CC BY
0
Международной научно-практической конференции. Москва, 2020. - С. 76-90.
2. Царенко П. П. Совершенствование методов контроля качества скорлупы куриных яиц / П. П. Царенко, Е. В. Осипова // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2017. - № 47. - С. 142-147.
3. Ahmed T. A. E. Biotechnological Applications of Eggshell: Recent Advances / T. A. E. Ahmed, L. Wu, M. Younes [et al.] // Front Bioeng Biotechnol. - 2021. - Vol. 9. - P. 675364.
4. Bardet C. OC-116, the chicken ortholog of mammalian MEPE found in eggshell, is also expressed in bone cells. / C. Bardet, C. Vincent, M. C. Lajarille [et al.] // Journal of. Experimental. Zoology. (Mol. Dev. Evol.) - 2010. - 314B:653-662.
5. Cordeiro C. M. M. Ovocalyxin-36 Is a Pattern Recognition Protein in Chicken Eggshell Membranes / C. M. M Cordeiro, H. Esmaili, G. Ansah [et al.] // PLoS ONE. - 2013. - №8(12):e84112.
6. Duan Z. Genetic architecture dissection by genome-wide association analysis reveals avian eggshell ultrastructure traits / Z. Duan, C. Sun, M. Shen [et al.] // Sci Rep. - 2016. - Vol. 6. - P. 28836.
7. Fulton J. E. Variation in theovocalyxin-32gene in commercial egg-laying chickens and its relationship with egg production and egg quality traits / J. E. Fulton, M. Soller, A. R. Lund [et al.] // Animal Genetics. - 2012. - №43 (Suppl. 1). - P. 102-113.
8. Gautron J. Cloning of ovocalyxin-36, a novel chicken eggshell protein related to lipopolysac-charide-binding proteins, bactericidal permeability-increasing proteins, and plunc family proteins. / J. Gautron, E. Murayama, A. Vignal [et al.] // The Journal Of Biological Chemistry. - 2007 - Feb 23;282(8):5273-86.
9. Sun C. Genome-wide association study revealed a promising region and candidate genes for eggshell quality in an F2 resource population / C. Sun, L. Qu, G. Yi [et al.] // BMC Genomics. -2015. - Vol. 16. - P. 565.
10. Takahashi H. Association between ovo-calyxin-32 gene haplotypes and eggshell quality traits in an F2 intercross between two chicken lines divergently selected for eggshell strength / H. Takahashi, O. Sasaki, K. Nirasawa [et al.] // Anim Genet. - 2010. - Vol. 41. - No. 5. - P.541-544.
БОГ: 10.48612^Ьогтк-2024-1-7 УДК 636.4.082:575.113
ПОИСК НОВЫХ ЛОКУСОВ И ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ, СВЯЗАННЫХ С КОЛИЧЕСТВОМ ПОРОСЯТ ПРИ РОЖДЕНИИ У СВИНЕЙ КРУПНОЙ БЕЛОЙ ПОРОДЫ
Романец Елена Андреевна1, аспирант Колосова Мария Анатольевна1, канд. с.-х. наук Романец Тимофей Сергеевич1, канд. с.-х. наук Бакоева Илона Сирождиновна2 Гетманцева Любовь Владимировна1, д-р биол. наук
1ФГБОУ ВО Донской ГАУ «Донской государственный аграрный университет», п. Персиановский, Российская Федерация
2ФГБОУ ВО РХТУ им. Д.И. Менделеева «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева», г. Москва, Российская Федерация
Задачи, направленные на увеличение количества поросят при рождении, являются одним из ключевых аспектов в сфере свиноводства. Целью данного исследования было выявление новых генетических локусов и потенциальных генов, связанных с количеством поросят при рождении у свиней крупной белой породы. Используя метод Fst для оценки генетической дифференциации между группами свиноматок с высокой и низкой репродуктивной способностью, было обнаружено 18 однонуклеотидных полиморфизмов из которых 10 находятся в генах, участвующих в различных физиологических процессах организма, включая те, которые прямо или косвенно связаны с количеством поросят при рождении. Для гена ННАТ и варианта
^81418212, оценены эффекты генотипов на изменчивость признака количества поросят при рождении.
Ключевые слова: свиньи; количество поросят при рождении; SNP; Fst; геномные области; ген
SEARCH FOR NEW LOCI AND CANDIDATE GENES ASSOCIATED WITH THE LITTER SIZE IN LARGE WHITE PIGS
Romanets Elena Andreevna1, PhD student Kolosova Maria Anatolyevna1, PhD Agr. Sci. Romanets Timofey Sergeevich1, PhD Agr. Sci. Bakoeva Ilona Sirozhdinovna2 Getmantseva Lyubov Vladimirovna1, Dr. Biol. Sci.
1FSBEI HE "Don State Agrarian University", Persianovsky, Russian Federation
2FSBEI HE "D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology", Moscow, Russian Federation
Tasks aimed at increasing the number of piglets at birth are one of the key aspects in pig production. The aim of this study was to identify new genetic loci and potential genes associated with the piglet number at birth in Large White pigs. Using the Fst method to assess genetic differentiation between high and low reproductive performance in sow groups, 18 SNPs were identified, of which 10 were in genes involved in various physiological processes of the body, including those directly or indirectly related to piglet number at birth. For the HHAT gene and the variant rs81418212, the effects of genotypes on the variability of the trait of number of piglets at birth were evaluated.
Key words: pigs; number of piglets at birth; SNP; Fst; genomic regions; gene
Среди различных репродуктивных признаков количество поросят при рождении представляет наибольший интерес для свиноводов и селекционеров и является наиболее важным экономическим признаком. Осознавая его исключительную важность, селекция ремонтных телок, обладающих потенциалом для получения больших приплодов, доказала свою полезность для свиноводства [2].
Количество поросят при рождении - это сложныи признак, ограниченныи полом, кото-рыи зависит от различных биологических, управленческих и экологических факторов. Из-за низкои наследуемости он неэффективно отбирается традиционными методами. Хотя традиционная селекция, на основе программ разведения с использованием BLUP дала положительные результаты по улучшению материнских репродуктивных признаков. Однако из-за сложности фенотипирования только половозрастных животных, у которых уже есть потомство, генетическое улучшение репродуктивных признаков остается вызовом для традиционных программ селекции. Кроме того, прогресс в свиноводстве за счет использования улучшенных условии кормления и содержания достиг предела, поэтому генетическое улучшение экономических признаков с помощью
селекции имеет первостепенное значение [4].
В качестве дополнительных инструментов для повышения экономической эффективности свиноводства используется генетическое улучшение с помощью селекции по маркерам и геномной селекции. Существуют различные гены, которые существенно влияют на количество поросят при рождении и его составляющие характеристики, но эти гены объясняют лишь относительно небольшую часть генетической изменчивости данного признака [1, 3 ,5]. В последнее время полногеномное исследование ассоциаций (GWAS) было использовано для раскрытия генетической и биологической основы особенностей помета и выяснения генов, определяющих количество поросят при рождении [6]. Благоприятные SNP в этих генах были идентифицированы и открывают возможности для включения в программы селекции, тем самым повышая эффективность разведения и прибыль свиней.
Научная проблема, на решение которои направлены наши исследования, связана с поиском новых уникальных локусов и генетических вариантов, которые могут быть связаны за количество поросят при рождении.
Методика исследований. Исследова-
ния проводили на свиньях породы крупная белая, разводимых в ЗАО «Племзавод-Юбилейный». Учитывали количество поросят при рождении по трём опоросам. Обработку данных выполняли в программе R studio, при фильтрации данных были удалены выбросы больше 3-х сигм. Для оценки нормального распределения данных использовали функцию QQ-plot. После фильтрации получили выборку из 239 животных. По признаку количество поросят при рождении свиноматок разделили на три группы - низкое, среднее и высокое количество поросят при рождении (по квантилям 0-0,1; 0,1-0,9; 0,9-1). На основе этого сформировали 2 группы, первую (n=26) - с низким количеством поросят (7,3-11,0 гол.), вторую (n=28) - с высоким количеством (15,7-18,5 гол.).
Генотипирование проводили с использованием GeneSeek® GGP Porcine HD Genomic Profiler v1 (Illumina Inc, США). Фильтрацию геномных данных провели в соответствии со следующими параметрами -geno 0.1, -mind 0.1, -maf 0.05, -hwe 1e-7, -indep-pairwise 50 5 0.8. Для идентификации геномных областей, связанных с количеством поросят при рождении, использовали статистику Fst, путем сравнения генетических вариантов у свиней I и II групп. Значимыми вариантами считали те, у которых значения Fst превышали уровень квантиля 0,999. Далее генетические варианты идентифицировали и перевели в геномные позиции Sus scrofa 11.1 по базе Ensembl genome browser 109
(https://www.ensembl.org/index.html). Для оценки значимости эффектов генотипов генов гена ННАТ и варианта rs81418212 на ко-
М —14.16
3D -1.72
M -13 52 SD -1.77
HHAT(rs324075038¡
M -12 87 SD -1.91
Рисунок 1 - Количество поросят при рождении при различных генотипах гена ННАТ
личество поросят при рождении использовали критерий Стьюдента.
Результаты исследований и их обсуждение. В областях генома с высоким уровнем изменчивости были обнаружены 10 генов (АЮ1, ADGRG6, ENSSSCG00000046397, AGBL1, CEP120, AUTS2, AFF3, HHAT, TUBGCP5, ITGB6), которые участвуют в разнообразных биологических процессах и связаны с различными фенотипическими характеристиками. Эти результаты представляют значительный интерес для дальнейших исследований генетической изменчивости и выявления новых фенотипических особенностей в исследуемой популяции свиней.
Выявленные SNP представлены различными вариантами нуклеотидных замен: 8 SNP - интронный вариант, 8 SNP - интергениче-ский вариант, 1 SNP - вариант не-кодирующего экзона, 1 SNP - вариант 3' UTR.
Для SNP ^324075038, расположенного в гене ННАТ, оценены эффекты генотипов на изменчивость признака количества поросят при рождении. По результатам исследования, свиноматки с генотипом ННАТ_АА имели более высокие показатели количества поросят при рождении на 1,29 гол. по сравнению с свиноматками с генотипом HHAT_GG (р<0,001) (рис. 1).
Выявлено, что генотип АА для варианта ^81418212 также оказывает положительное влияние на количество поросят при рождении. Различия в количестве поросят между генотипами гс81418212_АА и rs81418212_GG составляют 1,03 гол. (р<0,001), а между генотипами rs81418212_АG и rs81418212_GG 0,96 гол. (р<0,001) (рис. 2].
M -13 83 SD -1.86
M -13 76 SD -1.64
M -12 8 SD -1.94
Рисунок 2 - Количество поросят при рождении при различных генотипах ^81418212
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.
DOI: 10.48612/sbornik-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 (PCA). 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
