Особливості генетичної структури та біохімічних процесів українського лускатого коропа любінського внутрішньопородного типу Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

УДК 575.1;639.371.5; 577.121.7

Городна О.В., кандидат бюлопчних наук, (algor@gala.net) © 1нститут рибного господарства НААНУ, м.Кигв

ОСОБЛИВОСТ1 ГЕНЕТИЧНО1 СТРУКТУРИ ТА Б1ОХ1М1ЧНИХ ПРОЦЕС1В УКРАШСЬКОГО ЛУСКАТОГО КОРОПА ЛЮБ1НСЬКОГО ВНУТР1ШНЬОПОРОДНОГО ТИПУ

Виявлено особливост1 формування генетичног структури украгнськог лускатог породи коропа любтського внутршньопородного типу за пол1морфними системами каровг та активтстю ключових фермент1в системи антиоксидантного захисту.

Ключовi слова: пол1морф1зм, алельт вар1анти, генетична структура, активтсть фермент1в, система антиоксидантного захисту, украгнська луската порода коропа.

Вступ. Отримання значно! кшькост бшка в харчуванш людини забезпечуеться за рахунок тваринницько! продукци. Вагому частку становить коротвництво - одна з основних галузей отримання продукцп рибництва в усьому свiтi. Короп був отриманий шляхом селекци дикого виду сазана. До Свропи доместикований вид коропа потрапив з Далекого Сходу. На теренах СНД короп е найбiльш розповсюдженим видом. Селекцiя у коропiвництвi Укра!ни ведеться в напрямку отримання порщ, внутрiшньопородних типiв i зональних масивiв. Порода створюеться для певно! технологи розведення i вирощування. Для промислового вирощування в Укра1ш використовують гщбиди першо! генерацп коропа з сазаном. В Захщних областях Укра!ни, на базi дослiдного господарства Великий Любшь 1нституту рибного господарства, виведено любшський внутрiшньопородний тип, який характеризуеться певними господарськими та бюлопчними особливостями, пристосований до умов утримання регюну [1].

Формування окремо! бюлопчно! одиницi як генетично збалансовано! системи, вiдбуваеться тд впливом факторiв природного i штучного вщбору, тому нашим завданням е дослщження генетично! структури для закршлення потенцiалу внутрiшньопородного типу укра1'нського коропа та вивчення стану окремих ланок системи антиоксидантного захисту.

Матер1али i методи. Для дослiдження було ввдбрано зразки кровi у дволiток групи риб укра1'нського лускатого коропа (Cyprinus carpió L.) господарства Львiвськоl дослщно! станци 1РГ НААНУ - 43 особини. В якост консерванту використовували гепарин. Вiдiбрану кров фракцiонували центрифугуванням впродовж 10 хвилин та 3,5 тис.об/хв. Отримаш фракци плазми кров^ лейкоцитiв та еритроцитiв фасували по епендорфам заморожували i зберiгали за температури -18°С.

© Городна О.В., 2010

38

Методом електрофорезу, з власними модифжащями, в полiакриламiдному гелi i наступним специфiчним для кожно! генетико-бiохiмiчноl системи пофарбуванням виявляли полiморфiзм локусу трансферину (TF) та естерази (EST) плазми кровi [2; 3; 4].

Актившсть супероксиддисмутази (СОД) визначали за методом Костюк В.А., Потапович А.И., Ковалева Ж.И. (1990) [5], актившсть каталази (КАТ) - методом Королюка М.А., Иванова Л.И., Майорова (1988) [6], глутатюнпероксидази (ГП) - за методикою В.М.Моша (1986) [7]. При цьому враховували здатшсть ферментiв системи антиоксидантного захисту (АОЗ) утворювати специфiчнi забарвленi сполуки з певними хiмiчними елементами у вщповщност до кiлькостi даного ферменту, його активност у дослiджуванiй тканинi.

Отримаш данi опрацьовано методом варiацiйноl статистики з обчисленням середнiх величин i похибок (М±т), основнi популяцшно-генетичш параметри груп тварин та достовiрнiсть результатiв (метод %2 , ts -критерiй Стьюдента) розраховували вщповщно з методиками [8; 9], а також за допомогою стандартних комп'ютерних програм "BIOSYS-1", "Statistica".

Результати дослщження. Як молекулярно-генетичнi маркери для опису генетично! структури групи укра!нського лускатого коропа розглядали розподiл алельних i генотипових частот, обраховували рiвень гетерозиготност за локусами TF та EST, що кодують бiлки плазми кровi риб.

При дослiдженнi локусу трансферину нами виявлено п'ять алелiв: TfA, TfB, TfC1, TfC2, TfD. Даш алельш варiанти мали специфiчний розподш та поеднання у рiзнi генотипи для дослщжених коропiв (табл.1).

Таблиця 1

Розподш частот алельних BapiaHTiB та генотишв локусу трансферину у

коропа

Алел1 трансферину

А В Ci C2 D

0,151 0,372 0,151 0,186 0,140

Розподш генотишв, %

AA AB ACi AC2 AD

2,3 20,9 4,7 - -

BB BCi BC2 BD C1C1

16,3 - 9,3 11,6 4,7

CxC2 CiD C2C2 C2D DD

11,6 4,7 4,7 7,0 2,3

yd алельш варiанти були представленi майже в однаковш кiлькостi окрiм алелю В, частота якого була найбшьшою - 0,372. Якщо подивитись на розподш генотишв, то з алелем трансферину В виявлено тшьки три з чотирьох можливих, але висока частота гомозиготи TF BB - 16,3%. Найбшьше виявлено гетерозигот генотипу TF АВ - 20,9% i не виявлено зовам гетерозигот з генотипами АС2, AD, ВС1. В найменшш кшькост були генотипи TF АА та TF DD - 2,3% вщ загально! кшькост дослщжених особин. О^м того, специфiкою

39

дано! групи укра!нського лускатого коропа е й висока частка алельного BapiaHTy Tf D, який, за даними л^ератури, бшьш притаманний дикому виду коропа-сазану амурському (табл.1).

Дослiджено також полiмоpфiзм за локусом естерази плазми. У коропа знайдено чiтке менделiвське успадкування естераз i за використання популяцшного aнaлiзy показано, що за концентращею aлелiв естеразних генiв легко можна знайти вщмшшсть мiж попyляцiями [10].

Нами виявлено два алельш вapiaнти цього локусу, якi piзняться рухливютю за електрофорезу в полiaкpилaмiдномy гелг Бiльш швидкий вapiaнт Est F, повшьшший вapiaнт - Est S, який мав вищу частоту 0,593 (табл.2).

Таблиця 2

Розпод1л частот алельних вар1ант1в та генотип1в гену естерази плазми

у коропа

Алел1 естерази Розподш генотитв, %

EST, n 43 FF 7,0

F 0,407 FS 67,4

S 0,593 SS 25,6

У дослщжено! групи коpопiв виявлено yd три можливi генотипи естеразного локусу. Найменша кiлькiсть гомозигот FF у найбшьшш кiлькостi пpедстaвленi гетеpозиготнi генотипи FS - 67,4%.

Отримаш значення гетерозиготност за локусами естерази та трансферину у лускатих коpопiв дещо вiдpiзнялись вiд теоретично розраховано! оч^вано! гетеpозиготностi (табл.3).

ТаблицяЗ.

Значення гетерозиготност1 локусу трансферину й естерази плазми у

дослщжених коротв

Локуси Нн Но

TF 0,698 0,771

EST 0,674 0,488

"Нн/"Но 0,686 0,630

Нн - значення середньо! наявно! гетерозиготносп

Но - значення середньо!' оч1кувано! гетерозиготносп

Значення наявно! гетеpозиготностi були бшьш^ нiж очiкyвaно!' за локусом естерази плазми, а за трансфериновим локусом виявлена гетеpозиготнiсть була меншою вiд значення очiкyвaно! гетерозиготност^ Розрахунок середньо! наявно! та оч^вано! гетеpозиготностi за двома полiмоpфними генетико-бiохiмiчними системами плазми кpовi виявив пщвищене значення наявно! гетеpозиготностi - 0,686 вщ значення очiкyвaно! -0,630.

У групи укра!нського лускатого коропа також дослщжували фyнкцiонaльний стан системи АОЗ у тканиш гепатопанкреасу, мiокapдa i кpовi на основi aнaлiзy змш у значеннях покaзникiв aктивностi ключових феpментiв

40

ще! системи: супероксиддисмутази, каталази та глутатюнпероксидази. Нашi дослщження показують, що активнiсть даних ферменив рiзниться i у ГП мае тканиноспецифiчний характер. Так, у печшщ И активнiсть 74,93 мкмоль 08И хв-1мг-1бiлка, а в кровi 4,98± 0,39 мкмоль ОвИ хв-1мг-1бiлка (табл.4). Потрiбно зазначити, що ефективнiсть роботи ГП, утилiзацiя Н2О2 у кл^иш суттево залежить вiд наявностi глюкози i цiлого ряду iнших чинниюв, якi впливають на вмiст в кл^иш ОвИ (вiдновлений глутатiон) i НАДФ (вiдновлений нiкотинамiд аденiндинуклеотидфосфат).

Таблиця 4

Актившсть фермент1в АОЗ у трьох тканинах коропа_

Тканина/ Фермент системи АОЗ Печшка Мюкард Кров

Супероксиддисмутаза М ± т 2418 ± 144,0 1597,3 ± 155,4 1627 ± 242,2

Каталаза М ± т 0,00336±0,00009 0,00183±0,00034 0,00459±0,00107

Глутатюнпероксидаза М ± т 74,93 ± 4,03 27,9 ± 4,95 4,98 ± 0,39

СОД (од. акт. хв-1мг-1 бшка); КАТ (мкмоль Н2О2 хв-1 мг-1 бшка); ГП (мкмоль в8И хв-1мг-1 бшка).

Як у ГП, так i у СОД актившсть найвища у печiнцi, тодi як для каталази виявлено найвищу активнiсть у кровi 0,00459, ^ навпаки, ГП у кровi мае найнижчу активнiсть (табл.4).

Доведено, що токсичний ефект ди О2- на кл^ину посилюеться при високiй активност СОД i низькiй чи нормальнш активностi iнших ферментiв системи АОЗ. Виршальне значення при цьому мае наявшсть балансу мiж активнiстю цього ферменту та актившстю каталази i глутатiонпероксидази, якi метаболiзують Н2О2 у кл^иш. Надлишок СОД може шляхом обернено! регуляци iнгiбувати синтез антиоксидантних ферментiв, при цьому роблячи кл^ину менш захищеною перед окисними процесами [11] Вщповщно, вирiшальне значення для забезпечення ефективного антиоксидантного захисту кл^ини мае не висока ферментативна актившсть якогось одного з антиоксидантних ферменив, а !х взаемоузгоджена i збалансована робота з нейтралiзацil активних форм кисню.

Висновки. Таким чином, нами виявлено, що за локусом трансферину особини укра!нського лускатого коропа мають вирiвняну частоту алельних варiантiв i вагому частку амурського сазана у генотит. Локус естерази плазми мае високий рiвень гетерозиготностi, що забезпечуе внутрiшньопородний запас мiнливостi дослщжено! групи. Перевага середньо! наявно! гетерозиготностi над розрахованою очiкуваною свiдчить про наявшсть стабшзацшних процесiв генетично! структури любшського внутрiшньопородного типу лускатого коропа i необхiднiсть контролю за И змшами. Порода укра!нського лускатого коропа любшського внутршньопородного типу характеризуеться високим рiвнем

41

активност супероксиддисмутази, каталази, глутатюнпероксидази - ферменпв системи антиоксидантного захисту, якi забезпечують aдеквaтнiсть вщповвд на змiни навколишнього середовища.

Лггература

1. I.I. Грициняк, М.В. Гринжевський, О.М. Третяк, М.С. Юва, А.1. Мрук Фермерське рибництво. Ки!в, 2008. - 560 с.

2. Harris Н., Hopkinson D.A. Handbook of enzyme electrophoresis in human genetics.// Amsterdam: North-Holland Publ.Comp.-1976.

3. Gahne B, Juneja RK, Grolmus J. ^rizontal polyacrylamide gradient gel electrophoresis for the simultaneous phenotyping of transferrin, post-transferrin, albumin and post-albumin in the blood plasma of cattle. //Anim Blood Groups Biochem Genet.-1977.-V.8,№3.-P.127-37

4. Глазко В.И. Генетика изоферментов сельскохозяйственных животных / В.И. Глазко // ВИНИТИ. Сер. Общая генетика / Итоги науки и техники. -1988. - Т.10. -212с.

5. В. А. Костюк, А.И. Потапович, Ж.И. Ковалева. Простой и чувствительный метод определения активности супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцитина // Вопр. мед. химии. 1990. № 2. С. 88-91.

6. М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова, В.Е. Токарев. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. — 1988. — № 1. — С. 16-18.

7. В.М. Моин. Простой и специфический метод определения активности глутатионпероксидазы в эритроцитах // Лаб. дело. — 1986. № 12. - С. 724-727.

8. Плохинский Н.А. Биометрия.-Изд.Моск.ун-та,-1969.-368с.

9. Животовский Л. А. Популяционная биометрия. -М.: Наука. -1991. -

271с.

10. Щербенок Ю.И. Связь полиморфных систем эстераз и трансферринов с хозяйственно важными признаками у карпа // -Л. -Биохим. Генетика рыб. -1973.-С.129-137.

11. Дубинина Е.Е. Антиоксидантная система плазмы крови // Укр. биохим. журн. - 1992. - Т64. № 2. - С. 3 - 15.

Summary Gorodna A.V.

Fishering Institute NAAS of Ukraine SPECIFICITY OF GENETIC STRUCTURE AND BIOCHEMICAL PROCESSES OF THE UKRAINIAN SCALY CARP OF LJUBINSKY

INTRASPECIES TYPE

It is investigated specificity offormation of genetic structure of the Ukrainian scaly carp of ljubinsky intraspecies type on two polymorphic systems of blood and activity of key enzymes of system antioxidant protection.

Key words: polymorphism, allelik type, genetic structure, activity of enzymes, system of antioxidant protection, Ukrainian scaly carp.

Стаття надшшла до редакцИ 20.09.2010

42