CC BY
1
Научная статья
УДК 611.73.019: 637.15
doi: 10.47737/2307-2873_2024_48_143
СРАВНЕНИЕ ЖИВОТНЫХ КАЛМЫЦКОЙ ПОРОДЫ И ТИПА «АДУЧИ» ПО МИКРОСАТЕЛЛИТАМ ДНК
©2024. Рузия Фоатовна Третьякова1, Фоат Галимович Каюмов2
^Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН [email protected]
Аннотация. Целью опыта было исследовать быков-производителей чистопородной калмыцкой породы и созданного типа «Адучи» по микросателлитам ДНК. При проведённом исследовании более полиморфными у быков калмыцкой породы являлись локусы: TGLA227, ETH225, TGLA53, INRA23 (8 аллелей) у особей созданного типа - локус TGLA227 (9 аллелей). У чистопородных и помесных животных менее вариабельным был локус BM1824 (4 аллелей). Наибольшая встречаемость наблюдалась у микросателлита 214 локуса INRA23 как у особей калмыцкой породы (0,572), так и у сверстников созданного типа (0,625). У чистопородных животных наибольшее количество эффективных аллелей выявлено по локусу TGLA227 (5,6), у помесных - по TGLA227 (6,5). Средний Fis быков тип «Адучи» указывает на дефицит гетерозиготности (0,034), у калмыцкой породы скота - на избыток (-0,032). Таким образом, исследования быков разных генотипов свидетельствуют о широком полиморфизме микросателлитов.
Ключевые слова: калмыцкая порода, созданный тип, полиморфизм, микросателлитные локусы, аллели, гетерозиготность, гомозиготность
Введение. Мясное скотоводство для Калмыкии имеет важное значение. Развитие отрасли базируется на калмыцкой породе крупного скота мясного направления, которая способна выживать в суровых климатических условиях России и давать высококачественную продукцию - вкусное, питательное мясо [1-4].
Поэтому основное значение придается развитию специализированного мясного скотоводства, которое должно развиваться путем создания новых и
усовершенствованных существующих
пород, линий, и типов скота [5-8].
В настоящее время нами создан высокопродуктивный тип «Адучи», методом скрещивания калмыцкого скота с производителями абердин-ангусской
породы американской селекции. При создании типа селекционерами велась племенная работа, направленная на сохранение ценных биологических особенностей калмыцкого скота.
На сегодняшний день важной задачей животноводства является увеличение продуктивности мясного скота.
Генетическое тестирование по
микросателлитным локусам - это метод,
который подтверждает достоверное происхождение животных и дает возможность на молекулярном уровне сделать оценку генетического разнообразия пород и созданных ими типов [9-13].
В отечественных источниках широко представлен материал генетического тестирования по микросателлитным локусам ДНК казахской белоголовой, герефордской пород, однако исследования по генетической гетерогенности калмыцкой породы скота и по новому типу «Адучи» отсутствуют. Поэтому мы решили провести данную работу на калмыцкой породе скота и созданном типе.
Цель - исследовать полиморфизм микросателлитных локусов ДНК у быков-производителей чистопородной калмыцкой породы скота и типа «Адучи».
Методика. Объектом исследования являлись быки-производители
чистопородной калмыцкой породы (п=54) и созданного типа «Адучи» (п=39). Научные исследования были проведены в лаборатории генетики и селекции сельскохозяйственных животных ФГБОУ «Калмыцкая государственная
сельскохозяйственная академия». Для этого
использовался материал, полученный от быков разных генотипов.
При исследовании полиморфизма микросателлитных локусов от животных были взяты ДНК пробы крови. Проводилось генотипирование по 11 микросателлитным локусам: TGLA53, TGLA126, TGLA122, TGLA227, ETH10, ETH225, ETH3, BM1818, BM1824, BM2113, INRA23.
С помощью генетического анализатора ABI PRISM 3500 был проведён анализ ПЦР-продуктов.
При генетической оценке нами были определены: число аллелей на локус (Na),
Полиморфизм микросателлитных локусов у бы
скота и созданного
количество эффективных аллелей (Ne), наблюдаемая (Ho) и ожидаемая (He) гетерозиготность, индекс фиксации (Fis).
Статистический анализ проводился с помощью офисного программного комплекса «Microsoft Office» с применением программы «Excel» («Microsoft», США).
Результаты. Микросателлитный анализ показал, что локус INRA23 характеризовался максимальной частотой встречаемости в аллели 214, у чистопородных быков она составила (0,572), у помесных - (0,625). (табл.1).
Таблица 1
ков-производителей калмыцкой породы типа «Адучи»
Локус Аллель Частота встречаемости Локус Аллель Частота встречаемости
калмыцкая порода тип Адучи калмыцкая порода тип Адучи
TGLA227 79 0,071 0,114 TGLA126 113 0,003 0,000
81 0,313 0,376 115 0,246 0,268
83 0,162 0,174 117 0,035 0,059
85 0,177 0,113 119 0,067 0,092
87 0,045 0,074 121 0,201 0,194
89 0,124 0,086 123 0,291 0,315
93 0,020 0,035 141 0,157 0,072
97 0,088 0,025 TGLA122 143 0,279 0,296
105 0,000 0,003 147 0,003 0,004
ETH225 140 0,271 0,301 151 0,371 0,394
142 0,125 0,082 159 0,201 0,136
144 0,151 0,211 173 0,146 0,170
146 0,064 0,035 BM1818 258 0,002 0,005
148 0,168 0,176 260 0,007 0,002
150 0,090 0,042 262 0,283 0,251
152 0,119 0,137 264 0,091 0,107
156 0,012 0,016 266 0,261 0,237
ETH10 213 0,073 0,061 270 0,356 0,398
215 0,165 0,219 INRA23 198 0,004 0,008
217 0,171 0,125 200 0,032 0,046
219 0,316 0,342 206 0,182 0,150
221 0,152 0,082 208 0,007 0,012
225 0,110 0,171 212 0,006 0,009
226 0,007 0,000 214 0,572 0,625
ETH3 117 0,144 0,171 216 0,034 0,023
119 0,232 0,248 220 0,163 0,127
121 0,035 0,019 BM2113 125 0,070 0,082
125 0,024 0,028 127 0,204 0,231
127 0,315 0,320 129 0,005 0,002
179 0,250 0,214 133 0,156 0,183
TGLA53 154 0,123 0,182 135 0,290 0,314
158 0,163 0,021 137 0,226 0,151
162 0,052 0,078 139 0,049 0,037
164 0,024 0,062 BM 1824 178 0,391 0,405
166 0,406 0,343 180 0,370 0,395
168 0,205 0,231 182 0,157 0,183
170 0,020 0,069 188 0,082 0,017
184 0,007 0,014
У особей калмыцкой породы в локусе TGLA227 часто присутствует аллель 81, частота встречаемости (0,313) у сверстников типа «Адучи» (0,376). У чистопородных и помесных быков в локусе ЕТН225 наиболее распространенной является аллель 140, где встречаемость составляет (0,271-0,301). Наиболее высокая встречаемость отмечалась в локусе ЕТН10 аллель 219, у калмыцких быков она составила (0,316), помесных - (0,342). Выявлена наибольшая частота встречаемости в аллели 127 локуса ЕТН3 (0,315) у чистопородных, (0,320) у помесных. Локус ТОЬА53
характеризовался преобладанием аллели 166, у животных калмыцкой породы (0,406), аналогов типа «Адучи» (0,343). Наиболее распространенной по локусу
Таблица 2
Полиморфизм микросателлитных локусов у быков калмыцкой породы скота и созданного типа
«Адучи»
ВМ1818 являлась аллель 270 с частой встречаемости (0,356-0,398) у быков разных генотипов. В локусе ВМ 1824 преобладала аллель 178, у чистопородных (0,391), помесных (0,405).
При анализе результатов в исследуемых выборках выявлен
полиморфизм по всем микросателлитным локусам как у чистопородных, так и у помесных животных.
Самыми вариабельными у калмыцкой породы являлись следующие локусы: ТОЬА227, ЕТН225, ТОЬА53, ЕЧЯА23 (№=8), а менее - ВМ1824 (N=4). У быков нового типа полиморфным был локус ТОЬА227 (N=9), менее - ВМ1824 №=4) (табл.2).
Локус Na Ne Ho He Fis
ТОЬА227 калмыцкая порода 8 5,6 0,796 0,823 0,033
созданный тип 9 6,5 0,821 0,847 0,031
ЕТН225 калмыцкая порода 8 4,1 0,777 0,756 -0,027
созданный тип 8 4,9 0,780 0,795 0,019
ЕТН10 калмыцкая порода 7 3,4 0,704 0,683 -0,031
созданный тип 6 3,0 0,692 0,667 -0,037
ЕТН3 калмыцкая порода 6 3,6 0,722 0,713 -0,013
созданный тип 6 3,6 0,744 0,726 -0,025
ТОЬА53 калмыцкая порода 8 3,9 0,759 0,776 0,022
созданный тип 8 6,0 0,795 0,834 0,047
ТОЬА126 калмыцкая порода 7 3,8 0,741 0,779 0,049
созданный тип 6 3,9 0,718 0,742 0,032
ТОЬА122 калмыцкая порода 5 2,4 0,648 0,693 0,065
созданный тип 5 2,9 0,667 0,651 -0,025
ВМ1818 калмыцкая порода 6 2,9 0,611 0,602 -0,015
созданный тип 6 3,1 0,641 0,673 0,048
ШЯА23 калмыцкая порода 8 4,5 0,794 0,778 -0,021
созданный тип 8 4,1 0,769 0,756 - 0,017
ВМ2113 калмыцкая порода 7 3,6 0,751 0,722 -0,040
созданный тип 7 3,9 0,768 0,744 -0,032
ВМ1824 калмыцкая порода 4 2,2 0,574 0,553 -0,038
созданный тип 4 2,3 0,590 0,574 -0,028
В среднем калмыцкая порода 6,45 3,9 0,714 0,716 -0,032
созданный тип 6,64 4,4 0,725 0,728 0,034
У особей калмыцкой породы по локусу ВМ1824 выявлено минимальное количество эффективных аллелей (№=2,2), наибольшее значение отмечается - по локусу ТОЬА227 (№=5,6) соответственно. У помесных аналогов максимальное значение эффективных аллелей наблюдалось по локусу ТОЬА227
(№=6,5), наименьшее - по локусу ВМ1824 (№=2,3)
Незначительно выше было число эффективных аллелей у созданного типа «Адучи», превосходя аналогов на (0,5).
Гетерозиготность популяции является показателем генетической изменчивости. В нашей работе мы исследовали степень
наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности у животных.
В локусе TGLA227 выявлен более высокий уровень наблюдаемой
гетерозиготности - 0,796 как у калмыцкой породы скота, так и у созданного типа -0,821. Локус BM1824 характеризовался низким уровнем показателя как у чистопородных особей - 0,574, так и у помесных - 0,590. По среднему показателю Ho животные калмыцкой породы опережали сверстников на (0,011).
Наибольшая He отмечалась по локусу TGLA 227 - 0,823 у чистопородных быков, наименьшая - по локусу BM1824 - 0,553. У аналогов типа «Адучи» ожидаемая гетерозиготность имела высокое значение по локусу TGLA227 - 0,847, наименьшее -по локусу BM1824 - 0,574. Помесные быки по среднему показателю также незначительно превосходили
чистопородных (на 0,012).
В своих исследованиях нами был вычислен индекс фиксации Райта (Fis), имеющий как положительное, так и отрицательное значение [14].
Анализируя индекс фиксации у калмыцкой породы скота, дефицит гетерозигот наблюдался по 4 локусам, по 5-локусам у быков созданного типа. Индекс фиксации у чистопородных животных колебался от 0,022 - по локусу TGLA53 до 0,065 - по локусу TGLA122, у сверстников типа «Адучи» - от 0,019 по локусу ЕТН225 до 0,048 - по локусу ВМ1818. По 7 локусам наблюдался избыток гетерозигот у быков калмыцкой породы, который варьировал от -0,013 - по локусу ЕТН3 до -0,040 - по локусу ВМ2113. По 6 локусам: у помесных аналогов, к колебался от -0,017 по 1КЯА23 до -0,037 по ЕТН10. Средний показатель индекса фиксации составил у чистопородных (-0,032), у нового типа «Адучи» (0,034).
По локусу TGLA126 наблюдается более высокое генетическое родство (0,973) между выборками, меньшее - по ТОЬА122 (0,887). Коэффициент генетического сходства в среднем между быками калмыцкой породы и созданного типа составил (0,938) (табл. 3).
Таблица 3
Коэффициенты генетического сходства и генетического расстояния между локусами у быков калмыцкой породы скота и созданного типа «Адучи»
Локус D R
TGLA227 0,942 0,058
ETH225 0,913 0,087
ETH10 0,951 0,049
ETH3 0,968 0,032
TGLA53 0,894 0,106
TGLA126 0,973 0,027
TGLA122 0,887 0,113
BM1818 0,985 0,015
INRA23 0,971 0,029
BM2113 0,895 0,105
BM1824 0,941 0,059
В среднем 0,938±0,015 0,062±0,018
Вывод. Таким образом,
проанализировав аллелофонд быков разных генотипов, было выявлено, что калмыцкая порода скота и ее помеси уникальны генетическим разнообразием, которое поможет в дальнейшем не только сохранить
лучшие качества животных, но и улучшить породу в целом.
*Исследования выполнены в соответствии с планом НИР на 2024 год ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (FNWZ-2021 -0001)
Список источников
1. Генджиева О.Б., Сулимова Г.Е. Анализ взаимоотношений между породами крупного рогатого скота турано-монгольской группы на основе ДНК-полиморфизма // Актуальные вопросы ветеринарной биологии. 2012. № 2(14). С. 14-16.
2. Хлесткина Е.К. ДНК- диагностика в селекции крупного рогатого скота. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т.17. С. 1044.
3. Каюмов Ф.Г., Баринов В.Э., Манджиев Н.В. Калмыцкий скот и пути его совершенствования. Оренбург: Агентство «Пресса», 2015. 158 с.
4. Шмидт Т.Ю., Шевченко В.Г. Микросателлиты - маркеры локусов хозяйственно-полезных признаков крупного рогатого скота // Сб. науч. тр. / ВНИИФБиП. 2000. Т. 39. С. 81.
5. Отаров А. Калмыцкая порода: особенности и преимущества // Животноводство России. 2018. № 2. С. 75-76.
6. Седых Т.А., Гладырь Е.А., Долматова И.Ю. и др. Полиморфизм микросателлитных локусов крупного рогатого скота герефордской породы различных эколого-генетических генераций // Вестник АПК Ставрополья. 2014. № 3. С. 121-128.
7. Селионова, М.И., Гладырь Е.А., Антоненко Т.И., Бурылова С.С. Молекулярно-генетические маркеры в селекционной работе с разными видами сельскохозяйственных животных // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 2(6). С. 30-35.
8. Терлецкий В.П., Тыщенко В.И., Сурундаева Л.Г., Адаев Н.П., Гайрабеков Р.Х., Усенбеков Е.С. Молекулярно-генетический анализ популяционной структуры генофондных пород крупного рогатого скота // Молочное и мясное скотоводство. 2014. № 6. С. 5-7.
9. Lai SJ, Liu YP, Liu YX, Li XW, Yao YG Genetic diversity and origin of Chinese cattle revealed by mtDNA D-loop sequence variation // Molecular Phylogenetics and Evolution. 2006. 38(1). 146-154.
10. Mannen H, Kohno M, Nagata Y, et al. Independent mitochondrial origin and historical geneticdifferentiation in North Eastern Asian cattle // Molecular Phylogenetics and Evolution. 2004. 32 (2). 539-544. doi: https://doi.org/10.1016/j. ympev.2004.01.010
11. Shevkhuzhev AF. Kayumov FG, Gerasimov NP, Smakuev DR. The variability of productive traits estimation in Kalmyk cattle // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences.2017. 8(5). 634-641.
12. Radko A., Rychlik T. Use of blood group tests and microsatel-lite DNA markers for parentage verification in a population of PolishRed-and-White cattle Ann // Anim. Sci. 2009. 9 (2). 119-125.
13. Слепцов И.И., Додохов В.В., Павлова Н.И., Каюмов Ф.Г. Полиморфизм 15 микросателлитных локусов ДНК у крупного рогатого скота калмыцкой породы и аборигенного якутского скота, разводимых на территории Республики Саха (Якутия) // Животноводство и кормопроизводство. 2019. Т.102. № 2. С.61-67
14. Филиппова Н.П., Павлова Н.И., Корякина Л.П., Степанов Н.П., Мордовской Н.Н., Григорьева Н.Н. Микросателлитный анализ якутского скота // Животноводство и кормопроизводство. 2018. Т.101. №4. С.58-62
COMPARISON OF ANIMALS OF THE KALMYK BREED AND THE "ADUCHI"
TYPE BY DNA MICROSATELLITES
©2024. Ruzia F. Tretyakova1, Foat G. Kayumov2
^Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences
1nazkalms@mail. ru
Abstract. The purpose of the experiment was to study servicing bulls produced by purebred Kalmyk breed and the created type of "Aduchi" using DNA microsatellites. In the study, the following loci were more polymorphic in Kalmyk bulls: TGLA227, ETH225, TGLA53, INRA23 (8 alleles), in individuals of the created type - the TGLA227 locus (9 alleles). The BM1824 locus (4 alleles) was less variable in purebred and crossbred animals. The highest occurrence was observed in microsatellite 214 locus INRA23, both in individuals of the Kalmyk breed (0.572) and in peers of the created type (0.625). In purebred animals, the largest number of effective alleles was found at the TGLA227 locus (5.6), in crossbreeds - at TGLA227 (6.5). The average Fis of bulls of the "Aduchi" type indicates the deficiency of heterozyosity (0.034), in the Kalmyk cattle breed — the excess (-0.032). Thus, the studies of bulls of different genotypes indicate a wide polymorphism of microsatellites.
Keywords: kalmyk breed, created type, polymorphism, microsatellite loci, alleles, heterozygosity, homozygosity
References
1. Gendzhieva O.B., Sulimova G.E. Analiz vzaimootnoshenii mezhdu porodami krupnogo rogatogo skota turano-mongol'skoj gruppy na osnove DNK-polimorfizma (Analysis of family ties between cattle breeds of the Turan-Mongolian group based on DNA polymorphism), Aktual'nye voprosy veterinarnoi biologii, 2012,No. 2, рр. 14-16
2. Khlestkina E.K. DNK- diagnostika v selektsii krupnogo rogatogo skota (DNA diagnostics in cattle breeding), Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii, 2013,Vol.17, p. 1044.
3. Kayumov F.G., Barinov V.E., Mandzhiev N.V. Kalmytskii skot i puti ego sovershenstvovaniya (Kalmyk cattle and ways of its improvement), Orenburg: Agentstvo «Pressa», 2015, 158 р.
4. Shmidt T.Yu., Shevchenko V.G. Mikrosatellity - markery lokusov hozyaistvenno-poleznykh priznakov krupnogo rogatogo skota (Microsatellites - markers of loci of economically useful traits of cattle), Sb. nauch. tr. / VNIIFBiP, 2000, No. 39, p. 81.
5. Otarov A. Kalmytskaya poroda: osobennosti i preimushchestva (Kalmyk breed: features and advantages), Zhivotnovodstvo Rossii, 2018, No. 2, рр.75-76.
6. Sedykh T.A., Gladyr' E.A., Dolmatova I.Yu. i dr. Polimorfizm mikrosatellitnykh lokusov krupnogo rogatogo skota gerefordskoi porody razlichnykh ekologo-geneticheskikh generatsii (Polymorphism of microsatellite loci of Hereford cattle of different ecological and genetic generations), Vestnik APK Stavropol'ya, 2014, No. 3, рр. 121-128.
7. Selionova M.I., Gladyr' E.A., Antonenko T.I., Burylova S.S. Molekulyarno-geneticheskie markery v selektsionnoi rabote s raznymi vidami sel'skokhozyaistvennykh zhivotnykh (Molecular genetic markers in breeding work with different types of farm animals), Vestnik APK Stavropol'ya, 2012, No. 2(6), рр. 30-35.
8. Terletskii V.P., Tyshchenko V.I., Surundaeva L.G., Adaev N.P., Gairabekov R.Kh., Usenbekov E.S. Molekulyarno-geneticheskii analiz populyatsionnoi struktury genofondnykh porod krupnogo rogatogo skota (Molecular genetic analysis of the population structure of gene pool cattle breeds), Molochnoe i myasnoe skotovodstvo, 2014, No. 6, рр. 5-7.
9. Lai S.J., Liu Y.P., Liu Y.X., Li X.W., Yao Y.G. Genetic diversity and origin of Chinese cattle revealed by mtDNA D-loop sequence variation. Molecular Phylogenetics and Evolution, 2006, No. 38(1), рр.146-154.
10. Mannen H., Kohno M., Nagata Y., et al. Independent mitochondrial origin and historical genetic differentiation in North Eastern Asian cattle. Molecular Phylogenetics and Evolution, 2004, No. 32 (2), рр. 539-544, doi: https://doi.org/10.1016/). ympev.2004.01.010
11. Shevkhuzhev A.F. Kayumov F.G., Gerasimov N.P., Smakuev D.R. The variability of productive traits estimation in Kalmyk cattle, Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2017, No. 8(5), рр. 634-641.
12. Radko A., Rychlik T. Use of blood group tests and microsatellite DNA markers for parentage verification in a population of Polish Red-and-White cattle Ann, Anim. Sci., 2009, No. 9 (2), рр. 119-125.
13. Sleptsov I.I., Dodokhov V.V., Pavlova N.I., Kayumov F.G. Polimorfizm 15 mikrosatellitnykh lokusov DNK u krupnogo rogatogo skota kalmytskoi porody i aborigennogo yakutskogo skota, razvodimykh na territorii Respubliki Sakha (Yakutiya) (Polymorphism of 15 microsatellite DNA loci in Kalmyk cattle and native Yakut cattle bred on the territory of the Republic of Sakha (Yakutia)), Zhivotnovodstvo i kormoproizvodstvo, 2019, Vol. 102, No. 2, рр.61-67.
14. Filippova N.P., Pavlova N.I., Koryakina L.P., Stepanov N.P., Mordovskoy N.N., Grigorieva N.N. Mikrosatellitnyi analiz yakutskogo skota (Microsatellite analysis of Yakut cattle), Zhivotnovodstvo i kormoproizvodstvo, 2018, Vol. 101, No. 4, рр. 58-62.
Сведения об авторах Р.Ф. Третьякова1 - канд.биол наук, научный сотрудник; Ф.Г. Каюмов2 - д-р. с.-х. наук, профессор, главный научный сотрудник. 1,2ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН» '[email protected] [email protected]
Information about the authors R.F. Tretyakov1 - Cand. Biol. Sci., Researcher; F.G. Kayumov2 - Dr. Agr. Sci., Professor, Chief Researcher.
12Federal State Budgetary Institution "Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian
Academy of Sciences"
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest: the authors declare that they have no conflicts of interest.
Статья поступила в редакцию 11.06.2024; одобрена после рецензирования 12.08.2024; принята к публикации 10.11.2024. The article was submitted 11.06.2024; approved after reviewing 12.08.2024; accepted for publication 10.11.2024.
