Статья: Оценка селекционных признаков овец романовской породы в зависимости от полиморфизма гена гормона роста

Оценка селекционных признаков овец романовской породы в зависимости от полиморфизма гена гормона роста

М.В. Абрамов, А.В. Ильина, М.С. Барышева,

Ю.И. Малина, Е.Г. Евдокимов

Аннотация

Изыскание новых маркеров высокой продуктивности овец и внедрение методов оценки и отбора по этим показателям--актуальное направление при разведении российских пород овец. Материалом для исследований послужили результаты оценки экстерьера, живой массы овец романовской породы. Генетические исследования проводили с использованием проб ткани (ушные выщипы). Методом ПЦР-ПДРФ проведена оценка полиморфизма гена гормона роста у овец романовской породы. Оценка полиморфизма гена гормона роста в популяции овец романовской породы показала наличие трех аллельных вариантов АА, АВ и ВВ с частотой встречаемости 0,24, 0,62 и 0,14 соответственно. Статистически значимая разница между показателями живой массы у животных с генотипами GH^AB и GH^AA, GH^AB и GH^BB составляла: при рождении 210 и 140 г (Р > 0,95) и при отъеме 350 и 1260 г (Р > 0,95) соответственно. Фенотипическая изменчивость показателей живой массы была наивысшей при рождении и при отъеме и составила 31,7...32,5 % для всех генотипов. Животные с генотипами GH^AA и GH^AB превосходили своих сверстников с генотипом GH^BB по промерам ширины в маклоках, тазобедренных сочленениях, ширине груди, обхвату груди, следовательно, имели более широкотелый тип. При изучении фенотипических и генетических корреляций промеров экстерьера и живой массы в возрасте 12 месяцев установлена достоверная положительная связь с высотой в холке (r_p = - 0,13*; r_G = - 0,02) и крестце (r_P = - 0,14**; r_G = - 0,03), длиной таза (r_p = - 0,14**; r_G = - 0,02). Полученные новые знания о полиморфизме гена GH и его взаимосвязи с продуктивными признаками овец романовской породы позволят проводить углубленную оценку, целенаправленный отбор и подбор особей с желательными генотипами.

Ключевые слова: маркерная селекция, романовская порода овец, гормон роста, живая масса, экстерьер, фенотипическая изменчивость, генетическая корреляция

Annotation

Breeding characteristics of Romanov sheep depending on polymorphism of growth hormone gene

Marina V. Abramova, Anna V. Ilina, Maria S. Barysheva Julia I. Malina, Evgeniy G. Evdokimov

The search for new markers of high productivity of sheep and the introduction of evaluation and selection methods for these indicators is an urgent direction in breeding of Russian sheep. The material for the research was the results of assessment of exterior, live weight of Romanov sheep. Genetic studies were carried out using tissue samples (ear plucking). Polymorphism of growth hormone gene in Romanov sheep was evaluated by restriction fragment length polymorphism analysis and polymerase chain reaction. Evaluation of polymorphism of growth hormone gene in the population of Romanov sheep showed the presence of three allelic variants --AA, AB and BB, with a frequency of 0.24, 0.63 and 0.14, respectively. The statistically significant difference between the indicators of live weight in animals with genotypes GH^AB and GH“, GH^AB and GH^BB was: at birth 210 g and 140 g (P > 0.95), respectively; at weaning 350 g and 1260 g (P > 0.95), respectively. The phenotypic variability of live weight was the highest at birth and at weaning and amounted to 31.7...32.5 % for all genotypes. Animals with genotypes GH^AA and GH^AB outperformed their peers with genotype GH^BB in dimensions of rump width in tuber coxae, rump width in tuber trochanterica, chest width, chest circumference, and therefore, had a wide body. When studying the phenotypic and genetic correlations of measurements of exterior and live weight at the age of 12 months, a reliable positive relationship was established with height at withers height (r_p = - 0.13*; r_G = - 0.02), rump height (r_p = - 0.14**; r_G = - 0.03), rump length (r_p = - 0.14**; r_G = - 0.02). The new knowledge gained about polymorphism of GH gene and its relationship with productive traits of Romanov sheep will allow for in-depth evaluation, targeted selection and selection of individuals with desirable genotypes.

Keywords: marker associated selection, Romanov sheep breed, growth hormone, live weight, exterior, phenotypic variability, genetic correlation

Введение

Сохранение и рациональное использование генофонда овец является весьма актуальной проблемой развития овцеводства и требует решения множества задач. Одна из них -- использование современных методов селекционно-племенной работы для реализации генетического потенциала продуктивности и племенной ценности овец [1].

Сохранение ценного генофонда романовской породы овец следует вести с применением научно обоснованных методов, позволяющих сохранить ценные свойства породы, такие как высокая плодовитость и полиэстричность. Живая масса является важным селекционным признаком в романовском овцеводстве. От более крупных маток получают многоплодные окоты, более жизнеспособный приплод, а также они имеют большую продолжительность хозяйственного использования. Многолетними исследованиями установлено, что существует высокая положительная фенотипическая и генотипическая зависимость между показателями живой массы и плодовитости у овец романовской породы [2--4].

Современный селекционный процесс предусматривает внедрение генетических приемов. Изучение структуры популяции по генам-маркерам и выявление желательных генотипов и фенотипов--приоритетное направление при изучении особенностей и сохранения генофонда локальных пород [5].

Генетические исследования популяций сельскохозяйственных животных позволяют сделать геномную селекцию более эффективной. Ген гормона роста (GH) относится к числу перспективных маркерных генов, белковый продукт которого играет важную роль в формировании или регуляции биохимических и физиологических процессов в организме овец. Степень проявления предпочтительных аллелей в популяции позволяет оценить генетический потенциал животного, что напрямую определяет экономический успех развития овцеводства [6, 7].

Получение жизнеспособного, полноценного молодняка с высоким генетическим потенциалом во многом зависит от аллельного спектра генов, ассоциированных с хозяйственно-полезными признаками [8--10]. В связи с этим изучение генетической структуры популяций отечественных пород овец по генам-маркерам продуктивных признаков актуально.

Целью исследования являлось изучение полиморфизма гена гормона роста и его влияния на селекционные признаки овец романовской породы популяции Ярославской области.

Материалы и методы исследований

овца порода генофонд продуктивность

Материалом для исследований послужили племенные карточки овец романовской породы в племенных хозяйствах Ярославской области. В обработку вошла информация по овцематкам общей численностью 756 голов. Исследования по полиморфизму генов овец проводились в лаборатории генетики и биотехнологии Ярославского НИИЖК-филиала ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса». Клеточную ДНК из ткани (ушные выщипы) выделяли при помощи набора ДНК-Экстран-2 (ЗАО «Синтол», Москва). Из образцов геномной ДНК при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтезировали ряд фрагментов исследуемых генов. Синтез фрагментов проводился в 15 мкл реакционной смеси, которая включала в себя 100...200 нг клеточной ДНК, по 0,8 пмоль каждого праймера, по 200 нмоль четырех дезоксирибонуклеотидов, а также 1,25 ед. Taq-полимеразы. Концентрация MgCl₂ в конечном растворе составила 0,15 мкМ. Для проведения ПЦР применялась следующая пара праймеров:

F:5'-GGGGAGGCAGGAAGGGATGAA-3',

R:5'-GGCAGATGGGTGGTTGGTCGG-3'.

Размер получаемого фрагмента составлял 536 п.н. Условия проведения реакции были следующими: первоначальная денатурация 95 °С -- 5 мин, далее 32 цикла: денатурация 95 °С--40 с, отжиг 62 °С--40 с, синтез 72 °С -- 1 мин и завершающий синтез 72 °С -- 10 мин.

Полиморфизм гена GH анализировали методом ПДРФ-анализа с использованием эндонуклеазы рестрикции Hae III (ООтСС СС-lGG). Реакцию рестрикции проводили в 15 мкл реакционной смеси, которая содержала 1,5 мкл 10-кратного буфера и 1,5.3 единиц соответствующего фермента с выдержкой 12.16 ч при 37 °С. После чего реакцию останавливали 15-минутным прогреванием в 70 °С.

Анализ результатов амплификации и длин рестрикционных фрагментов проводили в 2 и 4 % агарозном геле соответственно. Для дальнейшей визуализации в гель добавляли бромистый этидий. Проводили электрофорез при 120 В в течение 120 мин. При электрофорезе использовали маркер молекулярного веса ДНК М28 (ООО «СибЭнзайм», Россия). После электрофореза агарозный гель визуализи ровали на трансиллюминаторе Biorad chemidoc и анализировали при помощи программы Image Lab.

Сочетание аллелей определяли по паттернам длин полученных фрагментов в парах нуклеотид: AA -- 296, 202, 110, 100, 94, 68, 49, 24, 22, 8; АВ -- 296, 275, 202, 110, 100, 94, 68, 49, 24, 22, 21, 8; ВВ -- 275, 202, 110, 100, 94, 68, 49, 24, 22, 21, 8.

Частота генотипов и аллелей, значения наблюдаемой (Но) и ожидаемой (Не) гетерозиготности были рассчитаны по стандартным методикам [11]. Оценку живой массы проводили путем взвешивания. Промеры статей экстерьера оценивали по общепринятым методикам. Статистическая обработка проводилась с помощью средств Microsoft Excel.

Результаты исследования и обсуждение

Оценка полиморфизма гена GH в популяции романовских овец показала наличие трех вариантов генотипов АА (0,24), АВ (0,62) и ВВ (0,14), с частотой встречаемости аллелей А и В -- 55 и 45 % соответственно (рис. 1).

Рис. 1 Частота встречаемости генотипов гена гормона роста GH в популяции овец романовской породы Fig. 1 Frequency of occurrence of genotypes of the growth hormone (GH) gene in the population of Romanov sheep

По данному гену популяция находится в равновесии (х² = 7,87; Р > 0,99).

Показатели Ho и He гетерозиготности по исследованным генотипам составили 0,63 и 0,49 соответственно, что говорит о том, что в популяции происходит повышение разнообразия.

Ген гормона роста является одним из важнейших регуляторов соматического роста животных, он вызывает увеличение роста и массы тела у животных. Данный гормон не только активирует биологические процессы, сопровождающиеся увеличением размеров тела, стимуляцией роста скелета, но и координирует и регулирует скорость протекания обменных процессов. Суперэкспрессия гена GH приводит к ускоренному росту и развитию организма животного [6].

Живую массу относят к основным селекционным признакам в романовском овцеводстве. Поэтому глубокое изучение с возможностью внедрения маркерной селекции и, как следствие, более точной оценки генотипа и отбора животных для воспроизводства по этому показателю является важным составляющим критерием при улучшении и сохранении ценного генофонда.

В табл. 1 приведены результаты оценки показателей живой массы овец в различные возрастные периоды в зависимости от генотипа по гену гормона роста.

Таблица 1

Показатели живой массы овец в зависимости от генотипа гена гормона роста

Примечание: *Р > 0,95

Как видно из табл. 1, по живой массе наблюдается превосходство у особей с генотипом GH^AB во все возрастные периоды. При этом достоверная разница по живой массе при отъеме говорит о более интенсивном росте животных в молочный период.

Оценка фенотипической вариабельности признака позволяет установить наличие многообразия фенотипов при отборе желательных особей для дальнейшего воспроизводства. На рис. 2 приведены показатели коэффициента вариации живой массы по возрастным периодам в зависимости от генотипа.

По данным рис. 2 характер изменчивости показателей живой массы овец имеет тенденцию с возрастом снижаться. При этом максимальный показатель коэффициента вариации выявлен у животных при рождении, что обусловлено типом рождения особей. Высокий и средний показатель коэффициента вариации говорит о наличии различных фенотипов в популяции. Это важно для оценки и отбора животных следующих генераций.

Рис. 2 Фенотипическая изменчивость живой массы овец романовской породы

Гармоничное телосложение животного определяет его высокую продуктивность, крепость конституции, здоровье, высокую плодовитость. Животные с хорошо развитым телосложением дольше живут, у них реже бывают трудные окоты. Они способны поедать больше корма, необходимого для обеспечения высокой продуктивности, что позволяет в большей степени реализовать заложенный генетический потенциал [12, 13].

К важным показателям, характеризующим тип конституции и внешние формы животных, которые напрямую связаны с выходом мяса и лучшими воспроизводительными качествами, относятся промеры статей экстерьера (табл. 2).

Таблица 2

Промеры экстерьера овец романовской породы (M±m)