CC BY
9
полученные при изучении генетического разнообразия эвенкийской породы домашних северных оленей по микросателлитным локу-сам, свидетельствует о существовании своеобразной генетической структуры в породах северного оленя и определенных межпородных и межпопуляционных различиях, отражающих генетические связи животных. Попу-ляционно-генетический анализ позволяет не только оценивать, но и сравнивать показатели разнообразия и генетического сходства (родства) данных трех популяций северных оленей.
В практику селекционной работы в оленеводстве необходимо внедрять результаты оценки по микросателлитам в целях подтверждения достоверности происхождения домашних и диких северных оленей в разных популяциях, чтобы поддерживать определенный уровень генетического разнообразия.
При проведении исследований использовано оборудование ЦКП «Биоресурсы и биоинженерия сельскохозяйственных животных» ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста.
Работа проведена в рамках выполнения задания Министерства науки и высшего образования РФ по теме FGGN-2022-0002.
Пробы оленей были получены в рамках выполнения работы проекта РНФ №21-1600071.
Список литературы:
1. Баскин Л. М. Северный олень. Управление поведением и популяциями. Оленеводство. Охота. Москва: Товарищество научных изданий КМК. - 2009. - 284 с.
2. Доцев А. В, Аксенова П. В., Волкова В. В., Харзинова В. Р., Костюнина О. В., Мнацеканов Р. А., Зиновьева Н. А. Исследование аллелофонда и генетической структуры Российской популяции зубров (Bison bonasus) Кавказско-беловежской линии. Экологическая генетика. Том 15. - №2. - 2017.
3. Харзинова В. Р., Доцев А. В., Соловьева
A. Д., Федоров В. И., Охлопков И. М., Виммерс К., Рейер Х., Брем Г., Зиновьева Н. А. Популя-ционно-генетическая характеристика домашнего северного оленя в Республике Якутия на основании полногеномного SNP-анализа. Сельскохозяйственная биология. - 2017. - Т. 52. - № 4. - С. 669-678.
4. Харзинова В. Р., Гладырь Е. А., Федоров
B. И., Романенко Т. М., Шимит Л. Д., Лайшев К. А., Калашникова Л. А., Зиновьева Н. А. Разработка мультиплексной панели микросателлитов для оценки достоверности происхождения и степени дифференциации популяций северного оленя Rangifer tarandus. Сельскохозяйственная биология. - 2015. - Т. - 50. - № 6. - С. 756-765.
DOI: 10.48612/sbornik-2022-1-7 УДК 591.151:636.22/.28(470.67)
ОСОБЕННОСТИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ PIT-1, PRL У КОРОВ КАВКАЗСКОЙ БУРОЙ ПОРОДЫ, РАЗВОДИМОЙ В РЕСПУБЛИКЕ ДАГЕСТАН
Суржикова Евгения Семеновна, канд. с.-х. наук Михайленко Татьяна Николаевна Евлагина Дарья Дмитриевна, аспирант
ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр», г. Михайловск, Российская Федерация
В данной работе представлены результаты ДНК-тестирования коров кавказской бурой породы, разводимой в кооперативном хозяйстве «Агрофирма Чох» Гунибского района Республики Дагестан. Определён полиморфизм по генам молочной продуктивности: гипофизарный фактор транскрипции (PIT-1), пролактин (PRL). Полученные данные показывают различия по распределению частот встречаемости аллелей и генотипов в горной и в равнинной местности.
Ключевые слова: ген; PIT-1; PRL; полиморфизм SPECIFIC FEATURES OF PIT-1, PRL GENES POLYMORPHISM IN THE BROWN CAUCASIAN CATTLE
BREED IN THE REPUBLIC OF DAGESTAN
Surzhikova Evgeniya Semenovna, PhD Agr. Sci. Mikhailenko Tatiana Nikolaevna Evlagina Darya Dmitrievna, PhD student
FSBSI«North Caucasian Federal Agricultural Research Centre», Mikhaylovsk, Russian Federation
This paper presents the results of DNA-testing of Caucasian brown cows bred in the cooperative farm "Agrofirma Choh" of the Gunib district of the Republic of Dagestan. Polymorphism of milk productivity genes was determined: pituitary transcription factor (PIT-1), prolactin (PRL). The data obtained show differences in the frequency distribution of alleles and genotypes in mountainous and lowland areas.
Keywords: gene; PIT-1; PRL; polymorphism.
Животные с более высокой продуктивностью представляют весомую ценность для животноводов и фермеров. У сельскохозяйственных животных продуктивные показатели зависят от многих факторов, таких как условия содержания, кормления, места нахождения скота (горы, равнина), влияние оказывают наследственные и индивидуальные особенности коров. Однако следует помнить, что рост и характеристики туши, молочная продуктивность, также находятся под контролем нескольких генов, оказывающих влияние на развитие животного. Современные технологии позволяют учёным повысить точность и эффективность традиционных методов селекции за счёт применения генетических маркеров [2, 3, 4, 5]. На сегодняшний день проведено несколько исследований по выявлению генов-кандидатов, оказывающих влияние на продуктивные показатели сельскохозяйственных животных. К наиболее востребованным ДНК-маркерам молочного скота, относятся такие гены как: гипофизарный фактор транскрипции (Р1Т-1), пролактин (РЩ [1, 7].
Ген Р1Т-1 у крупного рогатого скота, расположен в центромерной зоне первой хромосомы. Белок содержит 291 аминокислоту, являющийся членом РОи-домена, занимает особое место в детерминации молочной продуктивности и рассматривается как третья самая высокая ступень в регуляции этого процесса. Аллель Р1Т-1В - ассоциирована с качественными характеристиками молока -жирно- и белковомолочности [6].
Пролактин - полипептидный гормон, синтезируемый и секретируемый в основном специальными клетками передней доли гипофиза. Ген пролактина (PRL) крупного рогатого скота, является геном-кандидатом, влияющим на показатели молочной продуктив-
ности, локализован на 23 хромосоме, состоит из пяти экзонов и четырёх интронов. Установлено, что наличие аллели PRLВ способствует повышенному содержанию белка в молоке [8, 9].
Цель настоящего исследования заключалась в установлении полиморфизма в генах Р1Т-1, PRL и проведении генетико-статистического анализа в стадах коров кавказской бурой породы, выращенных в горной и равнинной местности.
Методика исследований. Объект исследования - крупный рогатый скот молочного направления продуктивности кавказской бурой породы. В выборку вошли животные из двух стад различных климатических зон (горы и равнина), разводимые в К/Х «Агрофирма Чох» Гунибского района Республики Дагестан.
Молекулярно-генетические исследования проводили в лицензируемой лаборатории иммуногенетики и ДНК-технологий ВНИИОК - филиал ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» (Свидетельство ПЖ - 77 №008326 от 18.04.2018). Биоматериалом служила цельная кровь коров, отобранная в вакуумные пробирки, содержащие ЭДТА К3. ДНК выделяли с использованием коммерческого набора «DIAtomtmDNAPrep100» (IsoGeneLab, Москва). Генотипирование проводили методом ПЦР-ПДРФ (полимеразная цепная реакция - полиморфизм длин рестрикционных фрагментов). Амплификация участков генов Р1Т-1, PRL осуществлялась с применением специализированных праймеров на программируемом 4-х канальном термоциклере «Терцик» в общем объёме реакционной смеси 20-25 мкл. Рестрикция продуктов амплификации проводилась с помощью эндонуклеаз: Р1Т-1/Ит/1, PRL/RsaI. Для идентификации продуктов ПЦР использовался метод горизонтального гель-
электрофореза.
Результаты исследований и их обсуждение. Анализом результатов ДНК-тестирования установлено, что полиморфизм гена Р1Т-1 в исследуемой популяции коров представлен 2-мя аллелями - Р1Т-1А и Р1Т-1В, при этом у животных в условиях горной и равнинной местности частота встречаемости аллеля Р1Т-1В выше (0,90 и 0,82 соответственно), в сравнении с аллелем Р1Т-1А. В условиях равнинной местности наблюдается отсутствие особей с гомозиготным генотипом Р1Т-1АА, тогда как на горной территории частота встречаемости генотипа составила 2,0 %. Частота встречаемости гомозиготного Р1Т-1ВВ и гетерозиготного Р1Т-1АВ генотипов у животных, находящихся в горах, составила - 82,0; 16,0, в равнинной зоне - 65,0; 35,0 соответственно.
Полиморфизм в локусе гена РЯ1 также
представлен двумя аллелями - РКЬА и РЯ1В с разной частотой встречаемости. У животных, обитающих в равнинной местности, отмечена низкая (0,13) частота встречаемости желательного аллеля РЯ1В и высокая (0,87) - аллеля РКЬА. Аналогичная ситуация наблюдается у особей разводимых в горах: частота встречаемости аллеля РЯ1В равна 0,25, аллеля РКЬА -0,75. Частота встречаемости генотипов в популяции коров, находившихся в окрестностях равнины, была высокая (80,0 %) для гомозиготного варианта РЯ1АА, низкая (15,0 %) для гетерозиготного РЯ1АВ и очень низкая (5,0 %) у желательного гомозиготного генотипа РЯ1ВВ. У животных, расположенных в горной местности, наблюдается похожая ситуация: частота встречаемости генотипов составила РЯЬАА - 54,0; РЯЬАВ - 42,0 и РЯЬВВ - 4,0 % (табл. 1).
Таблица 1 - Аллельный спектр генов PIT-1, PRL в исследуемых популяциях
Показатель Ген/генотип
PIT-1 PRL
PIT-1AA (A)* PIT-1AB PIT-1BB (B) PRLAA (A) PRLAB PRLBB (B)*
Горы, (n=50)
Частота генотипов, % 2,0 16,0 82,0 54,0 42,0 4,0
Частота аллеля 0,10 0,90 0,75 0,25
Равнина, (n=20)
Частота генотипов, % 0 35,0 65,0 80,0 15,0 5,0
Частота аллеля 0,18 0,82 0,87 0,13
Методами генетико-статистического анализа дана оценка генетической структуры популяции кавказской бурой породы в разных природно-географических условиях.
Показатель степени гомозиготности (Са) в гене Р1Т-1 колебался от 70,5 % в выборке коров, содержащихся на равнине до 82,0 % у животных, расположенных в горной местности. В гене РЯ1 данный показатель у животных в горах составил 62,5 %, а на территории равнины - 77,4 %.
Уровень полиморфности локуса (№) у животных по генам Р1Т-1 и РЯ1 в горах составил 1,22 и 1,60; на равнине 1,42 и 1,29 соответственно.
Степень генетической изменчивости (V) по гену РЯ1 в выборке коров, содержащихся на горной местности, в два раза выше в сравнении с коровами, обитающими в равнине. В гене Р1Т-1 наблюдается обратная ситуация,
данный показатель у животных, находящихся на территории низины, в полтора раза выше (24,5 %), чем у животных обитающих в горах (16,0 %) (табл. 2).
Уровень наблюдаемой (Hobs) и ожидаемой (Hex) гетерозиготности гена PIT-1 - характеризуется относительно низким показателем у коров, находящихся в области низины, по сравнению с особями, содержащимися в горных окрестностях: 0,538 и 0,870, против 0,190 и 0,620 соответственно. Тест гетерозиготности (ТГ), свидетельствующий об уровне генетического разнообразия популяции, для гена PIT-1 у животных обитающих в равнине имел положительное значение и составил +0,12, для животных горной зоны он оказался отрицательный (-0,03), что может свидетельствовать о снижении гетерозиготных особей на высокогорье.
Таблица 2 - Генетическая структура коров кавказской бурой породы в разных условиях выращивания
Показатель Группа животных
горы равнина
PIT-1 Са, % 82,0 70,5
Na 1,22 1,42
V, % 16,0 24,5
Hobs 0,190 0,538
Hex 0,620 0,870
ТГ -0,03 Ф<Т +0,12 Ф>Т
PRL Са, % 62,5 77,4
Na 1,60 1,29
V, % 35,5 17,6
Hobs 0,724 0,176
Hex 0,599 0,290
ТГ +0,13 Ф>Т -0,11 Ф<Т
Для гена PRL показатели Hobs и Hex были низкими в выборке коров, выращиваемых на территории равнины, в сравнении с животными в горной местности: 0,176 и 0,290, против 0,724 и 0,599.
Следовательно, тест гетерозиготности оказался отрицательным (-0,11) у популяции коров кавказской бурой породы, обитающих в равнине и положительным (+0,13) у животных, разводимых в горной местности.
Выводы. Методы ДНК-диагностики имеют достоверную информацию о генетическом потенциале как отдельных животных, так и популяции в целом, об этом свидетельствуют полученные результаты. Установлено, что гены PIT-1 и PRL в стадах коров кавказской бурой породы полиморфны и имеются различия по распределению частот встречаемости аллелей и генотипов как в горной, так и в равнинной местности. Свидетельствующий об уровне генетического разнообразия тест гетерозиготности показал, что у популяции коров, находящихся в горной местности по гену PIT-1 наблюдается снижение особей носителей гетерозиготных генотипов, тогда как по гену PRL такая ситуация складывается в равнинной зоне.
Исследования доказывают, что систематическое пополнение информации базы данных по генетическим маркерам позволит получить подробную картину динамики генетических процессов, а также данные об изменениях в структуре генофонда пород и других объективных генетических параметрах.
Список литературы
1. Зиновьева Н. А. Изучение генетического разнообразия и популяционной структуры российских пород крупного рогатого скота с использованием полногеномного анализа SNP / Н. А. Зиновьева, А. В. Доцев, А. А. Сермягин, К. Виммерс, Х. Рейер, Й. Солкнер, Т.Е. Дениско-ва, Г. Брем // Cельскохозяйственная биология. - 2016. - том 51. - N 6. - С. 788-800. DOI: 10.15389/agrobiology.2016.6.788rus.
2. ИвановаИ. П. Применение селекционно-генетических параметров в племенной работе с молочным скотом / И. П. Иванова, И. В. Тро-ценко // Вестник Крас-ГАУ. - 2019. - № 3(144). - С. 65-70.
3. Лазебная И. В. Исследование крупного рогатого скота бурятской породы с использованием генов-кандидатов / И. В. Лазебная, А. В. Перчун // Евразийский союз учёных. -2016. - N 31 (2). - С. 6-9.
4. Леонова М. А. Интенсификация селекционного процесса в животноводстве с использованием метода ПЦР [Текст] / М. А. Леонова [и др.] // Молодой ученый. - 2014. - №11. - С. 172-175.
5. Племяшов К. Геномная селекция будущее животноводства // Животноводство России. 2014. - № 5. - С.2-4.
6. Селионова М. И. Породные особенности аллельного профиля генов, контролирующих молочную продуктивность крупного рогатого скота / М. И. Селионова, Л. Н. Чижова, Е. С. Суржикова, Г. Н. Шарко, Т. Н. Михайленко, А. И. Чудно-вец // АгроЗооТехника. 2019. - Т.2. - N 1. - С. 3. DOI:10.15838/alt.2019.2.1.3.
7. Селионова М. И. Перспективные генетические маркеры крупного рогатого скота / М. И. Селионова [и др.] //Вестник АПК Ставрополья. 2018. - № 3(31). - С.44-52.
8. Чижова Л. Н. Межпородные особенности полиморфизма генов соматотропин, пролак-тин у коров молочного направления продуктивности / Л. Н. Чижова, Е. С. Суржикова, Г. П. Ковалева, Т. Н. Михайленко // Сборник науч. трудов ВНИИОК-филиал ФГБНУ «СевероКавказский ФНАЦ». 2017. - Т.2. - №10. -
C.108-112.
9. Lazebnaya I. V. Distribution of gh1, ghr, and prl gene polymorphisms in two turano mongolian cattle breeds from russia, china, and mongolia / I. V. Lazebnaya, O. E. Lazebny, Yu. A. Stolpovsky // Molecular Phylogenetics Contributions to the 5th Moscow International Conference "Molecular Phylogenetics and Biodiversity Biobanking". Eds. A. Troitsky and L. Rusin. 2018. - C. 47. DOI: 10.30826/MolPhy2018-27.
