Полиморфизм гена гипофизарного фактора транскрипции (Pit-1) среди мясных пород крупного рогатого скота

УДК 575.17:636.033

Ключевые слова: гипофизарный фактор транскрипции (Pit-1), полиморфизм гена

Key words: pituitary transcription factor (Pit-1), gene polymorphism

Позовникова М. В., Сердюк Г. Н., Погорельский И. А., Карпова Л. В., Кузичева Ю. Ю. ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА ГИПОФИЗАРНОГО ФАКТОРА ТРАНСКРИПЦИИ

среди мясных пород крупного рогатого скота

THE POLYMORPHISM OF PITUITARY TRANSCRIPTION FACTOR GENE (PIT-1) AMONG THE BEEF BREEDS OF CATTLE

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных», лаборатория иммуногенетики

Адрес: 196625, Россия, Санкт-Петербург, Пушкин, Тярлево, Московское ш., 55-А Russian Research Institute of Farm Animal Genetics & Breeding, Federal State Budgetary Scientific Institution,

Laboratory of Immunogenetics Address: 196625, Russia, Saint-Petersburg, Pushkin, Tyarlevo, Moskovskoe sh., 55-A

Позовникова Марина Владимировна, мл. научн. сотрудник

Pozovnikova Marina V., Junior Research Scientist Сердюк Григорий Николаевич, д. б. н., проф., зав. лабораторией Serdjuk Grigoriy N., Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Laboratory Погорельский Иван Андреевич, ст. научн. сотрудник / Pogorelskiy Ivan A., Senior Research Scientist Карпова Лада Валерьевна, ст. научн. сотрудник / Karpova Lada V., Senior Research Scientist Кузичева Юлия Юрьевна, мл. научн. сотрудник / Kuzicheva Juliya Ju., Junior Research Scientist

Аннотация. Изучен полиморфизм генотипов и аллелей гена гипофизарного фактора транскрипции (Pit-1) в поголовье 4 мясных пород крупного рогатого скота: абердин-ангусская, шароле, лимузин, герефорд. Во всех исследованных выборках частота встречаемости аллеля В гена Pit-1 оказалась выше, чем у а аллеля А. У аберлин-ангусской частота встречаемости аллеля В составила 0,51, а аллеля А - 0,49, а в поголовье шароле - 0,58 и 0,42 соответственно. В поголовье породы герефорд частота встречаемости аллеля В превысила частоту встречаемости аллеля А в 4 раза (0,80 против 0,20), а в выборке породы герефорд - 0,83 против 0,17. В поголовье абердин-ангус-ской породы и шароле большая часть животных оказались носителями генотипа АВ (частота встречаемости 0,49 и 0,53), а среди животных породы лимузин и герефорд самым распространенным оказался генотип ВВ (частота встречаемости 0,59 и 0,65). Проведенный статистический анализ показал, что фактическое распределения генотипов соответствует ожидаемому и генное равновесие 4 популяций не нарушено.

Summary. The study of occurrence frequency of genotypes and alleles of a pituitary transcription factor gene (Pit-1) was performed in a livestock of 4 meat breeds of cattle: Aberdeen-Angus, Sharola, Limousine and Hereford. In all studied selections occurrence frequency of B allele has appeared above, than the A allele. The occurrence frequency of the B allele in Aberdeen-Angus cattle is 0,51 and the A allele had frequency of 0,49; and in a livestock of Sharola - 0,58 and 0,42 respectively. In a Hereford livestock the occurrence frequency of the B allele has exceeded the occurrence frequency of the A allele by 4 times (0,80 against 0,20), and in breed selection of a Hereford - 0,83 against 0,17. In a livestock of Aberdeen-Angus breed and Sharola the most of animals have the AB genotypes (frequency of occurrence 0,49 and 0,53); among the animals of Limousine and the Hereford breeds the most of animals have the BB genotype (frequency of occurrence is 0,59 and 0,65). The statistical analysis has shown that actual distributions of genotypes corresponds the expected, and gene balance of 4 populations isn't broken.

Введение

Селекция по ДНК-маркерам дает возможность проводить оценку потенциала животных в раннем возрасте, при этом накапливать в стаде желательные генотипы генов, связанных с хозяйственно-полезными признаками и исключать животных с вредными, рецессивными мутациями. Одним из методов оценки генотипов животных является выявление однонуклеотидных замен ^КР)

в генах, связанных с продуктивными признаками животных. Проведение сравнительной генетической характеристики разных пород скота можно осуществлять с использованием локус-специфических маркеров, ассоциированных с формированием молочной и мясной продуктивности [1, с.64].

Ген гипофизарного фактора транскрипции (Рк-1) активирует транскрипцию гена пролактина (PRL), соматотропина ^Н),

рецептора соматотропин-рилизинг гормона ^НЯН), бета-субъединицы тиреотропно-го гормона (ТНЯВ) и самого гена РОи^1 в передней доле гипофиза, а также оказывает влияние на пролиферацию и дифференциацию клеток гипофиза, секретирую-щих эти гормоны [2 с.142; 4, с.25; 5 с. 140]. Ген КЫ у крупного рогатого скота расположен в центромерной зоне первой хромосомы. В шестом экзоне определена точечная мутация А^О, которая идентифицируется эндонуклеазой НтА [3, с. 45].

Целью данного исследования было оценить частоты аллелей и генотипов гена РИ;-1 среди четырех пород крупного рогатого скота мясного типа (абердин-ангусская, шароле, лимузин и герефорд) с целью дальнейшего поиска связей его генотипов с хозяйственно-полезными признаками.

Материалы и методы

Работа выполнялась на случайных выборках животных: 295 голов абердин-ангусской породы ООО «Астрилово» (Новгородская область); 27 голов породы лимузин, 19 голов породы шароле ООО «Молочная фабрика» (г. Калининград); 20 голов породы герефорд ООО «Псковский герефорд» (Псковская область). Забор крови проводили из яремной вены в пробирки с 100 мМ ЭДТА до конечной концентрации 10 мМ. Выделение ДНК из крови проводили с использованием комплекта реагентов для выделения геномной ДНК из цельной крови «ДНК-Экстран-1» (ЗАО «Синтол», Россия). Анализ генотипов проводили методами ПЦР-ПДРФ в соответствии с условиями, изложенными в таблице 1. ПЦР осуществляли на программируемом термоциклере «Терцик» (Россия). Для разделения фрагментов ДНК использовали горизонтальный электрофорез при 10 В/см в 1ХТВЕ буфере на 2,0 % агарозной пласти-

500 400 ВВ АА ВВ AB AB АА АА ВВ AB AB ВВ ВВ AB

«в е*

300

200 • • * ж - г В в **

Рис.1. Электрофореграмма фрагментов рестрикции гена Pit-1.

не, содержащей 0,1 мкг/мл этидия бромида. В качестве маркера молекулярных масс использовали стандартный набор Thermo Scientific GeneRuler Ultra Low Range DNA Ladder (Lithuania). Фиксация и обработка результатов выполнялась с помощью видеосистемы Gel Imager 2 (ООО Компания «Хели-кон», Россия) и программы Gel Imager (Ru).

На рисунке 1 представлена картина распределения фрагментов ДНК после проведения рестрикции и электрофореза.

Частоту встречаемости генотипов рассчитывали по формуле:

Р = n / N,

где Р - частота определенного генотипа;

n - количество животных, имеющих определенный генотип;

N - общее число животных.

Частоту отдельных аллелей определяли по формуле Е. К. Меркурьевой (1977): РА = (2nAA + nAB) / 2N, QB = (2nBB + nAB) / 2N,

где РA - частота аллеля А;

QB - частота аллеля В.

По закону Харди - Вайнберга рассчитывали ожидаемые результаты частот генотипов в исследуемых выборках животных. Сравнение наблюдаемых частот аллелей с теоретически ожидаемыми значениями проводили по критерию х2 Пирсона.

Для статистической обработки данных использовали программу MS Excel, AtteStat.

Результаты исследований

В таблице 2 представлены частоты аллелей и генотипов гена Pit-1 среди четырех по-

Таблица 1.

Условия проведения ПЦР и ПДРФ-анализа

Праймеры t отжига праймеров Ампли-фикат Рестриктаза Генотипы и соответствующие длины рестрикционных фрагментов

F: 5'aaa-cca-tca-tct-ccc-tte-tt-3' R: 5'aat-gta-caa-tgt-ctt-ctg-ag-3' (ЗАО «Евроген», Россия) 56 °С 451 п. н. FastDigets Hinf1 (Lithuania). 37 °С 15 мин. Pit1/Hinf1AA 451 п. н. Pit1/Hinf1AB 451, 244 + 207 п. н. Pit1/Hinf1BB 244 и 207 п. н.

Таблица 2.

Частота встречаемости аллелей и генотипов гена Pit-1 у крупного рогатого скота абердин-ангусской породы, породы шароле, лимузин и герефорд

Порода Число голов, n Данные Частоты генотипов Х2 Уровень достоверности Частоты аллелей

АА АВ ВВ А В

Абердин-ангусская 295 ф 0,24 0,49 0,27 0,21 p > 0,05 0,49 0,51

о 0,24 0,50 0,26

Шароле 19 ф 0,15 0,53 0,32 0,35 p > 0,05 0,42 0,58

о 0,18 0,49 0,33

Лимузин 27 ф 0 0,41 0,59 1,45 p > 0,05 0,20 0,80

о 0,04 0,32 0,64

Герефорд 20 ф 0 0,35 0,65 1,87 p > 0,05 0,17 0,83

о 0,03 0,28 0,69

Примечание: ф - фактические данные; о - ожидаемые данные.

род крупного рогатого скота мясного типа, полученные в результате проведенных исследований.

Обсуждение результатов

Во всех исследованных популяциях крупного рогатого скота преобладает аллель В. В выборке животных абердин-ангусской породы наибольшая частота генотипов представлена гетерозиготами АВ - 0,49, при этом частота аллеля А составила 0,49, а аллеля В - 0,51. Фактическое распределение частот генотипов соответствует теоретически ожидаемому (%2 = 0,21; р > 0,05).

В выборке животных породы шароле также преобладают гетерозиготы (частота -0,53). Частота аллеля А и В составила 0,42 и 0,58 соответственно, фактическое распределение частот аллелей соответствует теоретически ожидаемому (X = 0,35; р > 0,05).

Животные породы лимузин представлены большим количеством гомозигот ВВ (частота генотипа ВВ - 0,59). Животные с генотипом АА не были выявлены в данной выборке. При этом частота аллеля А составила 0,20, а аллеля В - 0,80. Показатель вариабельности %2 = 1,45, что говорит о том, что генное равновесие в данной выборке животных не нарушено (р > 0,05).

Среди животных породы герефорд не выявлено носителей генотипа АА. Наблюдается преобладание особей с генотипом ВВ - частота 0,65, при этом частота аллеля А составила 0,17, а аллеля В - 0,83. Показатель вари-

абельности х2 = 1,87, уровень достоверности р > 0,05.

Выводы

Установлен полиморфизм по гену Pit-1 в популяциях мясных пород крупного рогатого скота: абердин-ангусская, лимузин, шароле и герефорд. Выявлено преобладание аллеля В, что указывает на возможность влияния этого аллеля на хозяйственно-полезные признаки животных. Для выяснения этого вопроса необходимо проведение дальнейших исследований по изучению связей генотипов данного гена с продуктивными признаками животных.

Список литературы

1. Сулимова, Г. Е. Оценка генетического потенциала отечественного скота по признакам высокого качества мяса на основе ДНК-маркерных систем [Текст] / Г. Е. Сулимова, А. А. Федюнин, Е. А. Климов, Ю. А. Столповский // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2011. - № 1. - С. 62-64.

2. Carsai, T. C. The Polimorphism of Pituitary Factor 1 (POU1F1) in Cattle [Текст] / T. C. Carsai, V. A. Balteanu, V. Cosier // Anim. Sci. Biotech. - 2012. - N 45 (1). - P. 142-146.

3. Moody, D. E. Restriction fragment length polymorphism in amplification products of the bovine PIT1 gene assignment of PIT1 to bovine chromosome 1 [Текст] / D. E. Moody, D. Pomp, W. Barendse // Anim. Gen. - N 26. -P. 45-47.

4. Ozdemir, M. Determination of Pit-1/Hinf1 Polimorphism in Holstein and Native Ear cattle raised as genetic resource in Turkey [Текст] / M. Ozdemir // The J. Anim. and Plant Sciences. - 2012. - N 22 (1). - P. 25-28.

5. Parmentier, I. Candidate gene markers associated with somatotropic axis and milk selection [Текст] / I. Parmentier, D. Portetelle, N. Gengler et al. // Domest. Anim. Endocrinol. - 1999. - V. 17. - N 2-3. - Р. 139-148.