ВЕТЕРИНАРИЯ
37
рона 4 Pit1
-BstN I
(G →T транзиция у мутантного
аллеля). Однако, ни для одного из исследованн
-
ных полиморфизмов не было выявлено значи
-
тельной ассоциации на со скоростью роста, ни с
параметрами туши [7].
Так же ими был исследован ранее опи
-
санный другими авторами полиморфизм шестого
экзона Pit1
-
Hinf I. Для данной мутации была
выявлена значительная взаимосвязь с темпами
прироста на ранних этапах пост натального
развития.
Известно, что гормон роста (
GH
–
сомато
-
тропин) является важнейшим регулятором роста
у млекопитающих. Введение исскуственно синте
-
зированного соматотропина в рацион животных
мясных пород приводит к увеличению темпов
роста и интенсивности накопления мышечной
массы. Однако, имеются данные о том, что регу
-
лярное употребление мяса таких животных при
-
водит к возникновению ряда серьезных заболе
-
ваний у человека, в том числе рак простаты.
Соматотропин, как и другие гены, отвечающие за
развитие количественных признаков, является
полиморфным. Имеется много данных о том, что
некоторые его аллели ассоциированы с повы
-
шенным потенциалом мясной продуктивности у
КРС. Поиск таких аллельных вариантов и при
-
менение их в ходе селекционного процесса даст
в руки селекционерам мощный инструмент,
позволяющий на ранних этапах онтогенеза отби
-
рать животных повышенной мясной продуктив
-
ности и тем самым ускорить темпы селекции, со
-
кратить затраты на содержание низко продуктив
-
ных животных и избежать применения искусст
-
венного гормона роста [8–
10].
Синтез соматотропина и реализация его
физиологических эффектов представляет собой
цепь последовательных взаимодействий белок
-
рецептор (соматотропиновый каскад). Ключевы
-
ми звеньями этой цепи являются гипофизарный
фактор транскрипции
-1 (bPit-1),
запускающий
экспрессию генов соматотропина и пролактина,
пролактин и гормон роста, регулирующие лак
-
тацию, рецептор гормона роста
(bGHR),
передающий
гуморальный сигнал соматотропина к клеткам
-
мишеням
[11
–
13].
Гены соматотропинового каскада полимор
-
фны. У крупного рогатого скота разных пород вы
-
явлен широкий набор их аллелей, представ
-
ляющих
интерес для
MAS-
селекции в качестве
генетических маркеров хозяйственно полезных
признаков. Однако в ряде случаев опубликованн
-
ные данные об ассоциации аллелей генов сома
-
тотропинового каскада (
bPit-1,bGH
и
bGHR)
с
признаками продуктивности, полученные на раз
-
ных породах,
трудно сопоставимы и противо
-
речат друг другу [14–
15
], а для значительной
части выявленных аллелей такие исследования
не проводились.
Для
казахстанских популяций крупного ро
-
гатого скотаданные об ассоциации аллелей ге
-
нов соматотропинового каскада с признаками
продуктивности отсутствуют. Информация о ге
-
нетических маркерах мясной продуктивности у
местных пород чрезвычайно важна, так как имен
-
но местные породы хорошо адаптированы к
ус
-
ловиям климата, кормовой базе и
обладают
устой
-
чивым иммунитетом к заболеваниям, распространен
-
ным на территории Казахстана.
На основании выше изложенного целью
работы было проведение скрининга популяций
аулиекольской и казахской белоголовой пород
на наличие и частоту полиморфных вариантов
генов сосматотропинового каскада
bPit-1-HinFI,
bGH
–
AluI
и
bGHR-SspI
для оценки перспектив
-
ности изучения их в качестве генетических
маркеров мясной продуктивности
.
Объектом исследования послужили выбор
-
ки коров казахской белоголовой и аулиекольской
пород. Предмет исследования –
полиморфные
гены соматотропинового каскада
(bPit-1, bGH,
bGHR,).
Материал исследования –
образцы
ДНК,
выделенной из крови коров казахской белого
-
ловой и аулиекольской пород.
Определение генотипов животных осуще
-
ствлялось методом ПЦР
-
ПДРФ.
Последователь
-
ности праймеров и условия ПЦР для анализа
каждого полиморфизма приведены в таблице 1.
Таблица 1 –
Индивидуальные характеристики условий ПЦР для исследуемых
полиморфных локусов генов соматотропинового каскада
Полиморфизм
Условия амплификации
Последовательности
праймеров
bPit-1-HinI
94 ° С–
1 мин; (95 ° С –
45 c
ек; 56 ° С –
6°
c
ек; 72°
С–
6°
c
ек) х 35 циклов; 72 ° С –
1° мин
HinFI-F
: 5′
-aaaccatcatctcccttctt-
3′
HinFI-R
: 5′
-aatgtacaatgtcttctgag-
3′
bGH-AluI
95 °С–
5 мин; (95 °С–
3°
c
ек;64 °С –
3°
c
ек; 72 °С–
6°
c
ек) х 35° циклов; 72 °С–
1° мин
AluI
–
F
: 5′
-ccgtgtctatgagaagc-
3′
AluI-R
: 5′'
-gttcttgagcagcgcgt-
3′
bGHR-SspI
95 °С–
5 мин; (95 °С–
3°
c
ек;6° °С –
3°
c
ек; 72 °С–
3°
c
ек) х 35° циклов; 72 °С –
1° мин
SspI-F
: 5′
-aatatgtagcagtgacaatat-
3′
SspI-R
: 5′
-acgtttcactgggttgatga-
3′
Анализ полиморфизма длин рестрикцион
-
ных фрагментов включал обработку амплифика
-
та сайт
-
специфической рестриктазой и после
-
дующее разделение полученных фрагментов с
помощью гель
-
электрофореза.
Анализ полиморфизма нуклеотидной по
-
следовательности гена
bPit-1
в экзоне 6 прово
-
ВЕТЕРИНАРИЯ
38
дился с помощью рестриктазы
HinFI
. Полимор
-
физм обусловлен
A
→
G
нуклеотидной заменой,
не приводящей к изменению аминокислотной по
-
следовательности. Сайтом узнавания для рест
-
риктазы
HinFI
является последовательность
G
↓
ANTC
. Разрезаемый в ходе ферментации
фрагмент содержит нуклеотид А соответствую
-
щий аллелю
bPit-1-HinFI
В
[
11]. В случае присут
-
ствия
G
нуклеотида сайт рестрикции исчезает,
такой аллель обозначен как
bPit-1-HinFI
A
.
Длина амплифицируемого фрагмента гена
bPit-1
составляет 451 п.н. Длина фрагментов
после рестрикции составляет 244 и 207 п.н. На
электрофореграмме визуализируются варианты
полос определенной длины, характерные для ге
-
нотипов: одна полоса 451 п.н. (генотип
bPit-1-
HinFI
АА
); две полосы 244 и 207 п.н. (генотип
bPit-
1-HinFI
В
B
); три полосы –
451, 244 и 207 п.н.
(генотип
bPit-1-HinFI
A
В
) (рисунок 1).
Рисунок
1
—
Электрофореграмма ДНК
-
типирования полиморфизма
bPit-1-HinFI
Дорожка 1 –
маркер молекулярных масс
O
’
RangeRuler
TM
50 bpDNALadder, Fermentas
, Литва;
дорожка 2
–
ПЦР
-
продукт 451п.н. фрагмента гена
bPit-1-HinFI
; дорожка 3, 6
–
фрагмент рестрикции
244, 207 п.н., соответствующий генотипу
bPit-1-HinFI
BB
; дорожка 4, 7
–
фрагменты рестрикции 451,
244, 207 п.н., соответствующие генотипу
bPit-1-HinfI
AB
;
дорожка 5
–
фрагмент рестрикции 451 п.н.,
соответствующий генотипу
bPit-1-HinFI
AA
.
Положение на геле специфических полос показано
стрелками. Электрофорез проводили в 2
% агарозном геле (
SeaKemLEAgarose, Lonza
, США)
Анализ полиморфизма нуклеотидной по
-
ледовательности гена
bGH
в экзоне 5 проводит
-
ся с помощью рестриктазы
AluI.
Полиморфизм
обусловлен транзицией
C
→
G
, приводящей к за
-
мене аминокислоты лейцин на валинв после
-
довательности белка. Сайтом узнавания
для
рестриктазы
AluI
является последовательность
А
G
↓
C
Т. Распознаваемый ферментом аллель со
-
держит нуклеотид С и обозначен как
bGH-AluI
L
[27]. В случае присутствия
G
нуклеотида сайт
рестрикции исчезает, такой аллель обозначен
как
bGH-AluI
V
(рисунок 2).
Рисунок 2 —
Электрофореграмма ДНК
-
типированияполиморфизма
bGH-AluI
Дорожка 1 –
маркер молекулярных масс
O
’
RangeRuler
TM
50 bpDNALadder, Fermentas
, Литва;
дорожки 2, 6 –
фрагменты рестрикции 208, 172, 35 п.н., соответствующие генотипу
bGH-AluI
LV
;
дорожки 3, 4
,7
–
фрагмент рестрикции 172 п.н., соответствующий генотипу
bGH-AluI
LL
; дорожка 5 –
фрагмент рестрикции 208 п.н., соответствующий генотипу
bGH-AluI
VV
; дорожка 9 –
ПЦР
-
продукт 208
ВЕТЕРИНАРИЯ
39
п.н. фрагмента гена
bGH-AluI.
Фрагмент рестрикции 35 п.н. не визуализируется. Положение на геле
специфических полос показано стрелками. Электрофорез проводили в 2
% агарозном геле
(SeaKemLEAgarose, Lonza
, США)
Длина амплифицируемого фрагмента гена
bGH
составляет 208 п.н.
Длина фрагментов пос
-
ле рестрикции составляет 172 и 35 п.н. На элек
-
трофореграмме могут быть видны варианты по
-
лос определенной длины, характерные для гено
-
типов: одна полоса 208 п.н. (генотип
bGH-AluI
VV
);
две полосы172 и 35 п.н. (генотип
bGH-AluI
LL
); три
полосы 208, 172 и 35 п.н. (генотип
bGH-AluI
LV
).
Фрагмент рестрикции 35 п.н. на агарозном геле
не визуализируется.
Анализ полиморфизма нуклеотидной по
-
следовательности гена
bGHR
в экзоне 8 прово
-
дился с помощью рестриктазы
SspI.
Рестриктаза
SspI
распознает Т→А транзицию в экзоне 8. Дан
-
ная SNP вызывает подстановку полярного, хотя
и незаряженного остатка тирозина вместо нейт
-
рального фенилаланина в положении 279 белка.
Сайтом узнавания для рестриктазы является по
-
следовательность ААТ↓АТТ. Разрезаемый фер
-
ментом амплификат содержит нуклеотид Т соот
-
ветствующий аллелю
bGHR-SspI
F
[25]. В случае
присутствия
A-
нуклеотида сайт рестрикции исче
-
зает, такой аллель обозначен как
bGHR-SspI
Y
.
Длина амплифицируемого фрагмента гена
bGHR
составляет 182 п.н. Длина фрагментов после ре
-
стрикции 158 и 24
п.н. На электрофореграмме
могут быть видны варианты полос определенной
длины, характерные для генотипов: одна полоса
182 п.н. (генотип
bGHR-SspI
YY
), две полосы158 и
24 п.н. (генотип
bGHR-SspI
FF
); три полосы –
182,
158 и 24 п.н. (генотип
bGHR-SspI
FY
). Фрагмент 24
п.н.
на агарозном геле не визуализируется
(рисунок 3).
Рисунок 3
–
Электрофореграмма ДНК
-
типирования полиморфизма
bGHR-SspI
Дорожка 1 –
ПЦР
-
продукт 182 п.н. фрагмента гена
bGHR-SspI
; дорожки 2, 3, 4 –
фрагмент рестрикции
158 п.н., соответствующий генотипу
bGHR-SspI
FF
; дорожка 5 –
фрагмент рестрикции 182 п.н.,
соответствующий генотипу
bGHR-SspI
YY
; дорожка 6 –
фрагменты рестрикции 182 и 158 п.н.,
соответствующие генотипу
bGHR-SspI
FY
. Фрагмент 24 п.н. не визуализируется. Использован маркер
молекулярных масс
O
’
RangeRuler
TM
50 bpDNALadder, Fermentas
, Литва. Положение на геле
специфических полос показано стрелками. Электрофорез проводили в 2
% агарозном геле
(SeaKemLEAgarose, Lonza
, США)
Генотип животного по всем анализируе
-
мым генамдокументируетсяи заносится
в общую
базу данных.
Статистическая обработка результатов ис
-
следования проведена с использованием стан
-
дартного пакета программ «
STATISTICA
6.0»
(StatSoft, In
с. 1994
–
2001), при этом были ис
-
пользованы модули
BasicStatistic / tables, Non-
parametricStatistics.
C
равнение выборок по распределению
частот аллелей исследуемых генов, а также
оценку соответствия фактического распреде
-
ления генотипов теоретически ожидаемому по
закону Харди
-
Вайнберга, проводили с помощью
с помощью критерия
χ
2
. Различия во всех слу
-
чаях рассматривались как статистически досто
-
верные при уровне значимости Р <0,05.
Нами были определены
частоты встречае
-
мости аллелей и генотипов по каждому полимор
-
физму в обеих выборках.Оценка генетической
структуры анализируемых популяций включала
сравнение распределения частот аллелей, а
также анализ соответствия наблюдаемых частот
генотипов теоретически ожидаемому
равновес
-
ному распределению
в соответствии с законом
Харди
-
Вайнберга. Результаты оценки различий
распределения относительных частот аллелей
исследуемых генов в популяции аулиекольского
и казахского белоголового скота приведены в
таблице 2.
ВЕТЕРИНАРИЯ
40
Таблица 2
–
Распределение относительных частот аллелей исследуемых генов в
популяции аулиекольского и казахского белоголового
скота (
Q
±
S
Q
)
Полиморфизм
Аллель
Наблюдаемые частоты
аллелей
Относительные частоты
аллелей
Р
Аулиекольская
порода
Казахская
белоголовая
порода
Аулиекольская
порода
Казахская
белоголовая
порода
bPit-1-HinFI
bPit-1-
HinFI
А
20
24
0,400±
0,02
0,480±0,02
0.442
bPit-1-
HinFI
В
30
26
0,600±0,02
0,520±0,02
bGH-AluI
bGH-AluI
V
18
9
0.640±0,02
0.820±0,02
0,0454
bGH-AluI
L
32
41
0.360±0,02
0.180±0,02
bGHR-SspI
bGHR-
SspI
Y
5
12
0.100±0,01
0.240±0,02
0.0654
bGHR-
SspI
F
45
38
0.900±0,01
0.760±0,02
Примечание –
различие между породами значимо при Р <0,05.
По полученным данным, можно отметить,
что по полиморфизмам
bGH-AluI
и
bGHR-SspI
аллель являющийся редким у аулиекольской по
-
роды, у казахской белоголовой является более
частым. Причем различия между породами по
полиморфизму
bGH-AluI
являются статистически
значимыми. Это свидетельствует о наличии дав
-
ления искусственного отбора в изучаемых попу
-
ляциях. Дальнейшие исследования ассоциации
этих полиморфизмов представляет значитель
-
ный научный интерес с точки зрения характера
ассоциации этих полиморфизмов с повышенной
либо пониженной мясной продуктивностью.
Характер распределения частот аллелей
гена bPit
-1
у обеих пород практически совпадает.
Тем не менее, дальнейшее изучение и сравни
-
тельный анализ влияние этого аллеля на мяс
-
ную продуктивность у аулиекольской и казахской
белоголовой пород является весьма перспек
-
тивным с точки зрения научной и практической
значимости.
Нами было проанализировано также соот
-
ветствие распределения генотипов для иссле
-
дуемых полиморфных генов
соматотропинового
каскада теоретически ожидаемому, по закону
Харди
-
Вайнберга, среди животных аулиеколь
-
ской и казахской белоголовой пород.
Оценка зна
-
чимости наблюдаемых отклонений проводилась
с помощью критерия χ
2
. Полученные данные
представлены в таблице 3.
Таблица 3 –
Распределение частот генотипов полиморфных генов соматотропинового
каскада в популяциях казахского белоголового и аулиекольского крупного рогатого скота
Полимор
физм
Генотип
Аулиекольская порода(
n=25)
Казахская белоголовая порода
(n=25)
n
наблюдаемое
n
ожидаемое
Р
n
наблюдаемое
n
ожидаемое
Р
bPit-1-HinFI
bPit-1-HinFI
АА
3
4
0.69
6
6
0.04
bPit-1-HinFI
АВ
14
12
12
12
bPit-1-HinF1
ВВ
8
9
7
7
bGH-AluI
bGH-Alu
VV
9
10
1.16
18
17
2.60
bGH-AluI
LV
14
12
5
7
bGH-AluI
LL
2
3
2
1
bGHR-SspI
bGHR-SspI
YY
21
20
2.78
13
14
2.49
bGHR-SspI
FY
3
5
12
9
bGHR-SspI
FF
1
0
0
1
Примечание –
отклонение наблюдаемых частот генотипов от теоретически ожидаемых по
закону Харди –
Вайнберга значимо при χ
2
≥ 3,84.
Из данных, приведенных в таблице сле
-
дует, что в обеих популяциях (при
наличии про
-
тивоположного характера частот
bGH-AluI
и
bGHR-SspI
аллелей у представителей двух по
-
род) отмечается соответствие наблюдаемых
частот генотипов теоретически ожидаемому по
закону Харди
-
Вайнберга.
ВЕТЕРИНАРИЯ
41
С учетом полученных данных можно за
-
ключить, что обе исследованные породы, пред
-
ставленные проанализированными выборками
являются перспективными для дальнейшей
оценки возможностей применения полиморизмов
генов
bPit- 1, bGH
и
bGHR
в качестве генети
-
ческих маркеров мясной продуктивности.
В результате ДНК
-
типирования образцов
крупного рогатого скота (аулиекольской и казах
-
ской белоголовой пород) были установлены
генотипы животных по трем полиморфным генам
соматотропинового каскада
bPit- 1, bGH
и
bGHR.
В выборках обеих пород выявлены поли
-
морфные варианты
bPit- 1-HinFI
А
и
bPit- 1-HinFI
А
,
bGH-AluI
V
и
bGH-AluI
L
,
bGHR-SspI
Y
и
bGHR-SspI
F
.
Это делает целесообразным проведение даль
-
нейших исследований ассоциации данных этих
полиморфизмов с признаками мясной продуктив
-
ности у представителей аулиекольской и казах
-
ской белоголовой пород для выявления генети
-
ческих маркеров мясной продуктивности.
По полиморфизмам
bGH-AluI
и
bGHR-SspI
установлено, что аллель являющийся редким у
аулиекольской породы, у казахской белоголовой
является более частым. Это позволяет предпо
-
ложить противоположный фенотипический эф
-
фект у животных аулиекольской и казахской бе
-
логоловой пород и рекомендовать проведение
дополнительной оценки их фенотипического эф
-
фекта относительно показателей общей выбор
-
ки.
Достарыңызбен бөлісу: |