Ген FUT1 как маркерный ген в селекции свиней

Е. Н. Лопухова, В. А. Трофимов, А. В. Никулин

В статье приведены данные о распространении полиморфизма в гене FUT1, являющегося генетическим маркером предрасположенности к колибактериозу, в популяции свиней (5м5 scrofaY разводимых в ЗАО «Талина» (Мордовия). Показано, что частота нежелательного аллеля достаточно высока и с целью улучшения генетической структуры популяции необходимо вести селекционную работу с учетом поли-морфности гена FUT1 и накопления позитивного рецессивного аллеля.

Одной из проблем современного животноводства является накопление в генофонде мутаций в генах, белковые продукты которых участвуют в иммунитете, определяя тем самым понижение резистентности животных к заболеваниям. Существуют определенные трудности в содержании большого количества животных и поддержании здорового поголовья. В условиях скученности высок риск распространения инфекционных и неинфекционных заболеваний по типу эпидемий, что в свою очередь приводит к снижению рентабельности производства.

К частым инфекционным заболеваниям в России и Белоруссии относится колибакте-риоз. Возбудителем являются патогенные штаммы Escherichia coli (Е. coliY Болезнь проявляется у поросят-сосунов в форме ко-лиэнтерита и колисептицемии, а у поросят-отъемышей — как колиэнтерит и в форме колиэнтеротоксемии (отечная болезнь), сопровождается изнурительным поносом и высокой смертностью. При колиэнтерите поросята гибнут (до 60 %) в течение 1 — 2 суток па фоне обезвоживания и истощения организма от профузного поноса, при септической форме наблюдают бактериемию с очень высокой летальностью (до 90 %) [2], что, безусловно, приводит к существенным экономическим потерям.

Для эффективной борьбы с болезнью помимо распространенной специфической и не-специфической профилактики требуется при-

влечение других качественно новых средств. Одним из современных путей снижения распространенности колибактериоза может быть маркер-зависимая селекция по гену FUT1, который ответственен за чувствительность поросят к послеотъсмной диарее. FUT1 кодирует а-1-фукозилтрансферазу и тесно сцеплен с геном ECR18F, кодирующим рецепторы F18 Е. coli, участвующие в патогенезе колио-бактериоза [3 — 4].

Ген FUT1 локализуется в хромосоме 6ql 1, состоит из двух экзонов и интрона, причем первый экзон не несет информации о структуре белкового продукта. В гене FUT1 выявлена точковая мутация G^A в позиции 307, которая обусловливает полиморфизм, связанный с изменением чувствительности свиней к колиобактериозу [1]. В связи с этим различают генотипы А и G. Аллель А обеспечивает устойчивость к колиобактериозу и является рецессивным.

Для анализа состояния полиморфности гена FUT1 исследовали выборку свиней, разводимых в ЗАО «Талина» (Мордовия). Материалом служила цельная кровь 182 животных, из них 100 помесных ремонтных свинок и 82 хряка трех пород (37 дюрков, 28 йоркширов, 17 лаидрасов). Выделение ДНК проводили методом Laura-Lee Boodram (2004) с модификациями. Для обнаружения однонуклеотидной замены выделенную ДНК тестировали методом ПЦР-ПДРФ. ПЦР-смссь (ЗАО «Синтол») включала в

Лопухова, В. А. Трофимов, А. В. Никулин, 2011

себя 6,5 мкл Н20; 10 мкл х 2,5 реакционной смеси; 1,5 мкл 25мМ MgCl2; 1 мкл 10 пМ прямого праймера и 1 мкл 10 пМ обратного праймера, конечный объем реакционной смеси составлял 25 мкл. После первоначальной денатурации в течение 5 мин при 95 °C проводили 38 циклов реакции в следующем режиме: 60 °C — 50 с, 95 °C — 20 с.

Полиморфизм гена FUT1 выявляли посредством ферментативного гидролиза с использованием рестриктазы BstHHI с последовательностью узнавания GCGj

Амплифицировапный фрагмент имеет длину 402 п. и. Во фрагменте имеются два сайта рестрикции. Один из них не зависит от наличия полиморфизма, а по наличию вто рого судят о полиморфности. Отсутствие сайта рестрикции в амплификоне соответствует аллелю А (мутантному, желательному), наличие сайта — аллелю G (нежелательному).

Электрофорез проводили в 5 % полиакриламидном геле. Для обработки результатов анализа использовали пакет программ Gel Explorer и Gel Analysis. Аллель А дает два фрагмента: 378 и 24 п. и., G — 24, 87 и 291 п. и., но фрагмент длиной 24 п. н. мал и на электрофореграмме не визуализируется. Поэтому гомозиготному рецессивному (желательному) генотипу АА соответствует длина 378 п. н., гомозиготному не желательному GG — длины 291 и 87 п. н., гетерозиготе GA — 378, 291 и 87 п. и. (рис. 1).

Позиция	Размер фрагментов ДНК после рестрикции, п. н.	Аллели	Генотип
1	маркеры: 501, 489; 404; 331; 242; 190;147; 110; 67
2	291, 87	G	GG
3	291, 87	G	GG
4	378, 291, 87	G, А	GA
5	291, 87	G	GG
6	378, 291, 87	G, А	GA
7	291, 87	G	GG
8	291, 87	G	GG
9	378, 291, 87	G, А	GA
10	291, 87	G	GG

Рис. 1

Электрофореграмма ядерной ДНК, полученной в результате ПЦР-ПДРФ-анализа с использованием рестриктазы BstHHI

Анализ распространенности полиморфизма гена FUT1 у свиней, разводимых в Республике Мордовия, выявил наличие двух аллелей, но не у всех пород. Причем частота нежелательного аллеля G была относительно высокой (табл.). Наибольшая частота встречаемости нежелательного аллеля G наблюдается у хряков породы дюрок (100 %), наи меньшая — у хряков породы йоркшир (69,64 %). Распределение генотипов гена FUT1 у исследуемых свиней показано на рис. 2. Частота нежелательного генотипа GG была высокой у всех исследованных пород и составляла от 46,43 % у хряков породы йоркшир до 100 % у хряков породы дюрок.

Таблица

Частота встречаемости аллелей гена FUT1

Порода	Число голов	Частота аллелей
		G	А
Йоркшир	28	0,696	0,304
Ландрас	17	0,971	0,029
Дюрок	37	1	0
Ремонтные свинки	100	0,785	0,165

Рис. 2

Частота встречаемости генотипов гена FUT1

Анализ генного равновесия показал, что во всех исследованных выборках свиней достоверно сохраняется генное равновесие по локусу FUT1 (р < 0,05). Сохранение генного равновесия по исследуемому гену указывает на отсутствие давления селекции на увеличение или, наоборот, уменьшение частоты определенного аллеля гена. Объяснением может служить тот факт, что устойчивость к ко-либактериозу до настоящего времени не яв ляется селекционным признаком. Учитывая значительный вред, наносимый животноводству различными заболеваниями (например, колибактериозом) и тратами на лечение, необходимо создавать и внедрять в практику разведения маркерную селекцию по ключевым генам, увеличивающим резистентность организма к различным внешним воздействиям. В частности, необходимо вести селекционную работу с учетом полиморфности гена FUT1.