CC BY
22xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr j scientists.uz
УДК: 636.2.034
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БУШУЕВСКОЙ
ПОРОДОЙ КРС
Гиясов Хусанжон Абдуллаевич
Зав.отделом скотоводства НИИ животноводства и птицеводства, канд. с.х. наук, Турсунбаев Шохрух Бобур угли, докторант https://doi.org/10.5281/zenodo.7360208
Аннотация. Приведены предварительные результаты молекулярно-генетических исследований крупного рогатого скота Бушуевской породы КРС, которая находится на грани исчезновения, в рамках научно-практического проекта «Разработка молекулярных панелей для генетической паспортизации уникальных пород животных».
Проект осуществляется с целью сохранения ценного генофонда Бушуевской породы, единственно выведенной в Узбекистане, разработки молекулярных панелей для генетической паспортизации и раннего прогнозирования племенных, а также продуктивных качеств животных.
В молекулярно-генетических исследованиях, которые проводятся на крупном рогатом скоте впервые в республике, будут применены микросателлитные ДНК-маркеры (короткие тандемные повторы (short tandem repeats, STR), SNP и InDel - маркеры).
На первом этапе для исследований были выбраны быки-производители государственного племенного предприятия "Узнаслчилик", которые используются для отбора семени. Были взяты образцы крови у животных. Амплификация фрагментов ДНК была проведена на программном аппарате «Rotor-Gene Q» «QIAGENHilden» Германия. С помощью реагентов invitrogen фирмы "Thermo Fisher Scientific" (США) были выделены ДНК крови быков-производителей Бушуевской породы.
Предварительные выводы показали, что насколько высока уровень чистопород-ности, настолько высок генетический потенциал животных. Окончательные выводы по результатам молекулярно-генетических исследований будут сделаны после завершения генотипирования животных.
Молекулярно-генетические исследования продолжаются.
Ключевые слова: Бушуевская порода, генофонд, молекулярно-генетические исследования, ДНК-маркеры, генетический паспорт.
Аннотация. Мацолада "Ноёб зотли уайвонларни генетик паспортлаштириш учун молекуляр панеллар ишлаб чициш " мавзусидаги илмий-амалий лойиуа доирасида бош сони камайиб, йуц булиб кетиш даражасига келиб цолган Узбекистоннинг ноёб, сутдор Бушуев зотли цорамолларида утказилаётган молекуляр-генетик тадцицотларнинг дастлабки натижалари ёритилган.
Лойща Узбекистонда яратилган ягона Бушуев зотли молларнинг цимматли генофондини сацлаш, уни генетик паспортлаштириш учун молекуляр панеллар ишлаб чициш, шунингдек унинг насл ва маусулдорлик курсаткичларини эрта аницлаш мацсадида амалга оширилади.
Корамолларда биринчи марта утказилаётган молекуляр-генетик тадцицотларда
Микросаттелит STR ДНК маркерлар(цисца тандем такрорланишлар), SNP ва InDel-маркерлардан фойдаланилади.
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
Тадцицотларнинг биринчи босцичида "Узнаслчилик" давлат наслчилик корхонасида уруг олишда фойдаланилаётган уч бош Бушуев зотли наслдор буцалардан цон олинган ва улар Узбекистон Фанлар Академиясининг Генетика ва усимликлар экспериментал биологияси институти лабораториясида генетик таулил цилинган.
"Thermo Fisher Scientific" (США) фирмасининг invitrogen реагентлари ёрдамида Бушуев зотли наслдор буцалар цонининг ДНКси ажратиб олинган. ДНКнинг амплификация фрагментлари «Rotor-Gene Q» «QIAGEN Hilden» (Германия) дастурий аппаратларида утказилган.
Тадцицотларнинг дастлабки натижалари шундан далолат берадики, молларнинг зотдорлиги цанчалик тоза булса, уларнинг насл ва маусулдорлик курсаткичлари шунчалик юцори булар экан.
Якуний хулосалар молекуляр-генгетик тадцицотлар доирасида молларни генотиплаш утказилиб, олинган натижалар генетик таулил цилинганидан кейин цилинади.
Молекулярно-генетик тадцицотлар ва тажрибалар давом этмоцда.
Калит сузлар: Бушуев зотли моллар, генофонд, молекулярно-генетик тадцицотлар, ДНК, маркерлар, генетик паспорт.
Abstract. The article describes the initial results of the molecular genetic research conducted on the rare, dairy Bushuev cattle of Uzbekistan, which have decreased in number and reached the level of extinction within the framework of the scientific-practical project "Creation of molecular panels for obtaining the genetic passport of animals".
The project is carried out in order to preserve the valuable gene pool of the only Bushuev breed of cattle created in Uzbekistan, to develop molecular panels for its genetic passporting, as well as to determine its progeny and productivity indicators early.
In the first molecular genetic studies in cattle
Microsatellite STR DNA markers (short tandem repeats), SNP and InDel markers are used. At the first stage of research, blood was taken from three breeding bulls of the Bushuev breed used for obtaining seeds at the Uznaslchilik state breeding enterprise, and they were genetically analyzed in the laboratory of the Institute of Genetics and Experimental Plant Biology of the Academy of Sciences of Uzbekistan.
Using invitrogen reagents of "Thermo Fisher Scientific" (SShA) company, DNA was extracted from the blood of breeding bulls of the Bushuev breed. Amplification of DNA fragments was carried out on Rotor-Gene Q software from QIAGEN Hilden (Germany).
The preliminary results of the research indicate that the purer the breed of cattle, the higher their reproductive and productivity indicators.
Final conclusions are made after genotyping of moles within the framework of molecular-genetic studies and genetic analysis of the obtained results.
Molecular genetic studies and experiments are ongoing.
ВВЕДЕНИЕ. Проблема сохранения и восстановления генетического разнообразия животных, особенно исчезающих пород, в настоящее время приобрела приоритетный характер и ей уделяется огромное внимание во всем мире.
Бушуевская порода КРС является одной из уникальной породы крупного рогатого скота, выведенного в Узбекистане. Научные исследования над этой породой проводили
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
учёные УзНИИЖа А.А.Атбашьян (1968), М.Нортожиев (1969), А.Мустафаев (1974), Ж.Бобожонов (1983), Б.Ж.Носиров (1988), Б.Ш. Бойбулов (2008) и др. По их данным Бушуевский скот отличается от других пород хорошей адаптацией к жарким условиям республики и устойчивостью к паразитарным заболеваниям крови. По жирномолочности эта порода занимает первое место среди молочных и мясо-молочных пород КРС разводимых в Узбекистане. Молочная продуктивность некоторых коров-рекордсменов данной породы в племенных хозяйствах страны ранее составила 10-10,6 тыс. кг в год. При нормальных условиях кормления, содержания и селекционно-племенных работ от каждой Бушуевской коровы в среднем надоено по 3100-3400 кг молока в год. Этот показатель выше чем средний удой от каждой коровы в Узбекистане. Как порода она зарегистрирована
в 1967 году [3]. Однако, к большому сожелению эта уникальная порода КРС в республике находиться на грани исчезновения. В племенных хозяйствах республики количество чистопородных коров и телок старше двух лет Бушуевской породы на сегодняшний день составляет меньше 500 голов [6]. Поэтому незря учёные отмечают что, Бушуевскую породу создали в течении 65 лет, 55 лет оставили его без внимания, только эксплуатировали[1 ].
По данным С.А.Данкверта, С.К.Охапкина, И.М.Дунина и др. [6] наиболее распространенной является следующая классификация количественного статуса пород:
1. Нормальный статус. Количество самок более 10000 гол. Сокращения поголовья в последние годы не отмечается.
2. Уязвимый статус. Количество самок - 5000-10000 гол. Численность животных постепенно сокращается.
3. Ненадежный статус. Количество самок 1000-5000 гол. Численность животных быстро сокращается.
4. Угрожающий статус. Количество самок 100-1000 гол. Популяция находится под угрозой вымирания, её размер недостаточен для компенсации генетических потер. Увеличивается степень инбредности и снижается жизнеспособность животных.
5. Критический статус. Количество самок менее 100 гол. Популяция на грани вымирания.
Несмотря на принимаемые меры, в последние годы в Узбекистане из-за импорта других высокопродуктивных пород КРС и ненадлежащего внимания к разведению Бушуевской породы во многих хозяйствах, особенно в Сирдарьинской области поголовье данной породы резко уменьшается. Поэтому учёными и специалистами республики предпринимаются все безотлагательные меры по предотвращению сокращения поголовья чистопородных животных, особенно маточного поголовья и сохранения ценного генофонда данной породы.
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Для сохранения ценного генофонда Бушуевской породы нужно проводить молекулярно-генетические исследования, восстановить хозяйства репродукторы по выращиванию ремонтных телок и проводить чистопородное разведение скота.
Применение молекулярных методов и генетических маркеров в прогнозировании племенных и продуктивных качеств крупного рогатого скота, несомненно, крупнейшее достижение современной генетики [8].
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
Молекулярно-генетические методы анализа, основанные на полиморфной природе ДНК, позволяют использовать определенные гены, контролирующие формирование хозяйственно-полезных признаков сельскохозяйственных животных, несмотря на то, что большинство хозяйственно-ценных показателей являются количественными признаками, за развитие и проявление которых отвечают многие гены. Однако на сегоднящний день идентифицировано определенное число генов, оказывающих ярко выраженный эффект на фенотип животного. Такие гены принято называть целевыми, и их следует рассматривать в качестве ДНК-маркеров для оценки селекционных признаков сельскохозяйственных животных.
С помощью ДНК-маркеров можно оценить частоту предпочтительных аллелей для породы или линий, и с учетом этого проводить селекцию животных с целью увеличения концентрации желательной аллели в изучаемой популяции.
В качестве генетических маркеров в мировой практике широко используют микросателлитные ДНК-маркеры (короткие тандемные повторы (short tandem repeats, STR), SNP и InDel-маркеры [6].
В настоящее время насчитывается несколько десятков типов молекулярных маркеров. Микросателлиты - это повторяющиеся участки ДНК длиной в 2-6 п.н. При этом для различных аллелей характерно различное число повторов [2].
ДНК-маркеры STR (short tandem repeats) широко применяют во многих аспектах популяционно-генетических исследований: оценке чистопородности, контроле достоверности происхождения, определении степени инбридинга, характеристике биоразнообразия и степени генетической дифференциации пород и внутрипородных генетических структур. Международным обществом генетики животных (ISAG) всего 12 локусов STR, были рекомендованы для рутинного использования при тестировании и идентификации крупного рогатого скота.
По утверждению Гетманцева О.Л., Клименко А.И. и др.[2] ДНК-маркеры имеют ряд преимуществ: позволяют однозначно отличить гомозиготный генотип от гетерозиготного, не подвержены влиянию условий среды и имеют коэффициент наследуемости h2 =1,0. Кроме того, ДНК-маркеры, как правило, определяются независимо от возраста (в клетках эмбриона, в образцах крови, ткани животного и т.д.), могут быть определены у обоих полов животного. И наконец позволяет маркирование признака, который может быть определен после убоя [2].
Микросателлиты применяют для определения степени гетерозиготности небольших популяций, пород, линий и групп, оценки достоверности происхождения сельскохозяйст-венных животных. Микросателлиты или SSR (Simple Sequence Repeats), или STR (Simple Tandem Repeats) состоят из участков ДНК длиной в 2-6 нуклеотидов (пар оснований - п.о., или base pairs - bp), повторенных много раз по типу тандема (например, GTACTAGTA-CTACTACTACTACTACTACTACTCGTG). Они распространены по всему эукариотичес-кому геному [6].
Микросателлиты гипервариабельны; они часто имеют десятки аллелей по одному локусу, отличающихся один от другого по количеству повторов. Для того, чтобы оценить генетический потенциал по селекционно-значимым признакам сельскохозяйственных животных, проводятся исследования по выявлению информативных одно нуклеотидных полиморфизмов (SNP) [6].
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
В Узбекистане только начали проводить молекулярно-генетические исследования с целью генетической паспортизации крупного рогатого скота.
Внедрение этих генетических маркеров в селекционно-племенную работу позволяет осуществлять раннее прогнозирование племенных и продуктивных показателей животных, а также использовать эту информацию для определения наследственного потенциала Бушуевской породы, повысить точность оценки и эффективность результатов селекции.
ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. В хозяйствах Сырдарьинского района по принципу аналогов были сформированы три группы подопытных животных Бушуевской породы(коровы и быки-производители).
Рис. 1. Корова и бык-производитель Бушуевской породы.
На первом этапе объектом исследований явились племенные быки-производители, используемые в отборе семени в Госплемпредприятии «Узнаслчилик», расположенного в Ташкентской области. В установленном порядке были взяты образцы крови у животных. ДНК быков-производителей Бушуевской породы был выделен с помощью реагентов invitrogen и с применением молекулярно-генетических методов на аппарате фирмы Thermo Fisher Scientific США.
Реакция и амплификация фрагментов ДНК были изучены на программном аппарате германского производства «Rotor-Gene Q» «QIAGEN Hilden» (рис. 2).
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
Рис. 2. Электроферограмма крови быков-производителей Бушуевской породы КРС.
С целью сохранения ценного генофонда, генетической паспортизации и рационального использования уникальной Бушуевской породы КРС учеными узбекского научно-исследовательского института животноводства и птицеводства был разработан научно-практический проект на тему "Разработка молекулярных панелей для генетической паспортизации уникальных пород животных"(на примере уникальной Бушуевской породы).
НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ПРОЕКТА заключается в том, что впервые в условиях Республики Узбекистан будет разработан генетический паспорт Бушуевской породы, будут изучены полиморфизмы генов каппа-казеина (CSN3), бета-казеина (CSN2), бета-лакто глобулина (BLG), альфа-лакто альбумина (LALBA и других, будет проведен анализ генотипов, гаплотипов и неравновесного сцепления LD аллелей у коров Бушуевской породы. Будет исследована ассоциация полиморфизма данных генов с показателями молочной продуктивности и качества молока.
Также впервые в условиях Республики Узбекистан будет проведен STR-анализ с целью молекулярно-генетической идентификации и создания ДНК-паспорта Бушуевской породы, а также характеристики ее генетического разнообразия и степени генетической дифференциации [6].
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ. В рамках проекта учеными научно-исследовательского института животноводства и птицеводства, а также института Генетики экспериментальной биологии растений Академии наук Республики Узбекистан были взяты образцы крови у быков-производителей Бушуевской породы, используемых в Государственном племенном предприятии «Узнаслчилик», расположенного в Ташкентской области и проведены первые генетические исследования . С помощью реагентов invitrogen фирмы "Thermo Fisher Scientific" (США) были выделены ДНК крови быков-производителей Бушуевской породы (рис.2).
ВЫВОДЫ. Предварительные выводы показали, что насколько высока уровень чистопородности, настолько высок генетический потенциал животных.
Молекулярно-генетические исследования отечественной Бушуевской породы являются основой для сохранения ее ценного генофонда, для идентификации и генотипирования на популяционном уровне и проведения дальнейшей эффективной селекционно-племенной работы.
Окончательные выводы по результатам молекулярно-генетических исследований Бушуевской породы Узбекистана будут сделаны после завершения генетических анализов и генотипирования животных.
В результате реализации данного проекта впервые в Узбекистане на примере уникальной Бушуевской породы крупного рогатого скота будут разработаны молекулярные панели для генетической паспортизации животных.
Будет разработан метод ДНК генотипирования SNP полиморфизмов с помощью Real-time PCR племенных животных Бушуевской породы по генам, связанным с молочной продуктивностью: ген бета-казеина А1/А2, ген каппа-казеина CSN3, ген альфа-лактоглобулина (LAG), ген бета-лактоглобулина (BLG), ген пролактинового рецептора
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
(PRL), ген гормона роста (GH), ген гипофизарно-специфического фактора транскрипции (Pit 1). Будет изучена связь отдельных аллелей SNP генов и их комбинаций (гаплотипов) с уровнем молочной продуктивности коров Бушуевской породы.
Будет создан банк генетический данных биоматериалов уникальной Бушуевской породы [6].
С учетом вышеизложенного реализация данного проекта имеет большое значение для сохранения и восстановления генофонда и рационального использования уникальной Бушуевской породы КРС.
Молекулярно-генетические исследования и опыты продолжаются.
REFERENCES
1. Амиров Ш. Гаппаров Ш., Кузибаев Г. "Бушуевский скот-национальное богатство", Ж. "Животноводство и племенное дело" №2, 2020, 6-7 с.
2. Гетманцева О.Л., Клименко А.И. и др. "Молекулярно-генетические исследования сельскохозяйственных животных методом ПЦР-ПДРФ" Учебное пособие. Донской ГАУ, Персиановский, 2018. - 119 с.
3. Гиясов Х.А., Бойбулов Б.Ш. "Сохраним породу скота единственно выведенного в Узбекистане" Ж. "Животноводство и племенное дело" Ташкент, 2021 г. №03, с. 8-11.
4. Гиясов Х.А., "Будет разрабатана электронная генетическая база крупного рогатого скота". Ж. "Сельское и водное хозяйство Узбекистана", 2021г. №9, с. 20.
5. Гиясов Х.А. и др. "Генетическая паспортизация животных повысить эффективность селекционных работ" Статья в Ж. "АGRO NAUKA" 2022 й. №2, с.48-49.
6. Гиясов Х.А. Научно-практический проект "Разработка молекулярных панелей для генетической паспортизации уникальных пород животных" Ташкент, 2022 г.
7. Данкверт С.А., Охапкин С.К., Дунин И.М и др. «Система сохранения, восстановления и рационального использования генофонда отечественных малочисленных пород крупного рогатого скота» Москва 2001.
8. Кольцов Д.Н. Дмитриева В.И. и др. «Генотипы EAF - систкемы группы крови в селекции КРС на продуктивность» «Достижения науки и техники АПК». 2019, Т.33№10 с.58-61.
9. Леонова М.А., Колосов А.Ю., Радюк А.В. и др. "Перспективные гены-маркеры продуктивности сельскохозяйственных животных" Москва 2013.
10. Марзанова С.Н., Девришов Д.А. и Алексеев Я.И. "Набор последовательности праймеров и аллель специфических зондов для одновременной генодиагностики четырёх мутантных аллелей каппа казеина у КРС". № RU 2646140. МПК (C12Q1/68).
