Курсовая работа: Изучение полиморфных вариантов генов, ассоциированных с продуктивностью крупного рогатого скота

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАННИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Результаты генотипирования и оценка соответствия наблюдаемых частот генотипов теоретически ожидаемым по закону Харди-Вайнберга

Оценка генетической структуры анализируемых популяций включала анализ соответствия наблюдаемых частот генотипов теоретически ожидаемому равновесному распределению в соответствии с законом Харди-Вайнберга, а также сравнение распределения частот аллелей у представителей двух пород мясного направления.

Результаты генотипирования (количество наблюдаемых генотипов), а также оценки соответствия наблюдаемых частот генотипов теоретически ожидаемым равновесным приведены в таблице 2 . Оценка значимости наблюдаемых отклонений проводилась с помощью критерия чІ.

Таблица 2 - Распределение частот генотипов полиморфных генов соматотропинового каскада в выборках аулиекольского и белоголового крупного рогатого скота

Из данных, приведенных в таблице следует, что в обеих популяциях отмечается соответствие наблюдаемых частот генотипов теоретически ожидаемому по закону Харди-Вайнберга.

Это свидетельствует о том, что возможно полиморфизмы bPit-l-HinFI, bGH-AluI и bGHR-SspI ассоциированы с хозяйственно-полезными признаками у аулиекольского и казахского белоголового скота и подвергались косвенному давлению искусственного отбора, однако характер этого отбора не был направленным. Дальнейшие исследования ассоциации этих полиморфизмов представляет значительный научный интерес с точки зрения характера ассоциации этих полиморфизмов с повышенной либо пониженной мясной продуктивностью.

3.2 Сравнительный анализ распределения частот аллелей полиморфных генов соматотропинового каскада у представителей и аулиекольской и белоголовой пород

Результаты оценки различий распределения относительных частот аллелей исследуемых генов в популяции аумекольского и белоголового скота приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Распределение относительных частот аллелей исследуемых генов в популяции аулиекольского и казахского белоголового скота(Q±SQ)

Примечание - различие между породами значимо при P<0,05.

По данным, приведенным в таблице 3 можно отметить, что HinFI-аллельные варианты гена bPit-l у представителей аулиекольской породы составляют 0,400 к 0,600 для аллелей bPit-1 -HinFIA и bPit-1-HinFIB соответственно. В тоже время для белоголовой это соотношение практически 1:1 (0,480:0,520). Данные других авторов о частотах этих аллелей у мясных пород отсутствует. Однако, следует отметить, что у представителей крупного рогатого скота молочного направления частота аллеля bPit-1-HinFIA значительно ниже. По данным, полученным при исследовании популяций голштинского и голштинизированного черно-пестрого скота молочного направления частота аллеля bPit-1-HinFIA составляет 0,21 и 0,23 соответственно [28-29]. При этом авторами показано, что у коров обеих пород наблюдается тенденция к повышению удоя, жирномолочности и белковомолочности в группах с генотипом bPit-1-HinFIBB по сравнению с группами коров с генотипами bPit-1-HinFIAB и bPit-1-HinFIAA. По результатам исследования влияния данного полиморфизма на молочную продуктивность у этих пород генотипу коров черно-пестрой породы нежелательный генотип bPit-1-HinFIAA оказался значимо ассоциирован с пониженной белковомолочностью [30-32].

Анализ данных таблицы 2 относительно характера распределения частот генотипов по полиморфизму гена bGH показывает, что у обеих пород редким является аллель bGH- AluIV. Его частота у представителей аулиекольской и белоголовой составляет 0,360 и 0,180 соответственно. Следует отметить, что в популяциях голштинского скота это соотношение варьирует для аллеля bGH -AluIV от 0,07 до 0,25 [6,16-17]. Таким образом, можно отметить, что у аулиекольской породы частота этого аллеля выше частоты, отмечаемых другими авторами.

Данные по распределению частот Sspl-аллелей гена bGHR демонстрирует, что bGHR-SsplY аллель является редким у представителей обеих пород и эти данные согласуются с данными других авторов. Так, по данным Fontanesy et al. частота аллеля bGHR-SsplF у представителей этих пород достигает соответственно 0,95, 0,73, 0,90 [0,90].

С учетом полученных данных можно заключить, что обе исследованные породы, представленные проанализированными выборками, являются перспективными для дальнейшей оценки возможностей применения полиморфизмов генов bPit-1, bGH и bGHR в качестве генетических маркеров мясной продуктивности.

3.3 Обсуждение полученных результатов

Методы совершенствования мясных пород на современном этапе должны базироваться на теоритических основах линейного разведения, совершенствовании заводских линий и перспективных родственных групп, организации селекционно-племенной работы по формированию высокой мясной продуктивности, формировании у животных скороспелости в сочетании с великорослостью, эффективности используемых методов отбора быков-производителей и маточного поголовья, прогнозе результативности селекции.

Однако темпы совершенствования животных на современном этапе не могут в полной мере удовлетворить требования, предъявляемые селекции, В связи с этим, возникла необходимость поиска новых методов и приемов в селекционной работе, основанных на изучении возможности использования генов соматотропиного каскада в качестве маркеров генотипа в селекционных целях, применение их для раннего и более объективного прогнозирования хозяйственной и племенной ценности животных при отборе по происхождению и оценке по качеству потомства. Для этого первоначально были установлены генотипы и белоголовой пород по трем полиморфным генам соматотропного каскада, затем было проведено исследование распределения частот аллельных вариантов генов. По данным результатов оценки различий распределения относительных частот аллелей исследуемых генов в популяции ауликольского и белоголового скота можно отметить, что HinFI-аллельные варианты гена bPit-1 у представителей породы составляют 0,400 к 0,600 для аллелей bPit-1-HinFIA и bPit-1-HinFIB соответственно. В тоже время для белоголовой породы это соотношение практически 1: 1 (0,49 : 0,520). Данные других авторов о частотах этих аллелей у мясных пород отсутствуют.

По данным, полученным при исследовании голштинского и голштинизированного черно-пестрого скота молочного направления частота аллеля bPit-1-HinFIA меньше. При этом авторами показано, что у коров обеих пород наблюдается тенденция к повышению удоя, жирномолочности и белковомолочности в группах с генотипами bPit-1-HinFIBB по сравнению с группами коров с генотипами bPit-1-HinFIAB и bPit-1-HinFIAA [28-29].

Анализ данных таблицы 3 показывает, что у обеих пород редким является аллель bGH-AluIV . Его частота у представителей аулиекольской и белоголовой составляет 0,360 и 0,180 соответственно. Следует отметить, что в популяциях голштинского скота это соотношение варьирует для аллеля bGH-AluIV от 0,07 и 0,25[6,16-17].

Таким образом, можно отметить, что у ауликольской породы частота этого аллеля выше частоты, отмечаемой другими авторами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Необходимость повышения эффективности мясного скотоводства и ускорения темпов селекции приводит к поиску эффективных, научно обоснованных способов раннего прогнозирования продуктивности сельскохозяйственных животных. Использование ДНК-маркеров позволяет оценить генетический потенциал продуктивности на ранних этапах постнатального развития.

Представлены результаты оценки частот аллельных вариантов генов bPit-1, bGH и bGHR у двух пород крупного рогатого скота мясного направления: аумекольской и белоголовой.

Установлены генотипы животных по трем полиморфным генам соматотропинового каскада bPit-1, bGH, bGHR . В выборках обеих пород выявлены полиморфные варианты г bPit-1- HinFIA и bPit-1-HinFIB, bGH-AluIV и bGH-AluIL,bGHR-SsplY и bGHR-SsplF.Характер распределения частот аллелей соответствуют данным других авторов, полученным на других породах.

Исследование ассоциации полиморфных вариантов генов bPit-1, bGH и bGHR с признаками мясной продуктивности рекомендовано для популяций аумекольской и белоголового скота.

Полученные в результате дальнейших исследований данные могут позволить значительно ускорить селекцию и выведение высокопродуктивных пород животных, а также исключить на ранних этапах особей, имеющих генетическую предрасположенность к низкой мясной продуктивности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Parmentier, I. Candidate gene markers associated with somatotropic axis and milk selection/ I. Parmentier//Domest.Anim.Endocrinol/ - 1999. - Vol. 17. № 2 - 3 / - P/139 - 148.

2 Hines, H. Genetic markers for quantitative trait loci in diary cattle / H. Hines // Proc. 4th World Cong. Appl. Livest. Prod. - 1990. - Vol.13. - P.121 - 124.

3 Schernhammer ES, Холли JM, Хантер DJ, Поллак М.Н., Hankinson SE. Инсулиноподобный фактор роста-I, его связывания белков (IGFBP-1 и IGFBP-3), а гормон роста и риска рака молочной железы на здоровье медсестры Study II. Рак Endocr Relat. 2006; 13:5583-592.

4 Futstenberger G, Senn HJ. Инслиноподобный фактор роста и рака. LancetOncol. 2002; 3:298-302.

5 Thomsen, H. The choice of phenotypes for use of marker assisted selection in dairy cattle / H. Thomsen // 8th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production, August 13 - 18. - 2006 / Belo Horizonte M. G. Brasil. - 2006 Vo. 34. - P. 181.

6 Growth hormone gene polymorphism and its association with lactation yield in dairy cattle / R.S. Pawar [et al.] // Indian Journal of Animal Sciences. - 2007. - Vol. 11. - № 9. - P. 884 - 888.

7 Effect of polymorphisms of growth hormone(GH), Pit -1, and Leptin (LEP) genes, cow's age, lactation stage and somatic cell count on milk yield and composition of Polish Black - and - White cows / L. Zwierzchowski [et al.] // Anim. Sci. Pap. Rep. - 2002. - Vol. 20. - №4. - P. 213 - 227.

8 Boichard, D. Implemenntation of marker - assisted selection: practical lessons from dairy cattle / D. Boichard [et al.] // 8th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production, August 13 - 18. - 2006 / Belo Horizonte M. G. Brasil, 2006. - Vol. 34. - P. 186.

9 Белая Е. В. Генотипирование полиморфных вариантов гена гормона роста, ассоциированного с молочной продуктивностью и ДНК- диагностика мутации BLAD в белорусской популяции KPC / Е.В. Белая, М.Е, Михайлова, Н.М. Волчок, Н.А. Камыш // Фактори експеиментфльної еволюцїї органїзмїв :зб. наук. Пр. / Укр.т-во генетиків і селекціонерів ім. М.I.Вавилов; ред. Кол. I.P. Бариляк [та інш.]. - К.: Логос, 2008. - Т. 4. - С. 133 - 138.

10 Михайлова М.Е. Связь HinFI и StuI полиморфных вариантов гена гипофизарного фактора роста-1 (bPit-1) с признаками молочной продуктивности у коров голштинской породы / М.Е. Михайлова, Е.В. Белая, Н.М. Волчок // Материалы Международной научно-практической конференции «Генетика и биотехнология на рубеже тысячелетий» (к 45-летию основания Института генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси). - Минск 25 - 29 октября 2010 г. / редколл. А.В. Кильчевский [идр.]. - Минск, 2010. - С. 109.

11 Rapid communiacation : HinfI polymorphism at the bovine Pit1 locus / J. Wollard [et al.] // J. Anim. Sci. - 1994. -Vol.72. - №12. - P. 3267.

12 Pit - 1 gene polymorphism, milk yield, and conformation traits for Italian Holstein - Friesian bulls / R. Renaville [et al.] // J.Dairy Science. - 1997. - Vol. 80. - №12. - P. 3431 - 3438.

13 Partial genomic structure of the bovine Pit - 1 gene and characterization of a HinfI transition polymorohis in exon 6 / B. Dierkes [et al.] // Anim. Genet. - 1998. -Vol. 29. - №5. - P. 405 - 407.

14 Ge, W. Two SSCP alleles detected in the 5? - flanking region of bovine IGF I gene / W.Ge. , M. E. Davis, H. C. Hines // Anim. Genet. - 1997. - Vol. 28. - № 2. - P. 155.

15 Receptor binding and growth - promoting activity of insulin - like growth factor - I in a bovine mammary epithelial cell line (MAC -T3) / X. Zhao [et al.] // J. Endocrinol. - 1992. - Vol. 134. - №2. - P. 307 - 312.

16 Jiang, H. L. Variants of the 5? - untranslated region of the bovine growth hormone receptor mRNA: isolation, expression and effects on translational efficiency / H. L. Jiang, M.C. Lucy // Gene. - 2001. - Vol. 265. - № 1 - 2. - P. 45 - 53.

17 Jiang, H. Isolation and characterization of a novel promoter for the bovine growth hormone receptor gene / H. Jiang, C.S. Okamura, M.C. Lucy // J. Biol. Chem. - 1999. - Vol. 274. - № 12. - P. 7893 - 7900.

18 Association between gene polymorphism of growth hormone and carcass traits in dairy bulls / R. Grochowska [et al.] // Animal Science. - 2001. - Vol. 72. - № 3. - P. 441 - 447.

19 Maj, A. Molecular evolution of coding and non - coding sequences of the growth hormone receptor (GHR) gene in the family bovidae / A. Maj, L. Zwierzchowski // Folia Biol. (Krakow). - 2006b. - Vol. 54. - № 1 - 2. - P. 31- 36.

20 Markers within the regulatory region of the growth hormone receptor gene and their association with milk - related traits in Holstein / S. E. Aggrey [et al.] // J. Hered. - 1999. - Vol. 90. - № 1. - P. 148 - 151.

21 Single nucleotide polymorphism SNP in the 50 - noncoding region of the bovine growth hormone receptor gene and its association with dairy production traits in Polish Black - and - White cattle / A. Maj [et al.] // Czech Journal of Animal Science. - 2004. - Vol.49. - № 10. P. 419 - 429.