 ± 0,035
n AA n AG n GG A G
CAST Герефордская 18 10 55,6 8 44,4 0 - 0,778 ± 0,069 0,222 ± 0,069
Абердин-ангусская 35 26 74,3 9 25,7 0 - 0,871 ± 0,04 0,129 ± 0,04
Лимузинская 49 28 57,1 18 36,7 3 6,1 0,755 ± 0,043 0,245 ± 0,043
ской породы составила 34,3%, у породы лимузин — 14,3%, у породы герефорд — 13,9%. Частота встречаемости животных с желательной аллельной формой в гомозиготе (генотип СС) составляет у абердин-ангусской породы — 17,1%, у лимузинов — 2%. В исследованной выборке КРС герефордской породы животных с предпочтительным генотипом СС не выявлено. Полученные нами данные отличаются от литературных, так, в исследовании Dzhulamanov с соавторами частота встречаемости животных с генотипом СС в российской популяции герефордов составляет 7,9% [22]. В Бразильской популяции КРС помеси Ангус х Герефорд частота предпочтительного аллеля С гена СЛРЫ1 составила от 27 до 46%, в помесной популяции Лимузин х Герефорд х Ангус —29% [23].
Согласно литературным данным, при анализе казахской белоголовой породы (п = 39) 10,3% имели желательную форму аллеля (СС), а 2,6% составляли гетерозиготы ОС. Анализ проб животных калмыцкой породы (п = 122) показал большую частоту желательного генотипа СС — 19,67%. Частота животных с генотипом СС у каргалинского мясного типа
(n = 52) составила 17,31%. Таким образом, у животных калмыцкой породы частота желательного генотипа СС выше, чем у аналогов казахской белоголовой породы на 9,41%, а по сравнению с каргалинским мясным типом — на 2,36%. Превосходство животных каргалинского мясного типа над казахскими белоголовыми составило 7,05% [18].
Анализ генетической структуры исследуемых выборок из популяций крупного рогатого скота по гену CAST показал, что частота предпочтительного аллеля А, улучшающего качественные показатели мяса («нежность»), у КРС абердин-ангусской породы составила 87,1%, у породы лимузинская — 75,5%, у породы герефорд — 77,8%. Частота встречаемости предпочтительного генотипа АА, обуславливающего повышенную «нежность» мяса крупного рогатого скота, выше у абердин-ан-гусской породы (74,3%), по сравнению с лимузинами и герефордами — 57,1% и 55,6% соответственно. Полученные нами данные соотносятся с литературными данными. В исследовании Morris c соавторами в популяции M. longissimus dorsi, полученной путем скрещивания пород джерсейской х лимузинской,
ангуской и герефордской частота предпочтительного аллеля A гена CAST варьировала от 84% до 99,5% [25].
Многочисленные исследования показали связь однонуклеотидных полиморфизмов генов CAPN1 и CAST с «нежностью» мяса у разных пород [9, 23-28]. Исследования Gill с соавторами показали, что полиморфизм rs17872000 гена CAPN1 у абердин-ангуско-го скота был в значительной степени связан с «нежностью» мяса, измеренной как с помощью тендерометра, так и с помощью «панели вкуса», а также весом задней четверти туши. Животные, наследующие генотип СС, имели более нежное мясо и более тяжелую заднюю часть [26]. В исследовании Casas с соавторами в популяции GPE7, в которую входили помеси пород герефордовская, ангусская, лиму-зинская, шароле, гельбви и симментальской (n = 539) оценивали такие признаки, как «нежность» мяса, измеренная как усилие сдвига Уорнера-Братцлера (WBSF; кг) через 14 дней после убоя, и признаки сочности и интенсивности вкуса. Мясо животных, наследующих генотип СС по CAPN1, было более нежным, чем у животных c генотипом GG. Однонукле-отидный полиморфизм в гене CAST оказал значительное (P < 0,003) влияние на WBSF и показатель нежности. Мясо животных, наследующих генотип ТТ гена CAST, было более нежным, чем у животных наследующих генотип СС [9]. Согласно исследованию Corva Р. с соавторами, самое жесткое мясо связано с аллелем G в гене CAPN1 [23].
Таким образом, исследование полиморфных вариантов генов CAPN1 и CAST и анализ генетической структуры популяций КРС, позволяет определить частоту предпочтительных аллелей для MAS-селекции мясного скота с целью улучшения органолептических качеств мясной продукции.
Заключение
В результате исследования выборок белорусских популяций крупного рогатого скота мясного направления продуктивности была показана частота встречаемости животных с предпочтительным генотипом CC (CAPN1), ассоциированным с «мраморностью» мяса, которая составила у абердин-ангусской породы — 17,1%, у лимузинов — 2%. В иссле-
дованной выборке герефордской породы животных с предпочтительным генотипом СС не было выявлено. Частота животных с предпочтительным генотипом АА (CAST), обуславливающим повышенную «нежность» мяса крупного рогатого скота выше у абердин-ан-гусской породы (74,3%), в сравнении с животными лимузинской и герефордской пород 57,1% и 55,6% соответственно. Использование разработанных методов генодиагностики крупного рогатого скота позволяет проводить идентификацию предпочтительных генотипов для производства более нежного мяса. Таким образом, увеличение частоты встречаемости предпочтительных аллелей С (CAPN1) и А (CAST) в популяции беларусского мясного скота путем подбора животных для селекции, будет способствовать улучшению органолепти-ческих качеств мясной продукции.
Список использованных источников
1. Пестис, М. В. Эффективность выращивания и откорма крупного рогатого скота в Гродненской области: монография / М. В. Пестис, Т. И. Еремеевич, П. В. Пестис. - Гродно: ГГАУ, 2011. - 163 с.
2. Обзор рынка мяса крупного рогатого скота государств — членов Евразийского экономического союза за 2013-2017 годы // Департамент агропромышленной политики Евразийской экономической комиссии Москва. - 2018.
3. Зоотехнические правила о порядке создания и использования генофондных стад, банков спермы и эмбрионов (в ред. постановления Минсельхозпрода от 23.11.2017 № 55). - Минск, 2017.
4. Романишко, Е. Л. Исследование полиморфизма C316G в гене кальпаина (CAPN1) крупного рогатого скота, ассоциированного с органолептическим качеством мяса / Е. Л. Романишко, А. И. Киреева, М. Е. Михайлова, и др. // Материалы IV Международной научной конференции «Генетика и биотехнология XXI века: проблемы, достижения, перспективы». - Минск. - 2020. - С. 99.
5. Casas, E.; White, S. N.; Riley, et. all. 2005. Assessment of single nucleotide рolymorphisms in the |i-Calpain Gene in Spanish Maternal Beef Breeds / Casas, E.; White, S. N.; Riley, et. all. // Animal Biotechnology. - 2009. - Vol. 20. - Issue
3. - P. 161-164.
6. Barendse, W. J. DNA markers for meat tenderness. - 2002. - International patent publication WO 02/064820 A1.
7. Гизатова Н. В. Потребительские свойства говядины // Международный научный журнал «Символ науки». - 2015. - № 10. - С. 68.
8. Casas, E.; White, S. N.; Wheeler, T. L Effects of calpastatin and ц-calpain markers in beef cattle on tenderness traits / Casas, E.; White, S. N.; Wheeler, T. L. et all // Journal of Animal Science.
- 2006. - № 84. - Р. 520-525.
9. Casas E., White S. N., Riley D. G., T. P. L. Assessment of single nucleotide polymorphisms in genes residing on chromosomes 14 and 29 for association with carcass composition traits in Bos indicus cattle / Casas E., S. N. White, D. G. Riley, T. P. L. et all // Journal of Animal Science. - 2005.
- Vol. 83. - Issue 1. - P. 13-19.
10. Curi, R. A.; Chardulo, L. A. L.; Silveira, A. C. 2008. Alternative genotyping method for the single nucleotide polymorphism A2959G (AF159246) of the bovine CAST gene / Curi, R. A.; Chardulo, L. A. L.; Silveira, A. C. et all // Pesquisa Agropecuaria Brasileira. - 2008. - № 3.
- Р. 657-659.
11. Колобынина К. Г., Соловьева В. В., Сле-пак В. З. Роль EF-HAND Ca2+/Mg2+ — связывающего белка тескалцина в процессах пролиферации и дифференцировки клеток // Гены&Клетки. - 2015. - Том X. - № 1. - С. 2834.
12. Barendse, W. J. DNA markers for meat tenderness. - 2002. - International patent publication WO 02/064820 A1.
13. Curi, R. A.; Chardulo, L. A. L.; Mason, M. C. Effect of single nucleotide polymorphisms of CAPN1 and CAST genes on meat traits in Nelore beef cattle (Bos indicus) and in their crosses with Bos taurus / Curi, R. A.; Chardulo, L. A. L.; Mason, M. C. et all // Animal Genetics.
- 2009. - № 40. - Р. 456-462.
14. Копилова К. В. Генетична структура рiзних порщ велико! рогато! худоби за молеку-лярно-генетичними маркерами / К. В. Копило-ва, А. В. Шельов, О. В. Березовський, К. В. Ко-пилов, В. I. Россоха // Науково-техшчний бюлетень. - 2013. - № 110. - С. 76-83.
15. Bruford M. W., Bradley, D. G. DNA markers reveal the complexity of livestock domestication / M. W. Bruford, D. G. Bradley
// Nature Reviews Genetics. - 2003. - № 4. -P. 900-910.
16. McClure M. C. et al. Genome-wide association analysis for quantitative trait loci influencing Warner-Bratzler shear force in five taurine cattle breeds //Animal genetics. - 2012.
- Т. 43. - С. 662-673.
17. Электронный ресурс: https://www. ensembl.org/index.html
18. Косян Д. Б., Использование метода ПЦР для генотипирования крупного рогатого скота по гену CAPN1 с использованием генетических маркеров/ Косян Д. Б. и др // Вестник ОГУ - 2012. - № 6 (142). - С. 26-30
19. Li X. et al. Association of polymorphisms at DGAT1, leptin, SCD1, CAPN1 and CAST genes with color, marbling and water holding capacity in meat from beef cattle populations in Sweden //Meat science. - 2013. - Т. 94. - С. 153-158.
20. Пилипук А. В., Гусаков Г. В., Карпович Н. В. Свистун Продовольственная безопасность Республики Беларусь: достижения и перспективы / А. В. Пилипук, Г. В. Гусаков, Н. В. Карпович и др. // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, agrarian series. - 2020. - vol. 58, no. 1. - Р. 2441.
21. Гизатова Н. В. Потребительские свойства говядины // Международный научный журнал «Символ науки». - 2015. - № 10. -С. 68.
22. Polymorphisms of CAPN1, CAST, GDF5, TG5 and GH genes in Russian Hereford cattle / K. Dzhulamanov, N. Gerasimov, M. Dubovskova, et all // Bulgarian Journal of Agricultural Science.
- 2019. - 25 (№ 2). - Р. 375-379.
23. Association of CAPN1 and CAST gene polymorphisms with meat tenderness in Bos taurus beef cattle / Pablo Corva, Liliana Soria, Alejandro Schor, et all // Genetics and Molecular Biology. - 2007. - № 30 (4). - Р. 1 064-1 069.
24. Genotypic effects of calpain 1 and calpastatin on the tenderness of cooked M. longissimus dorsi steaks from Jersey x Limousin, Angus and Hereford-cross cattle / C. A. Morris, N. G. Cullen, S. M. Hickey // Anim Genet. - 2006. - № 37(4).
- Р. 411-414.
25. A new single nucleotide polymorphism in CAPN1 extends the current tenderness marker test to include cattle of Bos indicus, Bos taurus, and crossbred descent / White, S. N., Casas,
E., Wheeler, T. L., et all. // Journal of Animal Science. - 2005. - № 83(9).
26. Association of selected SNP with carcass and taste panel assessed meat quality traits in a commercial population of Aberdeen Angus-sired beef cattle / Gill, J. L., Bishop, S. C., McCorquodale, C., et all. // Genetics Selection Evolution. - 2009. - № 41 (36).
27. Validation of commercial DNA tests for
quantitative beef quality traits / Van Eenennaam A. L., Li J., Thallman R. M., Quaas et all. // Journal of Animal Science. - 2007. - 85 (4). -P. 891-900.
28. Evaluation of single-nucleotide polymorphisms in CAPN1 for association with meat tenderness in cattle / Page B. T., Casas E., Heaton M. P., et all // Journal of Animal Science. - 2002. - 80(12). - P. 3 077-3 085.
E. L. Ramanishka, A. I. Kireyeva, M. E. Mikhailova, R. I. Sheyko
STUDY OF RS17872000 POLYMORPHISM IN CALPAIN (CAPN1) AND RS109221039 CALPASTATIN (CAST) GENES IN MEAT PRODUCTIVITY
CATTLE
State Scientific Institution "Institute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of Belarus" 27 Akademicheskaya St., 220072 Minsk, Republic of Belarus e-mail: [email protected]
Allelic variants of single nucleotide CAPN1 and CAST polymorphisms in cattle are associated with "marbling" and "tenderness" of meat. SNPs in CAPN1 (rs17872000) and CAST (rs109221039) genes in beef cattle breeds being bred in the Republic of Belarus were studied using KASP and real-time PCR methods. Genetic structure analysis of studied samples from cattle populations by the CAPN1 gene showed that the frequency of occurrence of the preferential C allele associated with "marbling" in Aberdeen Angus cattle was 34.3%, in the Limousine breed — 14.3%, and in the Hereford breed — 13.9%. The frequency of occurrence of the preferential A allele (CAST), which determines increased "tenderness" of meat, was 87.1% in the Aberdeen Angus breed, 75.5% in the Limousin, and 77.8% in the Hereford. The use of genetic markers as an important additional criterion in meat cattle breeding in combination with main zootechnical methods will allow improving meat productivity.
Keywords: DNA testing, CAST, CAPN1, SNP, cattle, KASP, PCR-R, meat qualities, marbling, tenderness.
Дата поступления в редакцию: 09 марта 2022 г.
