CC BY
3
DOI: 10.48612/sbornik-2023-2-3 УДК 636.32/.38.082.12
ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ФАКТОРА РОСТА (GDF9) У ОВЕЦ ЮЖНОЙ МЯСНОЙ ПОРОДЫ
Куликова Анна Яковлевна, д-р с.-х. наук
ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии», г. Краснодар, Российская Федерация
В субпопуляции овец южной мясной (ЮМ) породы был проведен ПЦР-ПДРФ анализ распределения полиморфных вариантов гена GDF9 у баранов, маток и ремонтного молодняка. На основании анализа выявлена специфичность аллельного спектра. В ло-кусе гена GDF9 два аллеля А и G с преобладанием гомозиготного (GG) генотипа (75 %). Различия по живой массе у гомозиготных и гетерозиготных особей не превышало 1,4 %. По плодовитости матки гетерозиготного генотипа ^G) на 10 % превосходили гомозиготных (GG) и от них за жизнь получено приплода на 22,4 % больше, чем от маток генотипа GDF9GG.
Ключевые слова: овцы; порода; ген GDF9; полиморфизм; аллель; живая масса; плодовитость
POLYMORPHISM OF THE GROWTH DIFFERENTIAL FACTOR GENE (GDF9) IN SOUTHERN MEAT BREED SHEEP
Kulikova Anna Yakovlevna, Dr. Agr. Sci.
Krasnodar Research Centre for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Krasnodar, Russian Federation
In a subpopulation of sheep of the southern meat breed, a PCR-RFLP analysis of the distribution of polymorphic variants of the GDF9 gene in rams, ewes and replacement young animals was carried out. Based on the analysis, the specificity of the allelic spectrum was revealed. The GDF9 gene locus has two alleles A and G with a predominance of the homozygous (GG) genotype (75 %). The differences in live weight between homozygous and heterozygous individuals did not exceed 1.4 %. In terms of fertility, ewes of the heterozygous genotype (AG) were 10 % superior to homozygous (GG) ones, and they produced 22.4 % more offspring during their lifetime than from ewes of the GDF9GG genotype.
Key words: sheep; breed; GDF9 gene; polymorphism; allele; live weight; fertility
Генетические вариации количественных и качественных признаков у пород овец разного направления продуктивности в достаточной степени отражены в литературе. Учитывая многообразие признаков (более 32), направленный отбор в племенном овцеводстве имеет эффективность при высоком значении коэффициента наследуемости ^2 > 0,3). Исследованиями установлено, что верхние
границы и средние показатели наследуемости (h2) выше для морфологических признаков по сравнению с биологически обусловленными (плодовитость, сохранность, адаптационные свойства организма). В этой связи, маркер-ассоциированная селекция (MAS, Marker assisted selection) имеет большие перспективы и внедряется в селекционные программы отечественного животноводства
[2, 4].
Методика исследований. Изучение гена гормона дифференциального фактора роста (GDF9) и определение генотипов-носителей селекционно-значимых маркерных аллелей в субпопуляции овец южной мясной породы выполнено в ге-нофондном хозяйстве КНЦЗВ по ДНК, выделенной из 100 биопроб (кровь) овец южной мясной породы. Генотипирование овец мясного направления по ДНК проводилось методом ПЦР (полемеразной цепной реакции с использованием набора и реагентов «Diatom tm DNA Prep» (IsoGeneLab) г. Москва, согласно прилагаемой инструкции в лаборатории иммуно-генетики и ДНК-технологий ВНИИОК -(Филиала ФГБНУ «Северокавказский ФНАЦ»). Реакцию амплификации проводили с помощью набора «Gen Pak CR Core»
на программируемом четырехканальном термоциклере «Терцик». В качестве прай-меров использовались следующие нук-леотидные последовательности для амплификации участков гена гормона дифференциального фактора роста (GDF9): F : 5' - ОААОАСТООТАТООООАААТО - 3', Я : 5' -ССААТСТОСТССТАСАСАССТ - 3' (амплифи-цированный фрагмент 462 п.н.). Рестрикцию амплифицированного фрагмента осуществляли с помощью реагентов эн-донуклеаз рестрикции BstHH I и анализировали методом электрофореза в 2 % -ном агарозном геле, окрашенном бромистым этидием (10 мкл). Наличие 12 сайтов рестрикции соответствовало аллелю G и 5 - аллелю А. Определены 12 рестрик-ционных фрагментов для генотипов GG и 2 - для генотипа АА и 3 - для AG (рисунок 1).
Рисунок 1 - Электрофореграмма результата ПЦР-ПДРФ ОБР9 2 %, агарозном геле
Обозначения: 1 - ДНК-маркер 50 Ьр (Изоген); 2, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 13 ,14 ,15 .16, 17 - генотип ОС (250; 220 п.н.); 3, 9, 12 - генотип АО (462; 250; 220 п.н.); 8, 18 - генотип АА (462
п.н.)
Обработка материала, полученного в эксперименте, проведена методами вариационной статистики и генетико-селекционного анализа (по формулам изложенным в методике А.В. Ольховской и др. 2007).
Результаты исследований и их обсуждение. Важной характеристикой генетических маркеров является полиморфизм, обусловленный мутацией в нуклеотидной последовательности ДНК, и
проявляется через аллельный спектр. Наличие двух аллелей служит предпосылкой для использования локуса в качестве генетического маркера. Однако, следует учитывать, что большинство генов у овец имеют плейотропное действие и генетическая изменчивость основных признаков является результатом длительного направленного отбора и подбора в субпопуляции племенного стада овец. В результате молекулярно-генетических исследо-
ваний у овец ЮМ породы определены двух-аллельные (А и G) варианты гена дифференциального фактора роста (GDF9) с разной частотой встречаемости:
Уровень ожидаемой гетерозиготно-сти (Hexp) в 1,4 выше наблюдаемой (Hobs). Тест гетерозиготности (ТГ), характеризующий уровень генетического разнообразия субпопуляции овец ЮМ породы для гена GDF9 отрицательный, что свидетельствует о недостатке гетерози-гот. Для оценки значимости селекционного различия между генотипами, обусловленного давлением направленного отбора, рассчитан критерий соответствия фактических и теоретических частот генотипов - хи - квадрат (х2) (Пирсона). Полученное значение критерия Пирсона свидетельствует об отклонении фактического распределения частот от теоретического с преобладанием гомозиготных
GDF9А - 0,155±0,025; GDF9В - 0,845±0,025. Количество гомозиготных особей GDF9GG составляло - 75 %, GDF9АА - 6 %, гетерозиготных GDF9AG - 19 % (таблица 1).
особей. Генное равновесие в генотипах локуса GDF9, в котором критерий хи -квадрат (х2) равен 7,6 нарушено в меньшей степени. Для оценки признаков, ассоциированных с изучаемыми генами в ге-нофондном стаде южной мясной породы, был проведен анализ возрастной динамики живой массы овец разных генотипов GDF9AA, GDF9AG, GDF9GG и воспроизводительных качеств овцематок (таблица 2). При рождении наиболее крупными были гетерозиготные GDF9AG особи, они на 7,5 % превышали живую массу гомозиготных GDF9GG, но в последующие возрастные периоды достоверных различий по этому признаку у овец с разным генотипом не наблюдалось
Таблица 2 - Динамика живой массы (кг) и шерстной продуктивности овец ЮМ с разными генотипами гена GDF9
Показатели GDF9
АА AG GG
Количество 6 24 50
При рождении 3,7±0,67 4,0±0,12 3,72±0,06
4 30,9±0,95 31,3±0,81 31,8±0,67
5 35,0±0,73 36,0±0,79 36,5±0,47
6 39,2±1,07 40,4±1,0 41,0±0,50
8 49,9±1,21 52,5±0,17 48,0±0,58
12 58,0±1,90 63,3±1,43 64,2±0,94
Настриг шерсти 4,2±0,20 4,5±0,20 4,6±0,78
Длина шерсти 13,2±0,45 13,8±0,34 14,0±0,16
Таблица 1 - Частота встречаемости генотипов и аллелей гена GDF9
Ген/генотип n Частота встречаемости Hobs Hexp ТГ х2
генотипа аллеля
GDF9GG 75 0,75±0,025 А-0,155±0,25 G - 0,845±0,025 0,19 0,262 0,07 7,6
GDF9AG 19 0,19±0,06
GDF9AA 6 0,06±0,06
Существенных различий по живой AG овец по гену дифференциального фак-массе гомозиготных GG и гетерозиготных тора роста GDF9 не установлено, вариа-
бельность этого признака не превышала 1,4 %. Оптимальную живую массу имели гомозиготные особи 0БР9СС в возрасте 12 месяцев (64,2±0,94), но их преимущество по сравнению с гетерозиготными 0БР9АС (63,3±1,43) не превышало 1,4 %. По величине шерстной продуктивности, как по настригу, так и длине шерсти, достоверных различий у овец гомозиготных и гетерозиготных генотипов не установлено.
Плодовитость овец подвержена влиянию как генетических, так и паратипиче-ских факторов. По типу рождения в гомо-
Продолжительность хозяйственного использования овцематок исследуемых генотипов составляет от 3-7 ягнений, а в среднем от 4,3 до 4,7 ягнений. Наибольшее количество приплода, в расчёте на одну овцематку, за период её использования получено от гетерозиготных по гену ОБР9АС имевших на 9,9 % плодовитость выше, чем гомозиготных 0БР9СС. Аналогичные результаты были получены от овцематок сальской породы, у которых плодовитость гетерозиготных овцематок ^БР9АВ была выше на 7,0 % по отношению к гомозиготным 0БР9ВВ [1]-[6].
Выводы. В результате экспериментальных исследований впервые получены данные о полиморфизме гена дифференциального фактора роста (0БР9) у овец генофондного стада южной мясной породы. В субпопуляции ЮМ выявлены три
зиготном генотипе 0БР9СС - 53,9 % ягнят родилось в числе двоен; 2,6 % - в числе троен и 46 % - одинцами. От овцематок гомозиготного генотипа 0БР9СС (п=22) за жизнь получено 5,8 ягненка при плодовитости - 136,7 %, а от гетерозиготного 0БР9АС - соответственно 7,1 и 146,6 %. Гетерозиготные генотипы овец ЮМ малочисленны и поэтому полученные данные относятся к предварительным, требующим подтверждения на репрезентативной выборке (таблица 3).
генотипа с двумя аллелями с разной частотой встречаемости. Достоверных различий по величине живой массы и шерстной продуктивности у гомозиготных и гетерозиготных особей носителей гена 0БР9 не установлено. Лучшими по воспроизводительным качествам обладали овцематки ЮМ породы гетерозиготного генотипа 0БР9АС, они превосходили по этому признаку гомозиготных 0БР9СС на 9,9 %.
Список литературы
1. Куликова А.Я. Генетическая ассоциация полиморфизма гена гормона роста ^Н) с продуктивностью овец южной мясной породы // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2023. - № 2. - С 30-32.
2. Куликова А.Я. Мясная продуктивность овец южной мясной породы на Юге
Таблица 3 - Плодовитость овцематок ЮМ разных генотипов гена GDF9
Количество ягнений GG AG
Объягнилось маток, гол получено ягнят, гол плодовитость, % Объягнилось маток, гол получено ягнят, гол плодовитость, %
всего на 1 матку за жизнь всего на 1 матку за жизнь
3 10 39 3,9 130 3 14 4,7 155,6
4 4 28 7,0 175 - - - -
5 2 13 6,5 130 4 34 8,5 170,0
6 3 25 8,3 138,9 - - - -
7 3 23 7,7 109,5 1 8 8 114,3
Всего: 22 128 5,8 136,7 8 56 7,0 146,6
России // Труды Кубанского ГАУ. - 2023. -№ 103. - С. 219-225.
3. Лушников В.П. Полиморфизм генов соматотропина (GH), кальпастатина (CAST), дифференциального фактора роста (GDF9) у овец татарстанской породы / В.П. Лушников, Т.О. Фетисова, М.И. Селио-нова, Л.Н. Чижова, Е.С. Суржикова // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2020. - № 1. - С 24.
4. Трухачев В.И. Генетические маркеры мясной продуктивности овец (Ovis aries L.) Сообщение I. Миостатин, кальпаин, кальпастатин / В.И. Трухачев, М.И. Селио-
нова, А.Ю. Криворучко, А.М. Айбазов // Сельскохозяйственная биология. - 2018. -Т. 53. - N 6. С. 1107-1119
5. Шевцова В.С. Сопряжённость плодовитости овцематок южной мясной породы с их возрастом и другими факторами / В.С. Шевцова, А.Я. Куликова, Ю.А. Колосов, А.В. Усатов // Овцы, козы, шерстяное дело. -2022. - № 3. - С 15-17.
6. Шевцова В.С. Поиск генов кандидатов живой массы у овец южной мясной породы / В.С. Шевцова, А.Я. Куликова, Л.В. Гет-манцева, А.В. Усатов // Генетика. - 2023. -Т. 59. - № 11. - С. 1341-13
