CC BY
0
Научная статья УДК: 575.224.22 Код ВАК 4.2.5
doi: 10.24411/2078-1318-2024-2-51 -63
НОВЫЕ ПОЛИМОРФИЗМЫ ГЕНОВ МЯСНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ MSTN И MYOD1 У ОВЕЦ ПОРОДЫ МАНЫЧСКИЙ МЕРИНОС
А.Ю. Криворучко1'2, Л.Н. Скорых1, Е.Ю. Сафарян1^, О.Н. Криворучко1, Р.В. Зуев2
1 Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр г. Михайловск, Шпаковский р-н, Ставропольский край, Россия И [email protected] 2 Северо-Кавказский федеральный университет г. Ставрополь, Россия
Реферат. Одной из возможностей дальнейшего увеличения мясной продуктивности, которая используется в последние десятилетия, является применение научных исследований в области биотехнологии и генетики. Исследования аллельных вариантов генов MSTN и MyoDl представляют большой интерес в области животноводства, так как они играют важную роль в увеличении мышечной ткани. Локусы, выявленные в этих генах, связаны с улучшением мясной продуктивности животных. Цель данной работы - выявить новые однонуклеотидные полиморфизмы в генах MSTN и MyoDl у овец породы манычский меринос. Объектом исследования стали 10 баранчиков в возрасте одного года. Для дальнейшего секвенирования отбирали пробы крови, выделяли ДНК из 0,1 мл, использовали геномный секвенатор NovaSeq 6000. Полученные в результате секвенирования фрагменты картировали на референсный геном Ovis aries сборка ARS-UI_Ramb_v2.0 NCBI (National Center for Biotechnology Information). Genome. Ovis aries. (2022). В результате исследования в гене MSTN было выявлено 17 замен. Из них 7 SNP не внесены в общемировую базу данных dbSNP NCBI и выявлены впервые. В области экзона 1 выявлена замена c.101A>G, является не синонимичной. В интронной области выявлены 5 мутаций, 11 замен локализованы во фланкирующих областях гена. В гене MyoDl выявлено 22 однонуклеотидных полиморфизма в участках гена MyoDl, из них девять SNP не внесены в общемировую базу данных dbSNP NCBI и выявлены впервые. Мутация с.150Т>С расположена в первом экзоне, является синонимичной. В интронной области выявлены 7 мутаций, 14 замен локализованы во фланкирующих областях гена. Результаты исследования позволили расширить знания о структуре генов MyoDl, MSTN, а также выявить новые однонуклеотидные полиморфизмы в генах у исследуемых овец.
Ключевые слова: MyoDl, MSTN, мутация, секвенирование, SNP, манычский меринос
Цитирование. Криворучко А.Ю., Скорых Л.Н., Сафарян Е Ю., Криворучко О Н., Зуев Р.В. Новые полиморфизмы генов мясной продуктивности MSTN и MyoDl у овец породы манычский меринос // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2024. - № 2 (76). - С. 51-63, doi: 10.24411/2078-1318-2024-2-51-63.
© Криворучко А.Ю., Скорых Л.Н. Сафарян Е.Ю., Криворучко О.Н., Зуев Р.В., 2024
NEW POLYMORPHISMS OF MEAT PRODUCTIVITY GENE MSTN AND MYOD1 IN MANYCH MERINO SHEEP
A.Yu. Krivoruchko1'2, L.N. Skorykh1, E.Yu. Safaryan1^, O.N. Krivoruchko1, R.V. Zuev2
1 North Caucasian Federal National Research Agrarian Center Mikhailovsk, Shpakovsky District, Stavropol Region, Russia И [email protected] 2 North Caucasus Federal University Stavropol, Russia
Abstract. One of the opportunities to further increase meat productivity, which has been used in recent decades, is the use of scientific research in the field of biotechnology and genetics. Studies of allelic variants of the MSTN and MyoDl genes are of great interest in the field of animal husbandry, as they play an important role in muscle tissue gain. Loci identified in these genes are associated with improved meat productivity of animals. The purpose of this work is to identify new single nucleotide polymorphisms in the MSTN and MyoDl genes in Manych Merino sheep. The objects of the study were 10 lambs at the age of one year. For further sequencing, blood samples were collected, DNA was extracted from 0.1 ml, and a NovaSeq 6000 genomic sequencer was used. The fragments obtained as a result of sequencing were mapped to the reference genome Ovis aries assembly ARS-UI_Ramb_v2.0 (National Center for Biotechnology Information (NCBI). Genome. Ovis aries. (2022). The study identified 17 substitutions in the MSTN gene. Of these, seven SNPs were not included in the NCBI dbSNP database and were detected for the first time. The c,101A>G substitution identified in the exon 1 region is non-synonymous. Five mutations were detected in the intronic region, 11 substitutions were localised in the flanking regions of the gene. In the MyoDl gene, 22 single nucleotide polymorphisms in MyoDl gene regions were identified, of which nine SNPs are not listed in the NCBI dbSNP worldwide database and were detected for the first time. The c,150T>C mutation is located in the first exon and is synonymous. Seven mutations were detected in the intronic region, 14 substitutions were localised in the flanking regions of the gene. The results of the study allowed us to expand knowledge about the structure of MyoDl, MSTN genes, as well as to identify new single nucleotide polymorphisms in the genes in the studied sheep.
Keywords: MyoDl, MSTN, mutation, sequencing, SNP, Manych Merino
Citation. Krivoruchko, A.Yu., Skorykh, L.N., Safaryan, E.Yu., Krivoruchko, O.N. and Zuev, R.V. (2024), 'New polymorphisms of meat productivity gene MSTN and MyoDl in Manych Merino sheep', Izvestya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 76, no 2 , pp. 51-63 (In Russ.), doi: 10.24411/2078-1318-2024-2-51 -63.
Введение. Молекулярно-генетический анализ позволяет выявить локусы генома животного, контролирующие хозяйственные признаки, и разработать на основе их полиморфизма ДНК-маркеры, которые являются более информативными и точными, чем все другие известные типы генетических маркеров. Использование маркер-ассоциированной селекции (marker-assisted selection, MAS) способствует быстрому введению в популяцию овец с желаемыми аллельными вариантами с целью повышения продуктивности, и, как результат, ускорению селекции и снижению затрат на производство баранины [1].
Наиболее изучаемыми и перспективными генами для качественных и количественных показателей мясной продуктивности овец являются ген фактор роста и дифференцировки 8 {MSTN, миостатин) и ген миогенной дифференцировки {MyoDl). Эти гены использовались в исследованиях, в которых выявляли полиморфизмы, связанные с характеристиками массы туши и выходом мяса, поскольку транскрипты генов MSTN и MyoDl играют жизненно важную
роль в развитии мышц. Ген MSTN играет важную роль в формировании скелетных мышц. Миостатин является высококонсервативным у млекопитающих. У животных с недостаточным количеством MSTN наблюдается увеличение массы скелетных мышц (двойная мускулатура). Описаны мутации в гене MSTN у различных видов животных, таких как овцы, крупный рогатый скот, свиньи, собаки [2]. Некоторые варианты MSTN также были связаны с увеличением мышечной массы у ягнят породы спаэлсау (spaelsau) норвежской селекции [3]. MSTN отвечает за удвоение мускулатуры у овец породы тексель новозеландской, австралийской, бельгийской, норвежской селекции [4-5].
Ген MyoDl является миогенным регуляторным фактором, отвечает за дифференцировку миогенных клеток в миобласты и их пролиферацию [6]. Учеными были обнаружены полиморфизмы, влияющие на качество мяса, особенности мышечных волокон у мясного скота, свиней, цыплят [7-9]. Замены в гене MyoDl были связаны с особенностями телосложения у овец породы санта-инес (Santa Ines), также наблюдалась связь между экспрессией гена MyoDl в передней зубчатой мышце и выходом туши у овец пород санта-инес, морада-нова и сомали (Santa Inés, Morada Nova, Somalis) [10]. Выявлены некоторые варианты гена MyoDl, связанные с выходом мяса у овец породы ромни [11]. Все эти исследования показали значимость полиморфизмов в гене MyoD 1 для генетического контроля важных признаков у домашнего скота. Однако влияние полиморфизмов в гене MyoDl на мясные качества овец остается малоизученным.
В 2017 г. исследователи провели анализ структуры гена MyoDl, изучили взаимосвязь между SNP и мясной продуктивностью у овец породы манычский меринос, одной из самых распространенных отечественных тонкорунных пород Ставропольского края [12]. Однако так как порода овец манычский меринос разводится достаточно изолированно от других пород, в ней могут накапливаться значимые для селекции мутации. В связи с этим поиск новых полиморфизмов в генах MSTN и MyoDl у овец этой породы важен для обнаружения новых маркеров. Поиск полиморфизмов является актуальным для дальнейшего изучения влияния обнаруженных SNP на показатели мясной продуктивности.
Цель исследования - выявить новые однонуклеотидные полиморфизмы в генах MSTN и MyoDl у овец породы манычский меринос.
Материалы, методы и объекты исследования. Исследования проводились на базе лабораторий Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства (ВНИИОК) - филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр» и Северо-Кавказского федерального университета. Объектом исследования служили 10 баранчиков породы манычский меринос в возрасте 1 года. Животные были отобраны методом случайной выборки, являлись клинически здоровыми.
Геномная ДНК выделялась из образцов крови, полученных из яремной вены в асептических условиях. Пробы крови отбирали в пробирки Vacutainer® со стабилизатором ЭДТА («Becton Dickinson International», США). ДНК выделяли из 0,1 мл крови с использованием набора для экстракции нуклеиновых кислот «МагноПрайм ВЕТ» («НекстБио», Россия) согласно инструкции производителя. Концентрацию ДНК в растворе измеряли на флуориметре «Qubit 4.0» («Invitrogen/Life Technologies», США). Контроль качества (OD260/280) проводили на спектрофотометре NanoDrop OneC («Thermo-Fisher Scientific, Inc.», США). Подготовка библиотеки осуществлялась с использованинем наборов Accel-NGS 2S Plus DNA Library Kit (ШТ) for Illumina Platforms («Swift Biosciences, Inc.», США)
и TruSeq DNA Nano Library Prep kit («Illumina, Inc.», США) согласно инструкции производителя. Секвенирование проводили с использованием геномного секвенатора NovaSeq 6000 (Illumina, Inc.» США). Было получено 2 файла FASTQ для каждого образца, соответствующих прямому и обратному считыванию. Общая длина сырых прочтений составила 71-158 Gb. Контроль качества чтений проводился с использованием программного обеспечения FastQC на Alumina's DRAGEN Bio-IT Platform (v. 4.2.4). Q30 значение секвенирования составило >90,2%. Длина более 95% прямых и обратных ридов находилась в пределах 150-151 п.н.
В результате секвенирования полученные фрагменты картировали на референсный геном Ovis aries сборка ARS-UI_Ramb_v2.0 NCBI (National Center for Biotechnology Information). Genome. Ovis aries (2022). Величина покрытия генома (genome coverage) 27-60-кратная. Содержание CG в среднем составляет 44%. Из геномов были извлечены полные нуклеотидные последовательности генов мясной продуктивности овец {MSTN, MyoDl) для дальнейшего поиска генетических вариантов. Участки последовательности включали нуклеотидную позицию гена (начало-конец), номер хромосомы. Были использованы следующие координаты: 2:119283858-119294614 для гена MSTN и 15:34551445-34558239 для гена MyoDl. Для описания обнаруженных однонуклеотидных замен (SNP) использовалась номенклатура HGVS (Human Genome Variation Society). Для каждого полиморфизма вычислялась частота встречаемости аллельных вариантов и генотипов.
Результаты исследований. В процессе исследования было выявлено 17 однонуклеотидных замен в кодирующих и регуляторных участках гена MSTN породы овец манычский меринос (таблица 1). Из них 7 SNP были выявлены впервые, остальные 10 мутаций внесены в базу данных National Center for Biotechnology Information (dbSNPNCBI). В 5' фланкирующей области гена обнаружены 3 однонуклеотидных полиморфизма. В области экзона 1 выявлена замена c.l01A>G, является не синонимичной. В интронной области выявлены 5 мутаций. В 3' фланкирующей области обнаружено 8 однонуклеотидных полиморфизмов.
Среди выявленных в гене MSTN однонуклеотидных замен 74% составляют транзиции и 26% трансверсии. Замены у животных встречаются в основном в гомозиготном варианте. Замены c.747+164A>G, c.*2281A>G встречаются редко. В гетерозиготном варианте встречается мутация c.*3373A>G у 40% животных. Замены c.747+164A>G, c.*1956A>G, c.*2281A>G встречаются в гетерозиготном варианте у 30% баранчиков. Остальные замены являются редкими.
Таблица 1. SNP в гене MSTN у овец породы манычский меринос Table 1 SNP in the MSTN gene in Manych Merino sheep
№ Наименование SNP Позиция в гене по номенклатуре Human Genome Variation Society Хромосома: локализация
1 rs427801013 с.-2167 2 119283899
2 rsl19102824 с.-37 2 119286029
3 He встречается в базе с.-З 2 119286063
4 rs417816017 с.101 2 119286166
5 He встречается в базе с. 374-374 2 119287898
6 Не встречается в базе с.374-52 2 119288220
7 ге426500486 с.747+164 2 119288809
8 Не встречается в базе с.747+639 2 119289284
9 Не встречается в базе с.748-1005 2 119289671
10 Не встречается в базе с.*897 2 119291953
11 ге427218375 с.*1870 2 119292926
12 Не встречается в базе е.* 1951 2 119293007
13 ге3481564330 с.*1956 2 119293012
14 ге421222248 с.*2281 2 119293337
15 ге1088790123 с.*2660 2 119293716
16 гз590115129 с.*3147 2 119294203
17 ге399586817 с.*3373 2 119294429
При выполнении исследования было обнаружено 22 однонуклеотидных полиморфизма в регуляторных и кодирующих участках гена Муо1) / породы овец манычский меринос (таблица 2). Из 22 мутаций 9 отсутствуют в базе данных N061. В 5' фланкирующей области гена локализованы 4 однонуклеотидных полиморфизма. Замена с.150Т>С расположена в первом экзоне, является синонимичной. В интронной области выявлены 7 мутаций с.630+27Т>С, с.630+132Т>С, с.630+140Т>С, с.630+290А>С, с.630+306С>Т, с.630+3280>С, с.709+15700, в 3' фланкирующей области обнаружено 10 замен.
Среди выявленных однонуклеотидных замен у овец породы манычский меринос 71% составляют транзиции и 29% трансверсии. Большее количество замен у всех животных встречается в гомозиготном варианте. В гомозиготном мутантном варианте встречаются замены с.-21490>С у 80% баранчиков и с.630+132Т>С у 70% баранчиков. Замена с.*2301С>А встречается у 50% животных в гомозиготном мутантном варианте. Замена с.*253Ш>А встречается в гетерозиготном варианте у 50% животных. Замена с.*2354Т>С встречается у 40 % животных в гетерозиготном варианте. У 30% животных в гетерозиготном варианте встречаются мутации с.-9ЮО>Т, с.364Т>С, с.*2301С>А, с.*24400>А, с.*26270>А. Остальные замены являются редкими.
Таблица 2. SNP в гене MyoDl у овец породы манычский меринос Table 2. SNP in the MyoDl gene in Manych Merino sheep
№ Наименование БМ* Позиция в гене по номенклатуре Human Genome Variation Society Хромосома: локализация
1 Не встречается в базе с.-1766 15:34557663
2 ге1086313257 с.-1588 15:34557485
3 Г8591152513 с.-910 15:34556807
4 гебО1707240 с.-909 15:34556806
5 ге596917470 с.150 15:34555748
6 Не встречается в базе с.630+27 15:34555241
7 Не встречается в базе с.630+132 15:34555136
8 Не встречается в базе с.630+140 15:34555128
9 ге1135847353 с.630+290 15:34554978
10 ге1135847351 с.630+306 15:34554962
11 Не встречается в базе с.630+328 15:34554940
12 Не встречается в базе с.709+157 15:34554518
13 Не встречается в базе с.*39 15:34554125
14 Не встречается в базе с.*358 15:34553806
15 ге1085602036 с.*1628 15:34552536
16 Не встречается в базе е.* 1717 15:34552447
17 ^412518807 с.*2301 15:34551863
18 ге403485185 с.*2350 15:34551814
19 ге422929327 с.*2354 15:34551810
20 ге413592285 с.*2440 15:34551724
21 ге400483816 с.*2531 15:34551633
22 ^419671610 с.*2627 15:34551537
Обсуждение результатов. Согласно полученным результатам, ген миостатин имеет большое количество аллельных вариантов, в связи с чем обнаруживается значительное генотипическое разнообразие. Работа по изучению структуры гена М8ТЫ у овец породы манычский меринос авторами настоящего исследования началась еще в 2017 г. В ходе текущих исследований было выявлено 17 новых однонуклеотидных замен, о некоторых из них ранее не сообщалось в зарубежных и российских источниках [13-14]. Также обнаружены 7 новых, ранее не описанных полиморфизмов в 5'фланкирующей области гена, интронной области и в 3'фланкирующей области (таблица 3).
Таблица 3. Частота встречаемости аллельных вариантов и генотипов гена MSTN Table 3. Frequency of allelic variants and genotypes of the MSTN gene
Позиция в гене
№ Аллельный вариант по номенклатуре Human Genome Генотип
Variation Society
1 0,95 С 0,05 Т с.-2167 0,9 сс од ст 0,0 тт
2 0,9 т 0,1 С с.-37 0,9 тт 0,0 тс од СС
3 0,95 А 0,05 с с.-З 0,9 АА од АС 0,0 СС
4 0,9 А 0,1 G с.101 0,8 АА 0,2 AG 0,0 GG
5 0,95 Т 0,05 С с.374-374 0,9 ТТ од ТС 0,0 СС
6 0,95 т 0,05 С с.374-52 0,9 тт од ТС 0,0 СС
7 0,75 А 0,25 G с.747+164 0,6 АА 0,3 AG од GG
8 0,95 G 0,05 Т с.747+639 0,9 GG од GT 0,0 тт
9 0,95 А 0,05 G с.748-1005 0,9 АА од AG 0,0 GG
10 0,95 А 0,05 G с.*897 0,9 АА од AG 0,0 GG
11 0,9 Т 0,1 С е.* 1870 0,8 ТТ 0,2 ТС 0,0 СС
12 0,95 G 0,05 А е.* 1951 0,9 GG ОД GA 0,0 АА
13 0,85 А 0,15 G е.* 1956 0,7 АА 0,3 AG 0,0 GG
14 0,75 А 0,25 G с.*2281 0,6 АА 0,3 AG од GG
15 0,95 С 0,05 Т с.*2660 0,9 СС од CT 0,0 TT
16 0,95 G 0,05 Т с.*3147 0,9 GG од GT 0,0 TT
17 0,8 А 0,2 G с.*3373 0,6 АА 0,4 AG 0,0 GG
Результаты расчета частоты встречаемости единичных полиморфизмов в гене MSTN в настоящем исследовании идентичны полученным ранее проведенным при секвенировании геномов марокканских и иранских пород овец
(https://www.ensembl.org/Ovis_aries/Variation/Population.Variation). В замене С.-21670Т встречаемость мутантного аллеля оказалась меньше на 5% и 9% по сравнению с иранскими и марокканскими породами овец соответственно. Полиморфизм c.747+164A>G характеризовался более низкой частотой встречаемости мутантного аллеля G, чем у иранских и марокканских овец, на 10% и 9% соответственно. В локусе е.* 1870 встречаемость мутантного аллеля С составила 10%, это на 7% меньше, чем у иранских овец, и на 9% меньше, чем у марокканских. Мутантный аллель G в единичной замене c.*2281A>G встречался с частотой 25%, что по сравнению с иранскими овцами меньше на 10%, с марокканскими - на 17%. В полиморфизме c.*3373A>G частота встречаемости мутантного аллеля G составила 20%, что на 15% меньше, чем у иранских овец, и на 22% меньше, чем у марокканских.
За последнее десятилетие было зарегистрировано около 77 SNP в гене MSTN у различных пород овец, таких как тексель, норвежская, ромни, новозеландский тексель, латвийская темноголовая; большинство замен расположены в некодирующих областях гена [15]. Изменяющая структуру пептида замена c.101A>G была обнаружена у отечественной породы джалгинский меринос ромни, у овец породы австралийский меринос [16]. По мнению авторов, замена влияет на ингибирующую способность миостатина и в дальнейшем на мясные качества. Ранее изученные однонуклеотидные полиморфизмы в гене MSTN, такие как е.- 40С>А, были выявлены у белых и черных суффолков, ромни. У овец породы джалгинский меринос мутация С.-400А связана с негативным влиянием на показатели мясной продуктивности. Замена c.373+18G>T обнаружена в области интрона поблизости от донор-сайта сплайсинга у овец породы новозеландской селекции, суффолк и тексель, джалгинского мериноса [17].
Самое большое количество единичных нуклеотидов в гене MyoDl локализованы в 3' фланкирующей области. В первом экзоне обнаружен один полиморфизм, не приводящий к замене аминокислоты (таблица 4). Информация о гене, а также о связи SNP с мясной продуктивностью у овец в зарубежных и российских источниках представлена в недостаточном количестве.
В 2019 г. Sousa-Junior LPB с соавторами в своем исследовании выявили 59 полиморфизмов в гене MyoDl у овец породы санта-инес (Santa Ines), из которых 45 SNP выявлены впервые. В области интрона обнаружены 27 SNP, в кодирующей области 22 SNP, в 3'UTR области 10 SNP. По мнению ученых, некоторые варианты могут быть использованы для идентификации геномных вариаций, связанных с количественными признаками у овец [18].
Частота встречаемости однонуклеотидных полиморфизмов в гене миогенной дифференцировки при сравнении оказалась аналогичной марокканским и иранским породам овец. Замены с.630+27Т>С, c.*358G>T, c.*1717A>G обнаружены у небольшого числа баранчиков, поэтому делать конкретные выводы, связанные с этими мутациями, нет возможности. Мутантный аллель А в локусе с.-910 и с.-909 у овец породы манычекий меринос на 3% выше, чем у иранских, на 10%, чем выше у марокканских овец. Мутантный аллель Т в
локусе с.*2301 на 47% больше, чем у марокканских овец. С иранскими овцами частота встречаемости мутантного аллеля идентична исследуемой породе.
Таблица 4. Частота встречаемости аллельиых вариантов гена и генотипов генаМуо/)/ Table 4. Frequency of allelic variants and genotypes of the MyoDl gene
№ Аллельный вариант Позиция в гене по номенклатуре Human Genome Variation Society Генотип
1 0,95 С 0,05 Т с.-1766 0,9 СС од СТ 0,0 TT
2 0,85 С 0,15 т с.-1588 0,7 СС 0,3 СТ 0,0 TT
3 0,85 С 0,15 А с.-910 0,7 СС 0,3 СА 0,0 AA
4 0,85 С 0,15 А с.-909 0,7 СС 0,3 СА 0,0 AA
5 0,95 А 0,05 G с.150 0,9 АА од AG 0,0 GG
6 0,95 А 0,05 G с.630+27 0,9 АА од AG 0,0 GG
7 0,3 А 0,7 G с.630+132 0,3 АА 0,0 AG 0,7 GG
8 0,95 А 0,05 G с.630+140 0,9 АА од AG 0,0 GG
9 0,85 Т 0,15 G с.630+290 0,8 тт од TG 0,1 GG
10 0,85 G 0,15 A с.630+306 0,8 GG од GA 0,1 AA
11 0,9 С ОД G с.630+328 0,8 СС 0,2 CG 0,0 GG
12 0,8 G 0,2 С с.709+157 0,7 GG 0,2 GC 0,1 CC
13 0,7 Т 0,3 С с.*39 0,7 ТТ 0,0 TC 0,3 CC
14 0,95 С 0,05 A с.*358 0,9 СС од CA 0,0 AA
15 0,9 С ОД T е.* 1628 0,8 СС 0,2 CT 0,0 TT
16 0,95 Т 0,05 С е.* 1717 0,9 ТТ од TC 0,0 CC
17 0,35 G 0,65 T с.*2301 0,2 GG 0,3 GT 0,5 TT
18 0,8 С 0,2 T с.*2350 0,7 СС 0,2 CT 0,1 TT
19 0,5 А 0,5 G с.*2354 0,3 АА 0,4 AG 0,3 GG
20 0,85 С 0,15 T с.*2440 0,7 СС 0,3 CT 0,0 TT
21 0,45 С 0,55 T с.*2531 0,2 СС 0,5 CT 0,3 TT
22 0,85 С 0,15 T с.*2627 0,7 СС 0,3 CT 0,0 TT
Исследования показывают, что частота встречаемости мутантного аллеля Т в локусе с.*2350 на 8% больше, чем у марокканских овец, частота встречаемости аллеля О в замене с.*2354Т>С больше на 18%. Мутантный аллель в локусе с.*2440 у породы овец манычский меринос и у иранских овец встречается на 12% реже, чем у марокканских овец. В локусе с.*2531 встречаемость мутантного аллеля оказалась одинаковой с иранскими породами овец -55%, что на 23% больше в сравнении с марокканскими породами овец. У овец породы манычский меринос частота встречаемости аллеля Т в локусе с.*2627 составляет 15%, что на 8% больше, чем у иранских, и на 12% больше, чем у марокканских овец.
Выводы. В ходе данного исследования были выявлены новые однонуклеотидные полиморфизмы и их локализация в генах М8ТЫ и М70/)7 у овец породы манычский меринос. В гене Муо01 обнаружено 22 БКР в регуляторных и кодирующих областях, из которых 9 БКР не внесены в общемировую базу данных ёЬБКР 1ЧСВ1, т. е. впервые идентифицированы.
Мутация с.150Т>С расположена в первом экзоне, является синонимичной. В интронной области выявлены 7 мутаций: с.630+27Т>С, с.630+132Т>С, с.630+140Т>С, с.630+290А>С, с.630+3060 Т, c.630+328G>C, с.709+1570 G; остальные 14 замен локализованы во фланкирующих областях гена. В кодирующих и регуляторных участках гена MSTN породы овец манычский меринос было выявлено 17 однонуклеотидных полиморфизмов. Из них 7 SNP не внесены в общемировую базу данных dbSNP NCBI, впервые идентифицированы. В области экзона 1 выявлена одна замена с.101А> G, является не синонимичной. В интронной области выявлено 5 мутаций, остальные 11 замен локализованы во фланкирующих областях гена. Целесообразно продолжить дальнейшие исследования для поиска новых геномных маркеров-кандидатов, которые могут быть использованы при селекции овец породы манычский меринос, а также других российских пород овец с использованием расширенной выборки животных; изучить новые гены, участвующие в формировании мышечной ткани у овец, и их полиморфизмы.
Список источников литературы
1. Tuersuntuoheti, М. Exploring the growth trait molecular markers in two sheep breeds based on Genome-wide association analysis. / M. Tuersuntuoheti, J. Zhang, W. Zhou, C. Zhang, C. Liu et.al. // PLoS ONE. - 2023. - Vol. 4. - Pp. 18-22. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0283383.
2. Lee, S.-J. Targeting the myostatin signaling pathway to treat muscle loss and metabolic dysfunction. / S.-J. 2.Lee // J. Clin. Invest. - 2021. - Vol. 131. - № 9. - Pp. 1-10. https://doi.org/10.1172/JCI148372.
3. Kalds, P. Genetics of the phenotypic evolution in sheep: a molecular look at diversity-driving genes. / P Kalds, S. Zhou, Y. Gao, B. Cai, S. Huang et al. // Genet. Selection Evol. - 2022. -Pp. 54-61. https://doi.org/10.1186/sl2711-022-00753-3.
4. Talebi, R. Genetic basis of muscle-related traits in sheep: a review. / R. Talebi, M.R. Ghaffari, M. Zeinalabedini, R. Abdoli, M. Mardi //Anim. Genet. - 2022. - Vol. 53, № 6. - Pp. 723739. https://doi.org/10.llll/age.13266.
5. Ozcan-Gok9ek, E. Characterisation of Single Nucleotide Polymorphisms and Haplotypes of MSTN Associated with Growth Traits in European Sea Bass (Dicentrarchus labrax). / E, Ozcan-Gok9ek, R. Isik, B. Karahan, K. Gamsiz // Mar Biotechnol. - 2023. - Vol. 25. - Pp. 347-357. https://doi.org/10.1007/sl0126-023-10211-w.
6. Sibgatullina, G. Differentiation of Myoblasts in Culture: Focus on Serum and Gamma-Aminobutyric Acid. / G. Sibgatullina, R. Ebrahim, K. Gilizhdinova, A. Tokmakova, A. Malomouzh // Cells Tissues Organs. - 2023. - Pp. 92-102. https://doi.org/10.1159/000529839.
7. Kowalczyk, M. Meat quality-genetic background and methods of its analysis. / M. Kowalczyk, A. Kaliniak-Dziura, M. Prasow, P. Domaradzki, A. Litwinczuk // Czech Journal of Food Sciences. -2022. - Vol. 40. - Pp. 15-25. https://doi.org/10.17221/255/2020-CJFS/.
8. Migdal, L. Polymorphisms in coding and non-coding regions of rabbit (Oryctolagus cuniculus) myogenin (MyoG) gene. / L. Migdal, S. Palka // World Rabbit Science. - 2021. -Vol. 29. № 2. P. 69-76. D01:10.4995/wrs.2021.11830.
9. Yang, Z. Genetic Effects of Polymorphisms in Myogenic Regulatory Factors on Chicken Muscle Fiber Traits / Z. Yang, Y. Qing, Q. Zhu, X. Zhao et al. // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. -2015. - Vol. 28. -№ 6. - P. 782 787. doi: 10.5713/ajas. 14.0753.
10. Sousa-Junior, L.P.B. Polymorphisms in MYOD1, MYOG, MYF5, MYF6, and MSTN genes in Santa Ines sheep. / L.P.B. Sousa-Junior, A.N. Meira, H.C. Azevedo, et al. // Pesq Agropec Bras. -2019. -№ 54. -Pp. 87-91. https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2019.v54.01132.
11. Wang, J. Variation in the ovine MYF5 gene and its effect on carcass lean meat yield in New Zealand Romney sheep. / J. Wang, H. Zhou, R.H.J. Forrest, J. Hu et al. // Meat Science. -2017. - Vol.131. - P. 146-151. DOI: https://doi.Org/10.1016/j.meatsci.2017.05.012.
12. Trukhachev, V. The polymorphisms of MyoDl gene in Manych Merino sheep and itsinfl uence on body conformation traits / V. Trukhachev, G. Dzhailidy, V. Skripkin, A. N. Kulichenko et al. // Hellenic Vet. Med. Soc. - 2017. - Vol. 68. - № 3. - Pp. 319-326. https://elibrary.ru/item.asp?id=32395506.
13. Яцык, О.А. Полиморфизм гена миостатина (MSTN) у овец породы манычский меринос / О. А. Яцык, Е. Ю. Телегина // Аграрный вестник Верхневолжья. - 2017. - № 3. -Pp. 47-53. https://elibrary.ru/ziogub7ysclid4umitycokh987240389.
14. Aiello, D. The Myostatin Gene: An overview of mechanisms of action and its relevance to livestock animals. / D. Aiello, K. Patel, E Lasagna // Anim. Genet. - 2018. - № 49. - Pp. 505519. https://doi.org/10.1111/age. 12696.
15. Osman, N.M. Genetic variations in the Myostatin gene affecting growth traits in sheep. / N.M. Osman, H.I. Shafey, M.A. Abdelhafez, A.M. Sallam, K.F. Mahrous // Veterinary World. -2021. - Vol. 14, №2. - Pp. 475-482. doi: 10.14202/vetworld.2021.475-482.
16. Kaitholil, S. R. C. Insights into the influence of diet and genetics on feed efficiency and meat production in sheep. / S. R. C. Kaitholil, M. H. Mooney, A. Aubry, F. Rezwan // Animal Genetics. -2024. - Vol. 55. -Pp. 20-46. DOI: 10.111 l/age.13383.
17. Wang, J. Variation in the ovine MYF5 gene and its effect on carcass lean meat yield in New Zealand Romney sheep. / J. Wang, H. Zhou, R.H.J. Forrest, J. Hu // Meat Science. - 2017. Vol.131. -Pp. 146-151. DOI: https://doi.Org/10.1016/j.meatsci.2017.05.012.
18. Sousa-Junior, L.P.B. Variants in myostatin and MyoD family genes are associated with meat quality traits in Santa Inès sheep. / L.P.B. Sousa-Junior, A.N. Meira, H.C. Azevedo, E. N. Muniz etal.// Anim Biotechnol. - 2022. - № 33. - Pp. 201-213. https://doi.org/10.1080/10495398.2020.1781651.
References
1. Tuersuntuoheti, M. Zhang, J., Zhou, W., Zhang, C., Liu, C. et.al. (2023), 'Exploring the growth trait molecular markers in two sheep breeds based on Genome-wide association analysis', PLoSONE, Vol.4, pp. 18-22. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0283383.
2. Lee, S.-J. (2021), 'Targeting the myostatin signaling pathway to treat muscle loss and metabolic dysfunction', J. Clin. Invest, vol. 131, no. 9, pp. 1-10.
3. Kalds, P., Zhou, S., Gao, Y., Cai, B. Huang, S. et.al. (2022), 'Genetics of the phenotypic evolution in sheep: a molecular look at diversity-driving genes', Genet. Selection Evol, pp. 5461. https://doi.org/10.1186/sl2711-022-00753-3.
4. Talebi, R., Ghaffari, M.R., 'Zeinalabedini, M., Abdoli, R. and Mardi, M. (2022), Genetic basis of muscle-related traits in sheep: a review', Anim. Genet, vol. 53, no. 6, pp. 723-739. https://doi.org/10.1111/age. 13266.
5. Ozcan-Gokçek E, Isik, R., Karahan, В., Gamsiz, K. et.al. (2023), 'Characterisation of Single Nucleotide Polymorphisms and Haplotypes of MSTN Associated with Growth Traits in European Sea Bass (Dicentrarchus labrax)', Mar Biotechnol, vol. 25, pp. 347-357. https://doi.org/10.1007/sl0126-023-10211-w.
6. Sibgatullina, G. Ebrahim, R., Gilizhdinova, K., Tokmakova, A., Malomouzh, A. et.al. (2023), 'Differentiation of Myoblasts in Culture: Focus on Serum and Gamma-Aminobutyric Acid', Cells Tissues Organs, pp. 92-102. https://doi.org/10.1159/000529839.
7. Kowalczyk, M. Kaliniak-Dziura, A., Prasow, M., Domaradzki, P., et.al. (2022), 'Meat quality-genetic background and methods of its analysis', Czech Journal of Food Sciences, vol. 40, pp. 15-25. https://doi.org/10.17221/255/2020-CJFS/.
8. Migdal L. and Palka, S. et.al. (2021), 'Polymorphisms in coding and non-coding regions of rabbit (Oryctolagus cunicuius) myogenin (MyoG) gene', World Rabbit Science, vol. 29 (2), pp. 69-76. DOI: 10.4995/wrs.2021.11830.
9. Yang, Z. Qing, Y., Zhu, Q., Zhao, X. et.al. (2015), 'Genetic Effects of Polymorphisms in Myogenic Regulatory Factors on Chicken Muscle Fiber Traits', Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, vol. 28, no. 6, pp. 782 787. doi: 10.5713/ajas.l4.0753.
10. Sousa-Junior, L.P.B. Meira, A.N., Azevedo, H.C. et.al. (2019), 'Polymorphisms in MYOD1, MYOG, MYF5, MYF6, and MSTN genes in Santa Ines sheep', Pesq Agropec Bras, vol. 54, pp. 87-91. https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2019.v54.01132.
11. Wang, J. Zhou, H., Forrest, R.H.J., Hu, J. et.al. (2017), 'Variation in the ovine MYF5 gene and its effect on carcass lean meat yield in New Zealand Romney sheep', Meat Science, Vol. 131, pp.146-151. DOI: https://doi.Org/10.1016/j.meatsci.2017.05.012.
12. Trukhachev, V. Dzhailidy, G., Skripkin, V., Kulichenko, A. et.al. (2017), 'The polymorphisms of MyoDl gene in Manych Merino sheep and itsinfl uence on body conformation traits', Hellenic Vet. Med. Soc, vol. 68, no. 3, pp. 319-326. https://elibrary.ru/item.asp?id=32395506.
13. Yatsyk, O.A. and Telegina, E.Y. (2017), 'Polymorphism of the myostatin gene (MSTN) in Manych Merino sheep', Agrarian Bulletin of the Upper Volga Region, no. 3, pp. 47-53. (In Russ.). https_//elibrary.ru/ziogubysclid=lumitycokh987240389.
14. Aiello, D., Patel, K. and Lasagna, E et.al. (2018), 'The Myostatin Gene: An overview of mechanisms of action and its relevance to livestock animals', Anim. Genet, no. 49, pp. 505519. https://doi.org/10.1111/age. 12696.
15. Osman, N.M., Shafey, H.I., Abdelhafez, M.A., Sallam, A.M. and Mahrous, K.F. (2021), 'Genetic variations in the Myostatin gene affecting growth traits in sheep', Veterinary World, vol. 14, no. 2, pp. 475-482. doi: 10.14202/vetworld.2021.475-482.
16. Kaitholil, S.R.C. Mooney, M. H., Aubry, A. and Rezwan, F. (2024), 'Insights into the influence of diet and genetics on feed efficiency and meat production in sheep'. Animal Genetics, vol. 55, pp. 20-46. D01:10.1111/age.l3383.
17. Wang, J. Zhou, H., Forrest, R.H.J., Hu, J. et.al. (2017), 'Variation in the ovine MYF5 gene and its effect on carcass lean meat yield in New Zealand Romney sheep', Meat Science, vol. 131, pp. 146-151. DOI: https://doi.Org/10.1016/j.meatsci.2017.05.012.
18. Sousa-Junior, L.P.B. Meira, A.N., Azevedo, H.C., Muniz, E.N. et.al. (2022), 'Variants in myostatin and MyoDl family genes are associated with meat quality traits in Santa Ines sheep', Anim Biotechnol, no. 33, pp. 201-213. https://doi.org/10.1080/10495398.2020.1781651.
Авторский вклад
Криворучко А.Ю.: научная идея.
Скорых JI.H.: методическое и научное сопровождение. Сафарян Е.Ю.: обработка материалов, написание статьи. Криворучко О.Н.: научное редактирование текста. Зуев Р.В.: сбор информации.
Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант.
Author's contribution
Alexander Yu. Krivoruchko: scientific idea.
Larisa N. Skorykh: methodological and scientific support.
Elena Yu. Safaryan: processing of materials, writing the article.
Olga N. Krivoruchko: scientific text editing.
Roman V. Zuev: information collection.
All authors of this article have read and approved the final version submitted.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Сведения об авторах
Криворучко Александр Юрьевич, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории геномной селекции и репродуктивной криобиологии в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства - филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр»; научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории молекулярно-генетической экспертизы, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»; https://orcid.org/0000-0003-4536-1814. SPIN-код: 9353-1475. Scopus Ш: 23474242900. Researcher Ш: В-9960-2015; [email protected]. Скорых Лариса Николаевна, доктор биологических наук, доцент, главный научный сотрудник лаборатории геномной селекции и репродуктивной криобиологии в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства - филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр»; https://orcid.org/0000-0002-6090-4453. SPIN-код: 8979-4755. Scopus Ш: 57191168636. Researcher Ш: 0-7832-2016; [email protected].
Сафарян Елена Юрьевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории геномной селекции и репродуктивной криобиологии в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства - филиала ФГБНУ «СевероКавказский Федеральный научный аграрный центр»; https://orcid.org/0000-0002-2049-842X. SPIN-код: 3869-3088. Scopus Ш: 57189598317. Researcher Ш: Q-6612-2018; [email protected].
Криворучко Ольга Николаевна, аспирант лаборатории геномной селекции и репродуктивной криобиологии в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства - филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр»; https://orcid.org/0009-0005-2051-007X. SPIN-код: 8798-2666; [email protected].
Зуев Роман Владимирович, аспирант базовой кафедры генетики и селекции, научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биологической и медицинской информатики медико-биологического факультета ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»; https://orcid.org/0000-0001-9909-6812. SPIN-код: 3869-0000. Scopus Ш: 56441746400. Researcher Ш: Q-6566-2018; [email protected].
Information about the authors
Alexander Yu. Krivoruchko, Doc. Sci. (Biol.), Chief Researcher of the Laboratory of Genomic Selection and Reproductive Cryobiology in Animal Husbandry, All-Russian Scientific Research Institute of Sheep and Goat Breeding - branch of the North Caucasian Federal National Scientific Center 356241, Russia, Stavropol Territory, Shpakovsky District, Mikhailovsk, st. Nikonova, 49; Researcher, Research Laboratory of Molecular Genetic Expertise, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "North Caucasus Federal University"; https://orcid.org/0000-0003-4536-1814. SPIN-code: 9353-1475. Scopus Ш: 23474242900. Researcher Ш: B-9960-2015; [email protected].
Larisa N. Skorykh, Doc. Sci. (Biol.), Associate Professor, Chief Researcher of the Laboratory of Genomic Selection and Reproductive Cryobiology in Animal Husbandry, All-Russian Scientific Research Institute of Sheep and Goat Breeding - branch of the North Caucasian Federal National Research Center; https://orcid.org/0000-0002-6090-4453. SPIN-code: 8979-4755. Scopus Ш: 57191168636. Researcher Ш: 0-7832-2016; [email protected].
Elena Yu. Safaryan Cand. Sci. (Biol.), Researcher at the Laboratory of Genomic Selection and Reproductive Cryobiology in Animal Husbandry, All-Russian Scientific Research Institute of Sheep and Goat Breeding - branch of the North Caucasian Federal National Research; https://orcid.org/0000-0002-2049-842X. SPIN-code: 3869-3088. Scopus Ш: 57189598317. Researcher Ш: Q-6612-2018; [email protected].
Olga N. Krivoruchko, Postgraduate Student of the Laboratory of Genomic Selection and Reproductive Cryobiology in Animal Husbandry, All-Russian Scientific Research Institute of Sheep and Goat Breeding - branch of the North Caucasian Federal National Research Center; https://orcid.Org/0009-0005-2051-007X. SPIN-code: 8798-2666; [email protected]. Roman V. Zuev, Postgraduate Student of the basic department of genetics and selection, researcher at the Research Laboratory of Biological and Medical Informatics, Faculty of Medical Biology, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "North Caucasus Federal University"; https://orcid.org/0000-0001-9909-6812. SPIN-code: 3869-0000. Scopus Ш: 56441746400. Researcher Ш: Q-6566-2018; [email protected].
Статья поступила e редакцию 11.04.2024; одобрена после рецензирования 24.05.2024; принята к публикации 28.05.2024.
The article was submitted to the editorial office 11.04.2024; approved after reviewing 24.05.2024; accepted for publication 28.05.2024.
