научная статья по теме ПОЛИМОРФИЗМ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА LEP У СУБПОПУЛЯЦИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА АЙРШИРСКОЙ ПОРОДЫ Биология

Текст научной статьи на тему «ПОЛИМОРФИЗМ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА LEP У СУБПОПУЛЯЦИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА АЙРШИРСКОЙ ПОРОДЫ»

ГЕНЕТИКА, 2015, том 51, № 2, с. 266-270

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 636.2:636.082.2

ПОЛИМОРФИЗМ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА LEP У СУБПОПУЛЯЦИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА АЙРШИРСКОЙ ПОРОДЫ

© 2015 г. Н. В. Ковалюк1, В. Ф. Сацук2, А. Е. Волченко1, Е. В. Мачульская1

Северо-Кавказский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук, Краснодар 350055 e-mail: NVK1972@yandex.ru 2Научно-производственное сельскохозяйственное предприятие "Астер",

Краснодар 350055 e-mail: aster-bulls@mail.ru Поступила в редакцию 08.05.2014 г.

Проведено генотипирование коров по локусу лептина (LEP) (SNP: R25C, Y7F и A80V) в двух стадах крупного рогатого скота (n = 106 и n = 34) и у быков-производителей айрширской породы (n = 9), интенсивно используемых в настоящее время в системе искусственного осеменения коров Краснодарского края. Установлено, что в отличие от животных голштинской породы у генотипированных айрширов отсутствует полиморфизм аллелей SNP A80V (С^Т в позиции 95691973 пн гена лептина), однако редкий для голштинской породы аллель F (сайт Y7F А^Т в позиции 95689996 пн LEP) у айрширских коров и быков-производителей достаточно распространен (встречается с частотой 0.22—0.79), причем частота встречаемости гомозиготных по этому аллелю генотипов у взрослых животных не превышает 0.11, что может свидетельствовать о сниженной жизнеспособности животных с генотипом FF. Кроме того, установлено, что генотип СС (сайт R25C Т^С в позиции 95690050 пн LEP) встречается сцеплено с генотипом YY (сайт Y7F) в 97% случаев из возможных сочетаний генотипов CCYY CCYF и CCFF, а генотип FF (сайт Y7F) встречается в сочетании с генотипом RR (сайт R25C) в 100% случаев для возможных сочетаний генотипов FFCC, FFRC и FFRR.

DOI: 10.7868/S0016675815020101

Лептин — гормон, вырабатываемый адипоци-тами — 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 вовлечен 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-й хромосоме крупного рогатого скота, описано около 60 8МР полиморфизмов. Структура гена представлена промоторной областью, 3 экзонами, 2 интронами и 3' иТЯ областью [3].

Ген лептина и его полиморфизм изучался в большей мере в связи с энергообменом у мясного скота и молочной продуктивностью у голштин-ских животных [4, 5]. Показано, что полиморфизм Я25С ассоциирован с содержанием жира и белка в молоке, легкостью отелов и продолжительностью гестации [2].

Кроме того, от ХЕР-генотипа зависит продолжительность функционального использования коров. Так, установлено, что коровы с генотипом СС (8МР Я25С гена лептина) имеют в 3.14 раз больший риск выбраковки, чем животные с гетерозиготными генотипами, а коровы с генотипом ББ (8МР У7Б гена лептина) в 3.64 более высокий риск выбраковки, чем коровы с генотипом УУ [6]. Также показано влияние ЬЕР-Л80У полиморфизма на продолжительность хозяйственного использования и уровень рентабельности животных [1, 6].

Частоты встречаемости полиморфных вариантов гена ЬЕР ^Р: Я25С, У7Б, Л80У) изучены в нескольких выборках животных голштинской породы (п = 1975) [1, 6].

Общими, установленными для животных гол-штинской породы, являются следующие закономерности:

1. Для ЬЕР-У7Б низкая (0.02-0.07) частота встречаемости аллеля Б;

2. Для 8МР ЬЕР-Л80У низкая частота встречаемости (0.07-0.09) гомозиготных животных с генотипом УУ при достаточно высокой частоте встречаемости гетерозиготных животных (0.43-0.45).

Таблица 1. Некоторые компоненты и параметры ПЦР/ПДРФ для LEP-генотипирования

SNP Последовательность праймеров Размеры ПЦР-продуктов, пн Эндонуклеазы рестрикции Величина фрагментов рестрикции, пн

R25C F: CCAGGGAGTGCCTTTCATTA R: GGTGTCATCCTGGACCTTCC 305 Kpn2l (Bspl3l) RR* — 305 RC — 305, 283 и 22 СС — 283 и 22

Y7F F: CTGCGTGGTCTAC AGCACACCTC R: AGGGCCAAAGCCACAGGATTCG 310 Bspl19l (Bpul4l) YY — 310 YF — 310, 288 и 22 FF — 288 и 22

A80V F: CAAGCAGGAAATAGGGAGTCATGG R: CTGGTGAGGATCTGTTGGTAGGTC 424 Eco91l (PspEl) AA — 424 AV — 424, 398 и 26 VV — 398 и 26

* Номенклатура генотипов указана в соответствии с [6].

Цель наших исследований — изучение полиморфизмов гена лептина (R25C, Y7F и A80V), связанных, по литературным данным, с продуктивным долголетием голштинского скота, у животных айрширской породы.

В ходе исследований с использованием моле-кулярно-биологических методов проанализировано девять образцов спермы быков-производителей айрширской породы и 106 образцов крови коров айрширской породы ЗАО АФП "Нива" Каневского района и 34 образца крови телок, потомков одного из генотипированных быков-производителей, принадлежащих ОАО "ПЗ "Дружба" Калининского района Краснодарского края. Для выделения ДНК из спермы и крови использовали наборы реагентов Diatom™ DNA Prep 100 ООО Лаборатория "Изоген" (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 эндонукле-азы рестрикции и величины фрагментов рестрикции приведены в табл. 1 [5]. ПЦР-продукты подвергались обработке соответствующими эндо-нуклеазами рестрикции без предварительной очистки.

Нами с использованием методов ПЦР/ПДРФ (SNP: R25C, Y7F, A80V) генотипированы 149 айр-ширских животных четырех групп: быки-производители (n = 9), коровы 5—9-й лактации (n = = 55), коровы-рекордистки 1-3-й лактации (n = = 51), телки (n = 34) — потомки быка-производителя с генотипом (RR, FF, АА).

Частоты встречаемости аллелей и генотипов представлены в табл. 2.

Установлено, что в отличие от животных голш-тинской породы, у большинства айрширов отсутствует полиморфизм аллелей SNP A80V (С^Т в позиции 95691973 гена лептина). Установленная гомозиготизация аллеля А могла произойти либо вследствие дрейфа генов, либо направленного отбора. Редкий для голштинской породы аллель F (сайт Y7F А^Т в позиции 95689996 пн LEP) у айрширских животных достаточно распространен (встречается с частотой 0.22—0.79), причем частота встречаемости гомозиготных по этому ал-лелю генотипов у взрослых животных не превышает 0.11, что может свидетельствовать о сниженной жизнеспособности животных с генотипом FF (однако вероятны и другие объяснения наблюдаемого явления, например, полученные частоты могут быть результатом дрейфа генов). Кроме того, установлено, что генотип СС (сайт R25C Т^С в позиции 95690050 пн LEP) встречается сцеплено с генотипом YY (сайт Y7F) в 97% случаев из возможных сочетаний генотипов CCYY, CCYF и CCFF, а генотип FF (сайт Y7F) встречается в сочетании с генотипом RR (сайт R25C) в 100% случаев для возможных сочетаний генотипов FFCC, FFRC и FFRR (табл. 3).

Так, из табл. 3 следует, что из 149 генотипиро-ванных животных сочетание СС и YY выявлено у 29 голов, сочетание CCYF — у одной головы; сочетание CCFF — не выявлено (при этом частоты встречаемости CCYY-генотипа в группе коров — 0.27, быков — 0.00, телят — 0.00). Таким образом, в выборке животных (n = 30) с генотипами CCYY, CCYF, CCFF в 97% случаев встречается сочетание CCYY, в 3% - сочетание CCYF.

В то же время в тех же группах животных генотип RCYF имеют 34 головы; RRYF — 27 голов, т.е. сочетания YF с отличными от СС генотипами

268 КОВАЛЮК и др.

Таблица 2. Частоты встречаемости генотипов лептина в различных группах животных айрширской породы

Частота встречаемости

ЬЕР Генотип, аллель в группе коров (п = 106) в группе быков- среди потомков быка

5—9 лактации (п = 55) 1—3 лактации (п = 51) производителей (п = 9) с генотипом ББЯЯ (п = 34)

Я25С ЯЯ (ТТ)* ЯС (ТС) СС (СС) Я (Т) С (С) 0.24 0.49 0.27 0.48 0.52 0.14 0.57 0.29 0.42 0.58 0.44 0.55 0.00 0.72 0.28 0.86 0.14 0.00 0.93 0.07

У7Б УУ (ЛЛ) УБ (ЛТ) рр (ТТ) У (Л) Б (Т) 0.56 0.44 0.00 0.78 0.22 0.57 0.39 0.04 0.77 0.24 0.45 0.44 0.11 0.67 0.33 0.00 0.41 0.59 0.21 0.79

Л80С ЛЛ (СС) ЛУ (СТ) УУ (ТТ) Л (С) У (Т) 0.95 0.06 0.00 0.97 0.03 0.96 0.04 0.00 0.98 0.02 1.00 0.00 0.00 1.00 0.00 1.00 0.00 0.00 1.00 0.00

* (А, Т, С) — нуклеотиды.

Таблица 3. Сцепленное наследование ХЕР-генотипов у животных айрширской породы

ХЕР-генотип Частота встречаемости в группе (п = 149)

коров (п = 106) быков-производителей (п = 9) телок (п = 34)

ЯЯУУ 0.04 0.00 0.00

ЯЯУБ 0.13 (п = 14) 0.33 (п = 3) 0.29 (п = 10)

ЯЯББ 0.02 0.11 0.59

ЯСУУ 0.26 0.45 0.00

ЯСУБ 0.27 (п = 29) 0.11 (п = 1) 0.12 (п = 4)

ЯСББ 0.00 0.00 0.00

ССУУ 0.27 (п = 29) 0.00 0.00

ССУБ 0.01 (п = 1) 0.00 0.00

ССББ 0.00 0.00 0.00

(ЯЯ или ЯС) возможны и встречаются с высокой частотой.

Аналогично и генотип ББ не встречается в сочетаниях ни с одним генотипом, кроме ЯЯ.

Наблюдались тенденции превосходства группы коров с генотипом ЯСУУ над двумя другими

группами коров с генотипами ССУУ и ЯСУБ по продолжительности периода продуктивного использования (возрасту в отелах) и по показателю "удой за 305 дней первой лактации" (табл. 4).

Две выборки взрослых коров были сформированы следующим образом: в первую (п = 55) во-

Таблица 4. Обильномолочность коров различных LEP-генотипов за 305 дней первой лактации

Коровы 5—9 лактации (n = 55) Коровы 1—3 лактации (n = 51) В общем по группе (n = 106)

LEP-генотип

возраст в отeлах, лет удой, кг возраст в отeлах, лет удой, кг возраст в отeлах, лет удой, кг

CCYY 5.5 ± 0.25 6306 ± 526 2.1 ± 0.42 8473 ± 331 3.9 ± 0.65 7352 ± 498

RCYY 6.3 ± 0.28 6492 ± 657 2.4 ± 0.25 8538 ±317 4.3 ± 0.80 7553 ±511

RCYF 5.9 ± 0.35 6236 ± 420 1.9 ± 0.35 8206 ± 187 3.9 ± 0.75 7255 ± 418

шли животные, имеющие в данном стаде максимальный срок использования (5-9-й лактаций), а во вторую (п = 51) — рекордистки по первой законченной лактации (коровы с удоем свыше 7800 кг молока за первую законченную лактацию). Обычно

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.

Показать целиком