Генетика, геномика, протеомика. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Радужная форель (Oncorhynchus mykiss) породы камлоопс занимает особое место в современном рыбоводстве благодаря своим уникальным биологическим характеристикам, высокой продуктивности и способности успешно адаптироваться к различным условиям содержания, сохраняя характерные признаки при разведении. Эта порода нашла широкое применение в товарном рыбоводстве и используется во многих странах как перспективный объект селекционно-племенной работы. Ее товарное выращивание в России также довольно перспективно. Значительный интерес для разведения и использования в селекционных программах имеют высокопродуктивные представители породы камлоопс иностранного происхождения, в популяциях которых структура генотипов изучена недостаточно. В настоящей работе на радужной форели породы камлоопс разного географического происхождения (Финляндия и США) с использованием межмикросателлитных ДНК-маркеров впервые установлено, что около 50 % особей в обеих популяциях имеют уникальные генотипы. Это указывает на высокое генетическое разнообразие породы камлоопс. Также определены уровни гетерозиготности для обеих популяций (0,71 для финской и 0,85 для американской), что позволяет оценить адаптивный потенциал групп рыб. Нашей целью было изучение генетических особенностей культивируемой радужной форели породы камлоопс разного происхождения по межмикросателлитным локусам. Работу проводили в хозяйствах Республики Карелия в 2021 году, материалом для исследования служили образцы мышечной ткани радужной форели (O. mykiss) от 10 особей возрастом 0+ (сеголетки, компания «Hanka-Taimen Oy», Финляндия) и 10 особей возрастом 1 год (годовики, компания «Troutlodge, Inc.», США»). Образцы мышечной ткани площадью 1 см2 хранили в 96 % спирте при -20 °С. ДНК выделяли с помощью реагентов фирмы ООО НПО «Синтол» (Россия) из серии ДНК-экстран 2. Генотипирование ISSR радужной форели из двух популяций было выполнено с использованием трех праймеров-триплексов (CTC)6G, (GAG)6C, (АСС)6G. В реакционную смесь вносили по 1 мкл праймера и 1,5 мкл ДНК. Амплификацию осуществляли на оборудовании BIO-RAD Tetrad 2 («Bio-Rad», США). Ампликоны разделяли по молекулярным массам с помощью горизонтального электрофореза в агарозном геле (1 %) на оборудовании BIO-RADSub-Cell GT System («Bio-Rad», США). Получены данные по частоте аллелей, степени родства между особями, генетическим дистанциям между аллелями, генетическим вариациям между популяциями. При исследовании генетической структуры обнаружено преобладание фрагмента участка ДНК от 260 до 630 п.н. у особей финского происхождения и от 410 до 1100 п.н. у форели американской популяции. У 100 % особей финского происхождения выявлено преобладание участка ДНК 630-770 п.н. (локус 5, праймер (CTC)6G) и участки длиной 770-900 п.н. (локус 6, праймер (CTC)6G). У 100 % особей американской форели обнаружено преобладание участка ДНК 1710-2000 п.н. (локус 11, праймер (GAG)6C). В обеих популяциях около 50 % исследованных особей имели уникальные генотипы, уровень средней гетерозиготности был достаточно высок: 0,71 - у форели финского происхождения, 0,85 - американского. Важно отметить, что выявленные различия в генетической структуре популяций могут иметь практическое значение при организации селекционно-племенной работы. Более высокая гетерозиготность у американской популяции указывает на потенциально более широкий адаптивный потенциал этой группы рыб. При этом обнаруженные различия между популяциями по распространенным генотипам, длинам выделенных аллелей, а также средней гетерозиготности не влияют на выращивание радужной форели камлоопс в товарном рыбоводстве. Уникальность половины генотипов в обеих популяциях свидетельствует о высоком генетическом разнообразии породы камлоопс, что важно для дальнейшей селекционной работы и поддержания здоровья популяций. Полученные результаты демонстрируют значительную генетическую вариабельность внутри породы камлоопс, что может быть обусловлено неодинаковыми условиями содержания и селекционной работой.
Бесплатно
Статья научная
Изучение взаимосвязи генетических и фенотипических показателей крупного рогатого скота - важное направление селекции и генетики. Сопоставляя эти показатели, можно повысить эффективность разведения животных и обеспечить создание более высокопродуктивного стада. В настоящей работе с использованием STR-маркеров впервые получены данные по генетической структуре ремонтных телок джерсейской породы в условиях Северного Кавказа и показано влияние эффективных аллелей в исследуемых локусах на живую массу в период онтогенеза. Цель работы - изучить и охарактеризовать генетическое разнообразие и структуру субпопуляции коров джерсейской породы на Северном Кавказе по 16 микросателлитным локусам (BM1818, BM1824, BM2113, ETH3, ETH10, ETH225, INRA023, ILSTS006, SPS115, TGLA53, TGLA122, TGLA126, TGLA227, CSSM66, CSRM60, HAUT27) и идентифицировать аллельные варианты, имеющие потенциальное влияние на живую массу ремонтных телок при рождении и в возрасте 6 мес и среднесуточные приросты живой массы за период от рождения до 6 мес. Работу проводили в 2023 году. Объектом исследования были ремонтные телки ( Bos taurus taurus ) джерсейской породы линии Джестер 534585 ( n = 1074), которых разводят в племенном репродукторе ООО «Агроальянс Инвест» (Ставропольский край). Динамику живой массы определяли при взвешивании молодняка при рождении и в 6 мес (ГОСТ Р 57784-2017. М., 2017). Для генетических исследований от животных получали образцы крови. Выделение и очистку нуклеиновых кислот осуществляли на магнитном сорбенте с использованием коммерческого набора М-Сорб-кровь (ООО «НПФ Синтол», Россия). Мультиплексную амплификацию проводили на термоциклере T100 Thermal cycler («Bio-Rad», США) c использованием коммерческого набора Gene Profile Cattle (ООО «НПФ Синтол», Россия). Ампликоны, полученные в результате полимеразной цепной реакции, разделяли методом капиллярного электрофореза на автоматическом генетическом анализаторе Нанофор 05 (ООО «НПФ Синтол», Россия). Полученные данные обрабатывали с использованием программного обеспечения Gene-Marker v.3.0.1 («SoftGenetics LLC», США). Параметры полиморфизма аллелей и генетического разнообразия, включая число средних (NA), эффективных (NE) аллелей на локус, наблюдаемую (HO) и ожидаемую (HE) гетерозиготность, информационный индекс Шеннона (I), индекс фиксации (FIS), анализ основных координат (PCoA), вероятность идентичности (PI) и вероятность случайного совпадения (PISIBS), c2 (ChiSq) для равновесия Харди-Вайнберга, степень свободы (DF), вероятность (Prob) и значимость (Sigif), вычисляли с помощью надстройки GenAlEx v.6.51b2 для Microsoft Excel. Наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность в субпопуляции коров джерсейской породы, разводимых в условиях Северного Кавказа, по обозначенным выше локусам составляла соответственно 0,657±0,036 и 0,621±0,031, что свидетельствует о повышенной генетической адаптивности к изменениям климатических условий. FIS (-0,056±0,011) указывал на неродственное спаривание в субпопуляции. Самая высокая частота встречаемости в выборке была у аллеля 135 локуса ВМ2113 (83 %) и аллеля 117 локуса ETH3 (79 %). Среднее число аллелей на локус составило 6,875±0,446, из них среднее число эффективных аллелей - 2,846±0,171. Индекс Шеннона равнялся 1,183±0,061, что свидетельствует о высокой степени однородности стада. Обнаружено достоверно значимое влияние семи локусов (TGLA227, TGLA53, BM1824, CSSM66, TGLA122, BM1818, ILSTS006) на живую массу молодняка в возрасте 6 мес и среднесуточные приросты живой массы в период от 0 до 6 мес, а также двух локусов (ETH3, ETH10) на живую массу при рождении и в 6 мес. В результате в этих локусах были выделены аллельные варианты, при которых живая масса и ее среднесуточные приросты показывали свои пиковые значения. Профили, полученные в результате микросателлитного анализа, можно использовать в популяционных исследованиях, а также для планирования селекционно-племенной деятельности, поддержания уровня гетерозиготности в популяциях и генетического отслеживания селекционных процессов.
Бесплатно
Статья научная
Левостороннее смещение сычуга (LDA) - одно из заболеваний молочных коров, приводящее к значительным экономическим убыткам. К его клиническим признакам относятся угнетенное состояние животного, снижение аппетита, атония сычуга и скопление в нем газов, снижение продуктивности. Генетические и метаболические механизмы, обусловливающие эти проявления, в том числе с учетом популяционных различий, остаются недостаточно изученными. В представленной работе мы выполнили анализ популяционной стратификации методом кластеризации геномов животных изучаемых групп, провели полногеномный поиск ассоциаций с использованием регрессионной модели (при этом обнаружили новый, не описанный ранее ассоциированный с LDA полиморфизм) и построили сети белковых взаимодействий продуктов генов-кандидатов, ассоциированных с LDA. Цель работы состояла в многостороннем анализе генетических и физиологических аспектов левостороннего смещения сычуга. Исследование проведено на коровах голштинской породы (средний удой 12274 кг за 305 сут лактации) из трех хозяйств Ленинградской области в 2022-2023 годах. При анализе структуры популяции коров методом ADMIXTURE мы не выявили значительных различий в представленности кластеров в геномах животных опытной и контрольной групп. Отсутствие выраженной стратификации доказывает, что определенные предковые популяции не играют значительной роли в формировании предрасположенности к левостороннему смещению сычуга. С помощь полногеномного поиска ассоциаций при использовании метода SAIGE был обнаружен новый ассоциированный с LDA полиморфизм, расположенный в интроне гена FYN . По результатам функционального аннотирования генов-кандидатов c помощью базы данных STRING (https://string-db.org/) построена сеть белковых взаимодействий их продуктов. Полученная сеть взаимодействий включает как кластеры белков, так и отдельные белки. Мы выявили три кластера, состоящие из заданных нами белков и белков, дополненных базой данных STRING. Первый кластер связан с нарушением функции печени (белки PRKCB, SRP72, ABCB11, SOX4), второй - с метаболизмом кальция (белок GSG1L), третий с воспалительными реакциями (белки IFI44 и FBXL19). Также в сеть вошли не охарактеризованные на сегодняшний день белки, которые напрямую или опосредованно могут быть вовлечены в патогенез левостороннего смещения сычуга у высокопродуктивных коров. В целом с левосторонним смещением сычуга у коров ассоциируется большое число генов, участвующих в жизненно важных метаболических путях. Согласно данным литературы и результатам проведенных нами исследований, в разных популяциях крупного рогатого скота голштинской породы такие гены значительно различаются. Продукты этих генов универсальны и вовлечены в клеточные процессы, связанные с пролиферацией, дифференциацией, миграцией, межклеточной сигнализацией, апоптозом и многими другими функциями клетки. Кроме того, такие белковые продукты могут влиять на экспрессию других генов и некоторые из них при определенных физиологических состояниях клетки играют значительную роль в онкогенезе. Возможно, разнообразие описанных генов связано не только со смещением сычуга, но и с иными сопутствующими заболеваниями, которые нередко диагностируются у коров с левосторонним смещением сычуга. Таким образом, левостороннее смещение сычуга, вероятно, следует определить, как сложное полигенное заболевание, и полученная нами информация дополняет общую базу данных по вариантам генов при этой патологии высокопродуктивных молочных коров и расширяет представления о ее генной архитектуре.
Бесплатно
