WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

БАННИКОВА Алиса Дмитриевна

полиморфизм ДНК-МАРКЕРОВ, ассоциированных с воспроизводительными качествами, у свиней пород крупная белая и йоркшир

03.02.07 – ГЕНЕТИКА

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Дубровицы - 2012

Работа выполнена в лаборатории молекулярной генетики животных Центра биотехнологии и молекулярной диагностики животных ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук.

Научный руководитель:   доктор биологических наук,

профессор, академик РАСХН

Зиновьева Наталия Анатольевна

Официальные оппоненты:  доктор биологических наук, профессор

Калашникова Любовь Александровна

ФГБНУ ВНИИ племенного дела,

заведующая лабораторией

ДНК-технологий;

кандидат биологических наук, доцент  

Гурин Андрей Владимирович

ФГБОУ ВПО Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, 

доцент кафедры технологии хранения и   переработки продуктов животноводства.

Ведущая организация:        ФГБГОУ ВПО Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина

Защита состоится «23» октября 2012 года, в  10  часов, на заседании диссертационного совета Д 006.013.03 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук.

Адрес института: 142132, Московская область, Подольский район,

п. Дубровицы, ГНУ ВИЖ, тел./факс (4967) 65-11-01. www.vij.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии.

Автореферат разослан «___» __________ 2012 года.

Ученый секретарь совета Д006.013.03                                И.В. Гусев

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Современные тенденции развития животноводства предусматривают использование новых методов, основанных на применении ДНК-технологий, что позволяет сделать отрасль рентабельной и конкурентоспособной [Данкверт С.А., Дунин И.М., 2002]. Значимым направлением практической генетики является маркерная селекция (Marker Assisted Selection - MAS) [Орлова Г.В. и др, 1999; Калашникова Л.А. и др., 2004], предусматривающая использование ДНК-маркеров, ассоциированных с уровнем проявления признаков продуктивности. Технологии, основанные на использовании ДНК-маркеров, находят широкое применение в национальных селекционных программах ряда стран с развитым свиноводством [Амерханов Х.А., Зиновьева Н.А., 2008].

Самой многочисленной породой свиней на территории России является крупная белая, на долю которой по данным ВНИИплем (2009 г.) приходится 81,9% пробонитированного поголовья свиней России [Дунин И.М. и др., 2009]. В последнее время для улучшения показателей мясной и откормочной продуктивности свиней этой породы активно используется племенной материал пород крупная белая и йоркшир зарубежной селекции, что приводит к изменению ее аллелофонда.

Улучшение воспроизводительных качеств свиней является одной из основных целей селекционно-племенной работы [Rothschild M.F., 1998]. Ведение прямой селекции на плодовитость характеризуется относительно низкой эффективностью, что связано, с одной стороны, с низкой наследуемостью признаков, с другой стороны, с ограниченным полом их проявлением. В этой связи актуальным является поиск и идентификация генов, ответственных за развитие данных признаков. В качестве перспективных ДНК-маркеров рассматриваются гены рецептора пролактина (PRLR), муцина 4 (MUC4), ретинол-связывающего белка 4 (RBP4) и рецептора эритропоэтина (EPOR).

Цели и задачи исследований. Целью работы явилось изучение влияния полиморфизма ДНК-маркеров PRLR, MUC4, RBP4 и EPOR на показатели воспроизводительных качеств свиней пород крупная белая и йоркшир различного происхождения.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

  1. Разработать молекулярно-генетические модели определения полиморфизма потенциальных ДНК-маркеров PRLR, MUC4, RBP4 и EPOR.
  2. Изучить распределение частот встречаемости аллелей и генотипов изучаемых ДНК-маркеров у свиней пород крупная белая и йоркшир различного происхождения.
  3. Выполнить анализ ассоциаций генотипов ДНК-маркеров на показатели воспроизводительных качеств (многоплодие, молочность). 
  4. Изучить влияние комплексных генотипов по PRLR, MUC4 и RBP4 на многоплодие свиноматок корня крупной белой породы.

Научная новизна. Впервые разработаны модели анализа потенциальных ДНК-маркеров плодовитости свиней: PRLR, MUC4, RBP4 и EPOR. Показан популяционно-зависимый характер распределения частот встречаемости аллелей и генотипов вышеназванных ДНК-маркеров в популяциях свиней пород крупная белая и йоркшир различного происхождения. Выполнен анализ ассоциаций генотипов отдельных ДНК-маркеров и комплексных генотипов по PRLR, MUC4 и RBP4 с уровнем проявления показателей воспроизводительных качеств: многоплодием и молочностью. Установлено достоверное влияние фактора генотипа по ДНК-маркерам на многоплодие свиноматок корня крупной белой породы.

Практическая значимость. Предложены молекулярно-генетические модели, позволяющие выявлять полиморфизм ДНК-маркеров PRLR, MUC4, RBP4 и EPOR. Определены частоты встречаемости аллелей и генотипов вышеназванных ДНК-маркеров у свиней пород крупная белая и йоркшир различного происхождения. Выявлены генотипы изучаемых ДНК-маркеров, ассоциированные с показателями воспроизводительных качеств: многоплодием и молочностью у свиней пород крупная белая и йоркшир.

Основные положения выносимые на защиту:

  1. Предложены молекулярно-генетические модели определения полиморфизма ДНК-маркеров PRLR, MUC4, RBP4 и EPOR у свиней.
  2. Установлен популяционно-зависимый характер распределения генотипов изучаемых ДНК-маркеров у свиней пород крупная белая и йоркшир различного происхождения.
  3. Показано достоверное влияние фактора генотипа по PRLR, MUC4, RBP4 и EPOR на многоплодие свиноматок пород крупная белая и йоркшир.
  4. Выявлены комплексные генотипы по PRLR, MUC4 и RBP4, достоверно ассоциированные с многоплодием и молочностью свиноматок.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены:

  • На всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и практики в современных условиях и пути их решения», посвященной памяти Р.Г. Гареева, 25-27 февраля 2009 г., г. Казань;
  • На конференции «Достижения в генетике, селекции и воспроизводстве сельскохозяйственных животных», посвященной 100-летию со дня рождения основателя института, заслуженного деятеля науки профессора М.М. Лебедева, 3-5 июня 2009 г., Санкт-Петербург-Пушкин;

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ (Зоотехния, 2009 г., Зоотехния, 2010 г., Проблемы биологии продуктивных животных, 2011 г.).

Структура и объем работы. Диссертация написана на 129 страницах, состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты и обсуждение, выводы, практические предложения, список литературы. Диссертационная работа содержит 24 таблицы и 14 рисунков. Список литературы включает 231 источник, в том числе 107 источников на иностранном языке.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в лаборатории молекулярной генетики Центра биотехнологии и молекулярной диагностики животных государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института животноводства Россельхозакадемии в период с 2007 по 2011 гг. по схеме, представленной на рисунке 1.

Рис. 1. Схема исследований

Объектом исследований служили свиньи пород крупная белая (13 популяций) и йоркшир (4 популяции) в количестве 1044 голов (табл. 1). В качестве материала для исследований были использованы пробы биологического материала свиней (кровь, ткань уха) и данные зоотехнического учета (показатели многоплодия и молочности свиноматок).

Табл. 1. Характеристика объектов исследований

№ п/п

По-рода

Проис-

хождение

Хозяйство

Число голов

Аббре-виатура

1

Крупная белая

Россия

ЗАО ПЗ «Константиново»

120

КБ-1

2

Россия

ЗАО ПЗ «Заволжское»

142

КБ-2

3

Канада

ООО «Знаменский СГЦ»

20

КБ-3

4

Россия

ЗАО «Троицкий СГЦ»

6

КБ-4

5

Белоруссия

ПЗ «Индустрия»

108

КБ-5

6

Белоруссия

ПЗ «Тимоново»

50

КБ-6

7

Белоруссия

СГЦ «Заднепровский»

142

КБ-7

8

Голландия

ЗАО по св-ву «Владимирское»

27

КБ-8

9

Белоруссия

ФХ Хоцкевича

67

КБ-9

10

Россия

ООО «Камский бекон»

34

КБ-10

11

Франция

ЗАО ПЗ «Константиново»

40

КБ-11

12

Россия

ЗАО «Талдом»

56

КБ-12

13

Ирландия

ЗАО «Орелсельпром»

8

КБ-13

Итого по КБ

820

13

14

Йоркшир

Канада

ООО «Троснянский бекон»

169

Й-1

15

Финляндия

ЗАО ПЗ «Константиново»

25

Й-2

16

Австрия

ЗАО ПЗ «Заволжское»

20

Й-3

17

Финляндия

ЗАО «Троицкий СГЦ»

10

Й-4

Итого по Й

224

5

Итого

1044

17

Выделение ДНК из проб проводили с использованием колонок фирмы Nexttec (Германия) и набора реагентов для выделения ДНК Diatom TM DNA Prep100, (Россия).

Постановку ПЦР осуществляли согласно «Методическим рекомендациям по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве» [Зиновьева Н.А. и др., 1998].

Определение полиморфизма изучаемых ДНК-маркеров выполняли с использованием методик, разработанных в ходе выполнения диссертационной работы.

ПЦР-ПДРФ анализ фрагмента гена PRLR длиной 140 п.о., содержащего точечную мутацию CG в позиции 202 (GenBank № U96306), проводили с использованием эндонуклеазы AluI, при этом сайт рестрикции обуславливало наличие в последовательности ДНК нуклеотида C.

ПЦР-ПДРФ анализ фрагмента гена MUC4 длиной 266 п.о., содержащего точечную мутацию AG в позиции 243 (GenBank № DQ848681), выполняли с использованием эндонуклеазы XbaI, при этом сайт рестрикции обуславливало наличие нуклеотида A.

ПЦР-ПДРФ анализ фрагмента гена RBP4 длиной 184 п.о., содержащего точечную мутацию CT в позиции 514 (GenBank № DQ344026), проводили с использованием эндонуклеазы MspI, при этом сайт рестрикции обуславливало наличие нуклеотида C.

Определение в интроне 4 EPOR точечной мутации CT в позиции 340 (GenBank № EU293807) проводили методом ПЦР с использованием биотинилированных праймеров с последующим пиросеквенированием ПЦР продуктов на приборе PSQ 96 MA (Швеция) по оптимизированным методикам.

Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам [Меркурьева и др., 1991; Вейр и др., 1995; Животовский и др., 1991] с использованием программного обеспечения MS Excel, GenAlEx 6.0, STATISTICA 6.0.

  1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
    1. Разработка молекулярно-генетических моделей анализа полиморфизма ДНК-маркеров PRLR, MUС4, RBP и EPOR

В рамках разработки молекулярно-генетических моделей анализа ДНК-маркеров PRLR, MUС4, RBP и EPOR были подобраны специальные олигонуклеотидные праймеры, оптимизированы температурно-временные и количественные режимы для амплификации выбранных фрагментов. Разработанные нами модели определения полиморфизма  позволяли четко диагностировать генотипы изучаемых ДНК-маркеров.

Как показано на рисунке 2,  иллюстрирующем результаты ПЦР-ПДРФ анализа PRLR, визуализация одного нерестрицированного фрагмента длиной 140 п.о. соответствует генотипу AA (дорожки 4, 6), фрагмента длиной 106 п.о. – генотипу BB (дорожки 2, 5, 8) и двух фрагментов длиной 140 и 106 п.о. – генотипу AB (дорожки 1, 3, 7).

  1  2  3 4  5 6 7 8 M

Примечание: 1, 3, 7 – генотип АВ, 2, 5, 8 – генотип BB, 4, 6 – генотип AA, М – маркер длины Fastroler Low range

Рис. 2. Результаты гель-электрофореза продуктов ПЦР-ПДРФ анализа гена PRLR в 3,5% агарозном геле

Как следует из данных рисунка 3, разработанная нами модель позволяла четко диагностировать генотипы MUC4: наличие одного фрагмента длиной 266 п.о. соответствует генотипу СС (дорожки 1, 3, 6), наличие фрагментов длиной 140 и 126 п.о. (визуализируются в геле как один фрагмент) – генотипу GG (дорожки 2, 8), в то время как наличие двух фрагментов длиной 266 и 140+126 п.о. – генотипу CG (дорожки 4, 5, 7).

  1  2  3 4 5 6  7  8 M

Примечание: 1, 3, 6 – генотип СС, 2, 8 – генотип GG, 4, 5, 7 – генотип СG, М – маркер длины Fastroler Low range

Рис. 3. Результаты гель-электрофореза продуктов ПЦР-ПДРФ анализа гена MUC4 в 3,5% агарозном геле

Как следует из данных рисунка 4, иллюстрирующего результаты ПЦР-ПДРФ анализа RBP4, визуализация одного фрагмента длиной 184 п.о. соответствует генотипу АА (дорожки 3, 5, 7), наличие фрагментов длиной 94 и 90 п.о. (визуализируются в геле как один фрагмент) – генотипу BB (дорожки 2, 4), в то время как наличие двух фрагментов длиной 184 и 94+90 п.о. – генотипу АВ (дорожки 1, 6, 8).

  1 2 3 4  5  6  7  8  M

Примечание: 1, 6, 8 – генотип АВ, 2, 4 – генотип BB, 3, 5, 7 – генотип АА, М – маркер длины Fastroler Low range

Рис. 4. Результаты гель-электрофореза продуктов ПЦР-ПДРФ анализа гена RBP4 в 3,5% агарозном геле

Форма представления результатов анализа полиморфизма EPOR c использованием разработанной модели приведена на рисунке 5.

Рис. 5. Скриншот результатов генотипирования образцов по EPOR с использованием метода пиросеквенирования

Разработанные нами модели были использованы для характеристики полиморфизма различных популяций свиней пород крупная белая и йоркшир (раздел. 3.2).

3.2. Характеристика аллелофонда свиней пород крупная белая и йоркшир по ДНК-маркерам

Результаты анализа частот встречаемости аллелей и генотипов по PRLR приведены в таблице 2.

Табл. 2. Распределение аллелей и генотипов по PRLR в исследованных популяциях свиней пород крупная белая и йоркшир

Популяция*

Число голов

Частоты аллелей, %

Частоты генотипов, %

А

В

АА

АВ

ВВ

Й-1

144

43,5

56,5

18,1

45,1

36,8

Й-2

24

32,4

67,6

4,2

41,7

54,2

Й-3

20

52,5

47,5

20,0

65,0

15,0

Й-4

10

40,0

60,0

10,0

50,0

40,0

Итого по Й

198

42,1

57,9

13,1

50,5

36,5

КБ-1

27

45,9

54,1

26,0

37,0

37,0

КБ-2

142

50,9

49,1

26,8

49,3

23,9

КБ-3

20

23,1

76,9

0,0

30,0

70,0

КБ-4

6

60,0

40,0

33,3

66,7

0,0

КБ-5

43

33,3

66,7

2,3

46,5

51,2

КБ-6

49

26,6

73,4

4,1

30,6

65,3

КБ-7

142

32,5

67,5

6,2

38,9

54,9

КБ-8

10

42,9

57,1

20,0

40,0

40,0

КБ-9

67

47,6

52,4

19,4

53,7

26, 9

КБ-10

34

47,1

52,9

20,6

50,0

29,4

КБ-11

40

37,3

62,7

7,5

47,5

45,0

КБ-12

56

43,0

57,0

19,6

41,1

39,3

КБ-13

8

20,0

80,0

0,0

25,0

75,0

Итого по КБ

644

39,2

60,8

14,3

42,8

44,3

Итого

842

40,7

59,3

13,7

46,6

40,4

Примечание: * обозначение популяций приведено в таблице 1.

Анализируя данные таблицы 2, можно отметить, что в исследованных популяциях свиней частота встречаемости генотипа АА варьирует от 0,0-2,3% в популяциях свиней КБ-13, КБ-3 и КБ-5 до 26,8-33,3% в популяциях КБ-2, КБ-4 и в среднем составляет 13,7%. Наибольшая частота встречаемости аллеля А отмечается в популяциях КБ-4 (60%), Й-3 (52,5%) и КБ-2 (50,9%). Наименьшей частотой встречаемости аллеля A характеризовались животные КБ-13 (20,0%) и КБ-3 (23,1%).

В таблице 3 представлены результаты анализа животных по частотам встречаемости аллелей и генотипов MUC4.


Табл. 3. Распределение аллелей и генотипов по MUC4 в исследованных популяциях свиней пород крупная белая и йоркшир

Популяция*

Число голов, n

Частоты аллелей, %

Частоты генотипов, %

C

G

CC

CG

GG

Й-1

159

61,6

38,4

45,91

40,88

13,21

И-3

20

58,1

41,9

35,00

55,0

10,0

Й-4

10

90,9

9,1

90,0

10,0

0,0

Итого по Й

189

70,2

29,8

56,97

35,29

7,74

КБ-1

20

65,2

34,8

60,00

15,00

25,00

КБ-2

136

74,7

25,3

69,12

22,06

8,82

КБ-3

19

53,8

46,2

36,84

36,84

26,32

КБ-4

6

66,7

33,3

50,00

50,00

0,0

КБ-5

43

67,8

32,2

55,81

37,21

6,98

КБ-6

50

63,4

36,6

48,00

42,00

10,00

КБ-7

142

66,7

33,3

51,75

44,76

3,50

КБ-8

10

52,9

47,1

20,0

70,0

10,0

КБ-9

67

60,8

39.2

43,28

44,78

11,94

КБ-10

31

81,1

18,9

77,42

19,35

3,23

КБ-11

40

50,8

49,2

27,5

47,5

25,0

КБ-12

56

53,0

47,0

31,58

45,61

22,81

КБ-13

8

46,2

53,8

12,50

62,50

25,0

Итого по КБ

628

61,78

38,14

44,91

41,35

13,74

Итого

817

65,99

33,97

50,94

38,32

10,74

Примечание: * расшифровка аббревиатуры приведена в табл. 1.

Как следует из данных таблицы 3, частота встречаемости генотипа CC варьирует от 12,5-20,0% в популяциях КБ-13, КБ-8 до 77,4-90,0% в популяциях КБ-10, Й-4, и в среднем составляет 50,9%. Наибольшая частота встречаемости аллеля C отмечается у животных Й-4 (90,9%), КБ-10 (81,1%) и КБ-2 (74,7%). Наименьшей частотой встречаемости аллеля C характеризовались животные КБ-11 (50,8%) и КБ-13 (46,2%). 

В таблице 4 представлены результаты анализа животных по частотам встречаемости аллелей и генотипов гена RBP4.

Табл. 4. Распределение аллелей и генотипов по RBP4 в исследованных популяциях свиней пород крупная белая и йоркшир

Популяция*

Число голов

Частоты аллелей, %

Частоты генотипов, %

A

B

AA

AB

BB

1

2

3

4

5

6

7

Й-1

159

50,4

49,6

23,27

54,72

22,01

Й-2

25

37,1

62,9

12,00

40,00

48,00

Й-3

20

54,3

45,7

20,00

75,00

5,00

Й-4

10

47,4

52,6

0,00

90,00

10,00

Итого по Й

214

47,3

52,7

13,8

64,9

21,3

1

2

3

4

5

6

7

КБ-1

27

60,5

39,5

44,44

40,74

14,81

КБ-2

139

50,7

49,3

19,42

63,31

17,27

КБ-3

20

55,6

44,4

40,0

35,00

25,00

КБ-4

6

55,6

44,4

33,33

50,00

16,67

КБ-5

44

50,0

50,0

27,27

45,45

27,27

КБ-6

50

51,3

48,7

24,0

56,0

20,0

КБ-7

138

54,0

46,0

33,33

44,93

21,74

КБ-8

10

25,00

75,00

10,00

20,00

70,00

КБ-9

67

51,4

48,6

20,59

63,24

16,18

КБ-10

34

40,4

59,6

8,82

52,94

38,24

КБ-11

40

45,7

54,3

5,00

75,00

20,00

КБ-12

56

53,7

46,3

33,33

43,86

22,81

КБ-13

8

45,5

54,5

25,0

37,5

37,5

Итого по КБ

639

49,2

50,8

25,0

48,3

26,7

Итого

853

48,2

51,8

19,4

56,6

24,0

Примечание: * расшифровка аббревиатуры приведена в табл. 1.

Как показано в таблице 4, частота встречаемости генотипа BB варьирует от 5,0-10,0% в популяциях Й-3 и Й-4 до 48,0-70,0% в популяциях Й-2 и КБ-8 и в среднем составляет 24,0%. Наибольшая частота встречаемости аллеля B отмечается у животных Й-5 (62,9%), КБ-8 (75,0%) и КБ-10 (59,6%). Наименьшей частотой встречаемости аллеля B характеризовались животные КБ-1 (39,5%) и КБ-4 (44,4%).

В таблице 5 сведены частоты встречаемости аллелей и генотипов по EPOR.

Табл. 5. Распределение аллелей и генотипов EPOR в исследованных популяциях свиней пород крупная белая и йоркшир

Популяция*

Число голов

Частоты аллелей

Частоты генотипов

T

C

TT

CT

CC

КБ-1

18

81,0

19,0

77,78

16,67

5,56

КБ-2

91

82,0

18,0

78,02

21,98

0

КБ-7

71

9,0

91,0

0,0

9,86

90,14

Итого

190

57,33

42,67

51,93

16,17

31,90

Анализируя данные таблицы 5, можно отметить, что частота встречаемости генотипа TT варьирует от 0,0% в популяции КБ-7 до 77,8-78,0% в популяциях КБ-1 и КБ-2 и в среднем составляет 51,9%. Наибольшая частота встречаемости аллеля T отмечается у животных КБ-2 (82,0%) и КБ-1 (81,0%), наименьшая – в популяции КБ-7 (9,0%).

Результаты популяционно-генетического анализа по изучаемым ДНК-маркерам показывают, что наибольшее число эффективных аллелей, где их значение приближается к 2,0, наблюдается по гену PRLR в популяциях Й-3, КБ-8, Й-1, КБ-10 и КБ-11, по гену MUC4 - в популяциях КБ-8, КБ-3, КБ-13, КБ-12 и КБ-11, по гену RBP4 - в большинстве исследованных популяций за исключением Й-2, КБ-1, КБ-13, КБ-7 и КБ-9, что позволяет говорить о слабом влиянии селекции по исследуемым генам в вышеназванных популяциях. Существенно более низкое генетическое разнообразие по гену PRLR наблюдается у животных КБ-13, где число эффективных аллелей составляет 1,34, по гену MUC4 - у животных Й-4 (1,11) и КБ-10 (1,29), по гену RBP4 - в популяциях Й-1 (1,44), КБ-3 (1,28), а так же  Й-2, КБ-1, КБ-13, КБ-7 и КБ-9, где их значение варьирует от 1,00 до 1,08. Число эффективных аллелей EPOR варьирует от 1,31 до 1,60.

Анализ всей популяции выбранных животных пород крупная белая и йоркшир различного происхождения по гену PRLR обозначил перед нами отрицательное значение индекса фиксации Fis. Значение индекса Fis по гену MUC4 в большинстве исследуемых групп приближается к нулю либо имеет отрицательные значения. В группах животных КБ-2, КБ-3, КБ-10, КБ-11 наблюдаются высокие положительные значения индекса Fis (0,186, 0,250, 0,139 и 0,658, соответственно). Анализ данных по гену RBP4 показал отрицательные значения индекса Fis в большинстве исследованных популяций за исключением Й-1 (0,384), КБ-1 (1,000) и КБ-9 (1,000). По гену EPOR в популяции КБ-2 получено отрицательное значение Fis (-0,333), в то время как в популяциях КБ-1 и КБ-7 - высокие положительные значения данного индекса (0,303 и 0,619, соответственно). Если отрицательные значения индекса фиксации Fis  указывают на аллельное разнообразие [Животовский Л.А., 1991] и, как следствие, на ведение в хозяйствах селекции, не затрагивающей изучаемые гены, то положительные значения, напротив, свидетельствуют о влиянии отбора на распределение аллелей.


3.3. Изучение ассоциаций генотипов ДНК-маркеров с воспроизводительными качествами свиней

Данные о многоплодии и молочности свиноматок разных популяций в зависимости от генотипа по PRLR, MUC4, RBP4 и EPOR представлены в таблицах 6-9.

Как следует из данных таблицы 6, наибольшие значения показателя многоплодия по трем опоросам (от 10,1±0,1 до 12,0±0,4 гол.) обнаружены у свиней с генотипом АА, а наименьшие – у свиней с генотипом ВВ (от 9,1±0,2 до 10,1±0,2 гол.). Молочность по трем опоросам у животных с генотипом АА варьировала от 53,1±1,7 до 60,4±2,5 кг, у животных с генотипом BB от 50,6±0,7 до 55,7±1,2 кг. В целом наблюдается тенденция увеличения многоплодия в среднем на 1,45 поросенка на опорос и молочности на 3,6 кг у свиноматок с «желательным» генотипом AA по сравнению с животными, несущими генотипы AB и BB.

Результаты дисперсионного анализа показали достоверное влияние фактора генотипа по PRLR на показатели многоплодия (p0,001) и молочности (p0,001) по трем опоросам, что позволяет прогнозировать потенциальную значимость данного маркера в селекции свиней.

Табл. 6. Воспроизводительные качества свиноматок в зависимости от генотипа по PRLR

Популяция

Показатель

Генотип по PRLR и № опороса

AA

AB

BB

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Многоплодие

Молочность

Многоплодие

Молочность

Многоплодие

Молочность

Многоплодие

Молочность

Многоплодие

Молочность

Многоплодие

Молочность

Многоплодие

Молочность

Многоплодие

Молочность

Многоплодие

Молочность

КБ-1

n

11

11

11

39

37

37

41

40

41

M±m

11±0,5

56±2,3

12±0,4

60,4±2,5

11,2±0,3

56,2±1,3

10,4±0,2

54,2±1,0

10,5±0,2

55,6±1,2

10,4±0,2

55,7±1,2

9,3±0,2

51,5±0,9

9,7±0,2

53,0±1,2

9,6±0,1

52,9±0,9

Кб-2

n

42

42

38

83

78

81

37

37

37

M±m

10,6±0,2

55,4±1,1

11,3±0,2

58,4±0,9

10,6±0,2

56,9±1,0

10,1±0,1

53,7±0,8

10,0±0,1

54,7±0,7

10,0±0,1

52,8±0,8

9,1±0,2

52,1±1,2

9,4±0,1

52,8±1,2

9,5±0,2

52,5±1,2

КБ-5

n

-

-

-

-

-

-

20

20

4

4

20

20

22

22

19

19

7

7

M±m

-

-

-

-

-

-

10,1±0,3

55,9±1,2

11,2±0,5

62,3±5,6

10,4±0,3

56,8±1,8

9,98±0,2

54,5±1,4

10,1±0,2

54,2±2,1

9,71±0,3

55,3±3,0

КБ-7

n

9

9

9

56

55

50

77

74

74

M±m

10,3±0,3

54,0±1,2

10,7±0,4

58,1±2,2

10,2±0,1

53,1±1,7

10,2±0,1

53,8±0,9

10,2±0,1

54,6±0,8

10,1±0,1

54,1±0,9

9,4±0,1

52,6±0,8

10,0±0,1

54,5±0,8

9,7±0,1

54,4±0,8

КБ-12

n

11

11

11

11

11

11

23

23

23

23

23

23

22

22

22

22

22

22

M±m

10,1±0,1

56,1±1,6

11,1±0,4

56±1,8

10,9±0,3

58,2±2,2

9,44±0,1

54,6±1,6

10,3±0,2

57,7±1,3

9,6±0,2

54,8±1,9

9,3±0,2

52,9±1,5

9,75±0,2

54,9±1,4

9,5±0,3

52,2±1,5

Й-1

n

26

26

23

23

26

26

65

65

53

53

45

45

53

53

50

50

47

47

M±m

10,4±0,2

55,8±1,1

11,0±0,2

57,7±1,2

10,7±0,2

56,4±1,2

10,1±0,1

55,1±0,7

10,0±0,1

54,6±0,8

10,3±0,1

55,6±0,9

9,43±0,1

50,6±0,7

9,7±0,1

52,8±0,9

9,8±0,1

53,5±0,8

Как следует из данных таблицы 7, наибольшие значения показателя многоплодия по трем опоросам (от 9,8±0,2 до 11,0±0,4 гол.) обнаружены у свиней с генотипом СС по MUC4, а наименьшие – у свиней с генотипом GG (от 8,6±0,2 до 9,7±0,1 гол.). В целом в ряде популяций прослеживается тенденция увеличения многоплодия в среднем на 1,25 поросенка на опорос у свиноматок с «желательным» генотипом CC по сравнению с животными, несущими генотипы CG и GG по MUC4. Результаты дисперсионного анализа показали достоверное влияние фактора генотипа на показатели многоплодия по трем опоросам (p0,001).

Табл. 7. Многоплодие свиноматок в зависимости от генотипа по MUC4

Попу-ляция

Пока-затель

Генотип по MUC4 и № опороса

CC

CG

GG

I

II

III

I

II

III

I

II

III

КБ-1

n

23

21

21

22

22

22

15

15

15

M±m

10,3±0,2

10,5±0,2

10,5±0,2

9,7±0,2

10,1±0,2

9,9±0,1

8,6±0,2

9,1±0,1

9,4±0,1

КБ-2

n

101

98

97

41

39

39

41

41

40

M±m

10,3±0,1

10,6±0,1

10,3±0,1

10,0±0,1

9,8±0,1

10,0±0,1

8,9±0,2

9,0±0,2

8,9±0,2

КБ-5

n

24

6

23

16

15

3

3

3

1

M±m

10,2±0,2

11,0±0,4

10,3±0,3

10±0,3

10,1±0,2

9±0,5

9,3±0,3

9,7±0,3

-

КБ-7

n

-

-

-

62

63

62

5

1

5

M±m

-

-

-

9,4±0,1

9,9±0,1

9,7±0,1

9,2±0,3

-

9,7±0,1

КБ-12

n

18

18

18

26

26

26

13

13

12

M±m

9,8±0,2

10,9±0,3

10,4±0,3

9,61±0,1

10±0,2

9,7±0,2

9,0±0,2

9,6±0,1

9,0±0,2

Й-1

n

73

58

56

65

62

56

21

21

21

M±m

10,2±0,1

10,5±0,1

10,6±0,1

9,7±0,1

9,9±0,1

9,9±0,1

8,9±0,2

9,4±0,3

9,5±0,1

Анализ данных таблицы 8 показывает, что наибольшие значения показателя многоплодия по трем опоросам (от 9,2±0,1 до 11,4±0,2 гол.) наблюдаются у свиней с генотипом BB по RBP4, а наименьшие – у животных с генотипом AA (от 9,2±0,2 до 10,0±0,1 гол.). В целом в ряде хозяйств наблюдается тенденция увеличения многоплодия в среднем на 0,7 поросенка на опорос у свиноматок с генотипом BB по RBP4 по сравнению с животными, имеющими генотипы АВ и AA. Методом дисперсионного анализа установлено достоверное влияние фактора генотипа на показатель многоплодия (p<0,001 по 1- и 2-у опоросам, p<0,01 - по 3-у опоросу).

Табл. 8. Многоплодие свиноматок в зависимости от генотипа по RBP4

Попу-ляция

Пока-затель

Генотип по RBP4 и № опороса

AA

AB

BB

I

II

III

I

II

III

I

II

III

КБ-1

n

8

8

8

40

38

38

51

50

51

M±m

9,2±0,2

9,6±0,4

9,3±0,4

9,7±0,2

10,1±0,2

10,1±0,2

10,2±0,2

10,6±0,2

10,2±0,2

КБ-2

n

-

-

-

128

123

126

34

34

30

M±m

-

-

-

9,9±0,1

9,9±0,1

9,9±0,1

10,6±0,2

11,4±0,2

10,7±0,2

КБ-5

n

-

-

-

43

24

27

-

-

-

M±m

-

-

-

10,1±0,2

10,3±0,2

10,2±0,2

-

-

-

КБ-6

n

65

61

64

M±m

10,2±0,1

10,2±0,1

10,1±0,1

КБ-7

n

-

-

-

51

46

50

91

92

83

M±m

-

-

-

9,5±0,1

10,1±0,1

9,9±0,1

10,0±0,1

10,2±0,1

9,9±0,1

КБ-12

n

56

56

56

M±m

9,5±0,1

10,2±0,2

9,8±0,2

Й-1

n

114

96

88

30

30

30

15

15

15

M±m

9,7±0,1

9,8±0,1

10±0,1

10,6±0,1

10,9±0,2

10,8±0,2

9,2±0,1

10,1±0,3

9,8±0,1

Как следует из данных таблицы 9, многоплодие свиноматок  с генотипом СТ по EPOR варьировало от 10,1±0,5 до 11,2±0,6 гол., с генотипом СС - от 9,7±0,3 до 10,6±0,2 гол. Ввиду малой выборки свиней с генотипом ТТ, они не были использованы в сравнительной характеристике показателей многоплодия. В целом в ряде хозяйств наблюдается тенденция увеличения многоплодия в среднем на 0,5 поросенка на опорос у свиноматок с генотипом CT по EPOR по сравнению c животными с генотипом CC. Результаты дисперсионного анализа показали достоверное влияние фактора генотипа по EPOR на многоплодие свиноматок по 2-у опоросу (p<0,05).

Табл. 9. Многоплодие свиноматок различных популяций в зависимости от генотипа по гену EPOR по опоросам

Попу-

ляция

Показа-тель

Генотип по EPOR и № опороса

CC

CT

I

II

III

I

II

III

КБ-1

n

14

14

14

3

3

3

M±m

9,8±0,2

10,0±0,2

10,1±0,2

8,9±0,5

9,9±0,1

9,6±0,4

КБ-2

n

71

71

67

20

20

20

M±m

10,1±0,1

10,6±0,2

10,2±0,1

10,5±0,2

10,9±0,2

10,7±0,2

КБ-7

n

64

63

58

7

7

4

M±m

10,2±0,1

10,3±0,1

10,1±0,1

10,1±0,4

11,3±0,5

10,3±0,6

3.4. Влияние комплексных генотипов по PRLR, MUC4, RBP4 на многоплодие свиноматок

Результаты влияния комплексных генотипов по PRLR, MUC4 и RBP4 на многоплодие свиноматок представлены в таблице 10.

Табл. 10. Многоплодие свиней в зависимости от комплексного генотипа по PRLR, MUC4 и RBP4

Генотип по

PRLR / MUC4 / RBP4

Многоплодие

1-й опорос

2-й опорос

3-й опорос

АА / СС / BB

n

35

35

31

M±m

10,6±0,17**

11,4±0,21***

10,7±0,17***

AB / CG / AB

n

61

59

55

M±m

9,9±0,13***

9,9±0,11***

9,7±0,13***

BB / GG / AA

n

16

16

16

M±m

8,6±0,22***

8,5±0,27***

9,0±0,20***

Примечание: ***p<0,001; **p<0,01

Как следует из данных таблицы 10, наблюдается достоверное превосходство в многоплодии свиноматок с "желательным" генотипом над гетерозиготами и животными с "нежелательным" генотипом, которое в зависимости от опороса составило от 0,7 до 1,5 и от 1,7 до 2,9 поросенка на опорос.

Таким образом, комплексный генотип свиней по PRLR, MUC4 и RBP4 может быть использован в качестве дополнительного критерия в селекционных программах, направленных на повышение многоплодия свиноматок пород крупная белая и йоркшир.

4. ВЫВОДЫ

  1. Разработаны молекулярно-генетические модели определения полиморфизма ДНК-маркеров рецептора пролактина, PRLR (мутация CG в позиции 202, GenBank № U96306), муцина 4, MUC4 (мутация AG в позиции 243,  GenBank № DQ848681), ретинол-связывающего белка, RBP4 (мутация CT в позиции 514, GenBank № DQ344026), основанные на методе ПЦР-ПДРФ анализа, и модель определения полиморфизма гена рецептора эритропоэтина, EPOR (мутация CT в позиции 340, GenBank № EU293807), основанная на пиросеквенировании продуктов ПЦР. Проведена апробация разработанных моделей на свиньях пород крупная белая и йоркшир различного происхождения, в т.ч. по PRLR - на 842 головах 17 популяций, по MUC4 - на 817 головах 16 популяций, по RBP4 - на 853 головах 17 популяций, по EPOR - на 190 головах 3 популяций.

2. Установлен популяционно-зависимый характер распределения генотипов изучаемых ДНК-маркеров. Частоты встречаемости генотипа АА по PRLR варьировали от 0,0 до 33,3% и в среднем составили 13,7%, аллеля А - от 20,0 до 60,0% и в среднем составили 40,7%. Генотип CC по MUC4 в среднем встречался с частотой 50,9% с вариациями от 12,5 до 90,0% в зависимости от популяции, аллель С - с частотой 60,0% с вариациями от 46,2 до 90,9%. Частоты встречаемости генотипа ВВ  по RBP4 варьировали от 5,0 до 70,0% и в среднем составили 24,0%, аллеля В - от 39,5 до 75,0% и в среднем составили 51,8%. Генотип TT по EPOR в среднем встречался с частотой 51,9% с вариациями от 0,0 до 78,0%, аллель Т - с частотой 57,3% с вариациями от 9,0 до 81,0%.

3. Выявлены ассоциации генотипов изучаемых ДНК-маркеров с показателями воспроизводительных качеств свиней. По гену PRLR наблюдается тенденция увеличения многоплодия свиноматок с генотипом AA в среднем на 1,45 поросенка и молочности - на 3,6 кг по сравнению с генотипами AB и BB. Выявлена тенденция увеличения многоплодия свиноматок с генотипом СС по MUC4 в среднем на 1,25 поросенка по сравнению с генотипами CG и GG, с генотипом BB по RBP4 - в среднем на 0,7 поросенка по сравнению с генотипами AB и АА и с генотипом CT по EPOR – в среднем на 0,5 поросенка по сравнению с генотипом CC. Дисперсионным анализом подтверждено влияние факторов генотипа по PRLR на многоплодие и молочность свиноматок по трем опоросам (p0,001), генотипа по MUC4 - на многоплодие по трем опоросам (p0,001),  генотипа по RBP4 - на многоплодие по трем опоросам (p<0,001 по 1- и 2-у опоросам, p<0,01 - по 3-у опоросу), генотипа по EPOR - на многоплодие по 2-у опоросу (p<0,05).

4. Установлено достоверное превосходство свиноматок с комплексным генотипом АА / СС / BB по PRLR / MUC4 / RBP4 над свиноматками с генотипами AB / CG / AB и BB / GG / AA по многоплодию, которое составило, соответственно, 0,7 и 2,0 поросенка по 1-у опоросу, 1,5 и 2,9 поросенка - по 2-у опоросу, 1,0 и 1,7 поросенка - по 3-у опоросу.

 

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Свиноводческим предприятиям, занимающимся разведением свиней пород крупная белая и йоркшир, с целью повышения многоплодия свиноматок рекомендуем в качестве дополнительно критерия при отборе свиней использовать комплексный генотип по ДНК-маркерам  PRLR, MUC4 и RBP4.

2. Молекулярно-генетическим лабораториям рекомендуем использовать разработанные нами молекулярно-генетические модели анализа полиморфизма генов PRLR, MUC4, RBP4 и EPOR.

Список опубликованных работ по теме диссертации

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

  1. Гладырь, Е.А. Молекулярные методы в диагностике заболеваний и наследственных дефектов сельскохозяйственных животных/ Е.А. Гладырь, Н.А. Зиновьева, Л.К. Эрнст, О.В. Костюнина, А.С. Быкова, А.Д. Банникова, Е.П. Кудина, Г. Брем // Зоотехния. – 2009. - № 8. - С. 26-27.
  2. Зиновьева, Н.А. Роль ДНК-маркеров признаков продуктивности сельскохозяйственных животных/ Н.А. Зиновьева, О.В. Костюнина, Е.А. Гладырь, А.Д. Банникова, В.Р. Харзинова, П.В. Ларионова, К.М. Шавырина, Л.К. Эрнст // Зоотехния. – 2010. - № 1. - С. 8-10.
  3. Костюнина, О.В. Влияние комплексного генотипа по ДНК-маркерам на воспроизводительные качества свиней крупной белой породы / О.В. Костюнина, А.Д. Банникова, Н.А. Зиновьева, Е.А. Гладырь // Проблемы биологии продуктивных животных. -2011. - № 1. - С. 38-41.

Статьи в других изданиях

  1. Банникова, А.Д. Полиморфизм генов EPOR, MUC4, PRLR и RBP4 у свиней различных пород / А.Д. Банникова, О.В. Костюнина, Н.А. Зиновьева // 7-я Международная научная конференция-школа «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных: роль нанотехнологий в реализации приоритетных задач биотехнологии» «БиоТехЖ-2008» 23-24 октября 2008. -Дубровицы, 2008.– С. 128-137.
  2. Банникова, А.Д. Полиморфизм генов EPOR и MUC4 у свиней различных пород / А.Д. Банникова, О.В. Костюнина, Н.А. Зиновьева, В.А. Дойлидов, Д.А. Каспирович // Сборник научных трудов «Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства» Вып. 11 Часть 2. Горки, 2008. – с. 51-58.
  3. Банникова, А.Д. Создание системы генетической оценки плодовитости свиней на основе моделирования мультилокусной панели ДНК-анализа QTL / А.Д. Банникова, Т.И.  Логвинова // 7-я Международная научная конференция-школа «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных: роль нанотехнологий в реализации приоритетных задач биотехнологии» «БиоТехЖ-2008» 23-24 октября 2008.-Дубровицы, 2008.- С. 247-249.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.