CC BY
0
Выводы. Использование метода Fst позволило выявить 18 SNP, связанных с количеством поросят при рождении, 10 из которых были локализованы в генах AIG1, AGBL1, ADGRG6, CEP120, AUTS2, AFF3, HHAT, TUBGCP5, ITGB6, ENSSSCG00000046397. Обнаруженный ген HHAT и вариант rs81418212 могут рассматриваться в качестве генов-кандидатов, связанных с количеством поросят при рождении у свиней крупной белой породы, для них установлен желательный генотип АА. Рекомендуется дальнейшее исследование генетической изменчивости у свиней для выведения новых фенотипических характеристик.
Финансирование: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-76-10015 ,
https://rscf.ru/project/22-76-10015/
Список литературы
1. Mencik S. Association between ESR1 and RBP4 genes and litter size traits in a hyperprolific line of Landracex Large White cross sows / V. Vukovic, M. Spehar, M. Modric [et al.] // Veter-inární medicina. - 2019. - №3 (64). - 109-117.
2. Mills K. M. Evaluation of on farm indicators of gilt reproductive performance potential at 21 days of age / K. M. Mills, A. P. Schinckel, J. G. Stevens [et al.] // Translational Anim Sci. - 2020. -№4 (210).
3. Munoz M. Non-additive effects of RBP4, ESR1 and IGF2 polymorphisms on litter size at different parities in a Chinese-European porcine line / M. Munoz, A. I. Fernandez, C. Ovilo [et al.] // Genetics Selection Evolution. - 2010. - №1 (42). -1-10.
4. Sell-Kubiak E. Selection for litter size and litter birthweight in Large White pigs: Maximum, mean and variability of reproduction traits / E. Sell-Kubiak // Animal. - 2021. - №10 (15). -100352.
5. Vaishnav S. Allelic to genome wide perspectives of swine genetic variation to litter size and its component traits / S. Vaishnav A., Chauhan, A. Ajay [et al.] // Molecular Biology Reports. - 2023. - №4 (50). - 3705-3721.
6. Wu P. Identifying SNPs and candidate genes for three litter traits using single-step GWAS across six parities in Landrace and Large White pigs. / P. Wu, K. Wang, Q. Yang [et al.] // Physiol Genom. - 2018. - №12 (50). - 1026-1035.
БОГ: 10.48612^Ьогтк-2024-1-8 УДК 636.4.082
ОЦЕНКА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ СВИНЕЙ ПОРОДЫ ДЮРОК НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ГЛАВНЫХ КОМПОНЕНТ
Романец Тимофей Сергеевич1, канд. с.-х. наук
Коробейникова Анна Васильевна2
Бакоев Сирождин Юсуфович2, канд. биол. наук
Романец Елена Андреевна1, аспирант
Гетманцева Любовь Владимировна1, д-р биол. наук
1ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет»,
п. Персиановский, Российская Федерация
2ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА, г. Москва, Российская Федерация
В статье представлены результаты исследования генетической изменчивости свиней породы дюрок, проведенного с использованием анализа главных компонент (РСА). Обнаружена генетическая дифференциация между животными различных генетических центров, сочетающая влияние селекционных факторов и географического расположения. Наблюдаются уникальные генетические вариации в изучаемых группах, подчеркивающие сложность генетических взаимосвязей внутри породы. Результаты работы указывают на необходимость дальнейших исследований для более глубокого понимания генетических механизмов и разработки
эффективных стратегий селекции.
Ключевые слова: свиньи; РСА; дюрок; генетическая дифференциация.
GENETIC DIFFERENTIATION ASSESSMENT OF DUROC PIGS BASED ON PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS
Romanets Timofey Sergeevich1, PhD Agr. Sci. Korobeinikova Anna Vasilyevna2 Bakoev Sirojdin Yusufovich2, PhD Biol. Sci. Romanets Elena Andreevna1, PhD student Getmantseva Lyubov Vladimirovna1, Dr. Biol. Sci.
1FSBEI HE "Don State Agrarian University", Persianovsky, Russian Federation
2FSBI "Center for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks" FMBA,
Moscow, Russian Federation
The article presents the results of the research on genetic variability of Duroc pigs, conducted using Principal Component Analysis (PCA). Genetic differentiation was found between animals from different genetic centers, reflecting the combined influence of selection factors and geographical location. Unique genetic variations were observed within the studied groups, emphasizing the complexity of genetic relationships within the breed. The findings highlight the need for further research to enhance understanding of genetic mechanisms and development of effective breeding strategies. Key words: pigs; PCA; Duroc; genetic differentiation.
Свиньи породы дюрок подвергались целенаправленной селекции во многих странах, и как большинство современных коммерческих пород, дюрок состоит из генетически обособленных субпопуляций. Это обусловлено как индивидуальной селекционной работой, составляющих структуру породы, так и принадлежностью к определенному генетическому центру. Между линиями свиней дюрок из Америки (американская линия), Канады (канадская линия), Дании (датская линия), Китая, Тайваня (тайваньская линия) и Японии (японская линия) существуют значительные генетические различия. Так, например, американская линия имеет среднюю скорость роста, стрессоустойчивость и высокий процент постного мяса. Канадская линия хорошо известна высокими среднесуточными приростами, содержанием внутримышечного жира и качеством мяса. Все это свидетельствует о внутрипородных различиях генетической структуры относительно фенотипиче-ского градиента.
Для оценки генетической дифференциации сельскохозяйственных животных применяют различные подходы, включая анализ главных компонент PCA (Principal Component Analysis), основанный на данных полногеномного генотипирования [3, 4, 5]. PCA - это статистический метод, используемый для
анализа и визуализации данных, который позволяет выявить паттерны и связи в многомерных наборах данных [2].
Изучение генетической дифференциации является важной задачей для разработки эффективных стратегий улучшения селекционного процесса и сохранения генетического разнообразия [1]. В контексте породы дюрок, анализ генетической дифференциации позволит более глубоко понять ее структуру. В связи с чем, целью данного исследования являлось изучение вариабельности в генетической структуре свиней породы дюрок из различных генетических центров.
Методика исследований. В работе использовались данные генотипирования свиней породы дюрок пяти различных генетических центров. Данные генотипов 2153 дюрков канадского происхождения (Canadian) и 3917 - американского (American) были выгруженные из общественного репозитория Figshare. Также, из публичной базы данных по импута-ции геномов AGIDB, для анализ были привлечены данные 135 дюрков описанных как «European commercial domestic» (European). Из животных, разводимых на территории Российской Федерации, анализировали данные генотипирования дюрков двух племенных заводов из Воронежа (70 голов) и Тюмени (35 голов). данные группы были названы
Voronezh и Tuymen соответственно.
Все перечисленные группы соответствовали сборке sus scrofa 11.1, данные гено-типирования группы Voronezh подверглись дополнительному преобразованию из сборки 10.2. Далее объединение каждой из групп происходило за счет сопоставления общих SNP, исключая влияния разницы платформ на дальнейшую обработку. В итоге объединенный файл содержал 18929 вариантов SNP.
Перед проведением анализа был выполнен контроль качества и фильтрация данных генотипирования. Контроль качества выполнен на основании частоты минорных аллелей (>0.05), доли отсутствующих генотипов (<0.1), равновесии Харди-Вайнберга (>10-7) и наличия родственных связей (<0.75). С целью оценить дифференциальные отличия породы в зависимости от племенной принадлежности, был выполнен анализ главных компонент PCA (Principal Component Analysis). Для выполнения анализа главных компонент
использовали пакет SNPRelate в среде R. матрица расстояния была получена при помощи функции snpgdsPCA, визуальное представление результатов было реализовано с помощью пакета ggplot2 в Rstudio.
Результаты исследований и их обсуждение. В связи с разнообразием направлений селекции в различных генетических центрах наблюдается генетическое разнообразие между животными породы дю-рок. Эти различия проявляются в продуктивных характеристиках и способности адаптироваться к различным условиям среды. В данном исследовании для оценки степени этого различия на генетическом уровне был применен метод анализа главных компонент (РСА), который позволяет выделить ключевые компоненты изменчивости и оценить генетические различия. Результаты анализа первой и второй главных компонент представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Визуализация первой и второй главных компонент анализа РСА
Проведенный анализ главных компонент отражает наличие генетической дифференциации между группами дюрков из разных генетических центров. Первый главный компонент (PC1) объяснял наибольшую часть дисперсии - 36%, второй (PC2) объяснял 17 % дисперсии.
По PC1 можно видеть, что свиньи американской селекции (American), обозначенные синим цветом на графике, занимают позицию, которая мало пересекается с позицио-
нированием других групп, что может указывать на их относительную генетическую различность от свиней других генетических центров. Канадские субпопуляции свиней (Canadian), обозначенные зелёным цветом на графике, также занимают отдельное положение, хотя и демонстрируют некоторую степень пересечения с американскими по PC2. Свиньи европейской селекции (European), обозначенные голубым цветом на графике, содержат в себе гетерогенную выборку. На
графике видна большая степень изменчивости внутри европейской группы, вероятно, в данной группе присутствуют особи как американского, так и канадского происхождения, также несколько особей генетически близки к российским образцам.
Свиньи групп Tuymen и Voronezh, фиолетовый и жёлтый цвет соответственно, генетически похожи между особой, это может свидетельствовать о генетической схожести или обмене генетическим материалом между
этими двумя группами, однако, анализ главных компонент показывает, что они четко разделяются на две отдельные группы. В то же время, данные племенных заводов занимают промежуточное положение между европейской и американской группами, что говорит о возможном генетическом влиянии этих популяций. На рисунке 2 представлены результаты анализа второй и третьей главных компонент, РС3 объясняла 14% дисперсии.
Рисунок 2 - Визуализация второй и третьей главных компонент анализа РСА
Анализ второй PC2 и третьей PC3 главных компонент также демонстрирует генетическую дифференциацию дюрков различных генетических центров. Стоит отметить, что в группах American, Canadian, European и Tuymen наблюдались выбивающиеся индивидуумы или подгруппы с уникальными генетическими вариациями, в то время как группа Voronezh была наиболее гомогенной. В результате, можно заключить, что генетическое разнообразие породы дюрок отражает влияние селекционных факторов, а также географического расположения генетических центров.
Выводы. По результатам проведенного анализа можно сделать вывод о наличии заметной генетической изменчивости внутри породы дюрок. Анализ главных компонент PCA, показал межпопуляционные различия и разнообразие в генетической структуре дюр-ков различных генетических центров. Однако, обнаруживается также заметное перекрытие
между некоторыми группами, что свидетельствует о сложной природе генетических взаимосвязей в составе данной породы. Это указывает на необходимость дальнейших исследований для более полного понимания генетических механизмов, лежащих в основе разнообразия породы дюрок и определения стратегий для эффективной селекции животных с желаемыми характеристиками.
Финансирование: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №23-76-10009, https://rscf.ru/project/23-76-10009/
Список литературы
1. Калашников А. Е. Геномная селекция как основа племенной работы (обзор) / А. Е. Калашников, А. И. Голубков, В. Г. Труфанов [и др.] // Вестник КрасГАУ. - 2021. - № 7(172). -С. 163-170.
2. Abdi H. Principal component analysis / H.
Abdi, L. J. Williams // Wiley interdisciplinary reviews: computational statistics. - 2010. - №2(4) - 433-59.
3. Upadhyay M. Genomic relatedness and diversity of Swedish native cattle breeds / M. Upadhyay, S. Eriksson, S. Mikko [et al.] // Genet Sel Evol. - 2019. - № 51(56).
4. Zhao Qb. Identifying the unique characteris-
tics of the Chinese indigenous pig breeds in the Yangtze River Delta region for precise conservation / Qb. Zhao, F.O. Oyelami, Q.R. Qadri [et al.] // BMC Genomics - 2021. - №22(151).
5. Zhang Z. Genomic analysis reveals genes affecting distinct phenotypes among different Chinese and western pig breeds / Z. Zhang, Q. Xiao, Qq. Zhang [et al.] // Sci Rep 8. - 2018. - №13352.
DOI: 10.48612/sbornik-2024-1-9 УДК 636.234.1.082.14
АДАПТАЦИОННЫЕ СПОСОБНОСТИ КОРОВ ГОЛШТИНСКОЙ ПОРОДЫ ЕВРОПЕЙСКОЙ И АМЕРИКАНСКОЙ СЕЛЕКЦИИ
Татуева Оксана Владимировна
ФГБНУ Федеральный научный центр лубяных культур, г. Тверь, Российская Федерация
Изучены продуктивные качества коров голштинской породы в разрезе завезенного импортного поголовья и собственно воспроизведенного в условиях Смоленской области. Проведен анализ влияния страны происхождения, причин выбытия, генеалогической принадлежности на продуктивность коров, продолжительность хозяйственного использования и реализацию генетического потенциала. Количество выбывших животных после первого отела составляет 6,0-16,7 %. Наибольшей продуктивностью и реализацией генетического потенциала обладают коровы, завезенные из Нидерландов. Более продолжительно используются в стаде коровы, завезенные из Германии и Дании, и как следствие, имеют наибольшую пожизненную продуктивность в сравнении с другими группами. Более продуктивными являются предки коров, завезенных из США. В большей степени животные в стаде выбывают по причине травм. Генеалогия в стаде представлена тремя линиями: Вис Бэк Айдиала 1013415, Монтвик Чифтей-на 95679, Рефлекшн Соверинга 198998. Коровы линии Рефлекшн Соверинга 198998 более продуктивные, Монтвик Чифтейна 95679 - за жизненный цикл способны производить около 30 тыс. кг молока. Реализация генетического потенциала по удою составила 86-94 %. За предыдущие 10 лет в стаде получено около 6 тыс. коров собственного воспроизводства, что позволило увеличить их поголовье в стаде на 48 % и указывает на способности адаптироваться в условиях Смоленской области.
Ключевые слова: удой; продолжительность хозяйственного использования коров; причины выбытия; генеалогическая принадлежность
ADAPTIVE ABILITIES OF HOLSTEIN COWS OF EUROPEAN AND AMERICAN BREEDING Tatueva Oksana Vladimirovna
Federal Research Center for Bast Fiber Crops, Tver, Russian Federation
The productive qualities of Holstein cows have been studied in the context of imported livestock and actually reproduced in the conditions of the Smolensk region. The analysis of the influence of the country of origin, causes of disposal, genealogical affiliation on the productivity of cows, the duration of economic use and the realization of genetic potential are carried out. The number of retired animals after the first calving is 6.0-16.7%. Cows imported from the Netherlands have the highest productivity and realization of their genetic potential. Cows imported from Germany and Denmark are used in the herd for a longer time, and as a result have the highest lifetime productivity compared to other groups.
