SNP-полиморфизмы и продуктивность скота аулиекольской породы

Маркирование признаков продуктивности по небольшому числу однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) широко используется для селекции сельскохозяйственных животных, обеспечивает эффективность отбора высокопродуктивных особей и работы с племенным материалом. В статье представлено исследование, посвященное поиску и отбору породоспецифичных SNP, маркирующих повышенную продуктивность аулиекольских коров.

Цель исследования заключалась в изучении ассоциации SNP-полиморфизмов с продуктивностью у крупного рогатого скота аулиекольской породы, без зависимости от условий содержания животных. Более подробно ознакомиться со статьей можно в журнале «Главный зоотехник» 02/2022.

Изучение однонуклеотидного полиморфизма

Для проведения исследования были отобраны волосяные луковицы от 100 голов крупного рогатого скота аулиекольской породы. Генотипирование проводилось согласно протоколу фирмы-производителя Illumina Inc. Поиск породоспецифичных участков генома проводился путем картирования рядов гомозиготности (ROH) с помощью программного пакета PLINK Cattle QTL database. Поиск породоспецифичных генов-кандидатов включал в себя построение манхэттенского графика для оценки соотношения раз/процента каждого SNP в прогоне (специфические для популяции сигналы) относительно положения SNP во всех хромосомах вместе.

Важно отметить, что технологии кормления и содержания молодняка сельскохозяйственных животных, а также гигиена содержания животных не играют роли в последовательности нуклеотидов ДНК. Эти факторы могут быть значимы для реализации наследственного потенциала, но в данном исследовании они не учитывались.

Однонуклеотидный полиморфизм аулиекольского скота

В исследуемой популяции аулиекольского скота выявлены уникальные по сравнению с породами-предками участки гомозиготности генома ROH, характерные для
аулиекольской породы на хромосомах:

1 – участок 1578430:1983902;
5 – участки 47559492:48019679, 48094474:48280390, 53600273:60322619;
14 – участок 24716826:24828922.

Для выявления геномных адресов конкретных породоспецифичных областей генома (SNP-гаплотипов), связанных с признаками мясной продуктивности (без привязки к организации содержания и кормления сельскохозяйственных животных), оценивалась частота отдельных SNP. Полученный результат анализировали с помощью манхэттенского графика, который показал, что наиболее сильная картина наблюдалась на хромосомах 1, 5 и 14. Затем через базу данных https://www.ensembl.org были получены списки генов, локализованных в данных областях генома и некоторые их характеристики. Всего было проанализировано 189 генов.

Далее отбирались гены, которые потенциально вовлечены в процессы формирования признаков мясной продуктивности крупного рогатого скота, которая может быть максимально реализована при должном содержании молодняка сельскохозяйственных животных. Отбирались их полиморфизмы, депонированные в генетических базах данных. Гены-кандидаты, которые потенциально вовлечены в процессы формирования признаков мясной продуктивности крупного рогатого скота, отбирались с помощью открытой международной генетической базы http://www.pantherdb.org.

Наибольшая часть (29,3%) генов-кандидатов по молекулярной функции относится к генам, кодирующим белки или комплексы, которые охватывают плазматическую мембрану. Они связываются с сигнальной молекулой во внеклеточном пространстве и передают сигнал в цитоплазму (трансдукторы). Следующей по частоте встречаемости является группа генов-кандидатов, обладающих связывающими фенотипическими эффектами на молекулярном уровне (24,5%), и на третьем месте группа генов с каталитической активностью (14,9%). Именно они представляют значительный интерес с точки зрения участия в темпах роста, развития животных и интенсивности их обмена веществ, которые могут максимально проявиться при правильной технологии кормления и содержания животных на откорме.

Гены-кандидаты скота аулиекольской породы

Большая часть генов-кандидатов этих коров относится к генным сетям, регулирующим клеточные процессы (33,0%), биологическую регуляцию (19,7%) и метаболические процессы (25,5%). Гены-кандидаты, регулирующие процессы роста (с поправкой на гигиену содержания и кормления животных), составляют 0,5%, развития – 3,2%.

Поиск SNP, пригодных для включения в небольшие ДНК-панели, подходящие для массового скрининга поголовья и локализованных в областях потенциальных генов-кандидатов, осуществлен с помощью международной базы данных https://www.ensembl.org. В результате поиска обнаружено 183 SNP. При дальнейшем отборе потенциально маркирующих SNP учитывались такие характеристики, как популяционная частота (GERP), смысл мутации (локализована ли она в пределах гена, какой из его функциональных частей и приводит ли к изменениям в аминокислотной последовательности белка).

Всего после применения фильтров было отобрано 12 SNP, из которых 9 локализовано в 5´ регуляторной области гена, 1 – в транслируемой области и 2 – в 3´ регуляторной области гена с аминокислотной заменой в последовательности белка. На следующем этапе была проведена идентификация отобранных SNP с положением на чипе и оценена частота встречаемости этих SNP в группах животных с разной продуктивностью.

Содержание и кормление сельскохозяйственных животных аулиекольской породы, и особенно их разведение с применением полученных в данном исследовании знаний будет более эффективно для мясной продуктивности казахского животноводства.

Ознакомиться с полной версией материала и другими публикациями вы можете, оформив подписку на журнал «Главный зоотехник» ИД «ПАНОРАМА».