Полногеномный поиск ассоциаций однонуклеотидных полиморфизмов с шириной груди у овец северокавказской мясо - шерстной породы

Автор: Зуев Р.В., Криворучко А.Ю., Лиховид Н.Г., Криворучко О.Н.

Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio

Рубрика: Генетика

Статья в выпуске: 3, 2024 года.

Бесплатный доступ

Растущий в мире спрос на баранину ставит перед селекционерами задачу повышения мясной продуктивности пород овец. Она зависит от совокупного воздействия большого числа генов, влияющих на развитие мышечной ткани. Многие из них на данный момент ещё не описаны как гены-кандидаты продуктивных качеств, т.к. влияние генов может различаться в зависимости от породы и условий обитания животных. Одним из наиболее эффективных методов поиска таких генов является полногеномный поиск ассоциаций (GWAS). В статье представлены результаты GWAS для параметра «ширина груди», связанного с мясной продуктивностью у овец Северокавказской мясо-шерстной породы. Генотипирование животных проведено с использованием ДНК-биочипов Illumina Ovine Infinium HD BeadChip 600K. Контроль качества генотипирования и GWAS проведены с помощью программного обеспечения PLINK V.1.07. Визуализация и построение графиков выполнены с использованием пакета «QQman» на языке программирования «R». В результате удалось выявить 9 однонуклеотидных замен (SNP), показавших достоверную связь с изучаемым признаком фенотипа. Восемь замен локализованы в интронах белок-кодирующих генов, а замена rs417623542 - в экзоне. На этом основании нами предложено 5 генов-кандидатов, ассоциированных с изучаемым параметром: DPYD, FSHR, PRR16, SLC19A3 и BMPR1B. Гены DPYD и SLC19A3 играют важную роль в обмене веществ, гены FSHR, PRR16 и BMPR1B участвуют в регуляции роста клеток и клеточной дифференцировки. Последующие исследования должны быть направлены на изучение структуры данных генов для выявления механизма их влияния на параметры мясной продуктивности животных. SNP, выявленные в ходе исследования, могут использоваться как молекулярные маркеры при селекции овец.

Еще

Овцеводство, северокавказская мясо-шерстная порода, полногеномный поиск ассоциаций, однонуклеотидные замены, gwas, snp, гены-кандидаты

Короткий адрес: https://sciup.org/147246122

IDR: 147246122   |   DOI: 10.17072/1994-9952-2024-3-318-326

Список литературы Полногеномный поиск ассоциаций однонуклеотидных полиморфизмов с шириной груди у овец северокавказской мясо - шерстной породы

  • Абонеев В.В., Квитко Ю.Д., Селькин И.И. Методика оценки мясной продуктивности овец. Ставрополь: СНИИЖК. 2009. 34 с.
  • Криворучко А.Ю. и др. Гены-кандидаты, связанные с шириной груди у овец породы российский мясной меринос // Сельскохозяйственный журнал. 2023. № 16(4). С. 2687-1254. https://doi.org/10.48612/FARC/2687-1254/015A16.2023
  • Омаров А.А., Гайдашов С.И. Продуктивные показатели овец Северокавказской мясошерстной породы и их взаимосвязь с основными селекционируемыми признаками // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2021. № 2(196). С. 66-72.
  • Яцык О.А. Сравнительная оценка показателей мясной продуктивности мериносовых овец российских пород // Вестник Курганской ГСХА. 2017. № 3(23). С. 58-60.
  • Aiello D., Patel K., Lasagna E. The myostatin gene: An overview of mechanisms of action and its relevance to livestock animals // Animal Genetics. 2018. Vol. 49, № 6. P. 505-519. https://doi.org/10.1111/age.12696
  • Artioli G.G. et al. Role of beta-alanine supplementation on muscle carnosine and exercise performance // Medicine & Science in Sports & Exercise. 2010. Vol. 42(6). P. 1162-1173. https://doi.org/10.1249/mss.0b013e3181c74e38
  • Benavides M.V., Souza C.J.H., Moraes J.C.F. How efficiently Genome-Wide Association Studies (GWAS) identify prolificity-determining genes in sheep // Genetics and Molecular Research. 2018. Vol. 17(2). P. 9-14. http://dx.doi.org/10.4238/gmr16039909
  • Bhartiya D., Patel H. An overview of FSH-FSHR biology and explaining the existing conundrums // Journal of Ovarian Research. 2021a. Vol. 14(1). Art. 144. https://doi.org/10.1186/s13048-021-00880-3
  • Bhartiya D. et al. Endogenous, tissue-resident stem/progenitor cells in gonads and bone marrow express FSHR and respond to FSH via FSHR-3 // Journal of Ovarian Research. 2021b. Vol. 14(1). Art. 145. https://doi.org/10.1186/s13048-021-00883-0
  • Ding R. et al. Single-Locus and Multi-Locus Genome-Wide Association Studies for Intramuscular Fat in Duroc Pigs // Frontiers in genetics. 2019. Vol. 10. Art. 619. https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00619
  • Fabre S. et al. The Booroola mutation in sheep is associated with an alteration of the bone morphogenetic protein receptor-IB functionality // Journal of endocrinology. 2003. Vol. 177(3). P. 435-444. https://doi.org/10.1677/joe.0.1770435
  • Gebreselassie G. et al. Review on Genomic Regions and Candidate Genes Associated with Economically Important Production and Reproduction Traits in Sheep (Ovis aries) // Animals. 2019. Vol. 10, № 1. Art. 33. https://doi.org/10.3390/ani10010033
  • Guan F. et al. Polymorphism of FecB gene in nine sheep breeds or strains and its effects on litter size, lamb growth and development // Animal reproduction science. 2007. Vol. 99(1-2). P. 44-52. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2006.04.048
  • Kong D. et al. Expression of FSHR in chondrocytes and the effect of FSH on chondrocytes // Biochemical and biophysical research communications. 2018. Vol. 495(1). P. 587-593. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2017.11.053
  • Krivoruchko A. et al. Genome-Wide Search for Candidate Genes of Meat Production in Jalgin Merino Considering Known Productivity Genes // Genes. 2022. Vol. 13(8). Art. 1337. https://doi.org/10.3390/genes13081337
  • Li H. et al. Genome-Wide Association Studies for Flesh Color and Intramuscular Fat in (Duroc x Land-race x Large White) Crossbred Commercial Pigs // Genes. 2022. Vol. 13(11). Art. 2131. https://doi.org/10.3390/genes13112131
  • Lim D. et al. Characterization of genes for beef marbling based on applying gene coexpression network // International journal of genomics. 2014. Vol. 2014. Art. 708562. https://doi.org/10.1155/2014/708562
  • Mang T. et al. BMPR1A is necessary for chondrogenesis and osteogenesis, whereas BMPR1B prevents hypertrophic differentiation // Journal of cell science. 2020. Vol. 133(16). Art. jcs246934. https://doi.org/10.1242/jcs.246934
  • Manzetti S., Zhang J., van der Spoel D. Thiamin function, metabolism, uptake, and transport // Biochemistry. 2014. Vol. 53(5). P. 821-835. https://doi.org/10.1021/bi401618y
  • Margawati E.T. et al. Detection of carrier Booroola (FecB) allele in BMPR1B gene of MEGA (Merino x Garut) sheep and its association with growth traits // Journal, genetic engineering & biotechnology. 2023. Vol. 21(1). Art. 19. https://doi.org/10.1186/s43141-023-00475-z
  • Nissinen T.A. et al. Muscle follistatin gene delivery increases muscle protein synthesis independent of periodical physical inactivity and fasting // FASEB journal: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2021. Vol. 35(3). Art. e21387. https://doi.org/10.1096/fj.202002008r
  • Osman N.M. et al. Genetic variations in the Myostatin gene affecting growth traits in sheep // Veterinary World. 2021. Vol. 14, № 2. Art. 475. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.475-482
  • Purcell S., Neale B., Todd-Brown K. PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses // American Journal of Human Genetics. 2007. Vol. 81. P. 559-575. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.475-482
  • Rajgopal A. et al. SLC19A3 encodes a second thiamine transporter ThTr2 // Biochimica et biophysica acta. 2001. Vol. 1537(3). P. 175-178. https://doi.org/10.1016/s0925-4439(01)00073-4
  • Santana M.H. et al. A genomewide association mapping study using ultrasound-scanned information identifies potential genomic regions and candidate genes affecting carcass traits in Nellore cattle // Journal of animal breeding and genetics. 2015. Vol. 132(6). P. 420-427. https://doi.org/10.1111/jbg. 12167
  • Sousa-Junior L.P.B. et al. Variants in myostatin and MyoD family genes are associated with meat quality traits in Santa Inês sheep // Animal biotechnology. 2022. Vol. 33, № 2. P. 201-213. DOI: 10.1080/10495398.2020.1781651
  • Su J. et al. Study on the changes of LHR, FSHR and AR with the development of testis cells in Hu sheep // Animal reproduction science. 2023. Vol. 256. Art. 107306. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2023.107306
  • Suocheng W. et al. Maturation rates of oocytes and levels of FSHR, LHR and GnRHR of COCs response to FSH concentrations in IVM media for sheep // Journal of Applied Biomedicine. 2017. Vol. 15(3). P. 180-186. https://doi.org/10.1016/jjab.2017.01.001
  • Tobar K.M.C., Alvarez D.C.L., Franco L. Â.Â. Genome-wide association studies in sheep from Latin America. Review // Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias. 2020. Vol. 11(3). P. 859-883. https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i3.5372
  • Tuersuntuoheti M. et al. Exploring the growth trait molecular markers in two sheep breeds based on Genome-wide association analysis // PLoS One. 2023. Vol. 18(3). Art. e0283383. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0283383
  • Utami A.M. et al. Relative expression of hormone receptors by endothelial and smooth muscle cells in proliferative and non-proliferative areas of congenital arteriovenous malformations // European journal of medical research. 2023. Vol. 28(1). Art. 449. https://doi.org/10.1186/s40001-023-01436-5
  • Wang W. et al. Polymorphisms of the Ovine BMPR-IB, BMP-15 and FSHR and Their Associations with Litter Size in Two Chinese Indigenous Sheep Breeds // International journal of molecular sciences. 2015. Vol. 16(5). P. 11385-11397. https://doi.org/10.3390/ijms160511385
  • Wei X. et al. Characterization of the human dihydropyrimidine dehydrogenase gene // Genomics. 1998. Vol. 51 (3). P. 391-400. https://doi.org/10.1006/geno.1998.5379
  • Wu Z. et al. Regulation mechanism and functional verification of key functional genes regulating muscle development in black Tibetan sheep // Gene. 2023. Vol. 868. Art. 147375. https://doi.org/10.1016/j.gene.2023.147375
  • Xiaoyun H. et al. Expression and Polymorphism of FSHR Gene in Sheep with Different Fecundity // Pakistan Journal of Zoology. 2022. Vol. 54. P. 667-675. https://dx.doi.org/10.17582/journal.pjz/20190215010208
  • Yamamoto K. et al. Largen: a molecular regulator of mammalian cell size control // Molecular cell. 2014. Vol. 53(6). P. 904-915. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2014.02.028
Еще
Статья научная