CC BY
30
УДК 636.082.2:575.113 ИЗУЧЕНИЕ ЧАСТОТ ВСТРЕЧАЕМОСТИ ГЕНОТИПОВ ПО ЛОКУСУ LEP У БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
ЕВРОПЕЙСКОЙ И СЕВЕРО-АМЕРИКАНСКОЙ СЕЛЕКЦИИ
THE STUDY OF THE OCCURRENCE FREQUENCIES OF THE GENOTYPES FOR LEP LOCUS IN SERVICING
BULLS OF EUROPEAN AND NORTH AMERICAN SELECTION
Мачульская Елена Витальевна, к.б.н., Ковалюк Наталья Викторовна, д.б.н., Шахназарова Юлия Юрьевна,
ФГБНУ СКНИИЖ, Российская Федерация, г. Краснодар
Machulskaya Elena Vitalievna, Cand. Biol. Sc.
Kovalyuk Natalia Viktorovna, Dr. Biol. Sc
Shakhnazarova Yulia Yurievna, research orker
North-Caucasus Research Institute of Animal Husbandry, Krasnodar,
Russian Federation
Аннотация: проведено генотипирование и определены частоты встречаемости генотипов по локусу LEP у быков -производителей европейской и северо-американской селекции.
Ключевые слова: полимеразная цепная реакция; ген LEP; быки-производители; селекция.
Abstract: servicing bulls of European and North American selection were genotyped and the frequencies of occurrence of genotypes at LEP locus were determined.
Key words: polymerase chain reaction; LEP gene; servicing bulls; selection.
Селекция молочного скота направлена в основном на совершенствование показателей молочной продуктивности, улучшение качества молока. И лишь в последнее время селекционеры стали обращать внимание на такой важный показатель, как продуктивное долголетие коров [1]. А ряд исследователей полагают, что генетическая составляющая продолжительности хозяйственного использования крупного
рогатого скота связана с селекцией по полиморфным вариантам гена лептина [2, 3, 5].
Лептин - пептидный гормон, регулирующий энергетический обмен. Относится к адипокинам (гормонам жировой ткани). Также выявлено, что концентрация лептина играет роль физиологического сигнала о достаточности энергетических ресурсов организма для выполнения репродуктивной функции и влияет на выработку стероидных гормонов в яичниках.
Ген лептина и его полиморфизм изучался в большей мере в связи с энергообменом у мясного скота и молочной продуктивностью у голштинских животных [3, 4, 5]. Показано, что полиморфизм Я25С ассоциирован с содержанием жира и белка в молоке, лёгкостью отёлов и продолжительностью стельности [2]. Кроме того, от LEP - генотипа зависит продолжительность функционального использования коров. Так, установлено, что коровы с генотипом СС (точка Я25С гена лептина) имеют в 3,14 раз больший риск выбраковки, чем животные с гетерозиготными генотипами, а коровы с генотипом FF (точка Y7F гена лептина) в 3,64 более высокий риск выбраковки, чем коровы с генотипом УГ[6]. Также показано влияние LEP-A80V полиморфизма на продолжительность хозяйственного использования и уровень рентабельности животных [2, 3, 6] .
В своей работе мы изучили полиморфизм гена LEP у быков-производителей различных направлений селекции. В мировой практике искусственного осеменения широкое применение находят быки-производители европейской и североамериканской селекции. Европейская селекция (Германия, Нидерланды, Дания, Франция) ориентирована, как правило, на частные фермерские хозяйства численностью поголовья до 100 голов. Северо-американская селекция (Канада, США) ведется в крупных молочных комплексах с численностью скота от 500 голов и более.
Цель работы - изучить полиморфизм гена LEP у быков-производителей европейской и северо-американской селекции.
Методика. Исследования были проведены на базе лаборатории биотехнологии ФГБНУ Северо-Кавказский научно-
исследовательский институт животноводства. Материалом для исследования служили криоконсервированные образцы спермы 70 быков-производителей европейской селекции и 72 быков-производителей северо-американской селекции. Все животные были голштинской породы.
Для выделения ДНК из образцов крови использовали наборы реагентов Diatom™ DNA Prep 100 ООО «Лаборатория Изоген» г. Москва. Принцип действия набора основан на использовании лизирующего реагента с гуанидинтиоционатом, который предназначен для лизиса клеток, солюбилизации клеточного дебриса, а так же для денатурации клеточных нуклеаз. Для проведения ПЦР использовали пары олигонуклеотидных праймеров, описанные в литературе [6], нуклеотидные последовательности которых, а также размеры образующихся ПЦР-продуктов, представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Используемые олигонуклеотидные праймеры и получаемые ПЦР - продукты при LEP - генотипировании
SNP Размеры ПЦР-проду-ктов, п.н. Последовательность праймеров
R25C 2 экзон Т ^ С 305 F:CCAGGGAGTGCCTTTCATTA R:GGTGTCATCCTGGACCTTCC
Y7F 2 экзон А^Т 310 F:CTGCGTGGTCTACAGCACACCTC R:AGGGCCAAAGCCACAGGATTCGA
A80V 3 экзон С ^ Т 424 F:CAAGCAGGAAATAGGGAGTCATGG R:CTGGTGAGGATCTGTTGGTAGGTC
Для контроля прохождения реакции и оценки качества и концентрации ПЦР - продуктов проводили электрофорез в 1.5% агарозном геле.
Выявление SNP полиморфизма в гене LEP проводили в 3 точках: R25C; Y7F; A80V. Для амплификации использовали 3 пары праймеров, каждая из которых давала возможность амплифицировать фрагмент, содержащий SNP (соответственно 305 пн, 310 пн и 424 пн). Анализ рестрикционного
полиморфизма проводился с использованием эндонуклеаз: Bpu14I (точка Y7F), Bsp13I (R25C), BseX3I (A80V).
Результаты исследований и их обсуждение. В
результате генотипирования по локусу лептина мы получили частоты встречаемости генотипов, представленные в таблице 2. Таблица 2 - Частоты встречаемости генотипов LEP у быков -проидводителей_
Генотипы Частота встречаемости генотипов, %
LEP Европейская селекция (п=70) Северо-американская селекция(п=72)
RR 10 19
RC 48 49
те 42 31
YY 99 99
YF 1 1
FF 0 0
AA 43 58
AV 44 40
VV 13 1
Из таблицы 2 видно, что по SNP Y7F животные обеих исследуемых групп идентичны по частотам встречаемости генотипов и практически не имеют полиморфизма по данному локусу. Эта особенность характерна для животных голштинской породы.
По SNP R25C частота встречаемости неблагоприятного в плане продуктивного долголетия генотипа СС ниже у животных североамериканской селекции (31 %), нежели у животных европейской селекции (42 %).
По частоте встречаемости генотипов A80V быки-производители северо-американской селекции также имеют преимущество - у них практически отсутствует неблагоприятный генопип VV (1 %), в то время как у быков европейской селекции его частота встречаемости достигает 13 %.
Вывод. Быки северо-американской селекции отличаются значимо более высокими частотами встречаемости генотипов
лептина, ассоциированных с длительными сроками хозяйственного использования.
Список литературы
1. Ковалюк, Н., Сацук, В., Волченко, А., Мачульская, Е., Шахназарова Ю. Использование полиморфизма локуса лептина в селекции крупного рогатого скота айрширской породы// Молочное и мясное скотоводство, 2014.- № 6 - С. 13-15
2.Giblin, L. Association of bovine leptin polymorphisms with energy output and energy storage traits in progeny tested Holstein-Friesian dairy cattle sires/ Linda Giblin, Stephen T Butler, Breda M Kearney, Sinead M Waters, Michael J Callanan, Donagh P Berry// BMC Genetics 2010, № 11:73
3. Komisarek, J. Impact of LEP and LEPR gene polymor-phismson functional traits in Polish Holstein-Friesian cattle/ J.Komisarek//Animal Science Papers and Reports.- 2010.-V.10. -P.133-141
4. Komisarek, J. Impact of leptin gene polymorphismson breeding value for milk production traits in cattle/ J. Komisarek, , J. Szyda, A. Michalak, Z. Dorynek// J. Anim. Feed Sci.- 2005. - № 14-P.491-500.
5. Szyda, J. Statistical Modeling of Candidate Gene Effects on Milk Production Traits in Dairy Cattle /J. Szyda, J. Komisarek // J. Dairy Sci.- 2007.- № 90. - Р. 2971-2979
6. Szyda, J. Evaluation markers in selected genes for association with functional longevity of dairy cattle/ J. Szyda, М. Morek-Kopec, J. Komisarek, A. Zarnecki//BMC Genetics.- 2011.- 12:30
