CC BY
35
БЮЛОПЯ
© С. О. Костенко
УДК 636. 4:636. 082:575. 827
С. О. Костенко
М1КРОПОПУЛЯЦ1ЙН1 ПРОЦЕСИ В РОДИНАХ Р1ЗНИХ ПОР1Д SUS SCROFA ЗА ГЕНОМ ESR
Нацюнальний унiверситет бюресурав i природокористування УкраГни (м. Кив)
Роботу виконано вiдповiдно до плану науково-дослiдних роб^ кафедри генетики, розведення та репродуктивноТ бiотехнологií тварин iм. М. А. Крав-ченка Нацiонального унiверситету бюресурав i природокористування УкраТни за темою «Вплив ге-нiв-кандидатiв на господарсько-цЫы якостi свинi свмськоТ», № держ. реестрацп 0107и007936.
Вступ. За сучасними тенден^ями вiдтворення свiйських тварин вщбуваеться в переважнiй бть-шостi у вщкритих популяцiях. Для них характерний постмний обмiн генетичним матерiалом мiж рiзни-ми популяцiями) що призводить до дрейфу геыв та швидкоТ змiни генетичноТ структури [2,4,5]. Деяк породи, такi як, наприклад велика бша, належать до транснацiональних комерцмних, уельська та укра-Тнська м'ясна породи генеалопчно спорiдненi i уяв-ляють собою цiкаву модель для дослщжень мiкро-еволюцiйних процесiв в родинах та л^ях породи, особливо це стосуеться генiв господарсько-корис-них ознак [6-9]. З ^ею метою ми використовували полiморфiзм гену рецептору естрогену (ЕБЯ). Ген рецептору естрогену ЕБЯ - один з основних геыв, полiморфiзм яких пов'язаний з репродуктивними якостями свиней [8].
Метою роботи був аналiз мiкропопуляцiйних процеав на основi генетичного полiморфiзму гену рецептору естрогену ЕБЯ в родинах трьох порщ свиней (велика бша, украТнська м'ясна, уельська).
Об'ект i методи досл1дження. Матерiалом для дослiджень слугували волосянi фолiкули свиноматок родин Алле, Волшебницу Гвоздики, Сыжинки, СоТ, Тайги, Ч. Птички, Цензури, Цецери, Цшини, Цаплi, ЦеремонiТ, Емми, Лайк Герл, Лайк Мейд, 1мпоузЫ, Дон Мют, порiд велика бша (СВАТ «АгрокомбЫат «Калита», Броварський р-н, КиТвська обл.) украТнськоТ м'ясноТ (п = 73) i уельськоТ (п = 123) порiд в ДП ДГ «Понтарiв-ка» Вовчанський р-н, Харювська обл.
При дослiдженнi волосяних фол^л по-чатковий етап лiзису проводили упродовж 2 год за температури 650С. Концентрацiю ДНК перевiряли шляхом електрофоре-зу в 2 % агарозному гелi та за допомогою спектрофотометру.
Аналiз полiморфiзму дослщжених reHiB (рис. 1) проводили методом ПЛР-ПДРФ [8].
Для оцЫки генетично)' диферен^ацп дослщже-них популяцiй використовували F-статистики Райта,
F = 1
1 IS —
H
HE
де Fis - Ыдекс пщрозподшу популяцiй, Но - фак-тична гeтeрозиготнiсть, НЕ. - теоретично очiкувана гeтeрозиготнiсть.
Результати дослщжень та ïx обговорення.
У результат дослiджeнь були гeнотипованi свиноматки трьох порщ, дослщжено фактичну i очкувану гeтeрозиготнiсть та Ыдекс фксацп Райта для кож-но'|' родини. Результати дослiджeнь прeдставлeнi на рис.2.
Дослщжен породи характеризуются певними особливостями мiкроeволюцiйних процeсiв. Якщо очiкувана гeтeрозиготнiсть, визначена на пщста-вi виявлених частот алeлiв, у переважнм бiльшостi родин наближалася до максимуму (0,5) коливалася вщ 0,32 (Беатриси) до 0,49 (ЦаплО, 0,5 (Целини), то фактична гетерозиготнють склала 0,4 - 1 (родини Беатриси та Целини).
Аналiз полiморфiзму в межах рiзних порiд свщ-чить, що для родин уельсько)' породи характеры вищi частоти алелю А ыж для iнших порiд. Частоти алелю А у ^eï породи коливалися в межах вщ 0,5 до 0,69. Це свщчить про консолщованють дослiджeних родин свиней уельсько)' породи, а також iлюструe те, що для м'ясних порщ характеры бтьш вищi частоти алелю А.
Рис. 1. Електрофореграма продукте ПЛР-ПДРФ аналiзy полiморфiзмy гену естроген-рецептору (ESR) у свиней
Рис. 2. Фактична (ф) та очшувана (О) гетерозиготнiсть сацГГ Райта (Fis) у рiзних родин свиноматок уельсько'|', м'ясноГ та великоУ бто'Г порiд.
Цiкаво вiдмiтити високий фактичний piBeHb гете-розигот (вiд 0,53 до 1). Генеалопчно спорiднена до уельсько!' породи свиней укра!'нська м'ясна, харак-теризувалася нижчими частотами алеля А (вщ 0,41 до 0,62). Родини велико!' бто!' породи мали ширший розмах частот алелю А (вщ 0,2 до 0,67), i, вiдповiдно, вищi нiж у ^ших дослiджених порiд частоти алелю В (0,33-0,625). Осктьки велика бiла порода викорис-товуеться в якостi материнсько!', а алель В асоцмо-ваний з репродуктивними якостями i е конкурентним по вщношенню до алелю А, який обумовлюе вщго-дiвельнi якостi [3]. Таким чином, в мiкропопуляцiях свиней постiйно вiдбуваеться перекомб^а^я конку-рентних алелiв А i В, як е господарсько-корисними. Фактична гетерозиготысть родин велико!' бто!' породи була в межах 0,4-0,75.
Загалом, частота алелю А коливалася вщ 0,2 (родина Беатриси) до 0,69 (родина 1мпоузин). Частота
, шдекс фк-украГнськоГ
алелю В знаходилась в межах 0,31 - 0,8. Таким чином, лiмiти частот алелю В були загалом вищими частот алелю А.
1ндекс фксацп Райта був меншим нуля в уах дослiджених родинах свиней. Це свщчить про те, що фактична частота гетерозигот була бтьшою за теоретично очiкувану в уах родинах. Так, в родинах уельсько! породи iндекс фксацм Райта коливався вщ -0,1 до -1,0 (родини Дон Мют i Емма). Для укра!н-сько! м'ясно! породи був характерний ^декс фксацп Райта в межах вщ -0,47 до -1. Велика бта порода характеризу-валася вужчим спектром значень ^дек-су фксацп Райта (вiд -0,067 до -0,67) ыж iншi породи.
Висновок. Ус дослiдженi родини укра!нсько! мясно!, велико! бто! та уельсько! породи свиней свщчать про те, що ус вони виявилися полiморфними за геном рецептору естрогену. Частоти алелiв та генотипiв вщобража-ють мiкропопуляцiйнi процеси, обмовленi конкурен-цieю господарсько-корисних алелiв (А i В), коливан-нями рiвня гетерозиготносл, спрямованими, скорiш за все, на його збтьшення внаслiдок вiдбору. Взлому, виявлена картина полiморфiзму пщтверджуе переваги гетерозигот гену рецептору естрогену по вiдношенню до гомозигот АА, як у зв'язку з низьки-ми репродуктивними якостями вибраковуються на етап перевiрки.
Перспективи подальших дослiджень. В по-дальшому плануеться провести аналiзу внеска iнших генiв в мiкропопуляцiйнi процеси по пщтри-манню високого рiвня продуктивних якостей родин укра!нсько! мясно!, велико! бiло! та уельсько! породи свиней.
Л^ература
1. Епишко О. А. Гены, детерминирующие воспроизводительную функцю свиноматок / О. А. Епишко // Весц1 нацыяналь-най акадэмп навук Бэларус1 - 2008. - № 2. - С. 81 - 85.
2. Калайчакова О. Популяционно-генетический анализ гена ESR свиней / О. Калайчакова // Животноводство России [спецвыпуск свиноводство]. - 2008 - С. 19.
3. Костенко С. А. Влияние полиморфизма гена рецептора эстрогена на репродуктивные и откормочные качества свиней / С. А. Костенко, Е. В. Сидоренко // Известия аграрной науки. - 2012. - Т. 10, № 1. - С. 73-78.
4. Метлицька О. I. Застосування молекулярно-генетичних маркерiв рiзних кла^в при визначенш внутршньо- та мiжпородноl мшливост свиней : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. с. -г. наук : спец. 03.00.15 «Генетика» / О. I. Метлицька. - с. Чубинське (Ки'вська обл.). - 2001. - 20 с.
5. Саенко А. М. Полiморфiзм QTL-гешв в породах свиней рiзного напряму продуктивной / А. М. Саенко, В. М. Балаць-кий // Науковий вюник НУБ^ Укра'ни [Редкол.: Д. О. Мельничук (вщп. ред. та ш.)]. - К., 2009. - С. 272-279.
6. Goliasova E., Impact of the ESR gene on litter size and production traits in Czech Large White pigs / Е. Goliasova, J. Wolf // Anim. Gen. -2004. - Vol. 4. - P. 293-297.
7. Humpolicek Р. Effect of estrogen receptor, follicle stimulatinghormone and myogenin genes on the performanceof Large White sows / P. HumpolMek, [et al.] // Czech J. Anim. Sci. - 2007. - Vol. 52, № 10. - Р. 334-340
8. Rothschild M. The estrogen receptor locus is associated with a major gene influencing litter size in pigs / M. Rothschild, C. Jacobcon, D. Vaske [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA- 1996. - № 93 - P. 201 - 205.
9. Santana B. A. Association of the estrogen receptor gene Pvu II restriction polymorphism with expected progeny differences for reproductive and performance traits in swine herds in Brazil / B. A. Santana, F. H. Biase, R. C. Antunes [et al.] // Genetics and Molecular Biology. - 2006. - Vol. 29, № 2. - Р. 273 - 277.
УДК 636. 4:636. 082:575. 827
М^РОПОПУЛЯЦШШ ПРОЦЕСИ в РОДИНАХ PiЗHИX ПОPiД SUS SCROFA ЗА ГЕНОМ ESR
Костенко С. О.
Резюме. Дослщжеы мiкропопуляцiйнi процеси в pi3HMX родинах свиней велико! бiлоI, укра!нсько! мясно! та уельсько! порiд. Встановлено, що yci дослiдженi родини полiморфнi за геном рецептору естрогену ESR i характеризуються широким спектром частот генотитв та алелiв. Частоти алелiв та генотипiв гену ESR вщо-бражають мiкропопуляцiйнi процеси, обмовленi конкурен^ею господарсько-корисних алелiв (Л i В), коли-ванням рiвня гетерозиготностi, спрямованим, на його збтьшення внаслiдок переваг гетерозигот.
Ключовi слова: ген рецептору естрогену, свиня свмська, велика бша, укра!нська м'ясна, уельська порода, родина.
УДК 636. 4:636. 082:575. 827
МИКРОПОПУЛЯЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ в СЕМЬЯХ РАЗНЫХ ПОРОД SUS SCROFA ПО ГЕНУ ESR
Костенко С. А.
Резюме. Исследованы микропопуляционные процессы в разных семействах свиней крупной белой, украинской мясной и уэльского пород. Установлено, что все исследованные семейства полиморфны по гену рецептора эстрогена ESR и характеризуются широким спектром частот генотипов и аллелей . Частоты аллелей и генотипов гена ESR отражают микропопуляционные процессы, отражающие конкуренцию хозяйственно - полезных аллелей (Л и В), колебания уровня гетерозиготности, направленные на его увеличение вследствие преимуществ гетерозигот .
Ключевые слова: ген рецептора эстрогена, свинья домашняя, крупная белая, украинская мясная, уэльская порода, семейство.
UDC 636. 4:636. 082:575. 827
Micro-Population Processes in Families of Different Sus Scrofa Breeds According to ESR Gene
Kostenko S. O.
Abstract. According to current tendencies, reproduction of domestic animals occurs mostly in open populations. They are characterized by a continuous exchange of genetic material between different populations, leading to gene flow and rapid changes in the genetic structure. Some breeds, such as the great white, belong to transnational commercial ones, Welsh and Ukrainian meat breeds are genealogically related and represent an interesting model to study microevolution processes in families and lines of breeds, especially concerning the genes of economically useful traits. To this end, we used polymorphisms of estrogen receptor gene (ESR). Estrogen receptor gene ESR is one of the major genes, polymorphism of which is associated with reproductive qualities of pigs.
The aim of this work was to analyze micro-population processes based on genetic polymorphisms of estrogen receptor gene ESR in three pig breed families (Large White, Ukrainian meat, Wales).
Material and methods of research. The material for the study served the hair follicles of sows of Allye, Volshebnytsia, Gvozdyka, Snizhynka, Soya, Taiga, Ch. Ptychky, Tsenzura, Tsetsera, Tsilina, Tsaplia, Tseremonia, Emma, Like Girl, Like Maid, Impozing, Don Mist families, Large White breed (LtD "Agrokombinat" Kalita", Brovary district, Kyiv region), Ukrainian Meat (n = 73) and Wales (n = 123) breeds in DP DW "Hontarivka", Vovchanka district, Kharkiv region.
In the study of hair follicle, the initial lysis phase was performed for 2 hours at a temperature of 650С. DNA concentration was assessed by electrophoresis in 2 % agarose gel and with the help of spectrophotometer. Analysis of studied gene polymorphisms was performed by PCR-RFLP
Results and discussion. As a result of studies, they were henotyped sows of three breeds, investigated actual and expected heterozygosis and Wright's fixation index for every family. If the expected heterozygosis, determined on the basis of the detected allele frequency, in most families was approaching the maximum (0. 5), ranged from 0. 32 (Beatrice) to 0. 49 (Tsapli), 0. 5 (Tselina), the actual heterozygosis was 0. 4 - 1 (Beatrice and Tselina families).
Analysis of polymorphisms within different species suggests that families of Welsh breed are characterized by higher frequency of allele A than for other species. The frequencies of allele A in this breed ranged from 0. 5 to 0. 69. This indicates a consolidation of the studied families of Welsh breed pigs and illustrates that typical meat breeds are characterized by higher allele A frequency.
It is interesting to note the high actual level of heterozygotes (from 0. 53 to 1). Ukrainian meat breed, genealogically related to the Welsh breed of pigs, was characterized by lower frequencies of A allele (from 0. 41 to 0. 62). Families of Large White breed had a wider scope of A allele frequencies (0. 2 to 0. 67), and, therefore, higher frequency of allele B (0. 33-0. 625) when compared to other investigated breeds, since Large White breed is used as a parent and allele B is associated with reproductive qualities and is competitive with respect to allele A, which causes the fattening qualities. Thus, in pig micro-populations it constantly takes place recombination of competitive alleles A and B, which are economically beneficial. Actual heterozygosis of Large White breed families was within 0. 4-0. 75.
Overall, the frequency of allele A ranged from 0. 2 (Beatrice family) to 0. 69 (Impozing family). The frequency of allele B was within 0. 31 - 0. 8. Thus, the limits of allele B frequencies were generally higher when compared to allele A frequencies.
Wright's fixation index was less than zero in all surveyed pig families. This suggests that the actual frequency of heterozygotes was greater than theoretically expected in all families. Thus, in families of Welsh breed, Wright's fixation index ranged from -0. 1 to -1. 0 (Don Mist and Emma families). Ukrainian meat breed was characterized by Wright's fixation index in the range from -0. 47 to -1. Large White breed is characterized by a narrower value range of Wright's fixation index (from -0. 067 to -0. 67) when compared to other breeds.
Summary. All studied families of Ukrainian Meat, Large White, Welsh pig breeds suggest that all of them were polymorphic according to estrogen receptor gene. The frequencies of alleles and genotypes reflect micro-population processes caused by competition of economically useful alleles (A and B), fluctuations in the level of heterozygosis directed, more likely, to its increase in result of selection. Overall, the revealed picture of polymorphism confirms the benefits of estrogen receptor gene heterozygotes in comparison to homozygotes AA, which due to low reproductive qualities are thrown out at the stage of examination.
Key words: estrogen receptor gene, swine, a large white Ukrainian meat pig, Welsh breed, family.
Рецензент - проф. ДубШШ С. I.
Стаття надшшла 14. 02. 2014 р.
