Полиморфизм гена лептина (Lep) у быков - производителей голштинской породы Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

УДК 636.2+636.082.2

ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА ЛЕПТИНА (LEP) У БЫКОВ - ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ГОЛШТИНСКОЙ ПОРОДЫ

1*, кандидат

биологических

биологических

Е.В. Мачульская биологических наук;

H.В. Ковалюк 1, доктор наук;

В.Ф. Сацук2, кандидат наук;

Ю.Ю. Шахназарова1 А.Е. Волченко 1

I. ГНУ СКНИИЖ Россельхозакадемии 2. ООО Научно-производственное сельскохозяйственное предприятие «АСТЕР»

[email protected]

UDC 636.2+636.082.2 POLYMORPHISM OF LEPTIN GENE (LEP) IN HOLSTEIN SERVICING BULLS

Machulskaja E.V.1*, Cand. Biol. Sci. Kovaljuk N.V.1, Dr. Biol. Sci. Satsuk V.F. 2, Cand. Biol. Sci.

A

Shakhnazarova Y.Y. 1 Volchenko A.E. 1

1. North-Caucasian Scientific Research Institute of Animal Husbandry

2. Scientific Production Agricultural Enterprise «ASTER», Limited

We genotyped by locus of leptin (LEP) (SNP: R25C, Y7F and A80V) in the group of Holstein servicing bulls (n = 93). The frequencies of occurrence for LEP genotypes and alleles have been identified.

Key words: leptin gene (LEP), servicing bulls, Holstein breed

Нами проведено генотипирование по локусу лептина (LEP) (SNP: R25C, Y7F и A80V) в группе быков-производителей голштинской породы (п=93). Определены частоты встречаемости генотипов и аллелей по локусу LEP. Ключевые слова: ген лептина ^ЕР), быки-производители, голштинская

порода

ВВЕДЕНИЕ

Одним из объективных показателей эффективного использования коров является их продуктивное долголетие. Поэтому, наряду с оценкой по молочной продуктивности, селекционерам необходимо учитывать продуктивное долголетие коров-дочерей быков-производителей, используемых для воспроизводства стада, так как индивидуальные особенности быков-отцов оказывают наибольшее влияние на пожизненную продуктивность своего потомства.

В каталогах племенных предприятий, наряду с оценкой быков -производителей по различным хозяйственно ценным признакам, имеется и оценка по признаку «продуктивное долголетие». Сравнив оценку 23 быков-производителей в 2012 и 2013 годах, мы обнаружили, что у 14 быков (61%) оценка по данному признаку значительно ухудшилась. Таким образом, проблематично вести селекцию на повышение продуктивного долголетия, опираясь на оценку, представленную в каталоге. По этой причине мы начали поиск генетических маркеров, ассоциированных с признаком продуктивного долголетия. Ряд зарубежных авторов считает, что таким геном является ген лептина ^ЕР) [1, 6].

Лептин - гормон, вырабатываемый адипоцитами - клетками жировой ткани, играет важную роль в метаболизме, в частности в накоплении липидов в адипоцитах. Структурно лептин представляет

собой протеин, состоящий из 167 аминокислот и включающий 21 аминокислотную сигнальную последовательность.

Лептин вовлечён в регуляцию пищевого поведения, возможно, влияет на функционирование иммунной системы и репродуктивную функцию, а также на рост и конституцию животных [1]. Считается, что лептин обладает плейотропным воздействием на организм [2].

Для гена лептина, расположенного в 4 хромосоме крупного рогатого скота, описано около 60 SNP - полиморфизмов [3].

Ген лептина и его полиморфизм изучались в большей мере в связи с энергообменом у мясного скота и молочной продуктивностью у голштинских животных [4,5].

Кроме того, от LEP - генотипа зависит продолжительность функционального использования коров. Так, установлено, что коровы с генотипом СС (SNP R25C гена лептина) имеют в 3,14 раз больший риск выбраковки, чем животные с гетерозиготными генотипами, а коровы с генотипом FF (SNP Y7F гена лептина) - в 3,64 раз более высокий риск выбраковки, чем коровы с генотипом YY [6]. Также показано влияние LEP-A80V полиморфизма на продолжительность хозяйственного использования и уровень рентабельности животных [1, 6].

Частоты встречаемости полиморфных вариантов гена LEP (SNP: R25C, Y7F, A80V) изучены в нескольких выборках животных голштинской породы зарубежной селекции (n=1975) [1,6,7].

Цель наших исследований - изучение полиморфизмов гена лептина (R25C, Y7F и A80V), связанных, по литературным данным, с продуктивным долголетием голштинского скота, в выборке быков-производителей голштинской породы, используемых или планируемых к использованию в системе искусственного осеменения Краснодарского края.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В ходе исследований с использованием молекулярно-биологических методов проанализировано 93 образца спермы быков -производителей голштинской породы. Для выделения ДНК из спермы использовали наборы реагентов Diatom™ DNA Prep 100 ООО, Лаборатория «Изоген», г. Москва. Выход ДНК составлял 3-5 мгк/100 мкл с OD 260/280 от 1,6 до 2,0.

Генотипирование, по описанным выше SNP-сайтам, провели с использованием ПЦР/ПДРФ. Последовательности праймеров, размеры ПЦР - продуктов, необходимые для анализа эндонуклеазы рестрикции, и величина фрагментов рестрикции приведены в таблице 1 [5]. ПЦР -продукты подвергались обработке соответствующими эндонуклеазами рестрикции без предварительной очистки.

Таблица 1 - Некоторые компоненты и параметры ПЦР/ПДРФ для 1_ЕР -генотипирования_

ЫР последовательность праймеров размеры ПЦР- продуктов, пн эндонуклеаз ы рестрикции величина фрагментов рестрикции, пн

25С Р:ССАСССАСТСССТТТСАТТА Р:ССТСТСАТССТССАССТТСС 305 Крп21 (Вэр131) РР* - 305 РС - 305, 283 и 22 СС - 283 и 22

7Р Р:СТСССТССТСТАСАССАСАССТС Р:АСССССАААСССАСАССАТТСС 310 Вэр1191 (Ври141) УУ - 310 УР - 310, 288 и 22 РР - 288 и 22

80У Р:СААССАССАААТАСССАСТСАТСС Р:СТССТСАССАТСТСТТССТАССТС 424 Есо911 (РэрЕ!) АА - 424, АУ- 424, 398 и 26 УУ- 398 и 26

Номенклатура генотипов указана в соответствии с J. Szyda, М. Morek-Kopec, J. Komisarek, A. Zamecki, 2011

РЕЗУЛЬТАТЫ

Нами, с использованием методов ПЦР/ПДРФ (SNP: R25C, Y7F, А80V), генотипированы 93 быка-производителя голштинской породы. Частоты встречаемости аллелей и генотипов представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Частоты встречаемости аллелей и генотипов в группе

быков-производителей голштинской породы.

Полиморфизм ЬЕР Генотип, аллель Частота встречаемости в группе быков голштинской породы (п= 93)

Р25С РР (ТТ) 0,09

РС (ТС) 0,50

СС (СС) 0,41

Р 0,34

С 0,66

У7Р УУ(АА) 0,97

УР (АТ) 0,03

РР (ТТ) -

У 0,98

Р 0,02

А80У АА (СС) 0,46

АУ (СТ) 0,45

УУ (ТТ) 0,09

А 0,69

У 0,31

Установлено, что генотипы RR (сайт R25C) и VV (сайт A80V) встречаются с частотой, далекой от нормального распределения, то есть животные - носители таких генотипов подвергаются элиминации естественным или искусственным отбором. А генотипы VV (сайт A80V) и СС (сайт R25C) наследуются сцепленно. Аллель F (сайт Y7F А^Т в позиции 95689996 LEP) у голштинских быков-производителей встречается крайне редко (2%) и только в составе гетерозигот.

Проведенные исследования позволяют сделать следующий вывод: Полиморфизм гена LEP (SNP: R25C, Y7F, А80V) в исследованной нами выборке быков-производителей голштинской породы

соответствует описанным в литературе частотам встречаемости генотипов и аллелей данного локуса в зарубежных голштинских стадах. Данный полиморфизм можно использовать для ведения маркер -ассоциированной селекции, однако, чтобы определиться с направлением такой селекции, необходимо проведение дальнейших исследований с использованием больших по объемам выборок и длительного наблюдения за генотипированными животными.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Komisarek J. Impact of LEP and LEPR gene polymorphismson functional traits in Polish Holstein-Friesian cattle / J. Komisarek // Animal Science Papers and Reports. 2010. V.10. P.133-141

2. Giblin L. All Association of bovine leptin polymorphisms with energy output and energy storage traits in progeny tested Holstein-Friesian dairy cattle sires / L. Giblin, S. Butler, B. Kearney, S. Waters et.al // BMC Genetics 2010. № 11:73

3. Yoon D.H. Highly Polymorphic Bovine Leptin Gene / D.H.Yoon, B.H.Cho, B.L.Park et.al. //J.Anim.Sci. 2005. V.18. №11. P.1548-1551

4. Komisarek J. Impact of leptin gene polymorphismson breeding value for milk production traits in cattle / J. Komisarek, , J. Szyda, A. Michalak, Z. Dorynek // J. Anim. Feed Sci. 2005. № 14. P.491-500.

5. Szyda J. Statistical Modeling of Candidate Gene Effects on Milk Production Traits in Dairy Cattle / J. Szyda, J. Komisarek // J. Dairy Sci. 2007. № 90. Р. 2971-2979

6. Szyda J. Evaluation markers in selected genes for association with functional longevity of dairy cattle / J. Szyda, М. Morek-Kopec, J. Komisarek, A. Zarnecki // BMC Genetics. 2011. 12:30