Сочетание полиморфизма генов с воспроизводительными качествами хряков - производителей

За последние несколько десятилетий, такие показатели как многоплодие, крупноплодность, молочность свиноматок, мясность, устойчивость к заболеваниям и к стресс-факторам окружающей среды улучшались путем использования лучших материнских линий и созданием комфортных условий содержания и кормления животных [1]. Внедрение в традиционную селекцию новейших методов молекулярной биологии способствует к увеличению эффективности отрасли свиноводства в целом [2, 3, 4, 5]. Для обеспечения эффективности селекционноплеменной работы необходимы мероприятия по повышению устойчивости свиней к колибактериозу, стресс-факторам, увеличение их плодовитости и продуктивности, а также улучшение их мясных качеств на генетическом уровне. Ранее нами были проведены исследования по генотипированию свиноматок [6]. С учетом вышеизложенного, целью наших исследований явилось изучение полиморфизма генов – кандидатов мясности (MC4R), многоплодия (ESR), устойчивости к колибактериозу (ECRF18/FUT1), стрессоустойчивости (RYR1), у хряков различной породы генетического центра TOPIGS и оценка сочетания полиморфизма изучаемых генов с воспроизводительными качествами хряков.

Материалы и методы. Для решения поставленных задач в селекционном центре ООО «Камский Бекон» Тукаевского района РТ были отобраны 26 хряков-производителей крупной белой породы голландской селекции TOPIGS, ландрас и синтетические их линии.ДНК выделяли из 100 мкл цельной крови с использованием набора реагентов «ДНК-сорб-В» (фирма-ООО «ИнтерЛабСервис») согласно методике, представленной изготовителем. Аллели генов MC4R, ESR, ECRF18/FUT1, RYR1 определяли по полиморфизму длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ), с предварительной амплификацией фрагментов ДНК с соответствующими праймерами в полимеразной цепной реакции (ПЦР) на программируемом термоциклере MyCycler (BioRad, США). Полученные данные фиксировали с помощью видео системы GelDoc (BioRad, США) в программе QuantityOne 4.5. Статистическую обработку данных производили в программе Exel пакета

Microsoft Office 2003.

В предварительных опытах были проведены исследования по оптимизации методик амплификации, в частности, температурных и временных профилей стадии отжига, рестрикции ампликонов ДНК, электрофореза и визуализации продуктов в геле.

Результаты исследований. Проведенными исследованиями установлено влияние генотипов изучаемых генов на количественные и качественные показатели спермопродукции и воспроизводительных способностей хряков-производителей пород крупнобелой (n=7), ландрас (n=6), и их синтетических линий билайн (n= 5), таленты (n= 3), темпо (n=5).

При анализе полиморфизма гена ECRF18/FUT1 у исследованных хряков установили, что частота гомозиготного генотипа GG составляет - 54%, а частота генотипа АА, обуславливающего устойчивость поросят к колибактериозу оказалась лишь на уровне – 8%. Частота встречаемости желательного генотипа ВВ по гену MC4R достигла 62%, что согласуется с данными других авторов [4]. Среди изучаемых хряков-производителей у 19% регистрировались гомозиготный АВ и гетерозиготный по аллелю А генотипы.

Изучаемое поголовье хряков полностью (100%) относились к стрессустойчивым. По гену эстрогенового рецептора все исследуемые хряки-производители принадлежали к гетерозиготному генотипу MW.

Результаты сравнительного анализа распределения генотипов хряков с их спермопродукцией приведены в таблице 1. Полученные данные свидетельствуют о том, что хряки, несущие в своем геноме гомозиготный генотип АА по гену ECRF18/FUT1, имели по сравнению со сверстниками на 1,5 и 3,9 мл эякулята больше, чем у особей с генотипами АG и GG соответственно. По общему количеству сперматозоидов в эякуляте также преимущество имели хряки с устойчивым к эшерехиозу генотипом АА – 90,02 млрд/мл.

Таблица 1 – Показатели спермопродукции в среднем у хряков-производителей различных пород

Особи, несущие гетерозиготный генотип АВ по гену меланокартинового рецептора (МС4R) имели наибольший объем эякулята (304,7 мл в среднем) и высокой концентрацией сперматозоидов в эякуляте (91,41 млрд/мл). Необходимо отметить, что среди исследованных хряков не выявлена достоверная разница между особями, несущими различные генотипы по анализируемым генам, по концентрации сперматозоидов в 1 мл эякулята, а также по подвижности их.

Таблица 2 - Воспроизводительные способности хряков-производителей

Анализ влияния полиморфных вариантов гена ECRF18/FUT1 на воспроизводительные способности хряков показал (табл. 2), что свиноматки осемененные хряками, несущими гетерозиготный генотип AG имели превосходство по многоплодию (15,06 гол.), по количеству живорожденных поросят (13,88 гол.), а также по количеству поросят-отъемышей (12,40 гол.).

Максимальное число мертворожденных поросят в среднем на гнездо - 1,25 голов получено от хряков, несущих генотип GG, обуславливающий высокую чувствительность поросят к патогенным штаммам E. Coli, минимальное их количество было от хряков с генотипом АА (1,17 гол.) и AG (1,18 гол.). При этом хряки, входящие в данные группы, характеризовались высокой сохранностью поросят, что составило 91,6% и 91,0% соответственно. В ходе сравнительного анализа ассоциации полиморфизма гена MC4R с воспроизводительными показателями хряков установили, что по общему количеству рожденных (14,75 гол.) и живорожденных (13,51 гол.) преимущество имели особи с желательным генотипом ВВ. При этом они незначительно (на 0,8%) уступали по сохранности поросят в среднем на гнездо животным с генотипом АА.

Относительно влияния полиморфных вариантов генов эстрогенового рецептора (MW генотипа) и рианодинового рецептора (NN генотипа), на воспроизводительные способности исследуемых хряков, можно отметить, что общее количество рожденных и живорожденных были на уровне среднего показателя (14,66 гол. и 13,41 гол. соответственно). Необходимо отметить, что у них сохранность поросят в среднем на гнездо составляла 90,2%.

Заключение. Проведенные исследования позволяют утверждать, что частоты встречаемости мутантного аллеля G гена ECRF18/FUT1 у хряков-производителей селекционного центра TOPIGS ООО «Камский Бекон» относительно высока, у них сохраняется тенденция заниженной сохранности поросят в гнезде к моменту отъема (89,9%). По гену меланокартинового рецептора количество предпочтительного генотипа ВВ в популяции достигло высокого уровня -62%. При этом сохранялась положительная динамика влияния на воспроизводительные качества опытных хряков. Исследуемое поголовье хряков оказались полностью стрессустойчивым, и являются носителем гетерозиготного генотипа гена эстрогенового рецептора, что обуславливает преимущественно высокие воспроизводительные показатели. Животные, несущие в своем геноме генотипы АА по гену ECRF18/FUT1 и гетерозиготный генотип АВ по гену MC4R, имеют наилучшие количественные и качественные показатели спермопродукции.

Резюме

Проведено генотипирование хряков – производителей по полиморфизму генов FUT1, MC4R, ESR, RYR1, FUT F18. Выявлены животные с енаиболее полезными генотипами, которые рекомендуются для использования в воспроизводстве.