CC BY
33
6. Deeming, D.C. Ostrich. Biology, breeding end diseases / D.C. Deeming. - United Kingdom: Manchester University, 1999. - 342 p.
7. Deeming, D.C. Ostrich eggs - an incubation challenge / D.C. Deeming // World Poultry. - 1996. - V 12 (11). - P. 49-53.
8. Deeming, D.C. Ratite egg incubation, a practical guide / D.C. Deeming // Ratite Conference, High Wycombe, UK. - 1997. - 171 p.
9. Drawer, K. The ostrich as farm animal / K. Drawer // Veterinary medical review. -1994. - V 1/76. - P. 105-109.
10. Horbanczuk, J.O. Doskonalenie technologii sztucznych legow strusia afrykanskiego z uwzqlednieniem aspektow biologicznych / J.O. Horbanczuk // Prace i materially Zootechniczne. - 2000. - V. 10. - P. 112-117.
11. Satteneni, G. Factors affecting hatchability of ostrich eggs / G. Satteneni, D.G. Satterlee // Poultry Science. - 1994. - Vol. 9. - P. 113.
12. Stewart, J.S. Ratite incubation / J. S. Stewart // Proceedings of the Association of Avian Veterinarians. - New Orleans, 1992. - P. 336-339.
13. Wilson, H.R. Storage time and ostrich egg hatchability / H.R. Wilson, A.R. Eldred, C.J. Wilcox // Applied Poultry Science. - 1997. - V. 6. - P. 216-220.
УДК 575:636.4.082.4
ВНУТРИПОРОДНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ
РЕЦЕПТОРОВ ЭСТРОГЕНА (ESR) И МЕЛАНОКОРТИНА-4 (MC4R) УКРАИНСКОЙ МЯСНОЙ ПОРОДЫ СВИНЕЙ
Е.В. СИДОРЕНКО Институт разведения и генетики животных НААН Украины с. Чубинское, Бориспольский р-н, Киевская обл., Украина, 08321 С.А. КОСТЕНКО
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины г. Киев, Украина, 03041
(Поступила в редакцию 26.01.2012)
Введение. Интенсивное развитие животноводства невозможно без использования достижений генетики и селекции. Первое десятилетие нынешнего столетия называют золотым временем для развития гено-мики [1]. Современная селекция имеет возможность базироваться на использовании методов оценки потенциально ценных в племенном отношении животных на уровне их генотипов с использованием моле-кулярно-генетических маркеров [2-4]. Они дают возможность не только проводить исследования генетической структуры пород, оценивать микроэволюционные процессы в популяциях под действием искусственного отбора, но и прогнозировать их продуктивные качества. Идентификация и контроль генетической изменчивости - обязательное условие сохранения и удачного использования существующих пород животных [4].
На сегодняшний день накоплен опыт в выявлении полиморфизма племенных животных по генам, связанным с хозяйственно полезными признаками. Для свиноводства актуальными являются репродуктивные [5] и откормочные [6] качества животных.
Среди генов, полиморфизм которых ассоциирован с показателями воспроизводительных функций свиней, наиболее изученным является
15
ген рецептора эстрогена (ЕБЯ), локализованный на хромосоме 1 (р. 2.5 -р. 2.4) [7]. Влияние этого гена на воспроизводительные качества обусловлено его однонуклеотидным полиморфизмом (аллели А и В).
Ген рецептора меланокортина-4 (МС4Я) считают потенциальным маркером откормочных и мясных качеств, который также локализован на хромосоме 1 №2 - q27) [13]. Полиморфизм этого гена обусловлен наличием двух аллелей Ми Р и способствует лучшему потреблению корма (примерно на 10 %), более высоким приростам живой массы (68 %) и массы животных на откорме (6-10 %) [5].
Цель работы - исследовать полиморфизм и анализ генетической структуры свиней украинской мясной породы по генам Е8Я и МС4Я.
Материал и методика исследований. Отбор генетического материала (волосяных фолликул) осуществляли в ведущих хозяйствах, занимающихся разведением свиней украинской мясной породы: ГП ОХ «Элита» Киевской обл. (Центральный тип (ЦТ), п = 21), ГП ОХ «Гон-таровка» Харьковской обл. (Харьковский тип (ХТ), п = 49) и ООО «Лу-говское» Днепропетровской обл. (селекции Днепропетровского сельскохозяйственного государственного университета (ДСХУ), п = 34).
Генетический анализ проводили в лаборатории генетики Института разведения и генетики животных НААН Украины. Геномную ДНК свиней выделяли с помощью комплекта реактивов «ДНК-сорб В» (АмплиСенс, Россия) в соответствии с рекомендациями производителя. Начальный этап лизиса проводили в течение двух часов при температуре 65 оС. Полиморфизм исследованных генов анализировали методом ПЦР-ПДРФ (полимеразная цепная реакция, полиморфизм длин рестрикционных фрагментов) по методикам, представленным в источниках [8-10].
Рестрикцию продуктов ПЦР проводили с помощью эндонуклеаз Руи II (для гена ЕБЯ) и Тад1 (для гена МС4Я) согласно рекомендациям производителя («Сибензим», Россия). Рестрикционные фрагменты разделяли в 4%-ном агарозном геле (Хеликон, Россия). Электрофоре-граммы визуализировали на трансилюминаторе в УФ свете. Статистическую обработку результатов осуществляли путем анализа распределения частот аллелей и генотипов, отклонения от состояния равновесия согласно закону Харди-Вайнберга [11].
Результаты исследований и их обсуждение. Украинская мясная порода свиней является одной из самых многочисленных среди пород мясного направления продуктивности, разводимых в Украине [8]. Эта порода создавалась в 1981-1993 гг. под методическим руководством ученых Полтавского Института свиноводства УААН во главе с доктором сельскохозяйственных наук Б.В. Баньковским путем сложного воспроизводительного скрещивания крупной белой, миргородской, ландрас, уэльс, пьетрен, уэссекс-сеудлбекской и украинской степной белой пород. В табл. 1 и 2 представлены частоты аллелей и генотипов по генам ЕБЯ и МС4Я у свиней украинской мясной породы.
У свиней ХТ и селекции ДСХУ частота генотипа ВВ была в пределах от 0,03 до 0,08. У представителей ЦТ этот генотип нами не обнаружен.
Таблица 1. Частоты генотипов и аллелей гена ЕЖ у свиней украинской мясной породы
Тип п Генотип (р ± Sв) Аллель ^ ± $0) X2
АА АВ ВВ А В
ЦТ 21 Ф 0,19±0,086 0,81±0,086 - 0,60±0,034 0,40±0,041 9,73**
О 0,36±0,104 0,48±0,109 0,16±0,081
ХТ 49 Ф 0,31±0,066 0,61±0,070 0,08 ± 0,039 0,61±0,022 0,39±0,027 4,08*
О 0,38±0,069 0,48±0,071 0,14 ± 0,051
ДСХУ 34 Ф 0,29±0,078 0,68±0,080 0,03±0,029 0,63±0,025 0,37±0,033 7,04**
О 0,40±0,084 0,47±0,086 0,13±0,059
Всего 104 Ф 0,28±0,044 0,67±0,046 0,05±0,021 0,62±0,015 0,38±0,019 18,09***
О 0,38±0,048 0,47±0,049 0,14±0,034
*Р<0,05; **Р<0,01; ***Р<0,001 (различия между фактическим (Ф) и ожидаемым (О) распределением гетерозигот согласно закону Харди - Вайнберга).
Наименьшая частота генотипа АА наблюдалась в популяции свиней ЦТ, у свиней ХТ и селекции ДСХУ частота этого генотипа была почти на одном уровне. Частота гетерозиготного генотипа АВ находилась в пределах от 0,61 до 0,81. Частота аллеля В была в пределах от 0,37 (селекции ДСХУ) до 0,40 (ЦТ). Всего по породе частота генотипа ВВ составляет 0,05, гетерозигот (АВ) - 0,67, аллеля В - 0,38. Анализ соответствия полученных частот генотипов гена EВR всех исследованных популяций свиней с распределением согласно закону Харди - Вайнберга свидетельствует о достоверно высоком (Р<0,01) смещении генетического равновесия в пользу гетерозигот. Таким образом, наблюдается статистически достоверное увеличение частот гетерозигот в исследованных популяциях. Это может свидетельствовать о наличии отбора в пользу гетерозигот, поскольку, по нашим данным, гетерозиготы АВ гена ESR имеют преимущества как по воспроизводительным, так и по откормочным качествам. Хряки - носители генотипов ВВ и АВ пород крупная белая и ландрас лучше аналогов генотипа АА по объему эякулята, концентрации и количеству сперматозоидов в эякуляте. Свиноматки крупной белой породы генотипа АВ по толщине шпика лучше носителей генотипа ВВ на 4,04 мм (р <0,01) [12].
При анализе опоросов свиноматок крупной белой породы и белорусской мясной Н.В. Журина (2006) установила, что общее количество поросят при рождении у животных с генотипом ВВ достоверно (Р<0,05) превосходило аналогов с генотипом АА на 0,7 гол. Данная закономерность сохранялась и по числу живорожденных поросят, предпочтение в пользу носителей генотипа ВВ составило 0,9 гол. [13].
Сравнение полученных нами результатов по частоте генотипа ВВ (0-0,13) с породами ландрас (0-0,04), дюрок (0-0,12), пьетрен (0-0,18), крупная мясная (0,02) [12-16] показывает, что исследованные нами популяции украинской мясной породы соответствуют показателям мясных пород. При исследовании белорусской мясной породы, генофонд которой использовали при создании украинской мясной породы,
17
И.П. Шейко и коллеги (2005) не выявили носителей генотипа ВВ [15]. В дальнейших исследованиях этой породы Н.В. Журина (2006) [13] и О.А. Епишко и др. (2008) [14] частота генотипа ВВ не превышала 0,073. Таким образом, по сравнению с белорусской мясной породой некоторые популяции украинской мясной породы характеризуются более высокой частотой генотипа ВВ гена ESR. Это может быть обусловлено как направлением отбора на многоплодие, так и эффектом основателя благодаря использованию крупной белой породы в качестве материнской, которая характеризуется высокими частотами алле-ля В по сравнению с мясными породами [12].
Частоты генотипов и аллелей гена MC4R у свиней украинской мясной породы представлены в табл. 2.
Таблица 2. Частоты генотипов и аллелей гена МС4R у свиней украинской мясной породы
Тип n Генотип (p ± Sp) Алель (q ± Sq) х2
ММ МР РР М Р
ЦТ 21 Ф 0,14±0,076 0,62±0,106 0,24±0,093 0,45±0,040 0,55±0,037 1,31
О 0,20±0,088 0,50±0,109 0,30±0,100
ХТ 49 Ф 0,41±0,064 0,39±0,070 0,20±0,058 0,60±0,022 0,40±0,027 1,77
О 0,36±0,069 0,48±0,071 0,16±0,052
ДСХУ 34 Ф 0,15± 0,061 0,35±0,082 0,50±0,086 0,32±0,033 0,68±0,023 1,27
О 0,10±0,053 0,44±0,085 0,46±0,085
Всего 104 Ф 0,27±0,044 0,42±0,048 0,31±0,045 0,48±0,018 0,52±0,017 2,43
О 0,23±0,041 0,50±0,049 0,27±0,044
Среди исследованных нами популяций высокая частота генотипа РР гена МС4R была характерна для свиней селекции ДСХУ и составила 0,50, а генотипа ММ у свиней ХТ - 0,41. Частота гетерозиготного генотипа МР находилась в пределах от 0,39 (ХТ) до 0,62 (ЦТ). Частота аллеля Р находилась в пределах от 0,40 (ХТ) до 0,68 (селекции ДСХУ). В целом по породе частота гетерозиготного генотипа (МР) составила 0,42, а гомозиготных генотипов ММ и РР - 0,27 и 0,31 соответственно, аллеля Р - 0,52. Распределение частот генотипов гена МС4R отвечало ожидаемому согласно закону Харди - Вайнберга. Это может свидетельствовать об отсутствии отбора по откормочным качествам в исследованных популяциях.
Сравнение полученных нами данных с результатами исследований пород свиней мясного направления продуктивности, которых использовали при создании украинской мясной породы, свидетельствует, что частота гомозиготного генотипа РР находилась в пределах от 0,040 (пьетрен) [9] до 0,300 (дюрок) [17]. У свиней породы ландрас частота этого генотипа составила 0,200 [13]. Таким образом, исследованные нами популяции животных характеризуются более широким размахом полиморфизма частот генотипов гена МС4R, чем другие мясные породы, которые принимали участие в создании исследованной украинской мясной породы. Это можно объяснить как разными направлениями
18
отбора при создании, так и случайными причинами (эффект основателя).
Заключение. Установлен полиморфизм и проанализирована генетическая структура украинской мясной породы свиней по генам ESR и MC4R. Выявлено, что частота генотипа ВВ гена ESR в породе составляет 0,05, гетерозигот (АВ) - 0,67, аллеля В - 0,38. Частота гетерозиготного генотипа (МР) по гену MC4R в породе составляла 0,42, а частота гомозиготных генотипов ММ и РР - 0,27 и 0,31 соответственно, аллеля Р - 0,52. Полученные нами данные свидетельствуют о необходимости дальнейшей работы по анализу генетической структуры других популяций свиней, обнаружении полиморфизма исследованных генов, а также установлении его воздействия на продуктивные признаки животных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Development and Application of High-density SNP Arrays in Genomic Studies of Domestic Animals / Bin Fan, Zhi-Qiang Du, Danielle M. Gorbach, Max F. Rothschild // Asian-Aust. J. Anim. Sci. - Vol. 23. - No. 7. - P. 833-847.
2. Копилов, К.В. ДНК^агностика у селекцшно-племшнш робот! / К.В. Ко-пилов / Методологгя наукових дослщжень з питань селекци, генетики та бютехнологл у твариннищта: матер. наук.-теорет. конф., присвячено! пам'ят академжа УААН Вале-рiя Петровича Бурката. - Ки!в: Аграрна наука, 2010. - С. 68-69.
3. Метлицька, О.1. Методичш i прикладш особливост використання ISSR-PCR марюрування внутршньо- та ¡шжпородно! мшливосп свиней / О.1. Метлицька // Розведення i генетика тварин: ¡шжвщомчий тематичний науков. зб. - Ки!в, 2008. -Вип. 42. - С. 187-197.
4. Метлицька, О.1. Генетико-селекцшш аспекти прогнозування племшно! цшно-ст кнурiв / О.1. Метлицька, В.М. Гиря // В1СНИК Полтавсько! державно! аграрно! ака-демii. - 2011. - № 2. - C. 87-91.
5. Rothschild, M.F. Advances in pig molecular genetics, gene mapping and genomics / M.F. Rothschild // http: www.pdffinder.com.
6. Гетманцева, Л.В. Генетические детерменирование толщины шпика свиней товарных гибридов / Л.В. Гетманцева // Научный журнал КубГАУ. - 2011. - N° 69 (05).
7. A physically anchored linkage map of pig chromosome 1 uncovers sex-and position-specific recombination rates / H. Ellegren, B.Chowdhary, M. Fredholm [et al.] // Genomics. -1994. - Vol. 24. - Р. 342-350.
8. 1дентифжащя алельних варiантiв гешв ESR та MC4R, яю впливають на господар-сько-корисш ознаки свиш свшсько! Sus scrota, L. / О.М. Коновал, С.О. Костенко, В.Г. Спиридонов, С.Д. Мельничук. - Ки!в: Видавничий центр НУБiП Укра!ни, 2008. - 24 с.
9. Different allele frequencies of MC4R gene variants in Chinese pig Breeds / M. Chen, A. Wang, J. Fu and N. Li // Arch. Tierz., Dummerstorf. - 2004. - Vol. 47. - № 5. - P. 463-468.
10. Effect of the estrogen receptor locus on reproduction and production traits in four commercial рig lines / Т. H. Short, M. F. Rothschild, О. I. Southwood [et al.] // Anim. Sci. -1997. - Vol. 75. - P. 3138-3142.
11. Животовский, Л.А. Популяционная биометрия / Л.А. Животовский. - М.: Наука, 1991. - 271 с.
12. Сидоренко, О.В. Полiморфiзм гешв рецептс^в естрогену (ESR) i меланокор-тину-4 (MC4R) у свиней: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. с.-г. наук: спец. 03.00.15 «Генетика» / О. В. Сидоренко. - Чубинське, 2011. - 20 с.
13. Журина, Н.В. Влияние гена эстрогенового рецептора на репродуктивные признаки свиноматок крупной белой и белорусской мясной пород / Н. В. Журина // Весщ нацыянальнай акадэмп навук Беларуси - 2006. - № 4. - С. 71-74.
14. Е п и ш к о , О . А. Полигенный характер детерминации репродуктивных признаков свиноматок и воспроизводительных хряков-производителей белорусской мясной
породы / О.А. Епишко, Т.И. Епишко, Д.Е. Мостовой // Генетика и биотехнология XXI века. Фундаментальные и прикладные аспекты : материалы междунар. науч. конф., 3 - 6 дек. 2008 г. - Минск: Изд. центр БГУ, 2008. - С. 181-183.
15. Шейко, И.П. Разработка методов молекулярной генной диагностики и их использование в свиноводстве Беларуси / И.П. Шейко, Н.А. Лобан, О.Я. Василюк // Весщ нацыянальнай акадэми навук Беларуси - 2005. - № 1. - С. 62-66.
16. Effect of the estrogen receptor locus on reproduction and production traits in four commercial рig lines / Т. H. Short, M. F. Rothschild, О.1. Southwood [et al.] II Anim. Sci. -1997. - Vol. 75. - P. 3138-3142.
17. Kim, K.S. Rapid communication: linkage and physical mapping of the porcine melanocortin-4 receptor (MC4R) gene I K.S. Kim, N.J. Larsen, M.F. Rothschild II Journal of animal science. - 2000. - № 78. - P. 791-792.
УДК 636.22/28.082
ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНЕЙ ИНБРИДИНГА НА МОЛОЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЧЕРНО-ПЕСТРЫХ КОРОВ
А.И. ШЕНДАКОВ, С.П. КЛИМОВА, Т.А. ШЕНДАКОВА ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» г. Орел, Россия, 302019
(Поступила в редакцию. 27.01.2012)
Введение. Молочное скотоводство занимает важное место в агропромышленном комплексе Орловской области. Уровень его развития влияет на продовольственную безопасность региона. За последние два десятилетия в области, традиционно занимающейся молочным животноводством, численность коров в хозяйствах всех категорий уменьшилась в четыре раза, а производство молока - в три раза. Для решения данных проблем Правительство области предприняло ряд мер по развитию молочного скотоводства. Была принята отраслевая целевая Концепция «Развитие молочного скотоводства и увеличение производства молока в Орловской области на 2009-2012 годы» [4].
В сложившейся ситуации сохранение биологического разнообразия и уникальных генетических свойств адаптированного поголовья крупного рогатого скота - одна из приоритетных задач селекции. Это необходимо, в частности, для того, чтобы улучшать экономически важные признаки, эффективно реагировать на меняющиеся запросы потребителей и противостоять изменениям в среде производства. В программах по сохранению генофонда сельскохозяйственных животных, разрабатываемых в разных странах, одно из центральных мест отводится инбридингу [1, 2, 8]. При этом во многих странах с развитым скотоводством происходит снижение генетической изменчивости основных селекционных признаков. В условиях интенсификации отрасли возрастает инбредная депрессия, что сопровождается повышением частоты рождения телят с генетическими аномалиями и снижением молочной продуктивности [3, 7].
