Физиологические особенности роста и развития поросят разных генотипов по генам FUT1 и MUC4

Исследование животных по генам количественных признаков (Quantitative Trait Loci) дает возможность предсказывать хозяйственную ценность животного на уровне ДНК в раннем возрасте и даже еще до его рождения. В связи с этим крайне интересно изучить особенности роста и развития поросят при выпаивании только молозивом от родных свиноматок; выпаивании молозивом и молоком родной свиноматки в течение 21 дня на фоне внутримышечных инъекций (в срединную треть шеи) витаминного раствора «Элеовит»; и при вскармливании поросят мачехой. Высокая конечная живая масса поросят не всегда сопровождается высокой интенсивностью роста, что и может зависеть не только от генотипа, но и от технологических условий выращивания, что и требует дополнительного изучения [3, 4].

Изучение поголовья поросят по хозяйственно-полезным признакам всегда будет актуальным и важным для практического свиноводства, так как позволяет лучше понять механизмы взаимоотношений генотип-среда и предложить новые технологические подходы в выращивании животных [5, 6].

Изучение особенностей генотипа поросят по гену альфа-(1,2)-фукозилтрансферазы-1 (FUT1) может иметь значение не только для установления устойчивости к болезням [7], но и возможно связано с интенсивностью роста и развития в подсосный период.

Доказанная связь аллелей поросят по гену FUT1 с устойчивостью к колибактериозу позволила разработать различные методики экс-пресс-диагностики прогнозирования устойчивости поросят к инфекции. Практическое применение новых методик экспресс-диагностики может помочь вовремя элиминировать из стада животных склонных к болезням, а значит эти особи могут обладать меньшей энергией роста и развития, что и требует дополнительного изучения [8].

Энтеротоксические E. coli , образующие фимбрии F4 (K88) чаще всего являются теми бактериями, которые вызывают диарею и смерть новорожденных и отлученных поросят. Е. coli с адгезивным антигеном F4 вызывают в 71% случаев диарею новорожденных поросят. Известны три антигенных варианта фимбрий F4-F4ab, F4ac и F4ad. Согласно данным анализа сцепления генов F4ab/F4ac было выявлено полное соответствие их гаплотипов гаплотипа сиалогликопротеина муцина 4 (MUC4) [9, 10].

Научно доказано, что ген муцина 4 расположен в 13-й хромосоме в 41-м регионе. И некоторые авторы предположили, что единичные мутации гена муцина 4 в позиции 1849 п.н. могут быть связаны с хозяйственнополезными признаками у поросят [11].

Цель исследований - установить физиологические особенности роста и развития поросят разных генотипов по генам FUT1 и MUC4 при добавлении витаминной подкормки.

Условия, материалы и методы. Исследования выполняли с 2023 по 2024 годы в Московской области на свиноферме ООО «Чароен Покпанд Фудс» Луховицкого района и в КФХ деревни Кулаково городского округа Чехов. В работе использовали 88 поросят крупной белой породы в период от рождения до отъёма. Животные были сгруппированы в 6 групп: 1 группа – 16 голов, 2 группа – 19 голов, 3 группа – 19 голов, 4 группа – 12 голов, 5 группа – 12 голов, 6 группа – 14 голов. Поросята в каждой группе взвешивались в первый день жизни, на 3 сутки, и затем через каждые 3 суток до возраста 21 день. В первой и во второй группах поросят выпаивали только молозивом от родных свиноматок. В третьей и четвертой группах поросята выпаивались молозивом и молоком родной свиноматки в течение 21 дня на фоне внутримышечных инъекций (в срединную треть шеи) витаминного раствора «Элеовит» в объёме 0,5 мл один раз каждые семь день. В пятой и шестой группах поросята были переведены к мачехе на 3 день её лактации.

В возрасте 21 дня от каждого поросенка была взяты пробы крови и щетины для генотипирования по генам FUT1 и MUС4. После генотипирования проводился анализ особенностей роста и развития поросят в разрезе исследуемых генов в каждой группе отдельно.

Кровь для исследования отбирали из ушной вены, используя одноразовые системы для взятия крови, одноразовой иглой в объеме 2-3 мл в стерильную пробирку с антикоагулянтом (6% раствор ЭДТА в соотношении 1:19 или 4% раствор цитрата натрия в соотношении 1:9). Закрытую пробирку с кровью несколько раз встряхивали для равномерного смешивания с антикоагулянтом. На пробирки наносили соответствующие записи для дальнейшей идентификации образцов. Пробирки транспортировали в тот же день в термоконтейнерах при температуре 5±3°С в лабораторию ООО НИЦ «Черкизово». В лаборатории содержимое пробирок высушивали на стерильной марлевой ткани в течение 1 суток в поле ламинарного потока воздуха. Высушенные образцы переносили в стерильные пакеты типа "Ziplock". На пакеты наносили соответствующие записи для дальнейшей идентификации образцов.

Щетину отбирали из холки животных с помощью пинцета в стерильные пакеты типа "Zip-lock". На пакеты наносили соответствующие записи для дальнейшей идентификации образцов. Полученные образцы к моменту проведении исследований хранили в холодильнике при температуре 5±3°С. Транспортировку осуществляли в термоконтейнерах при температуре 5±3°С.

Для выделения ДНК из биопроб с помощью ионообменной смолы Chelex-100 [CAS: 68954-42-7 Chelex-100] готовят 5% рабочий раствор этого реагента. В мерной колбе объемом 100 мл вносят 5 г Chelex-100 и добавляют дистиллированной воды до объема 100 мл. В одноразовые полипропиленовые пробирки Eppendorf объемом 1,5 мл вносят 1000 мкл стерильной дистиллированной воды. К пробиркам добавляют пробы, объемом не более 200 мкл. Смесь инкубируют 15 минут при температуре 18-25°С. Пробирки центрифугируют 1 минуту на скорости 8 тысяч об/минуту. После отделения осадка осторожно удаляют надосадочную жидкость, оставляя около 20 мкл жидкости над осадком. Центрифугирование образца проводят несколько раз до полного обесцвечивания осадка. К пробиркам добавляют 180 мкл 5% стерильного водного раствора Chelex-100 и инкубируют в течение 30 минут при 56°С на термостате. Затем содержимое пробирки перемешивают и центрифугируют 1 минуту на скорости 8 тыс. об/ минуту. Для амплификации используют 5 мкл надосадочной жидкости, содержащей ДНК. Раствора выделенной ДНК достаточно для проведения 20-100 амплификаций. Хранить образцы при минус 20°С в течение 6 месяцев. После каждого размораживания образцы встряхивают и центрифугируют 5 минут на скорости 6 тысяч об/минуту (Минакова Н. Геномные технологии для животноводства / Н. Минакова // Наука и инновации. 2021. № 8 (222). С. 4-8).

Последовательность праймеров: FUT1 — F: 5/-

CCAACGCCTCCGATTCCTGT-3/,

FUT1 — R: 5/-

GTGCATGGCAGGCTGGATGA-3/.

MUC4 — F: 5/-

GTGCCTTGGGTGAGAGGTTA-3/,

MUC4 — R: 5/-

CACTCTGCCGTTCTCTTTCC-3/.

Математико-статистические расчеты результатов физиологических показателей роста и развития поросят осуществляли по критерию Стьюдента в SPSS for Windows (IBM, USA).

Результаты и обсуждение. Изучение физиологических особенностей роста и развития поросят удобнее всего охарактеризовать изучением динамики живой массы в процессе выращивания. Поэтому в первую очередь мы провели анализ динамики живой массы поросят только в разрезе групп без учета их генотипа по генам FUT1 и MUС4. Полученные результаты представлены на рисунке.

Анализ данных рисунка мы начнем с оценки интенсивности роста поросят в группах. За 21 день выращивания наиболее интенсивно росли поросята второй группы, так как их живая масса увеличилась в 4,52 раза. Затем следовала шестая группа поросят, масса которых с рождения до 21 суток увеличилась в 4,4 раза. В четвертой группе масса поросят увеличилась в 4,27 раз к завершению В третьей группе поросят их живая масса уве-периода наблюдения с момента рождения. личилась в 3,98 раза.

Рисунок - Динамика живой массы поросят без учета особенностей их генотипа

Средняя живая масса поросят первой группы увеличилась в 3,58 раза. Наименьшая интенсивность роста наблюдалась нами в пятой группе животных, так как их живая масса увеличилась за 21 день только в 3,02 раза. Получается, что максимальная интенсивность роста поросят в группах животных не сопровождалась максимальной живой массой в группах на момент завершения эксперимента.

Максимальная живая масса поросят на 21 сутки выращивания наблюдалась нами в третьей группе, которая занимала лишь 4 место по интенсивности роста, и составила 5517 г, что на 53,45 г больше поросят четвертой группы (3 место по интенсивности роста).

Третья группа поросят превосходила живую массу второй группы на 409 г, у которой была наилучшая интенсивности роста. Максимальная живая масса поросят третьей группы была больше шестой группы (у которой была 2-я интенсивность роста) животных на 718,5 г (р<0,05). Поросята первой и пятой групп также уступали (р<0,05) животным третьей группы по показателю максимальной живой массы на 601 и 677 г соответственно.

На следующем этапе нашего исследования изучались физиологические особенности изменений в живой массе поросят в зависимости от генотипа по генам FUT1 и MUС4 (табл.).

Таблица - Физиологические особенности живой массы поросят разных генотипов по генам FUT1 и MUС4

Показатель	Группа
	1			2
Генотип по FUT1	GG	AA	AG	GG	AA	AG
Генотип по MUC4	CC	GG	GC	CC	GG	GC
Живая масса при рождении, г	1404,38 ±52,54	1297,6 ±53,68	1421,0 ±5,7	1059,5 ±19,5***	1228,8 ±37,7	1081,75 ±37,9***
Живая масса на 3 сутки, г	1608,0 ±59,9	1546,4 ±69,03	1818,0 ±46,61	1559,0 ±31,0	1299,2 ±85,3*	1316,9 ±48,02***
Живая масса на 9 сутки, г	2245,25 ±119,9	2364,2 ±126,59	2332,7 ±106,73	2749,0 ±322,0**	2617,2 ±87,1*	2782,5 ±81,9**
Живая масса на 21 сутки, г	4724,25 ±44,92	5196,2 ±59,68	4962,0 ±17,62	4918,5 ±24,5*	5293,8 ±51,1	5039,9 ±32,39
Показатель	Группа
	3			4
Генотип по FUT1	GG	AA	AG	GG	AA	AG
Генотип по MUC4	CC	GG	GC	CC	GG	GC
Живая масса при рождении, г	1306,0 ±63,49	1522,25 ±103,4	1311,5 ±70,4	1306,5 ±36,06	1254,8 ±38,89**	1298,0 ±29,3
Живая масса на 3 сутки, г	1593,2 ±74,22	1626,0 ±94,35	1575,3 ±104,32	1525,67 ±76,11	1534,0 ±77,05	1539,5 ±127,41
Живая масса на 9 сутки, г	2850,2 ±135,7	2821,5 ±61,9	2812,75 ±105,44	2756,17 ±66,45	2811,2 ±137,99	2795,0 ±200,74
Живая масса на 21 сутки, г	5508,2 ±32,34	5860,3 ±55,6	5185,7 ±83,37	5034,67 ±98,15***	5716,2 ±111,3	5563,2 ±125,18**

Продолжение Таблицы

Показатель	Группа
	5			6
Генотип по FUT1	GG	AA	AG	GG	AA	AG
Генотип по MUC4	CC	GG	GC	CC	GG	GC
Живая масса при рождении, г	1645,0 ±175,0	1575,33 ±48,67	1698,17 ±107,66	1043,5 ±144,5***	1012,67 ±9,39***	1132,0 ±45,68***
Живая масса на 3 сутки, г	1683,5 ±79,5	1699,67 ±54,91	1708,33 ±134,31	1491,5 ±18,5*	1375,0 ±56,71*	1342,83 ±63,42*
Живая масса на 9 сутки, г	2381,5 ±97,5	2497,6 ±205,96	2304,5 ±83,61	2317,0 ±120,0	2180,0 ±73,7*	2242,33 ±24,03
Живая масса на 21 сутки, г	4488,5 ±12,5	5131,0 ±126,51	4812,17 ±21,12	4642,5 ±48,5*	4934,33 ±14,68	4783,17 ±25,02

Примечание: * -р<0,05, ** -р<0,01, *** -р<0,001, 2-я группа в сравнении с 1-й, 4-я группа в сравнении с 3-й, 6-я группа в сравнении с 5-й группой.

Анализ данных таблицы позволяет заключить, что даже при одинаковом генотипе по генам FUT1 и MUС4 живая масса поросят имела достоверные различия как при рождении, так и в процессе выращивания.

Таким образом, полученные данные прямо указывают на факт того, что условия кормления поросят до отъёма существенно сказывались на интенсивности роста особей с одинаковыми аллелями по генам FUT1 и MUC4.

После проведения анализа физиологических особенностей динамики изменения живой массы поросят в зависимости от аллелей по генам FUT1 и MUС4 выяснилось, что наибольшая живая масса была у поросят с генотипом АА/GG (FUT1/MUС4). Второе место занимали особи поросят с генотипом АG/ GС (FUT1/MUС4) кроме третьей группы. Наименьшую живую массу в нашем исследовании мы установили у поросят с генотипом GG/СС (FUT1/MUС4). В третьей группе животных, которой добавляли инъекции препарата «Элеовит», максимальная живая масса была более 5860 г у генотипа АА/GG (FUT1/ MUС4), что на 352,1 г больше (р<0,05) от генотипа GG/СС (FUT1/MUС4) и на 676,6 г больше (р<0,001) генотипа АG/GС (FUT1/ MUС4). В четвертой группе поросят, которой добавляли инъекции препарата «Элеовит», максимальная живая масса была более 5710 г у генотипа АА/GG (FUT1/MUС4), что на 681,53 г больше (р<0,05) от генотипа GG/СС (FUT1/MUС4) и на 153 г больше генотипа АG/ GС (FUT1/MUС4). В пятой и шестой группе поросят, которых на третий день перевели к мачехе, максимальная живая масса на 21 сутки выращивания была 5131 и 4934 г соответственно у генотипов АА/GG (FUT1/MUC4).

Таким образом, нами показаны функциональные особенности влияния условий кормления поросят крупной белой породы разных генотипов по генам FUT1 и MUС4 как на конечную живую массу, так и на интенсивность роста животных в подсосный период. Более высокая интенсивность роста и развития может наблюдаться у групп поросят с меньшей живой массой на момент отъема и с меньшей живой массой на момент рождения.

Выводы. Установлены физиологические особенности интенсивности роста и развития поросят разных генотипов по генам FUT1 и MUС4. После проведения анализа физиологических особенностей динамики изменения живой массы поросят в зависимости от аллелей по генам FUT1 и MUС4 выяснилось, что наибольшая живая масса была у поросят с генотипом АА/GG (FUT1/MUС4), потом следовали особи с генотипом АG/GС (FUT1/MUС4) кроме третьей группы, и наименьшая живая масса была у поросят с генотипом GG/СС (FUT1/MUC4).

Таким образом, полученные результаты указывают на то, что генотипирование поросят по генам FUT1 и MUС4 может быть использовано не только для определения устойчивости к кишечным инфекциям, но и для прогнозирования физиологических особенностей роста и развития на ранних стадиях онтогенеза.