Связь полиморфных вариантов гена стеароил-коа-десатураза (SCD1) с хозяйственно ценными признаками в российской популяции коров айрширской породы

Связь полиморфных вариантов гена стеароил-коа-десатураза (SCD1) с хозяйственно ценными признаками в российской популяции коров айрширской породы

Автор: Позовникова М.В., Сердюк Г.Н., Тулинова О.В., Терлецкий В.П., Дементьева Н.В., Митрофанова О.В.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Генетическая структура популяций

Статья в выпуске: 6 т.52, 2017 года.

Бесплатный доступ

В современной селекции в качестве предпочтительных генов-маркеров рассматриваются гены, вовлеченные в биохимические и физиологические процессы в организме и обладающие полиморфизмом, обусловленным точечной мутацией, которые могут быть расположены как в кодирующей последовательности (экзоне) и приводить к изменению аминокислотного состава белка, так и в регуляторных элементах, влияя на транскрипцию. Значительный объем работ посвящен изучению связи полиморфизма генов липидного обмена, например гена лептина ( LEP ), тиреоглобулина ( TG ), диацилглицерол-О-ацилтрансферазы ( DGAT1 ), с молочной и мясной продуктивностью крупного рогатого скота. Что касается полиморфизма гена стеароил-КоА-десатуразы ( SCD1 ) и связи его генотипов с продуктивными признаками крупного рогатого скота, то таких исследований очень мало, в особенности в отношении российских популяций скота. Фермент стеароил-КоА-десатураза играет важную роль в метаболизме жирных кислот. Для крупного рогатого скота молочного направления именно содержание жира и белка в молоке - одни из главных показателей продуктивности, кроме того, важное значение имеет живая масса и скорость роста, которые в последующем влияют на половую зрелость животного. В нашей работе установлен полиморфизм однонуклеотидной замены (SNP) rs41255693 в гене SCD1 и проанализирована его связь с хозяйственно полезными признаками коров-первотелок айрширской породы типа Новоладожский российской селекции ( n = 201), принадлежащих ОАО ПЗ «Новоладожский» (Ленинградская обл.). SNP rs41255693 находится в 5-м экзоне гена SCD1, характеризуется аминокислотной заменой Ala-Val (C®T, соответственно аллель С ®аллель T ) и выявляется с помощью эндонуклеазы рестрикции FauI (для аллеля С характерно наличие сайта рестрикции). В изученной популяции отмечена высокая частота аллеля С (0,858) и генотипа СС (0,731). Аллель Т редкий (его частота составила 0,142), а генотип ТТ обнаружили только у трех животных (частота 0,015). Для оценки животных использовали показатель племенной ценности (ПЦ, ± к сверстницам, то есть отклонение показателя продуктивности каждой коровы по отношению к сверстницам). ПЦ животных устанавливали по следующим показателям: удой за 305 и за 100 сут лактации, процентное содержание жира и белка, выход молочного жира и белка, масса при рождении, в 10, 12 и 18 мес, живая масса при 1-м осеменении и при наступлении 1-й лактации. Также учитывали возраст 1-го осеменения, 1-го отёла и продолжительность сервис-периода. Мы не выявили ассоциаций между генотипами по аллелям гена SCD1 и такими параметрами, как рост, развитие животных, репродуктивные качества (возраст 1-го осеменения, возраст 1-го отёла, продолжительность сервис-периода). Однако показано, что использование анализа полиморфизма гена SCD1 позволяет с высокой степенью точности картировать QTL (quantitative trait loci) по таким признакам продуктивности, как содержание жира и белка в молоке коров. В изученной популяции коровы с генотипом СС и СТ достоверно превосходили сверстниц с генотипом ТТ по следующим показателям: ПЦ по удою за 305 сут (р £ 0,01), ПЦ по удою за 100 сут (р £ 0,02), выход молочного жира, кг (р £ 0,001) и выход молочного белка, кг (р £ 0,001).

Еще

Айрширская порода, аллель, ген scd1, генотип, живая масса, молочная продуктивность, выход жира и белка в молоке, сервис-период, отёл, мутация, молекулярный скрининг

Короткий адрес: https://sciup.org/142214167

IDR: 142214167   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2017.6.1139rus

Список литературы Связь полиморфных вариантов гена стеароил-коа-десатураза (SCD1) с хозяйственно ценными признаками в российской популяции коров айрширской породы

  • Глазко В.И. Проблемы «селекции с помощью маркеров». Farm Animal, 2013, 2: 16-22.
  • Struken E.M., Laurenson Y.C.S.M., Brockmann G.A. Go with the flow-biology and genetics of the lactation cycle. Front. Genet., 2015, 6: 118 ( ) DOI: 10.3389/fgene.2015.00118
  • Колчанов Н.А, Воевода М.И., Кузнецова Т.Н., Мордвинов В.А., Игнатьева Е.В. Генные сети липидного метаболизма. Бюллетень СО РАМН, 2006, 2(120): 29-42.
  • Ntambi J.M., Miyazaki M., Stoehr J.P., Lan H., Kendziorski C. M., Yandell B. S., Song Y., Cohen P., Friedman J.M., Attie A.D. Loss of stearoyl-CoA desaturase-1 function protects mice against adiposity. PNAS USA, 2002, 99(17): 11482-11486 ( ) DOI: 10.1073/pnas.132384699
  • Sampath H., Flowers M.T., Liu X., Paton C.M., Sullivan R., Chu K., Zhao M., Ntambi J.M. Skin-specific deletion of stearoyl-CoA desaturase-1 alters skin lipid composition and protects mice from high fat diet-induced obesity. J. Biol. Chem., 2009, 284(30): 19961-19973 ( ) DOI: 10.1074/jbc.M109.014225
  • Li Z.Z., Berk M., McIntyre T.M., Feldstein A.E. Hepatic lipid partitioning and liver damage in nonalcoholic fatty liver disease: role of stearoyl-CoA desaturase. J. Biol. Chem., 2009, 284(9): 5637-5644 ( ) DOI: 10.1074/jbc.M807616200
  • Bernard L., Leroux C., Hayes H., Gautier M., Chilliard Y., Martin P. Characterization of the caprine stearoyl-CoA desaturase Gene and its mRNA showing an unusually long 3′-UTR sequence arising from a single exon. Gene, 2001, 281(1): 53-61 ( ) DOI: 10.1016/S0378-1119(01)00822-8
  • Сермягин А.А., Гладырь Е.А., Харитонов С.Н., Ермилов А.Н., Стрекозов Н.И., Брем Г., Зиновьева Н.А. Полногеномный анализ ассоциаций с продуктивными и репродуктивными признаками у молочного скота в российской популяции голштинской породы. Сельскохозяйственная биология, 2016, 5(2): 182-193 ( ) DOI: 10.15389/agrobiology.2016.2.182rus
  • Iso-Touru T., Sahana G., Guldbrandtsen B., Lund M.S., Vilkki J. Genome-wide association analysis of milk yield traits in Nordic Red Cattle using imputed whole genome sequence variants. BMC Genetics, 2016, 17(1): 55 ( ) DOI: 10.1186/s12863-016-0363-8
  • Bouwman A.C., Bovenhuis H., Visker M.H., van Arendonk J.A. Genome-wide association of milk fatty acids in Dutch dairy cattle. BMC Genetics, 2011, 12(1): 43 ( ) DOI: 10.1186/1471-2156-12-43
  • Rincon G., Islas-Trejo A., Castillo A.R., Bauman D.E., German B.J., Medrano J.F. Polymorphisms in genes in the SREBP1 signalling pathway and SCD are associated with milk fatty acid composition in Holstein cattle. Journal of Dairy Research, 2012, 79(1): 66-75 ( ) DOI: 10.1017/S002202991100080X
  • Pegolo S., Cecchinato A., Mele M., Conte G., Schiavon S., Bittante G. Effects of candidate gene polymorphisms on the detailed fatty acids profile determined by gas chromatography in bovine milk. Journal of Dairy Science, 2016, 99(6): 4558-4573 ( ) DOI: 10.3168/jds.2015-10420
  • Arnould V.M.R., Soyeurt H. Genetic variability of milk fatty acids. J. Appl. Genet., 2009, 50(1): 29-39 ( ) DOI: 10.1007/BF03195649
  • Taniguchi M., Utsugi T., Oyama K., Mannen H., Kobayashi M., Tanabe Y., Ogino A., Tsuji S. Genotype of stearoyl-CoA desaturase is associated with fatty acid composition in Japanese Black cattle. Mamm. Genome, 2004, 15(2): 142-148 ( ) DOI: 10.1007/s00335-003-2286-8
  • Kgwatalala P.M., Ibeagha-Awemu E.M., Hayes J.F., Zhao X. Single nucleotide polymorphisms in the open reading frame of the stearoyl-CoA desaturase gene and resulting genetic variants in Canadian Holstein and Jersey cows. DNA Sequence, 2007, 18(5): 357-362 ( ) DOI: 10.1080/10425170701291921
  • Milanesi E., Nicoloso L., Crepaldi P. Stearoyl CoA desaturase gene polymorphism in Italian cattle breeds. Journal of Animal Breeding and Genetics, 200, 125(1): 63-67 ( ) DOI: 10.1111/j.1439-0388.2007.00697.x
  • Alim M.A., Fan Y.P., Wu X.P., Xie Y., Zhang Y., Zhang S.L., Sun D.X., Zhang Y., Zhang Q., Liu L., Guo G. Genetic effects of stearoyl-coenzyme A desaturase (SCD) polymorphism on milk production traits in the Chinese dairy population. Mol. Biol. Rep., 2012, 39(9): 8733-8740 ( ) DOI: 10.1007/s11033-012-1733-6
  • Терлецкий В.П, Племяшов К.В., Тыщенко В.И., Дементьева Н.В. Использование современных молекулярно-генетических методов в генотипировании сельскохозяйственных животных: Методическое пособие. СПб-Пушкин, 2014.
  • Сергеев С.М., Тулинова О.В. Селекционно-генетическая статистика -ВНИИГРЖ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ РФ, № 2015663613, 2015.
  • Меркурьева Е.К. Биометрия в животноводстве. М., 1977.
  • Тулинова О.В., Васильева Е.Н. Современное состояние и перспективы совершенствования молочного скота айрширской породы Российской Федерации. Генетика и разведение животных, 2017, 2: 3-16.
  • Тулинова О.В., Васильева Е.Н., Трошкин Е.А., Соловей Г.П., Соловей В.Б. Генетический потенциал айрширского скота племенного завода «Новоладожский» Ленинградской области. Молочное и мясное скотоводство, 2015, 5: 22-25.
  • Овсянникова Г.В., Копырина Л.Ю. Влияние породы на технологические свойства молока. Современные наукоемкие технологии, 2014, 5-1: 190-191.
  • Cecchinato A., Ribeca C., Chessa S., Cipolat-Gotet C., Maretto F., Casellas J., Bittante G. Candidate gene association analysis for milk yield, composition, urea nitrogen and somatic cell scores in Brown Swiss cows. Animal, 2014, 8(7): 1062-1070 ( ) DOI: 10.1017/S1751731114001098
  • Перчун А., Лазебная И., Белокуров С., Сулимова Г. Анализ полиморфизма генов bGH, RORC и SCD у крупного рогатого скота костромской породы с учетом кровности по швицкой породе. Молочное и мясное скотоводство, 2013, 2: 12-14.
  • Сулимова Г.Е., Федюнин А.А., Климов Е.А., Столповский Ю.А. Оценка генетического потенциала отечественного скота по признакам высокого качества мяса на основе ДНК-маркерных систем. Проблемы биологии продуктивных животных, 2011, 1: 62-64.
  • Kemper K.E., Reich C.M., Bowman P.J., vander Jagt C.J., Chamberlain A.J., Mason B.A., Hayes B.J., Goddard M.E. Improved precision of QTL mapping using a nonlinear Bayesian method in a multi-breed population leads to greater accuracy of a cross-breed genomic predictions. Gen. Sel. Evol., 2015, 47(1): 29 ( ) DOI: 10.1186/s12711-014-0074-4
  • Kulig H., Kowalewksa-Luczak I., Zukowski K., Kunicka M. SCD1 SNP in relation to breeding value of milk production traits in Polish Holstein-Friesian cows. Acta Scientiarum Polonorum. Zootechnica, 2012, 12(1): 41-48.
  • Глазко В.И., Андрейченко И.Н., Ковальчук С.Н., Глазко Т.Т., Косовский Г.Ю. Гены-кандидаты контроля характеристик молочной продуктивности крупного рогатого скота. Российская сельскохозяйственная наука, 2016, 5: 45-50.
  • Matsuhashi T., Maruyama S., Uemoto Y., Kobayashi N., Mannen H., Abe T., Sakaguchi S., Kobayashi E. Effects of bovine fatty acid synthase, stearoyl-coenzyme A desaturase, sterol regulatory element-binding protein 1, and growth hormone gene polymorphisms on fatty acid composition and carcass traits in Japanese Black cattle. J. Anim. Sci., 2011, 89(1): 12-22 ( ) DOI: 10.2527/jas.2010-3121
  • Li C., Aldai N., Vinsky M., Dugan M.E.R., McAllister T.A. Association analyses of single nucleotide polymorphisms in bovine stearoyl-CoA desaturase and fatty acid synthase genes with fatty acid composition in commercial cross-bred beef steers. Anim. Genet., 2012, 43(1): 93-97 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2052.2011.02217.x
  • Asadollahpour Nanaei H., Ansari Mahyari S., Edriss M.A. Effect of LEPR, ABCG2 and SCD1 gene polymorphisms on reproductive traits in the Iranian Holstein cattle. Reprod. Dom. Anim., 2014, 49(5): 769-774 ( ) DOI: 10.1111/rda.12365
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp