CC BY
16
Влияние парных сочетаний генов гормона роста и инсулиноподобного фактора роста-1 на признаки мясной продуктивности скота аулиекольской породы
И.С. Бейшова, к.с.-х.н, Костанайский ГУ; Б.Б. Траисов,
д.с.-х.н., профессор, НАО Западно-Казахстанский АТУ; В.И. Косилов, д.с.-х.н., профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
Одной из наиболее важных задач, стоящих перед агропромышленным комплексом, является увеличение производства говядины и повышение её качества [1-4]. Ввиду увеличения спроса на мясную продукцию на сегодняшний день актуальной проблемой является изучение генетической информации о полиморфизме маркеров, являющихся генами-кандидатами, влияющими на обменные процессы у крупного рогатого скота [9, 10].
Среди генов, отвечающих за синтез гормонов соматотропинового каскада, в настоящее время активно ведётся поиск потенциальных генов-кандидатов, влияющих на проявление количественных признаков крупного рогатого скота, в том числе на мясную продуктивность. У представителей различных пород КРС в настоящее время практически для каждого из генов соматотропинового каскада выявлен широкий спектр полиморфных вариантов, а некоторые из них исследованы на предмет влияния на признаки мясной и молочной продуктивности [6]. Однако результаты данных исследований часто трудно сопоставимы и расходятся друг с другом. Исходя из вышеизложенного, в своей работе мы предприняли попытку комплексного исследования генов соматотропного каскада. Целью нашей работы было установить ассоциацию парных сочетаний генов гормона роста и инсулиноподобного фактора роста-1 с мясной продуктивностью скота аулиекольской породы.
Материал и методы исследования. Молеку-лярно-генетическое исследование, а также статистическая обработка результатов генотипирования и данных зоотехнического учёта проводились в отделе молекулярно-генетических исследований научно-инновационного центра КГУ имени А. Байтурсынова.
Объектом исследования послужила группа животных аулиекольской породы (284 гол., ТОО «Каркын»). Условия кормления и содержания всех подопытных животных были одинаковыми по сезонам года, в соответствии с технологией, при-
нятой в мясном скотоводстве. В качестве материала использовали образцы ДНК, выделенные из крови крупного рогатого скота вышеуказанного хозяйства. Предмет исследования составили полиморфные гены соматотропного каскада гормона роста (ЪОИ) и инсулиноподобного фактора роста-1 (ЪЮЕ-1).
Для исследуемых локусов при изучении полиморфизма ДНК был применён метод полимеразной цепной реакции с последующим рестрикционным анализом продуктов амплификации (ПЦР-ПДРФ).
Последовательности праймеров и размер ожидаемых продуктов амплификации приведены в таблице 1. Электрофорез проводили в 2-процентном агарозном геле (8еаКешЬБЛ§аго8е, Ьо^а, США).
Анализ комбинированного влияния полиморфных вариантов генов соматотропинового каскада на признаки мясной продуктивности включал следующие этапы. На первом этапе нами были установлены предпочтительные либо нежелательные генотипы. Далее был установлен характер (повышающий/понижающий по отношению к общей выборке) индивидуальных фенотипических эффектов для каждого из исследуемых полиморфных локусов. Оценка осуществлялась по показателю живой массы [7].
На заключительном этапе осуществлялась оценка характера и степени проявления комбинированных фенотипических эффектов исследуемых полиморфных вариантов генов соматотропинового каскада на признак живой массы. Для этого были составлены возможные парные комбинации генотипов (диплотипов), в соответствии с которыми из общей выборки были сформированы группы животных для дальнейшего анализа.
Характер фенотипического эффекта генотипов оценивали путём сравнения непараметрических характеристик генотипов с непараметрическими характеристиками общей выборки. Статистическая обработка данных осуществлялась методом интервального оценивания путём определения 95-процентного доверительного интервала для медианы [7]. Данный метод позволяет оценить значимость отличий между непараметрическими характеристиками группы с определённым генотипом, являющейся частью общей выборки, и непараметрическими характеристиками общей
1. Характеристика праймеров, использованных в работе
Полиморфизм Последовательность праймеров Размер продукта, п.н. Источник
ЪОИ-ЛЫ ЛМ-Е: 5'-ccgtgtctatgagaagc-3' ЛМ-Я: 5'-gttcttgagcagcgcgt-3' 208 [7]
ЪЮР-1-$>паВ>1 БпаИ-Е: 5 '-attcaaagctgcctgcccc-3' БпаИ-Я: 5'-acacgtatgaaaggaact-3' 249 [8]
выборки. Оценка степени проявления индивидуальных фенотипических эффектов проводилась путём подсчёта средних значений продуктивности по живой массе для каждого генотипа [8].
Результаты исследования. На первом этапе по каждому полиморфизму определяли предпочтительные и нежелательные генотипы, сравнивая средние показатели живой массы по каждому отдельному генотипу. В таблице 2 приведены результаты оценки живой массы в группах с разными генотипами по полиморфизму ЪОН-А1и!
По приведённым в таблице 2 данным можно отметить, что достоверные различия между животными с генотипами bGH-AluILL, bGH-AluILV и bGH-AluIVV не наблюдались.
Ниже в таблице 3 приведены результаты оценки ассоциации ЬЮР-ЬБпаВЬполиморфизма с живой массой телят в разные возрастные периоды.
Из данных, приведённых в таблице 3, очевидно, что для аулиекольской породы по признаку живой массы в возрасте 6, 9, 12, 18 и 24 мес. наблюдалось статистически значимое различие между группами коров с генотипами ЫОЕ-1 -БпаВР^, ЫОЕ-1 -БпаВГ48 иЪ1ОГ-1-БпаВ!ВВ. Во всех возрастных категориях предпочтительным является гетерозиготный гено-
тип ЫО¥-1 -БпаВ1АВ, а альтернативным гомозиготный ЪЮЕ-1-$>паВ1ВВ.
На следующем этапе работы для тех полиморфизмов, у которых были найдены статистически значимые различия между предпочтительными и альтернативными генотипами, была проведена оценка продуктивности относительно общей выборки.
Так, по признаку живой массы достоверная разница между генотипами ЬЮГ-1-БпаВ1Л4, Ъ!О¥-1-8паВ1АВ и ЪЮГ-1-БпаВ1ВВ обнаружена у телят в возрасте 6, 12, 18 и 24 мес. Численные характеристики групп приведены в таблице 4.
Результаты оценки характера ассоциации генотипов относительно общей выборки приведены в диаграммах на рисунке.
Из диаграмм, приведённых на рисунке, следует, что по отношению к общей выборке отличие по живому весу наблюдается не для генотипа ЪЮГ-1-БпаВ1Л4 предпочтительного по данному признаку, а для генотипа Ъ1ОГ-1-БпаВ!ВВ, который характеризуется сниженной живой массой телят во всех возрастах и является альтернативным по отношению к генотипам Ъ1ОГ-1-8паВ!А4 и Ъ!О¥-1-БпаВГ48. В таком случае полиморфизм ЪЮГ-1-БпаВ1 ассоциирован не с повышенной продуктивностью
2. Характеристика живой массы коров с разными генотипами полиморфизма ЪОН-А1и! аулиекольской породы (Ме (25%; 75%))
Непараметрическая п Интерквартильный размах, %
характеристика 25 75
Живая масса новорождённых
ЪОН-АМ11 129 26 26 26
ЪОН-АМ1" 126 26 26 26 0,679
ЪОН-АЫ!"" 33 26 26 26
Живая масса в возрасте 3 мес.
ЪОН-АЫ!11 129 125 104 129
ЪОН-АЫ11Г 126 124 101 130 0,911
ЬОН-АЫ!^ 33 125 101 130
Живая масса в возрасте 6 мес.
ЪОН-А1и111 129 212 189 217
ЪОН-АМ1" 126 215 187 219 0,215
ЪОН-АМ"" 33 216 187 218
Живая масса в возрасте 9 мес.
ЪОН-А1и111 129 272 251 283
ЪОН-АЫ11Г 126 274 248 289 0,317
ЪОН-АЫ!"" 33 273 248 283
Живая масса в возрасте 12 мес.
ЪОН-А1и111 119 326 312 364
ЪОН-АЫ11Г 123 328 311 362 0,374
ЪОН-АЫ!"" 33 326 299 354
Живая масса в возрасте 18 мес.
ЪОН-А1и111 98 371 343 387
ЪОН-АЫ11Г 110 375 327 402 0,321
ЪОН-АЫ!"" 28 371 329 396
Живая масса в возрасте 24 мес.
ЪОН-АЫ!11 95 416 381 456
ЪОН-АЫ!1Г 106 411 381 455 0,624
ЪОН-АЫ!"" 28 417 384 430
Примечания: * —сравнение групп проведено с помощью теста Краскела — Уоллиса (для трёх независимых); различие между группами значимо при Р< а; а=0,05
3. Характеристика живой массы коров с разными генотипами полиморфизма bIGF-1-SnaBI аулиекольской породы (Ме, (25%; 75%))
Непараметрическая n Интерквартильный размах
характеристика 25% 75%
Живая масса новорождённых
bIGF-1 -SnaBI44 45 26 26 26
bIGF-1 -SnaBI4* 100 26 26 26 0,607
bIGF-1 -SnaBI** 39 26 25 26
Живая масса в возрасте 3 мес.
bIGF-1 -SnaBI44 45 123 98 129
bIGF-1 -SnaBI4* 100 125 110 130 0,1109
bIGF-1 -SnaBI** 39 105 92 127
Живая масса в возрасте 6 мес.
bIGF-1 -SnaBI44 45 208 179 218
bIGF-1 -SnaBI4* 100 215 204 218 0,0387
bIGF-1 -SnaBI** 39 194 173 217
Живая масса в возрасте 9 мес.
bIGF-1 -SnaBI44 45 271 241 283
bIGF-1 -SnaBI4* 100 273 265 285 0,0243
bIGF-1 -SnaBI** 39 254 229 274
Живая масса в возрасте 12 мес.
bIGF-1 -SnaBI44 45 325 289 362
bIGF-1 -SnaBI4* 100 329 321 362 0,0287
bIGF-1 -SnaBI™ 39 306 279 332
Живая масса в возрасте 18 мес.
bIGF-1-SnaBI44 45 372 327 402
bIGF-1 -SnaBI4* 100 377 362 395 0,0096
bIGF-1 -SnaBI** 39 344 321 380
Живая масса в возрасте 24 мес.
bIGF-1-SnaBI44 45 414 376 462
bIGF-1 -SnaBI4* 100 423 397 454 0,0059
bIGF-1 -SnaBI** 39 383 365 428
Примечания: * —сравнение групп проведено с помощью теста Краскела — Уоллиса (для трёх независимых). Различие между группами значимо при Р< а; а=0,05
4. Непараметрические характеристики живой массы в группах коров аулиекольской породы с разными генотипами по полиморфизму bIGF-1-SnaBI
Возраст, Доверительный интервал Интерквартильный
Генотип Ме для медианы размах
ДИ1 ДИ2 25% 75%
ЪЮР-1-БпаВ1АЛ 208 194 217 179 218
ЪЮЕ-1-БпаВ1АВ 215 212 216 204 218
ЪЮЕ-1-БпаВ\ВВ 194 179 212 173 217
Общая выборка 212 209 216 187 218
ЪЮР-1-БпаВ1АЛ 271 254 274 241 283
ЪЮГ-1-БпаВ1АВ 273 272 274 265 285
ЪЮЕ-1-$,шВ1ВВ 254 238 272 229 274
Общая выборка 273 272 274 249 283
ЪЮР-1-БпаВ1АЛ 325 319 348 289 362
ЪЮЕ-1-8паВ1АВ 329 326 341 321 362
ЪЮЕ-1-БпзВ\ВВ 306 289 324 279 332
Общая выборка 327 325 331 309 362
Ъ10Р-1-БпаВ1АА 372 358 386 327 402
ЪЮЕ-1-БпаВ1АВ 377 372 382 362 395
ЪЮЕ-1-БпзВ\ВВ 344 326 371 321 380
Общая выборка 373 368 377 329 395
Ъ10Р-1-БпаВ1АА 414 397 447 376 462
ЪЮЕ-1-8паВ1АВ 423 414 429 397 454
ЪЮЕ-1-БпзВ\ВВ 383 376 411 365 428
Общая выборка 414 405 423 381 453
аулиекольских коров по признаку живой массы, а с пониженной продуктивностью по данному признаку.
Таким образом, становится очевидно, что генотип Ъ1ОГ-1-БпаВ!ВВ является генетическим маркером пониженной живой массы телят в возрасте 9, 12 мес., и в возрасте 18 и 24 мес. эта тенденция сохраняется.
Работа с этим генетическим маркером должна строиться не на отбор по предпочтительному генотипу, а на элиминацию негативного генотипа ЪIОF-1-SnaBIBB.
На третьем этапе осуществлялась оценка характера и степени проявления комбинированных фенотипических эффектов исследуемых полиморфных вариантов генов соматотропинового каскада на признак живой массы (табл. 5).
По таблице 5 видно, что у коров аулиекольской породы выявляются дополнительные генетические маркеры среди парных сочетаний генотипов.
Из данных, приведённых в таблице, следует, что в возрасте 9 мес. у коров аулиекольской по-
роды с пониженной живой массой ассоциируется диплотип bGH-A1uILV-bIGF-1-SnaBIBB. Более того, данная тенденция сохраняется и в последующем. Таким образом, можно отметить, что диплотип bGH-A1uILV-bIGF-1-SnaBIBB является генетическим маркером пониженной мясной продуктивности аулиекольской породы.
Вывод. Результаты исследования позволили сделать следующие выводы.
1. Анализ влияния отдельных генотипов по полиморфным генам соматотропного каскада показал отсутствие ассоциации различных генотипических вариантов гена гормона роста с живой массой аулиекольского скота. Однако было выявлено, что генотип Ъ!О¥-1 ^паЫВВ ассоциируется с пониженной живой массой коров аулиекольской породы начиная с 9-месячного возраста, и таким образом его можно рекомендовать как маркер пониженной мясной продуктивности. Работа с полиморфизмом ЪIОF-1-SnaB>I как с генетическим маркером долж-
Ы АЛ ILiH .AH "5С.НН г:.<>
.тноикпчпашп^шшш:!: лчъ-ъъ | Рис. - Живая масса коров аулиекольской
породы, кг (полиморфизм ЫОГ-1 -8паБ!)
5. Парные сочетания генотипов, ассоциированные с живой массой коров
аулиекольской породы
95% доверительный Интерквартильный
Структура диплотипа n Мед интервал Ме размах,%
ДИ 1 ДИ 2 25 75
Живая масса в возрасте 9 мес.
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA 22 238 223 254 223 254
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB 44 254 250 267 246 270
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB 27 235 225 248 223 254
bGH-AluIVV-bIGF-1-SnaBIAB 14 301 292 316 292 301
Общая выборка 289 273 272 274 249 283
Живая масса в возрасте 12 мес.
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA 21 287 277 318 277 318
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB 42 318 317 322 304 324
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB 27 289 278 306 276 319
bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB 12 353 332 368 332 366
bGH-AluIVV-bIGF-1-SnaBIAB 11 379 376 384 376 384
Общая выборка 276 327 325 331 309 362
Живая масса в возрасте 18 мес.
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA 21 327 305 358 305 358
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB 35 352 343 365 329 368
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB 27 329 313 346 305 364
bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAA 23 402 379 427 375 428
bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB 55 386 379 407 378 421
bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB 12 407 382 435 383 431
Общая выборка 237 373 368 377 329 395
Живая масса в возрасте 24 мес.
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA 21 376 361 397 361 397
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB 35 389 383 402 381 404
bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB 27 379 365 383 346 399
bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAA 23 462 429 487 423 489
bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB 53 436 429 459 427 477
bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB 11 467 428 513 432 488
Общая выборка 230 414 405 423 381 453
на строиться не на отбор по предпочтительному генотипу, а на элиминацию негативного генотипа Ы^-1^паВРВ;
2. При исследовании ассоциации комбинированных генотипов генов гормона роста и инсулиноподобного фактора-1 с мясной продуктивностью был выявлен диплотип bGH-A1uILV-bIGF-1-SnaBIBB, понижающий живую массу аулие-кольского скота. Необходимо отметить, что данный диплотип, ассоциированный с пониженной продуктивностью, сохраняет свою динамику от возраста к возрасту. А в случае с анализом отдельных полиморфизмов характер ассоциации менее устойчив и в разных возрастах может меняться или даже пропадать.
3. Генотипы, которые по отдельности не ассоциированы с признаками мясной продуктивности, в парных сочетаниях могут проявлять повышенный или пониженный статистически значимый феноти-пический эффект по сравнению с общей выборкой. Так, генотип bGH-A1uILV, не оказывающий самостоятельно влияния на продуктивность скота, в сочетании с генотипом bIGF-1-SnaBIBB оказывает понижающий эффект на живую массу. Это наблюдение позволяет предположить, что оценка фенотипического эффекта по парным сочетаниям не только более результативна, но и более стабильна.
Литература
1. Мироненко С.И., Косилов В.И., Жукова О. А.Особенности воспроизводительной функции тёлок и первотёлок на Южном Урале // Вестник мясного скотоводства. 2009. Т. 2. № 62. С. 48-56.
2. Тюлебаев С.Д. Мясные качества бычков разных генотипов в условиях Южного Урала // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 2(30). С. 106-108.
3. Косилов В.И. Мясная продуктивность кастратов казахской белоголовой породы и её помесей с симменталами и шароле / В.И. Косилов, Х.Х. Тагиров, Р.С. Юсупов [и др.] // Зоотехния. 1999. № 1. С. 25-28.
4. Мироненко С.И. Показатели экономической эффективности выращивания крупного рогатого скота разного направления продуктивности в условиях Южного Урала / С.И. Миронен-ко, В.И. Косилов, Д.А. Андриенко [и др.] // Вестник мясного скотоводства. 2014. № 3 (86). С. 58-63.
5. Зиннатова Ф.Ф., Зинатов Ф.Ф. Роль генов липидного обмена (DGAT1, TG5) в улучшении хозяйственно-полезных признаков крупного рогатого скота // Учёные записки Казанской ГАВМ. 2014. Т. 219. С. 164-168.
6. Белая Е.В., Михайлова М.Е., Батин Н.В. Комбинированные фенотипические эффекты полиморфных вариантов генов со-матотропинового каскада (bPit-1, bPRL, bGH, bGHR и bIGF-1) на признаки молочной продуктивности у крупного рогатого скота голштинской породы // Молекулярная и прикладная генетика: сб. науч. тр. Минск, 2012. Т. 13. С. 36-43.
7. Pawar R.S., Joshi C.G., Rank D.N. Growth hormone gene polymorphism and its association with lactation yield in dairy cattle // Indian journal of animal science. 2007. V. 9. P. 884-888.
8. Hines H.C., Ge W, Zhao Q, Davis M.E. Association of genetic markers in growth hormone and insulin-like growth factor I loci with lactation traits in Holsteins // Animal Genetics. 1998. V. 29. Р. 69.
9. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ Statistica. М.: Медиа Сфера, 2002. 312 с.
10. Белая Е.В., Михайлова М.Е. Полиморфные варианты генов соматотропинового каскада bPit-1 и bPrl для ДНК-типирования признаков молочной продуктивности крупного рогатого скота голштинской породы // Весщ Нацыянальтай акадэмп навук. Серыя бiялагiчных навук. 2011. № 2. С. 49-53.
