close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Полиморфизм ДНК-маркеров, ассоциированных с воспроизводительными качествами, у свиней пород крупная белая и йоркшир

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Банникова Алиса Дмитриевна Шифр научной специальности: 03.02.07 - генетика Шифр диссертационного совета: Д 006.013.03 Название организации: Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства РАСХН - ГНУ Адрес организации:
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 Д006.013.03И.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/пПо-родаПроис-
хождение
ХозяйствоЧисло головАббре-виатура1Крупная белаяРоссияЗАО ПЗ "Константиново"120КБ-12РоссияЗАО ПЗ "Заволжское"142КБ-23КанадаООО "Знаменский СГЦ"20КБ-34РоссияЗАО "Троицкий СГЦ"6КБ-45БелоруссияПЗ "Индустрия"108КБ-56БелоруссияПЗ "Тимоново"50КБ-67БелоруссияСГЦ "Заднепровский"142КБ-78ГолландияЗАО по св-ву "Владимирское"27КБ-89БелоруссияФХ Хоцкевича67КБ-910РоссияООО "Камский бекон"34КБ-1011ФранцияЗАО ПЗ "Константиново"40КБ-1112РоссияЗАО "Талдом"56КБ-1213ИрландияЗАО "Орелсельпром"8КБ-13Итого по КБ8201314ЙоркширКанадаООО "Троснянский бекон"169Й-115ФинляндияЗАО ПЗ "Константиново"25Й-216АвстрияЗАО ПЗ "Заволжское"20Й-317ФинляндияЗАО "Троицкий СГЦ"10Й-4Итого по Й2245Итого104417 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 C→G 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 A→G 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 C→T 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 C→T 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.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. 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 головЧастоты аллелей, %Частоты генотипов, %АВАААВВВЙ-114443,556,518,145,136,8Й-22432,467,64,241,754,2Й-32052,547,520,065,015,0Й-41040,060,010,050,040,0Итого по Й19842,157,913,150,536,5КБ-12745,954,126,037,037,0КБ-214250,949,126,849,323,9КБ-32023,176,90,030,070,0КБ-4660,040,033,366,70,0КБ-54333,366,72,346,551,2КБ-64926,673,44,130,665,3КБ-714232,567,56,238,954,9КБ-81042,957,120,040,040,0КБ-96747,652,419,453,726, 9КБ-103447,152,920,650,029,4КБ-114037,362,77,547,545,0КБ-125643,057,019,641,139,3КБ-13820,080,00,025,075,0Итого по КБ64439,260,814,342,844,3Итого84240,759,313,746,640,4 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, nЧастоты аллелей, %Частоты генотипов, %CGCCCGGGЙ-115961,638,445,9140,8813,21И-32058,141,935,0055,010,0Й-41090,99,190,010,00,0Итого по Й18970,229,856,9735,297,74КБ-12065,234,860,0015,0025,00КБ-213674,725,369,1222,068,82КБ-31953,846,236,8436,8426,32КБ-4666,733,350,0050,000,0КБ-54367,832,255,8137,216,98КБ-65063,436,648,0042,0010,00КБ-714266,733,351,7544,763,50КБ-81052,947,120,070,010,0КБ-96760,839.243,2844,7811,94КБ-103181,118,977,4219,353,23КБ-114050,849,227,547,525,0КБ-125653,047,031,5845,6122,81КБ-13846,253,812,5062,5025,0Итого по КБ62861,7838,1444,9141,3513,74Итого81765,9933,9750,9438,3210,74 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 головЧастоты аллелей, %Частоты генотипов, %ABAAABBB1234567Й-115950,449,623,2754,7222,01Й-22537,162,912,0040,0048,00Й-32054,345,720,0075,005,00Й-41047,452,60,0090,0010,00Итого по Й21447,352,713,864,921,31234567КБ-12760,539,544,4440,7414,81КБ-213950,749,319,4263,3117,27КБ-32055,644,440,035,0025,00КБ-4655,644,433,3350,0016,67КБ-54450,050,027,2745,4527,27КБ-65051,348,724,056,020,0КБ-713854,046,033,3344,9321,74КБ-81025,0075,0010,0020,0070,00КБ-96751,448,620,5963,2416,18КБ-103440,459,68,8252,9438,24КБ-114045,754,35,0075,0020,00КБ-125653,746,333,3343,8622,81КБ-13845,554,525,037,537,5Итого по КБ63949,250,825,048,326,7Итого85348,251,819,456,624,0 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 головЧастоты аллелейЧастоты генотиповTCTTCTCCКБ-11881,019,077,7816,675,56КБ-29182,018,078,0221,980КБ-7719,091,00,09,8690,14Итого19057,3342,6751,9316,1731,90 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 (p≤0,001) и молочности (p≤0,001) по трем опоросам, что позволяет прогнозировать потенциальную значимость данного маркера в селекции свиней.
Табл. 6. Воспроизводительные качества свиноматок в зависимости от генотипа по PRLR
ПопуляцияПоказательГенотип по PRLR и № опоросаAAABBBIIIIIIIIIIIIIIIIIIМногоплодиеМолочностьМногоплодиеМолочностьМногоплодиеМолочностьМногоплодиеМолочностьМногоплодиеМолочностьМногоплодиеМолочностьМногоплодиеМолочностьМногоплодиеМолочностьМногоплодиеМолочностьКБ-1n111111393737414041M±m11±0,556±2,312±0,460,4±2,511,2±0,356,2±1,310,4±0,254,2±1,010,5±0,255,6±1,210,4±0,255,7±1,29,3±0,251,5±0,99,7±0,253,0±1,29,6±0,152,9±0,9Кб-2 n424238837881373737M±m10,6±0,255,4±1,111,3±0,258,4±0,910,6±0,256,9±1,010,1±0,153,7±0,810,0±0,154,7±0,710,0±0,152,8±0,89,1±0,252,1±1,29,4±0,152,8±1,29,5±0,252,5±1,2КБ-5n------20204420202222191977M±m------10,1±0,355,9±1,211,2±0,562,3±5,610,4±0,356,8±1,89,98±0,254,5±1,410,1±0,254,2±2,19,71±0,355,3±3,0КБ-7n999565550777474M±m10,3±0,354,0±1,210,7±0,458,1±2,210,2±0,153,1±1,710,2±0,153,8±0,910,2±0,154,6±0,810,1±0,154,1±0,99,4±0,152,6±0,810,0±0,154,5±0,89,7±0,154,4±0,8КБ-12n111111111111232323232323222222222222M±m10,1±0,156,1±1,611,1±0,456±1,810,9±0,358,2±2,29,44±0,154,6±1,610,3±0,257,7±1,39,6±0,254,8±1,99,3±0,252,9±1,59,75±0,254,9±1,49,5±0,352,2±1,5Й-1n262623232626656553534545535350504747M±m10,4±0,255,8±1,111,0±0,257,7±1,210,7±0,256,4±1,210,1±0,155,1±0,710,0±0,154,6±0,810,3±0,155,6±0,99,43±0,150,6±0,79,7±0,152,8±0,99,8±0,153,5±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 (p≤0,001).
Табл. 7. Многоплодие свиноматок в зависимости от генотипа по MUC4
Попу-ляцияПока-зательГенотип по MUC4 и № опоросаCCCGGGIIIIIIIIIIIIIIIIIIКБ-1n232121222222151515M±m10,3±0,210,5±0,210,5±0,29,7±0,210,1±0,29,9±0,18,6±0,29,1±0,19,4±0,1КБ-2 n1019897413939414140M±m10,3±0,110,6±0,110,3±0,110,0±0,19,8±0,110,0±0,18,9±0,29,0±0,28,9±0,2КБ-5n2462316153331M±m10,2±0,211,0±0,410,3±0,310±0,310,1±0,29±0,59,3±0,39,7±0,3-КБ-7n---626362515M±m---9,4±0,19,9±0,19,7±0,19,2±0,3-9,7±0,1КБ-12n181818262626131312M±m9,8±0,210,9±0,310,4±0,39,61±0,110±0,29,7±0,29,0±0,29,6±0,19,0±0,2Й-1n735856656256212121M±m10,2±0,110,5±0,110,6±0,19,7±0,19,9±0,19,9±0,18,9±0,29,4±0,39,5±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-ляцияПока-зательГенотип по RBP4 и № опоросаAAABBBIIIIIIIIIIIIIIIIIIКБ-1n888403838515051M±m9,2±0,29,6±0,49,3±0,49,7±0,210,1±0,210,1±0,210,2±0,210,6±0,210,2±0,2КБ-2n---128123126343430M±m---9,9±0,19,9±0,19,9±0,110,6±0,211,4±0,210,7±0,2КБ-5n---432427---M±m---10,1±0,210,3±0,210,2±0,2---КБ-6n656164M±m10,2±0,110,2±0,110,1±0,1КБ-7n---514650919283M±m---9,5±0,110,1±0,19,9±0,110,0±0,110,2±0,19,9±0,1КБ-12n565656M±m9,5±0,110,2±0,29,8±0,2Й-1n1149688303030151515M±m9,7±0,19,8±0,110±0,110,6±0,110,9±0,210,8±0,29,2±0,110,1±0,39,8±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-
ляцияПоказа-тельГенотип по EPOR и № опоросаCCCTIIIIIIIIIIIIКБ-1 n141414333M±m9,8±0,210,0±0,210,1±0,28,9±0,59,9±0,19,6±0,4КБ-2n717167202020M±m10,1±0,110,6±0,210,2±0,110,5±0,210,9±0,210,7±0,2КБ-7n646358774M±m10,2±0,110,3±0,110,1±0,110,1±0,411,3±0,510,3±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 / RBP4Многоплодие1-й опорос2-й опорос3-й опоросАА / СС / BBn353531M±m10,6±0,17**11,4±0,21***10,7±0,17***AB / CG / ABn615955M±m9,9±0,13***9,9±0,11***9,7±0,13***BB / GG / AAn161616M±m8,6±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 C→G в позиции 202, GenBank № U96306), муцина 4, MUC4 (мутация A→G в позиции 243, GenBank № DQ848681), ретинол-связывающего белка, RBP4 (мутация C→T в позиции 514, GenBank № DQ344026), основанные на методе ПЦР-ПДРФ анализа, и модель определения полиморфизма гена рецептора эритропоэтина, EPOR (мутация C→T 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 (p≤0,001), генотипа по MUC4 - на многоплодие по трем опоросам (p≤0,001), 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
4. 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.
5. 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.
6. 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.
1
Документ
Категория
Биологические науки
Просмотров
119
Размер файла
190 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа