УДК 636.4.082
Оценка генотипов свиней различных пород по генам-маркерам стрессоустойчивости
The evaluation of genotypes of different breeds pigs for genes- markers resistance to stress
Сердюк Г.Н., Погорельский И.А., Карпова Л.В., Иванов Ю.В. ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных РАСХН
т
Аннотация. Приведены результаты исследований генетической структуры хряков трех пород свиней датской селекции и новой линии MAXGRO по генам-маркерам стрессоустойчивости (RYR1 и ЕАН-групп крови).
Summary. Is shown the results of studies of the genetic structure of three breeds of pigs sires by Danish selection and a new line MAXGRO on genes-markers of resistance to stress (RYR1 and EAH-blood groups).
Ключевые слова: хряки, свиноматки, ген, RYR1, стрессоустойчивость, многоплодие, мясные и откормочные качества, группы крови, генотип, аллель, генетическое сходство и различие.
Key words: boars, sows, RYR1 gene, resistance to stress, blood group, genotype, allele, genetic similarities and differences.
Признавая ведущую роль традиционных методов разведения, следует отметить, что использование только классической селекции уже не может обеспечить должного уровня эффективности селекционно- племенной работы. В этой связи возникает необходимость в проведении исследований, направленных на изучение роли комплексной системы маркерной оценки свиней, с применение иммуногенетических, цитогенетических и ДНК- маркеров. Одним из эффективных факторов ранней диагностики стрессочувствительности свиней является использование генетических маркеров, в той или иной степени влияющих на важнейший показатель в свиноводстве-предрасположенность к стрессу.
Целью работы было провести молекулярно-генетический анализ генома хряков различных пород по гену RYR1- главному гену, обуславливающему чувствительность свиней к стрессам, и ЕАН-локусу групп крови.
С помощью ДНК-диагностики нами определены генотипы по
RYR1 гену у 118 хряков трех пород: дюрок, ландрас, йоркшир и новой терминальной линии MAXGRO, используемых для разведения в ООО «Русбелго» Ленинградской области. Данное поголовье хряков завезено в хозяйство из Дании.
Пробы крови брали из ушной вены свиней. ДНК из крови выделяли общепринятыми методами. Специфичность амплификатов, результаты расщепления продуктов ПЦР оценивали электрофоретическим методом в 2%-ном агарозном геле, окрашенном бромистым этидием. Продукты ПЦР гена RYR-1 расщепляли рестриктазой Hinfl при температуре +37 оС в буфере, прилагаемом фирмой-производителем рестриктазы. Полученные в результате рестрикции фрагменты ДНК разделяли электрофорезом в 2%-ом агарозном геле. Результаты рестрикции визуализировали с помощью трансиллюминатора в УФ свете с длиной волны 260 нм. В качестве маркеров использовали ДНК плазмиды pBR 322, расщепленную рестриктазой AluI, а также 50bp и 100bp DNA Ladder. По результатам электрофореза устанавливали генотипы.
Группы крови определяли общепринятыми методами (7) по 42 сывороткам-реагентам 9 генетических локусов. При проведении иммуногенетических исследований учитывали частоту встречаемости аллелей и генотипов, сходство и различия между породами.
Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам, изложенным Е.К. Меркурьевой (2). Достоверность различий определяли по кри-
терию Стьюдента и критерию Пирсона Х2.
Одним из основных генов, обуславливающих генетическую предрасположенность свиней к стрессам, является ген рианодинового рецептора ^УИ1). Ген RYR1 представлен двумя аллелями: N и п - с точечной мутацией, являющейся причиной возникновения злокачественного гипертермического синдрома. Нами были определены длины фрагментов рестрикции гена RYR1: две полосы 84 и 50 п.н. представляют генотип NN.
Для изучения частоты мутации в гене RYR1 нами были обследованы все используемые в хозяйстве хряки трех пород: дюрок - 55 голов, ландрас -33 и йоркшир - 14 голов и 16 голов новой терминальной линии MAXGRO, выведенной в Англии фирмой «Хёмитедж Сибороу» на основе скрещивания четырех пород свиней (йоркшир, ландрас, дюрок, пьетрен).Результаты данных исследований приведены в таблице 1.
Как показывают данные таблицы 1, все исследованное поголовье хряков, в том числе и линии MAXGRO, имеет гомозиготный генотип NN, являются стрессоустойчивыми, то есть свободными от стресс-чувствительного мутантного аллеля «п» и поэтому могут без ограничений использоваться в разведении. Однако у нас вызывает недоверие тот факт, что все хряки линии МАХ-GRO имеют стрессоустойчивый гомозиготный генотип NNRYR1-гена. Данная линия животных довольно основательно отселек-ционирована не только по откормочным признакам, но и по мяс-ности, что не могло не сказаться на чувствительности животных к стрессу.
На то, что терминальная линия свиней MAXGRO создавалась в процессе длительной селекции по мясным и откормочным качествам, указывает высокая концентрация аллелей edfhkmnps (0,563) и аедП (0,375) ЕАЕ- ло-куса групп крови (табл. 2).
Именно один из этих двух аллелей ЕАЕ-локуса групп крови по результатам многочисленных исследований (1,3,4,5,6) связан с мясными признаками
1. Полиморфизм гена рианодинового рецептора RYR-1у хряков различных пород и новой терминальной линии MAXGRO
Порода п Частота встречаемости
генотипы (%) аллели
NN Nn пп N п
Йоркшир 14 100 - - 1,00 -
Ландрас 33 100 - - 1,00 -
Дюрок 55 100 - - 1,00 -
MAXGRO 16 100 - - 1,00 -
2. Аллелофонд ЕАЕ- локуса групп крови у исследованного поголовья хряков
Локус групп Аллель Частота аллелей
крови Йоркшир п=14 Ландрас п=33 Дюрок п=55 MAXGRO
аед1пв 0,230 - 0,071 0,375
аеАпв - - - -
ЬСдктрв 0,185 0,420 0,165 -
Е ЬС1ктрв - - - -
еСдИктпрв 0,440 0,202 0,446 0,062
еС^ктпрв 0,145 0,322 0,318 0,563
еСд^т^ - 0,056 - -
3. Коэффициент генетического сходства по 9 локусам групп крови между хряками MAXGRO и четырьмя исходными
родительскими породами свиней
Порода Индекс генетического сходства (г)
MAXGRO- йоркшир 0,356
MAXGRO- ландрас 0,354
MAXGRO- дюрок 0,130
MAXGRO-пьетрен 0,510
4. Встречаемость генотипов и генная частота аллелей ЕАН-локуса групп крови у поголовья хряков MAXGRO и
исходных родительских пород
Генотипы и аллели Н-локуса групп крови Частота генотипа у исходных пород (%) MAXGRO п=16
Йоркшир п=609Х Ландрас п=4796Х Дюрок п=473Х Пьетрен п=194Х
Генотипы:
Н а/ 25,0 25,5 28,3 88,9 90,0
Н Ь/ 5,1 13,3 - - -
Н а/Ь 14,7 12,9 - - -
Н -/■ 55,2 48,3 71,7 11,1 10,0
Аллели:
На 0,198 0,192 0,142 0,443 0,450
Нь 0,073 0,131 - - -
Н- 0,729 0,677 0,858 0,557 0,550
Примечание: х- частоты генотипов исходных родительских пород по данным Г.Н.Сердюк, 2002 г.
продуктивности (Ее<"иктпр8), другой (Еаед|ге5) - с откормочными качествами. Видимо, эти два аллеля входят в блок генов, контролирующих эти признаки продуктивности. Селекция по ним, как правило, влечет за собой увеличение в популяции частоты этих двух генов: на увеличение мясности - аллеля еС^ктпрв, на повышение откормочных качеств - аллеля аед1пв ЕАЕ-локуса групп крови (6,8).
Кроме того, как показал анализ генетического сходства между животными линии МАХ-GRO и исходными породами свиней, принимавших участие в ее создании, рассчитанной нами по 9 локусам групп крови, в генетическом отношении новая линия свиней MAXGRO наиболее близка к пьетренам (табл. 3).
Коэффициент генетического сходства между ними оказался самым высоким 0,510 (против
0,130 с дюроком и 0,354 и 0,358 с ландрасами и йоркширами, соответственно). То есть, в геноме животных линии MAXGRO до 50% крови свиней породы пьетрен, которая по галотановому тесту является одной из самых стрессочувствительных пород свиней (от 60 до 90% поголовья и выше).
В этой связи мы решили провести анализ встречаемости аллеля На ЕАН- локуса групп
Рис. Вероятная последовательность и примерные генетические расстояния 6 сцепленных локусов у свиней (10).
4.5(1.7-13.7) 12 (0-5.1) 2.6 (2.4^.5) 2.2 (<М.4) 3.1(1.74-12.7)
крови у животных линии MAX-GRO и сравнить со всеми породами свиней, принимавших участие в создании данной линии. Как известно, ЕАН-локус групп крови входит в известную, так называемую «галотановую» группу сцепленных полиморфных локусов (S-Phi-RYR-1-EAH-Po2-6-PGD), которая находится на 6-ой хромосоме и контролирует в организме свиней чувствительность к стрессам. Данная группа сцепленных локусов охватывает Hal-локус (RYR-1 ген), два локуса групп крови (EAS и ЕАН), два эритроцитарных ферментных локуса (Phi- фосфогек-сокиназаизомераза и 6-PGD-фосфоглюконатдегидрогиназа) и один плазменный белковый локус (Ро2-постальбумин-2) рис.
При этом ЕАН-локус групп крови расположен на хромосоме на довольно близком расстоянии от основного гена стрессочувствительности (RYR1) и должен, в какой-то мере, отражать чувствительность животных к стрессу, так как установлено, что аллель НаЕАН-локуса групп крови сцеплен с мутантным аллелем «п» RYRI-гена (9,10).
Результаты проведенного нами анализа частот встречаемости генотипов и аллелей ЕАН- локуса групп крови у поголовья хряков MAXGRO и исходных родительских пород представлены в таблице 4.
Как показывают данные таблицы 4, животные линии MAXGRO имеют самую высокую частоту встречаемости генотипа Ha/- (90%) и, соответственно, аллеля На (0,450). У родительских пород свиней, принимавших участие в создании линии животных MAXGRO, аналогичную высокую частоту встречаемости генотипа Ha/- и аллеля На имеют свиньи породы пьетрен, что еще раз подтверждает их высокое генетическое сходство.
В последние годы появилась альтернативная точка зрения, которая заключается в том, что хотя много генов формируют комплексные качественные признаки, значительный эффект оказывают некоторые гены (главные гены). На наш взгляд, один из таких главных генов -RYR1, отвечающий за устойчивость и предрасположенность к стрессу свиней, практически сам по себе абсолютно не информативен о чувствительности животных к стрессу. Наличие в генотипе RYR1 гена довольно редкого мутантного аллеля «п», который, как считают, в гомозиготном состоянии «пп» предопределяет организм к стрессу, но ча
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.