ДНК-анализ полиморфизма генов миостатина, лептина и кальпаина 1 у российской популяции крупного рогатого скота абердин-ангусской породы

Расширить производство говядины, которая имеет высокую питательную ценность и уникальный аминокислотный состав (В.С. Колодязная с соавт., 2011; D. Pighin с соавт., 2016), можно за счет использования специализированных мясных пород крупного рогатого скота, в частности абердин-ангусской. Эта порода положительно зарекомендовала себя при разведении как за рубежом, так и в России благодаря хорошей акклиматизационной способности и высокой продуктивности (R. Toušová с соавт., 2015; V.M. Gabidulin с соавт., 2018; А.И. Отаров с соавт., 2021). Современные стратегии повышения эффективности мясного скотоводства включают анализ ДНК животных, который позволяет устанавливать генетические детерминанты высокой продуктивности для целенаправленного отбора носителей экономически значимых аллелей (В.Ф. Федоренко с соавт., 2018; S.A. Terry с соавт., 2020). В настоящей работе впервые созданы тест-системы на основе метода ПЦР-ПДРФ для выявления аллельных вариантов полиморфизмов Arg4Cys LEP и CAPN1 _316, при помощи которых провели генотипирование популяции крупного рогатого скота абердин-ангусской породы. Были подсчитаны частоты встречаемости различных генотипов изучаемых полиморфизмов, а также определено влияние полиморфизмов генов лептина и кальпаина 1 на откормочные качества животных. Цель исследований заключалась в разработке тест-систем для выявления полиморфизма генов лептина ( LEP ) в позиции c.466 C→T и кальпаина 1 ( CAPN1 ) в позиции rs17872000, исследовании популяции крупного рогатого скота абердин-ангусской породы по этим генам и гену миостатина ( MSTN ), а также в определении связи различных аллельных вариантов с откормочными качествами животных. Объектом исследования была популяция молодняка крупного рогатого скота ( Bos taurus ) абердин-ангусской породы ООО «КФХ «Хэппи Фарм» (Калужская обл., Медынский р-н) ( n = 145), представленная группами бычков ( n = 64) и телок ( n = 81), рожденных в период с марта 2020 года по май 2021 года. Отъем телят от матерей проводили в возрасте 6-9 мес в зависимости от развития теленка. Живую массу определяли в возрасте 6, 8, 12 и 15 мес. Для генотипирования из образцов крови выделяли ДНК с использованием набора ДНК-Экстран 1 (ЗАО «Синтол», Россия). При разработке тест-систем применяли метод полимеразной цепной реакции с последующим анализом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПЦР-ПДРФ). ПЦР-амплификацию осуществляли на термоциклере Bio-Rad T100 («Bio-Rad Laboratories», Сингапур). При успешной амплификации дальнейший ПДРФ-анализ, позволяющий дифференцировать различные аллели изучаемых SNPs, проводили при помощи эндонуклеаз рестрикции, для которых в ДНК-последовательностях мутантных аллелей обнаружены сайты узнавания. Эндонуклеазы подбирали в программе NEBcutter v2.0. (https://nc2.neb.com/NEBcutter2/). Анализ продуктов ПЦР-ПДРФ проводили методом гель-электрофореза в 2 % агарозном геле. Тест-система для анализа полиморфизма F94L MSTN была разработана ранее (E.N. Konovalova с соавт., 2021). Для верификации корректности ПЦР по полиморфизму гена кальпаина 1 CAPN1 _316 амплификаты трех возможных генотипов были секвенированы по Сэнгеру. При разработке тест-системы для диагностики полиморфизмов Arg4Cys LEP и CAPN1 _316 использовали последовательности NM_174259 и AJ512638.1 из Национального центра биотехнологической информации (National Center for Biotechnology Information, NCBI, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/). Установлено, что по полиморфизму F94L MSTN генотип CC встречался у 98,77 % исследованных животных. По полиморфизму Arg4Cys LEP наиболее часто встречался генотип СТ , частота которого в группе бычков составила 42,19 %, телок - 45,68 %. По полиморфизму CAPN1 _316 таковым оказался генотип GG , который выявляли у 51,56 % бычков и 69,14 % телочек. Частоты желательных с точки зрения продуктивности аллелей в группах бычков и телок составили: А F94L MSTN - 0,00 и 0,01, С Arg4Cys LEP - 0,49 и 0,51, C CAPN1 _316 - 0,20 и 0,28. Бычки с генотипом ТТ Arg4Cys LEP демонстрировали наибольшую эффективность набора живой массы в период от рождения до 8 мес, среднесуточный прирост их массы составил 778 г и был достоверно выше ( t = 2,18) по сравнению с СС (748 г). В отношении полиморфизма CAPN1 _316 в группе телок от рождения до 8 мес была отмечена тенденция к более высоким приростам массы у животных с генотипом СС : они набирали 770 г/сут, тогда как особи c генотипами GC и GG - соответственно 720 и 730 г/сут. Однако в послеотъемный период наблюдаемые тенденции поменялись: у бычков в возрасте 12 мес с генотипом СС Arg4Cys LEP наблюдалась значительно большая живая масса по сравнению с СТ , а телки с GG CAPN1 _316 в период от 8 до 15 мес имели достоверно более высокий прирост живой массы по сравнению с СС (790 г против 740 г). Разработанные нами тест-системы для ДНК-диаг-ностики полиморфизмов Arg4Cys LEP и CAPN1 _316 могут быть использованы при генотипировании мясного скота и отборе животных - носителей желательных генотипов.