Полиморфизм гена MUC4 и воспроизводительные качества свиней

ЗООТЕХНИЯ И ВЕТЕРИНАРИЯ

УДК 636.4.082.12

ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА MUC4 И ВОСПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ

КАЧЕСТВА СВИНЕЙ

Л.В. Гетманцева, кандидат сельскохозяйственных наук Н.В. Михайлов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Ю. Колосов, кандидат сельскохозяйственных наук А.В. Радюк, студентка

Донской государственный аграрный университет

Целью данной работы является определение взаимосвязи полиморфизма гена МиС4 (DQ848681:g.8227C>G) с воспроизводительными качествами свиней породы ландрас канадский. В результате проведенных исследований у свиноматок было установлено наличие всех трех генотипов СС, CG и GG. Проведенный анализ воспроизводительных качеств показал достоверное превосходство по этим показателям свиноматок генотипа СС над аналогами генотипа GG.

Ключевые слова: свиньи, гены, MUC4, воспроизводительные качества.

В современных условиях одной из стратегически важных задач агропромышленного комплекса является стабилизация и конкурентоспособность животноводческого сектора [2, 5, 14, 6]. В связи с чем, внедрение в производство инновационных методов селекционно-племенной работы, использование генетических ресурсов племенных животных и улучшение воспроизводства стада имеет особое значение [7, 8, 9, 10].

В настоящее время все большую популярность приобретают генетические маркеры, основанные на генах (гены-кандидаты), белковый продукт которых играет значительную роль в формировании или регуляции биохимических и физиологических процессов [11, 12] . Сам ген при этом должен обладать различными аллельными вариантами (полиморфизмом), которые связаны с вариативностью уровня продуктивности [3, 4].

Одним из перспективных генов-кандидатов, который рассматривается в качестве маркера воспроизводительной продуктивности свиней, является ген МиС4 (Муцин 4). Ген МиС4 расположен на 13 свиной хромосоме (SSC13q41) в пределах доверительного интервала ОТЬ, связанного с количеством поросят при рождении и многоплодием [15].

Муцины (МиС) являются высокомолекулярными гликопротеинами и играют важную роль в защите поверхностного эпителия, пролиферации и дифференциации клеток. Нормальное развитие эндометрия является одним из основных факторов для успешной имплантации бластоцистов и наступления беременности у животных. Различные изменения эндометрия, неполноценная секреторная трансформация могут привести к нарушению имплантации и абортам на ранних сроках беременности. Роль МиС4 уже отмечалась у грызунов и свиней во время беременности, хотя его экспрессии варьируется в зависимости от вида. У мышей и крыс экспрессия гена МиС4 в покровном эпителии заметно снижается в течение диэструса и становится незаметной перед адгезией бластоцисты и, наоборот, у свиней МиС4 активируется в матке [16]. Нарушение маточной микросреды может повлиять на жизнеспособность эмбрионов и привести к перинатальной смертности от 20 до 46 % [17]. В связи с тем, что МиС4 локализован в эпителии эндометрия и блокирует доступ различных субстратов к поверхности клетки, Ва!се!к I. с соавторами [18] считают, что МиС4 играет важную роль в

создании оптимальной среды для эмбриональной выживаемости во время беременности, что, соответственно, приводит к повышению многоплодия свиней.

На полиморфизм гена MUC4 в 7 интроне (DQ848681:g.8227C>G) впервые обратили внимание при изучении устойчивости к действию патогенных E.coli K88, вызывающих послеотъемную диарею у поросят [19, 13]. Исследования Peng Q.L. с соавторами не подтвердили однозначной связи полиморфизма гена MUC4 c устойчивостью к действию E.coli K88 и, соответственно, решили, что данный полиморфизм не может выступать в качестве единственного фактора для массового отбора, с целью повышения устойчивости поросят к диарее [20]. Дальнейшие изучения взаимосвязи гена MUC4 с продуктивными качествами свиней показали, что данный полиморфизм может рассматриваться в качестве маркера плодовитости свиней.

Целью данной работы было определение взаимосвязи полиморфизма гена, обусловленного точечной мутацией (SNP) в 7 интроне (DQ848681:g.8227C>G) с воспроизводительными и откормочными качествами свиней породы ландрас канадский.

Исследования выполнялись на свиноматках породы ландрас канадский (ЛК) в ЗАО «Племзавод Юбилейный» Тюменской области. Для проведения ДНК-генотипирования у свиней были отобраны образцы ткани площадью 1 см2 (ушные вы-щипы). Генетический анализ проводился методом ПЦР-ПДРФ (полимеразной цепной реакции - полиморфизм длин рестрикционных фрагментов). ПЦР-ПДРФ анализ фрагмента гена MUC4 длиной 266 п.о. выполняли с использованием эндонуклеазы XbaI. Ре-стрикционные фрагменты разделяли в 3 %-ом агарозном геле. Визуализацию электро-фореграмм проводили на трансиллюминаторе в УФ свете, наличие одного фрагмента длиной 266 п.о. соответствовал генотипу СС, фрагмент длиной 140 и 126 п.о. (визуализируются в геле как один фрагмент) - генотипу GG, два фрагмента длиной 266 и 140+126 п.о. - генотипу CG.

По результатам молекулярно-генетического анализа определяли наличие и частоту аллелей и генотипов. Взаимосвязь между генотипами гена MUC4 и воспроизводительными качествами определяли по количеству поросят при рождении (гол.), количеству живых поросят при рождении (гол.) и массе гнезда при рождении (кг) у свиноматок ЛК (n=84). Все свиноматки содержались в одинаковых условиях и имели как минимум три опороса. Для анализа были взяты данные по первым трем опоросам.

Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам с использованием программного обеспечения MS Excel и STATISTIC A 6.0.

В результате проведенных исследований у свиноматок ЛК было установлено наличие всех трех генотипов CC, CG и GG с частотой 14,3; 28,6; 57,1 % соответственно. Частота аллеля G составила 0,71, аллеля С - 0,29.

Проведенный анализ воспроизводительных качеств (табл.) показал, что свиноматки генотипа СС достоверно превосходили аналогов генотипа GG по количеству поросят при рождении на 0,7 гол. (Р<0,001), количеству живых поросят при рождении на 1,4 гол. (Р<0,001) и массе гнезда при рождении на 1,5 кг (Р<0,001).

Таблица - Воспроизводительные качества свиноматок ЛК _разных генотипов по гену MUC4_

Показатели "енотипы

СС CG GG

Количество поросят при рождении, гол. 13,2±0,18 12,9±0,21 12,5±0,19

Количество живых поросят 12,8±0,27 12,2±0,17 11,4±0,31

при рождении, гол.

Масса гнезда при рождении, кг 17,8±0,31* 17,2±0,23 16,3±0,39

^разность между генотипами CC и GG достоверна при р<0,001

В результате проведенных исследований нами было установлено значительное влияние генотипов по гену MUC4 на воспроизводительные качества свиноматок. Наличие генотипа СС по гену MUC4 связано с повышением плодовитости у свиноматок. В исследованиях, проведенных Банниковой А.Д. [1] на свиньях крупной белой породы и йоркшир в качестве «желательного» по плодовитости также был установлен генотип СС, наличие которого обуславливает повышение количества живых поросят при рождении в среднем на 1,25 гол. Аналогичные результаты были получены Ва1се1к I с соавторами, которыми была выявлена взаимосвязь генотипа СС с повышением плодовитости у межпородных гибридов (Иберийская х Мейшан).

Таким образом, можно заключить, что закрепление гомозиготного генотипа СС по гену MUC4 у свиней ЛК повлечет за собой повышение плодовитости свиноматок и, соответственно, будет способствовать повышению продукции свиноводства.

Библиографический список

1. Банникова, А.Д. Полиморфизм ДНК-маркеров, ассоциированных с воспроизводительными качествами, у свиней пород крупная белая и йоркшир [Текст] : автореф. дис. ... канд. биол. наук / А.Д. Банникова. - Дубровицы, 2012. - 18 с.

2. Василенко, В.Н. Овцеводство Ростовской области: Состояние и тенденции [Текст] / В.Н. Василенко, Ю.А. Колосов // Овцы, козы, шерстное дело. - 2013. - № 2. - С. 25-29.

3. Гетманцева, Л.В. Использование ДНК-маркеров в селекции свиней [Текст] /Л.В. Гет-манцева, Е.А. Карпенко, Д.В. Чекотин// Перспективное свиноводство: теория и практика. -2012. - № 1. - С. 4.

4. Гетманцева, Л.В. Влияние полиморфизма генов МС4Я, IGF2 и РОи^1 на продуктивные качества свиней [Текст] : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / Л.В. Гетманцева. - п. Пер-сиановский, 2012. - 28 с.

5. Колосов, Ю.А. Какие же люди «съели овец»? [Текст] / Ю.А. Колосов, Д.Е. Белов// Овцы, козы, шерстное дело. - 2013. - № 2. - С. 57-60.

6. Колосов, Ю.А. Совершенствование овец сальской породы [Текст] / Ю.А. Колосов, И.В. Засемчук, П.С. Кобыляцкий // Овцы, козы, шерстное дело. - 2012. - №3. - С. 13-15.

7. Колосов, Ю.А. Использование генофонда мериносовых овец отечественной и импортной селекции для совершенствования местных мериносов [Текст] / Ю.А. Колосов // Овцы, козы, шерстное дело. - 2012. - №4. - С. 13-16.

8. Колосов, Мясные качества чистопородных и помесных баранчиков разного происхождения [Текст] / Ю.А. Колосов, Н.В. Широкова // Овцы, козы, шерстное дело. - 2012. - №3. - С. 44-46.

9. Колосов, Ю.А. Некоторые продуктивные качества молодняка помесных овец [Текст] / Ю.А. Колосов, Н.В. Широкова // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. - 2012. - Т.2.- №1. - С 53-56.

10. Колосов, Ю.А. Некоторые общие и частные проблемы отрасли (на примере овцеводства Ростовской области) [Текст]/ Ю.А. Колосов // Овцы, козы, шерстное дело. - 2004. - № 4. - С. 5-7.

11. Максимов, Г.В. Мясная продуктивность товарных гибридов свиней разных генотипов по гену POU1F1 [Текст] / Г.В. Максимов, Л.В. Гетманцева, А.Г. Максимов // Главный зоотехник. - 2012. - № 5. - С. 13-15.

12. Максимов, Г.В. Влияние гена MC4R на мясную продуктивность свиней [Текст] / Г.В. Максимов, Л.В. Гетманцева // Главный зоотехник. - 2011. - № 10. - С. 9-12.

13. Михайлов, Н.В. Причины мертворожденности поросят [Текст] / Н.В. Михайлов, Л.В. Гетманцева // Свиноводство. - 2012. - № 6. - С. 66-67.

14. Рост и мясные качества овец различного происхождения [Текст]/ Ю.А. Колосов, А.С. Дегтярь, Н.В. Широкова, В.В. Совков // Овцы, козы, шерстное дело. - 2013. - №1. - С. 32-33.

15. Noguera, J.L. A bi-dimensional genome scan for prolificacy traits in pigs shows the existence of multiple epistatic QTL/ Noguera J.L, Rodriguez C., Varona L. et al. // BMC Genomics.-2009.- №10.- Р.636.

16. Carraway, K.L. Regulation of sialomucin complex/Muc4 in the female rat reproductive tract/ Carraway K.L., Idris N // Biochem Soc Trans.- 2001.- №29.- Р.162-166.

17. Ross, J.W. Identification of differential gene expression during porcine conceptus rapid trophoblastic elongation and attachment to uterine luminal epithelium / Ross J.W., Ashworth M.D., Stein D R. et al. // Physiol Genomics.- 2009.- № 36.- Р.140-148.

18. Balcells I. Analysis of porcine MUC4 gene as a candidate gene for prolificacy QTL on SSC13 in an Iberian * Meishan F2 population/ Balcells I., Castello A., Mercadé A. et al. // BMC Genetics.- 2011.- № 12.- P.93.

19. J0rgensen C.B. Linkage and comparative mapping of the locus controlling susceptibility towards E. COLI F4ab/ac diarrhoea in pigs/ J0rgensen C.B., Cirera S., Anderson S.I. et al. // Cytoge-net Genome Res.- 2003.- №102(1-4).- P.157-62.

20. Peng Q.L. The g.243a>g mutation in intron 17 of MUC4 is significantly associated with susceptibility/resistance to ETEC F4ab/ac infection in pigs/ Peng Q.L., Ren J., Yan X.M. et al // Anim Genet.- 2007.- № 38.- P397-400.

E-mail: ilonaluba@mail.ru