CC BY
2
Последующий функциональный анализ позволил предположить, что все идентифицированные могут выступать в качестве потенциальных предикторов фенотипа шишек и наростов в области скакательного сустава конечностей свиней. Полученные результаты свидетельствуют о том, что все значимые участки локализованы (либо близлежащие от них) в генах ^т, SRSF11, MAN1A1 и LPIN), ответственных за метаболизм аминокислот, жирных кислот, глицеролипидов и глицерофосфолипидов, тем самым связанных с иммунным ответом, функциями печени, содержанием внутримышечного жира и упитанностью животных.
Выводы. CNV-GWAS показал три CNVR, локализованные в позициях: 6:142358005143865882 (перекрывает гены CTH и SRSF11); 1:41300464- 42881624 (перекрывает ген MAN1A1) и 3:123404335-123460528 (близлежащий ген LPIN1). Функциональный анализ генов позволил предположить, что все идентифицированные могут выступать в качестве потенциальных предикторов фенотипа шишек и наростов в области скакательного сустава конечностей свиней.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 22-76-10015 по научному проекту: «Иссле-
дование биологических механизмов формирования дефектов конечностей свиней на основе мультимаркерного подхода».
Список литературы
1. Fowler K. E., Pong-Wong R., Bauer J., et al. Genome wide analysis reveals single nucleotide polymorphisms associated with fatness and putative novel copy number variants in three pig breeds. BMC Genomics. 2013;14(1):784.
2. Getmantseva L., Kolosova M., Bakoev F., Zimina A., Bakoev S. Genomic Regions and Candidate Genes Linked to Capped Hock in Pig. Life. 2021;11(6):510.
3. Rubin C.J., Megens H.J., Martinez Barrio A., et al. Strong signatures of selection in the domestic pig genome. Proc Natl Acad Sci USA. 2012;109(48):19529-19536.
4. Wang L., Xu L., Liu X., et al. Copy number variation-based genome wide association study reveals additional variants contributing to meat quality in Swine. Sci Rep. 2015;5:12535.
5. Zappaterra M., Gioiosa S., Chillemi G., Zam-bonelli P., Davoli R. Muscle transcriptome analysis identifies genes involved in ciliogenesis and the molecular cascade associated with intramuscular fat content in Large White heavy pigs. PLoS One. 2020;15(5):e0233372.
DOI: 10.48612/sbornik-2024-1-5 УДК 636.32/38.082.12
ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА КАЛЬПАСТАТИНА (CAST) И ЕГО СВЯЗЬ С ФОРМИРОВАНИЕМ ПРОДУКТИВНЫХ КАЧЕСТВ 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 результате использования метода полимиразно-цепной реакции с последующим анализом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ПЦР-ПДРФ установлена разная частота встречаемости аллелей и генотипов гена в локусе кальпастатина (CAST). В субпопуляции южной мясной породы выявлены три генотипа с двумя аллелями с разной частотой встречаемости. В локусе гена кальпастатина доминирует гомозиготный генотип CASTMM / nn - 83 %, гетерозиготный составляет CASTMN - 17 %. Гомозиготные особи CASTMM достоверно превосходили гетерозиготных CASTMN по величине живой массы от рождения до отъема на - 17,8 %, а в 12 месяцев - на 10,8 %, по настригу шерсти - на 10,8 %. Лучшие воспроизводительные качества у овцематок гетерозиготного типа CASTMN, они оказались более многоплодные - 64,7 % двоен и 8,9 % троен.
Ключевые слова: полиморфизм; ген кальпастатина; генотип; живая масса; плодовитость
POLYMORPHISM OF THE CALPASTATIN GENE (CAST) AND ITS RELATIONSHIP WITH THE FORMATION OF PRODUCTIVE QUALITIES OF SHEEP OF SOUTHERN MEAT BREED
Kulikova Anna Yakovlevna, Dr. Agr. Sci.
Krasnodar Research Centre for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Krasnodar, Russian Federation
As a result of using the polymerase chain reaction method with subsequent analysis of PCR-RFLP restriction fragment length polymorphism, different frequencies of alleles and genotypes of the gene in the calpastatin locus (CAST) were determined. In the subpopulation of the Southern meat breed, three genotypes with two alleles with different frequencies were identified. In the calpastatin gene locus, the homozygous genotype CASTMM / nn dominates - 83%, heterozygous genotype CASTMN is 17%. Homozygous CASTMM individuals significantly exceeded heterozygous CASTMN in live weight from birth to weaning by 17.8%, and at 12 months - by 10.8%, and in wool clipping - by 10.8%. The ewes of the heterozygous type CASTMN have the best reproductive qualities; they turned out to be more multiparous - 64.7% twins and 8.9% triplets.
Key words: polymorphism; calpastatin gene; genotype; live weight; fertility
Генетические ресурсы пород овец незаменимы и должны сохраняться, особенно с учетом возрастающего спроса на продукты животного происхождения. В этом плане отрасль овцеводства не имеет себе равных по многообразию получаемой продукции и способности эффективно ее производить в различных природно-экономических условиях. Для этой цели, необходимы породы овец хорошо адаптированные к условиям их разведения, удовлетворяющие требования рынка и потребности человека. В связи с изменением экономической значимости отдельных видов овцеводческой продукции в селекции пород овец больше внимания уделяют производству мясной и молочной продуктивности. Направленная селекция, на повышение рентабельности производства продукции овцеводства послужила основой создания новых пород и типов, отличающихся плодовитостью, скороспелостью и высокой мясной продуктивностью - южная мясная, западносибирская, ташлинская. Наряду с традиционными методами отбора по фенотипическим признакам, на современном этапе широко используется молекулярные маркер-ассоциированной и геномной селекции. Поэтому выявление генетических маркеров, определяющих аллели гена кальпастатина, ассоциированных с основными селекционными признаками овец генофондного стада южной мясной породы является актуальной научной задачей [1, 2, 3].
Методика исследований. Изучение полиморфизма гена кальпастатина (CAST) и определение генотипов-носителей селекционно-значимых маркерных аллелей в субпо-
пуляции овец южной мясной породы выполнено в генофондном хозяйстве КНЦЗВ по ДНК, выделенной из 100 биопроб (кровь) овец южной мясной породы. Генотипирова-ние 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 иммуногенетики и ДНК-технологий ВНИИОК - (Филиала ФГБНУ «Северокавказский ФНАЦ»). Реакцию амплификации проводили с помощью набора «Gen Pak CR Core» на программируемом четырехка-нальном термоциклере «Терцик». В качестве праймеров использовались следующие нук-леотидные последовательности для амплификации участков гена кальпастатина (CAST): F : 51 - GAAACCTCCTTCCTCGCCC - 31, R : 51 -CCAGGGTCTAGGAAGCCACA - 31 (амплифициро-ванный фрагмент 622 п.н.). Рестрикцию ам-плифицированного фрагмента осуществляли с помощью реагентов эндонуклеаз рестрикции Hae III и анализировали методом электрофореза в 4 % - ном агарозном геле, окрашенном бромистым этидием. Наличие двух сайтов рестрикции соответствовало аллелю М и 3 - аллелю N. Определены 2 рестрикци-онных фрагмента для генотипа ММ, 1 - для NN и 3 - для MN (рис. 1).
Обработка материала, полученного в эксперименте, проведена методами вариационной статистики, и генетико-статистического анализа (по формулам, изложенным в методике Л. В. Ольховской и др. 2007).
Рисунок 1 - Электрофореграмма результата ПЦР-ПДРФ гена кальпастатин (CAST) 1,8 % агарозном геле Обозначения: 1 - ДНК-маркер 50 bp (Изоген); 2, 3, 6, 8, 9, 12, 13, 14, 16, 17 - генотип MM (336; 286 п.н.); 5, 7, 10, 11, 15 - генотип MN (622; 336; 286 п.н.); 4 - генотип NN (622 п.н.)
Результаты исследований и их обсуждение. Определение генетического разнообразия и выявления генов-маркеров, ассоциированных с комплексом желательных для селекции признаков у овец ЮМ породы, по результатам ДНК - исследований показало, что полиморфизм гена CAST представлен двумя аллелями M и N, а по распределению частот аллелей - тремя генотипами MM, MN и NN. В генетической структуре овец ЮМ по гену кальпастатина преобладает гомозиготный генотип MM (78 %), геторозиготный - MN составляет 17 % и NN - 5 %. Вариабельность частот аллелей составляла - M (0,865±0,020) и N - (0,135±0,021). Величина наблюдаемой гете-розиготности (Hobs) по локусу гена (CAST) составляла 0,17, а ожидаемой (Hex) - 0,234, что в 1,4 раза выше наблюдаемой. Дефицит гетерозиготности связан с применением в стаде замкнутой субпопуляции методов селекционного давления по признакам отбора. Высокий уровень гомозиготности (83 %) влияет на величину полиморфности (Na), уровень которой равен 1,36, что свидетельствует о снижении разнообразия исследуемой субпопуляции овец ЮМ породы по гену кальпас-татина. Степень генетической изменчивости по локусу гена кальпастатина составляла 23,9. Тест гетерозиготности (ТГ) отрицательный и равен «- 0,06» также отражает дефицит гете-розигот по локусу гена CAST. Генное равнове-
сие генотипов кальпастатина согласно закону Харди-Вайнберга и значению критерия Пирсона (х2) также нарушено за счет преобладания гомозиготных особей и составляет 11,5. Для оценки признаков, ассоциированных с геном кальпастатина в генофондном стаде южной мясной породы, был проведен анализ возрастной динамики живой массы и воспроизводительных качеств овец разных генотипов. В исследуемых группах отмечены особенности интенсивности роста и шерстной продуктивности овец ЮМ породы с различными генотипами в локусе гена кальпастати-на (таблица 1).
Анализ динамики живой массы овец ЮМ с различными генотипами гена кальпастатина свидетельствует, что гомозиготные особи с генотипом ММ во все возрастные периоды отличались более высокими показателями, по сравнению с гетерозиготными сверстниками генотипа MN: при рождении - на 17,6 %, в 4 месяца - на 13,7 %, в 5 - на 9,5 %, в 6 - на 7,0 %, в 12 - на 10,5 %, по настригу шерсти -на 10,8 %.
Наиболее интенсивный прирост живой массы наблюдался в период от рождения до отъема у животных всех генотипов и преимущество животных генотипа ММ составляло от 4,1 % до 6,0 % (таблица 2).
Таблица 1 - Динамика живой массы и шерстная продуктивность овец ЮМ с разными генотипами гена CAST, кг_
Показатели, возраст, месяцев CAST
MM MN NN
п 78 29 5
При рождении ***4,0±0,06 3,4±0,09 3,6±0,6
4 ***33,1±0,43 29,1±0,78 *32,4±1,3
5 ***36,9±0,09 33,7±0,68 **37,0±2,4
6 ***41,1±0,51 38,6±0,69 40,6±3,2
8 49,1±0,61 49,1±0,84 50,4±3,15
12 ***65,1±0,96 58,9±1,51 64,0±4,0
Настриг шерсти, кг ***4,61±0,09 4,16±0,14 4,7±0,31
Длина шерсти, см 13,6±0,16 13,4±0,29 13,8±0,4
Примечание - достоверно ***Р<0,001, **Р<0,01, *Р<0,05
В последующие возрастные периоды (до 6-месячного возраста) овцы гетерозиготного генотипа превосходили по среднесуточному привесу живой массы генотип ММ на -19,9 % (Р=0,01), а генотип NN - на 28,8 % (Р<0,001), от 6 до 8 месяцев - на 27,5 % (Р<0,01) и 2,6 %
соответственно. По относительной скорости роста овцы генотипа MN имели более высокую интенсивность роста до 8-месячного возраста по сравнению с генотипом ММ - от 3,8 % до 6,2 %, а генотипом NN - от 1,5 % до 2,4 %.
Таблица 2 - Динамика скорости роста овец ЮМ при аллельных вариантах гена CAST
Возраст, (месяцев) М М MN NN
прирост в скорость прирост в скорость прирост в скорость
сутки, г роста, % сутки, г роста, % сутки, г роста, %
0-4 234,1±6,0 156,9 224,7±5,6 158,1 220,8±10,4 160,0
4-5 156,5±7,2 10,9 160,9±12,8 14,7 159,3±17,4 13,2
5-6 148,2±5,3 10,8 ***177,8±9,9 13,6 138,0±7,4 9,3
6-8 136,3±5,9 17,7 ***173,8±9,2 23,9 169,3±18,0 21,5
8-12 126,0±5,8 28,0 89,3±8,4 18,1 111,7±11,9 23,8
Примечание - достоверно ***Р<0,001
Плодовитость овец подвержена влиянию как генетических, так и паратипических факторов. По типу рождения в гомозиготном генотипе СД8ТММ многоплодных особей было на 16,7 % меньше, чем в гетерозиготном СД8ТМ14, среди которых 8,9 % родились в числе троен, 64,7 % - двоен и 29,4 % - одинцовыми. В гомозиготном генотипе СД8ТММ продолжительность хозяйственного использования овцематок ЮМ (п=24) составляла от трех до семи ягнений, за этот период было получено
146 ягнят или 6,1 ягненка на одну матку за ее жизнь при плодовитости - 148,0 %. В гетерозиготном генотипе СД8ТМ14 плодовитость была ниже на 9,0 %. В то время как в среднем на одну матку было получено за ее жизнь 6,0 ягнят, то есть в группе было больше многоплодных овцематок. Гетерозиготные генотипы овец ЮМ малочисленны и поэтому полученные данные относятся к предварительным, требующим подтверждения на репрезентативной выборке (таблица 3).
Таблица 3 - Плодовитость овцематок ЮМ породы разных генотипов гена CAST
Ген Генотип n Получено ягнят, гол Cреднее количество ягнений за жизнь
всего на 1 матку за жизнь за одно ягнение плодовитость, %
CAST MM 24 146 6,1 1,48 148 4,4
MN 9 54 6,0 1,39 139 4,4
Выводы. В результате экспериментальных исследований получены новые данные о полиморфизме гена CAST у овец генофондно-го стада южной мясной породы. В субпопуляции ЮМ выявлены три генотипа с двумя аллелями с разной частотой встречаемости. Преобладание гомозиготных генотипов наблюдается в локусах генов CASTmm/nn - 83 %. По абсолютной величине живой массы гомозиготные CASTmm достоверно превосходили гетерозиготных CASTmn от рождения до отъема на 17,8 %, а в 12 месяцев на 10,8 %, по настригу - 10,8 %. Лучшими воспроизводительными качествами обладали овцематки ЮМ породы гетерозиготного генотипа гена CASTmn (64,7 % - двоен и 8,9 % - троен) [4, 5, 6,
7].
Список литературы
1. Колосов Ю. А. Влияние интенсивности отбора и селекционного дифференциала на живую массу и настриг шерсти овец сальской породы / Ю. А. Колосов, В. В. Абонеев, А. Я. Куликова [и др.] // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2023. - № 2 - С. 3-7.
2. Куликова А. Я. Генетическая ассоциация полиморфизма гена гормона роста (GH) с продуктивностью овец южной мясной породы / А. Я. Куликова // Овцы, козы, шерстяное
дело. - 2023. - № 2. - С. 30-33.
3. Куликова А. Я. Полиморфизм гена дифференциального фактора роста (GDF9) у овец южной мясной породы /А. Я. Куликова // Сборник научных трудов КНЦЗВ. - 2023. - Т. 12. - № 2. - С. 13-17.
4. Лушников В. П. Полиморфизм гена CAST у овец татарстанской и эдильбаевской пород /
B. П. Лушников, Т. О. Фетисова, А. П. Стрильчук // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2020. - № 2. -
C. 9-11.
5. Росс Л. Гены, способствующие генетическому изменению мускулатуры у овец / Л. Росс, Теллам, Э. Ноэль [и др.] // Публикация на сайте 2012. Аug Doi: 10.3389 / fgene.2012.00164 PMCID: PMC3429854 PMID: 22952470.
6. Шевцова В. С. Поиск генов-кандидатов живой массы у овец южной мясной породы / В. С. Шевцова, А. Я. Куликова, А. В. Усатов [и др.] // Генетика. - 2023. - Т. 59. - № 11. - С. 1341-1342.
7. Широкова Н. В. Хозяйственно - биологические особенности и рациональное использование овец разного генетического потенциала при производстве и переработке баранины в условиях Юга России: Автореф. дис.... д-ра биол. наук // - Волгоград. - 2021. - 41 с.
Б01: 10.48612/зЬогшк-2024-1-6 УДК 636.5.082.12: 637.412
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПЕКТРА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГЕНОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В ОБРАЗОВАНИИ СКОРЛУПЫ У КУР
Костюнина Ольга Васильевна, д-р. биол. наук Романенкова Ольга Сергеевна, канд. биол. наук
Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста, пос. Дубровицы, Подольск, Российская Федерация
На прочность яичной скорлупы влияет большое количество различных факторов, один из которых является генетическим. Целью данного обзора явился анализ литературных данных, посвященных выявлению геномных регионов и SNP, ассоциированных с показателями качества скорлупы: прочностью, толщиной, жесткостью.
Ключевые слова: яйцо; качество скорлупы; прочность; толщина; жесткость; гены; куры
DETERMINATION OF THE SPECTRUM OF PROMISING GENES INVOLVED IN SHELL FORMATION IN CHICKENS
Kostyunina Olga VasiFevna, Dr. Biol. Sci.
