Анализ полиморфизма генов CAPN1, GH и tg5 у помесного молодняка при скрещивании калмыцкого скота и красных ангусов

28 Разведение, селекция, генетика

УДК 636.082:591.11

Анализ полиморфизма генов CAPN1, GH и TG5 у помесного молодняка при скрещивании калмыцкого скота и красных ангусов

Ф.Г. Каюмов1, И.М. Дунин2, М.И. Селионова3, Н.П. Герасимов1, В.Э. Баринов4,

Р.Ф. Третьякова1

1ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологийРоссийской академии наук»

2 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела»

3 Всероссийский научно-исследовательский институт овцеводства и козоводства-филиал ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр»

4 ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова»

Аннотация. Использование генетических маркеров в мясном скотоводстве обеспечит увеличение эффективности селекционно-племенной работы за счёт повышения точности оценки генетического потенциала продуктивности и сокращения генерационного интервала. Целью исследования являлось изучение полиморфизма генов САРШ, GH и TG5 у молодняка создаваемого типа на основе объединения генотипов калмыцкого скота и красных ангусов американской селекции. Подопытное поголовье бычков и тёлок содержалось в условиях ООО «Агрофирма «Адучи» Республики Калмыкия. Наибольшее поголовье тестируемых животных являлись носителями гомозиготного генотипа GG локуса гена кальпаина - 73,9 %, что значительно превышало количество особей с СС-вариантом (на 67,4 %) и гетерозиготный молодняк (на 54,3 %). Оценка дифференциации животных создаваемого стада по гену гормона роста ^Н) показала низкое распространение животных с желательным генотипом УУ (0,022). В целом по стаду встречаемость L-аллели в локусе гена гормона роста преобладала над У-вариантом на 52,2 %. Частота встречаемости желательного гена локуса TG5TT в среднем по молодняку составила всего 6,5 %, что ниже на 52,2 % альтернативного варианта СС. Однако наличие 34,8 % носителей гетерозиготного генотипа даёт возможность проводить селекцию создаваемого стада. Проведённые исследования позволили оценить генетическую структуру создаваемого высокопродуктивного типа мясного скота на основе взаимодействия наследственности калмыцкого скота и породы красный ангус американской селекции. Определены кандидаты в родоначальники генеалогических линий на основе желательных генотипов. Их интенсивное использование в воспроизводстве стада позволит увеличить частоту встречаемости желательных генотипов по маркерам, ассоциированным с мясной продуктивностью и качеством говядины.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, бычки, тёлки, калмыцкая порода, красный ангус, помеси, генотип, аллель, маркер.

Введение.

Селекционно-племенная работа с мясными породами скота в последнее время получила дополнительный импульс в связи с современными достижениями генетики и биотехнологии. При этом молекулярно-генетические методы ускоренно развиваются, создавая всё более благоприятные условия для селекционеров-практиков [1, 2]. Так, идентифицировано большинство генов-маркеров, ассоциированных с количественными и качественными показателями мясной продуктивности. Внедрение масштабного генотипирования отечественного поголовья мясного скота позволит корректировать традиционную оценку племенных качеств животных, а также прогнозировать потенциал продуктивности на более ранних стадиях развития ремонтного молодняка [3, 4]. Таким образом, использование генетических маркеров в мясном скотоводстве обеспечит увеличение эффективности селекционно-племенной работы за счёт повышения точности оценки генетического потенциала продуктивности и сокращения генерационного интервала.

Разведение, селекция, генетика 29

К настоящему моменту отечественной и зарубежной наукой и практикой генотипировано большинство пород мясного скота по множеству ДНК-маркеров [5-9]. Однако работа по изучению генетической структуры создаваемого высокопродуктивного стада на основе объединения генотипов калмыцкого скота и красных ангусов американской селекции проводится нами впервые.

Цель исследования.

Изучение полиморфизма генов CAPN1, GH и TG5 у молодняка создаваемого типа на основе объединения генотипов калмыцкого скота и красных ангусов американской селекции.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования. Помесные (F2) бычки и тёлки, полученные в результате скрещивания калмыцких коров и быков-производителей породы красный ангус американской селекции.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями Russian Regulations, 1987 (Order No.755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1996)». При выполнении исследований были предприняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества используемых образцов.

Схема эксперимента. Подопытное поголовье бычков (n=16) и тёлок (n=30) находилось в условиях ООО «Агрофирма «Адучи» Целинного района Республики Калмыкия. Для генотипиро-вания по маркерам CAPN 1 (кальпаин), TG 5 (тиреоглобулин), GH (соматотропин) у молодняка отбирали пробы крови из ярёмной вены. Цельную кровь вносили в пробирки с 600 мкл этилендиа-минтетрауксусной кислоты (ЭДТА) до получения объёма 10 мл.

Генотипирование проводилось на основе ДНК, выделенной из крови с использованием реагентов «DIAtomtm DNA Prep» (IsoGeneLab, Москва, Россия) в лаборатории иммуногенетики и ДНК-технологий ФГБНУ ВНИИОК. Для проведения ПЦР применяли наборы «GenePakPCRCore» (IsoGeneLab, Москва, Россия).

Для оценки полиморфизма генов соматотрапина (GH) и тиреоглобулина (TG5) проводили генотипирование методом ПЦР-ПДРФ на программируемом термоциклере «Терцик» («ДНК-технология», Россия). Для амплификации участков использовали праймеры (табл. 1):

Таблица 1. Праймеры для амплификации генов GH и TG5

Ген-маркер Последовательность праймера Размер амплифицированного фрагмента

GH TG5 F: 5' -gct-gct-cct-gag-ggc-cct-tcg-3' R: 5'-gcg-gcg-gca-ctt-cat-gac-cct-3' 223 F: 5' -ggg-gat-gac-tac-gag-tat-gac-tg-3' R: 5'-gtg-aaa-atc-ttc-tgg-agg-ctg-ta-3' 548

ПЦР-программа: 1) для гена GH: «горячий старт» 5 мин при +95 °С; 35 циклов: денатурация -45 с при +94 °С, отжиг - 45 с при +65 °С, синтез - 45 с при +72 °С; достройка - 7 мин при +72 °С;

2) для гена TG5: «горячий старт» - 4 мин при +94 °С; 35 циклов: денатурация - 60 с при +94 °С, отжиг - 60 с при +62 °С, синтез - 60 с при +72 °С; достройка - 4 мин при +72 °С.

Для рестрикции амплифицированных участков генов использовали эндонуклеазы: GH-AluI, TG5-BstX2I. Расщепление продуктов проводили при +37 °С, генотипы идентифицировали методом гель-электрофорез с визуализацией под УФ-светом. Идентификация продуктов для гена сомато-тропина: GHVV - 223 п. н.; GHLV - 223, 171, 52 п. н.; GHLL - 171, 52 п. н. Для гена тиреоглобулина: TG5TT - 473, 75 п. н.; TG5СT - 473, 295, 178, 75 п. н.; TG5СС - 295, 178, 75 п. н.

Полиморфизм гена САРШ диагностировали на анализаторе нуклеиновых кислот АНК-32, используя набор реагентов «САРШ-Детект», который предназначен для выявления бинарной SNP-мутации C316G в пробах ДНК методом ПЦР в реальном времени с использованием аллель-специфичных зондов (ООО «Синтол», Россия).

30 Разведение, селекция, генетика

Программа амплификации гена кальпаина: 1 ступень - 200 с при +95 °С - 1 цикл; 2 ступень - 50 с при +62 °С - 50 циклов; 3 ступень - 20 с при +95 °С - 50 циклов.

Оборудование и технические средства. Пробирки с ЭДТА (10 мл); набор реагентов «DIAtomtm DNA Prep» (IsoGeneLab, Москва, Россия) для выделения ДНК из крови; набор GenePaktm PCR Core (IsoGene Lab, Москва, Россия) для проведения ПЦР; термоциклер «Терцик» («ДНК-технология», Россия); анализатор нуклеиновых кислот АНК-32; набор реагентов «CAPN1-Детект»; аллель-специфичные зонды (ООО «Синтол», Россия).

Статистическая обработка. При обработке экспериментальных данных использовали офисный программный комплекс «Microsoft Office» с применением программы «Excel» («Microsoft», США) с обработкой данных в «Statistica 6.0» («Stat Soft Inc.», США).

Частоту встречаемости генотипов определяли по формуле:

p=n/N,

где p - частота генотипа, n - количество особей, имеющих определённый генотип, N - число особей.

Частоту встречаемости аллелей определяли по формуле:

PA=(2nAA+nAB)-2N, qß=(2nBB+nAB)-2N,

где Pa - частота аллеля А, qB - частота аллеля В, N - общее число аллелей.

По закону Харди-Вайнберга рассчитывали ожидаемые частоты генотипов в исследуемой популяции.

Оценку избытка гетерозигот (коэффициент Селендера) рассчитывали:

Нв — Нв

J = —-- ,

Нв

где Ho и He - наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность.

Эффективное число аллелей рассчитывали:

N = _L_

Соответствие наблюдаемых и ожидаемых генотипов проверяли методом хи-квадрат (%2).

Результаты исследования.

Генетическая характеристика создаваемого высокопродуктивного стада протестирована по 3 ДНК-маркерам, сопряжённым с мясной продуктивностью (нежностью и мраморностью говядины, интенсивностью роста). При этом установлено неодинаковое соотношение генотипов в разрезе половозрастной группы (табл. 2). Так, по гену-маркеру кальпаина частота желательного генотипа СС варьировала в пределах от 0,03 до 0,12, при максимальной концентрации в группе бычков. Гомозиготный GG вариант гена CAPN1 отличался гораздо большей встречаемостью на уровне 0,69-0,77 преимущественно у тёлок.

В среднем наибольшее поголовье тестируемых животных являлись носителями гомозиготного генотипа GG локуса гена кальпаина - 73,9 %, что значительно превышало количество особей с СС-вариантом (на 67,4 %) и гетерозиготный молодняк (на 54,3 %).

Наиболее желательная для производства нежной говядины C-аллель гена CAPN1 с большей частотой встречалась в выборке бычков - 0,22. У тёлок концентрация изучаемой аллели была на 9 % ниже. Максимальная встречаемость в локусе кальпаина установлена по G-аллели.

Оценка дифференциации животных создаваемого стада по гену гормона роста (GH) показала низкое распространение животных с желательным генотипом VV. При этом в группе тёлок данный вариант отсутствовал. В то время как среди бычков частота встречаемости генотипа VV составляла 0,06. Однако следует отметить наличие довольно значительного поголовья гетерозиготных животных, которое варьировало в пределах 37-56 %. В среднем по исследуемому стаду гетерозиготный вариант гена гормона роста встречался у 43,5 % особей. Существенные различия выявлены по концентрации LL-генотипа в разрезе половой группы. Так, превосходство тёлок-носителей относительно бычков достигало 25 %.

Разведение, селекция, генетика 31

Таблица 2. Генетическая характеристика помесного молодняка калмыцкая*абердин-ангусская 2-го поколения

Ген-маркер Группа Частота встречаемости генотипа Частота встречаемости аллеля х2

САРШ СС CG GG С G Бычки (п=16) 0,12 0,19 0,69 0,22 0,78 3,27 Тёлки (п=30) 0,03 0,20 0,77 0,13 0,87 0,564 Итого (п=46) 0,065 0,196 0,739 0.163 0.837 3,592

GH VV LV LL V L Бычки (п=16) 0,06 0,56 0,38 0,34 0,66 0,99 Тёлки (п=30) 0 0,37 0,63 0,18 0,82 1,549 Итого (п=46) 0,022 0,435 0,543 0,239 0,761 1,737

TG5 ТТ СТ СС Т С Бычки (п= 16) 0,06 0,38 0,56 0,25 0,75 0,000072 Тёлки (п=30) 0,07 0,33 0,60 0,23 0,77 0,144 Итого (п=46) 0,065 0,348 0,587 0,239 0,761 0,0926

Частота встречаемости аллелей в локусе гена GH также определялась половой принадлежностью молодняка создаваемого стада. Наиболее желательным для селекционных целей аллельным соотношением отличалась группа бычков. Так, концентрация носителей У-аллеля у них была выше по сравнению со сверстницами на 16 %. Однако следует отметить, что в целом по стаду встречаемость L-аллеля в локусе гена гормона роста преобладала над У-вариантом на 52,2 %.

В отличие от ДНК-маркеров САРШ и GH соотношение генотипов по гену тиреоглобулина (TG5) в разрезе половых групп было на одном уровне. Частота встречаемости желательного гена локуса TG5TT в среднем по молодняку составила всего 6,5 %, что ниже на 52,2 % альтернативного варианта СС. Однако наличие 34,8 % носителей гетерозиготного генотипа даёт возможность проводить селекцию создаваемого стада.

В целом генофонд перспективного типа мясного скота насыщен С-аллелем в локусе гена тиреоглобулина. Частота встречаемости Т-аллеля составляла минимальную долю - 0,239.

В отношении показателей ожидаемой гетерозиготности (Не) в изученных ДНК-маркерах мясной продуктивности отмечаются некоторые особенности (табл. 3). Так, генное равновесие сохраняется только по гену тиреоглобулина, о чём свидетельствует соотношение наблюдаемых генотипов и теоретически ожидаемых в соответствии с законом Харди-Вайнберга.

Таблица 3. Характеристика полиморфизма генов-маркеров САРШ, GH, TG5 у молодняка калмыцкая*абердин-ангусская 2-го поколения

Ген-маркер Ожидаемая гетерозиготность

бычки тёлки среднее бычки тёлки среднее бычки тёлки среднее

САРШ GH TG5 0,343 0,226 0,273 1,523 1,292 1,375 -0,446 -0,116 -0,282 0,449 0,295 0,364 1,814 1,419 1,572 0,248 0,253 0,196 0,375 0,354 0,364 1,600 1,548 1,572 0,013 -0,068 -0,043

Исследованиями установлено некоторое отклонение от равновесного распределения частот генотипов по локусу кальпаина по всем половозрастным группам. Однако достоверное нарушение генного равновесия отмечается в группе бычков (%2=3,27) и в целом по выборке (%2=3,592). В локу-се гена гормона роста рассчитанные отклонения наблюдаемых частот генотипов и теоретически ожидаемых не достигали достоверного уровня значимости.

Для более детальной оценки нарушений в равновесном распределении был изучен коэффициент Селендера, характеризующий соотношение наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности.

32 Разведение, селекция, генетика

Так, значительный дефицит гетерозигот отмечался в локусе гена САРШ, составляющий в зависимости от пола животных 0,116-0,446, при максимуме в группе бычков. В среднем по этому маркеру недостаток гетерогенности составлял 0,282. Избыточная частота гетерозигот установлена в гене гормона роста, которая в среднем достигала 0,196.

В ходе генотипирования ремонтных бычков выявлены носители (п=4) перспективных генотипов. Так, бычки с индивидуальными номерами 2845 и 3058 имеют гомозиготный генотип (желательный СС) по маркеру САРШ и гетерозиготные - по маркерам GH и TG5. Кроме того, бычок № 4246 является гомозиготным носителем (желательного ТТ) маркера TG5 и гетерозиготным - по GH, а бычок № 2849 - гомозиготным (УУ) по гену GH и гетерозиготным по гену САРШ. При организации заказного подбора при условии интенсивного использования ремонтных бычков повышается вероятность увеличения частоты встречаемости желательных аллелей изучаемых ДНК-маркеров в создаваемой популяции мясного скота.

Обсуждение полученных результатов.

В последнее время селекция, основанная на генетических маркерах хозяйственно-полезных признаков, широко внедряется в мясное скотоводство. Генотипированы животные большинства мясных пород в стадах разных регионов страны [10-13]. Однако наши исследования впервые затрагивают вопрос полиморфизма генов-маркеров мясной продуктивности (САРШ, GH, TG5) в помесном стаде, созданном на основе объединения генотипов отечественного калмыцкого скота и красных ангусов американской селекции.

При генотипировании создаваемого высокопродуктивного стада по генам-маркерам сома-тотропина ^Н) и тиреоглобулина (TG5) нами установлена сравнительно невысокая частота встречаемости «желательных» аллелей У и Т (0,239). В свою очередь в исследованиях полиморфизма гена TG5 у калмыцкой и абердин-ангусской пород концентрация аллельного варианта Т составляла 0,295 и 0,136 [14]. Таким образом, взаимодействие генотипов при межпородном скрещивании привело к образованию промежуточного варианта, приближающегося по частоте желательного аллеля маркера TG5 к улучшаемой калмыцкой породе. Аналогичная тенденция отмечается в наследовании гена GH у помесей от родительских пород. Так, у калмыцких и ангусских животных встречаемость аллеля У составляла 0,079 и 0,259 соответственно [15]. Генотипирование помесного поголовья молодняка выявило промежуточную концентрацию (0,239) в локусе гена гормона роста.

Выводы.

Проведённые исследования позволили оценить генетическую структуру создаваемого высокопродуктивного типа мясного скота на основе взаимодействия наследственности калмыцкого скота и породы красный ангус американской селекции. Определены кандидаты в родоначальники генеалогических линий на основе желательных генотипов. Их интенсивное использование в воспроизводстве стада позволит увеличить частоту встречаемости желательных генотипов по маркерам, ассоциированным с мясной продуктивностью и качеством говядины.

Исследования выполнены в соответствии с планом НИР на 2018-2020 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН

Литература

1. Молекулярно-генетические маркеры в селекционной работе с разными видами сельскохозяйственных животных / М.И. Селионова, Е.А. Гладырь, Т.И. Антоненко, С.С. Бурылова // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 2(6). С. 30-35.

2. Особенности полиморфизма генов гормона роста ^Н), кальпаина (CAPN 1) быков-производителей мясных пород / М.И. Селионова, Л.Н. Чижова, М.П. Дубовскова, Е.С. Суржикова, Л.В. Кононова, Г.Н. Шарко // Вестник мясного скотоводства. 2017. № 2(98). С. 65-72.

Разведение, селекция, генетика 33

3. Полиморфизм по генам соматотропина, пролактина, лептина, тиреоглобулина быков-производителей / С.В. Тюлькин, Т.М. Ахметов, Э.Ф. Валиуллина, Р.Р. Вафин // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т. 16. № 4/2. С. 1008-1011.

4. Использование метода ПЦР для генотипирования крупного рогатого скота по гену CAPN 1 с использованием генетических маркеров / Д.Б. Косян, Е.А. Русакова, О.В. Кван, Л.Г. Сурундаева, Л.А. Маевская // Вестник Оренбургского государственного университета. 2012. № 6(142). С. 26-30.

5. The association of CAPN1, CAST, SCD, and FASN polymorphisms with beef quality traits in commercial crossbred cattle in the Czech Republic / K. Kaplanova, A. Dufek, E. Drackova, J. Simeonova, J. Subrt // Czech Journal of Animal Science. 2013. V. 58. P. 489-496.

6. Effects of calpastatin and micro-calpain markers in beef cattle on tenderness traits / E. Casas, S.N. White, T.L. Wheeler, S.D. Shackelford, M. Koohmaraie, D.G. Riley, C.C. Jr. Chase, D.D. Johnson, T.P.L. Smith // Journal of Animal Science. 2006. 84. P. 520-525.

7. Jennifer L.G., Stephen C.B., McCorquodale C. Association of selected SNP with carcass and taste panel assessed meat quality traits in a commercial population of Aberdeen Angus-sired of cattle // Genetic Selection Evolution. 2009. 14. P. 36.

8. Evaluation of single-nucleotide polymorphisms in CAPN1 for association with meat tenderness in cattle / B.T. Page, E. Casas, M.P. Heaton, N.G. Cullen, D.L. Hyndman, C.A. Morris, A.M. Crawford, T.L. Wheeler, M. Koohmaraie, J.W. Keele, M.E. Dikeman, T.P.L. Smith // Journal of Animal Science. 2002. 80(12). P. 3077-3085.

9. Validation of commercial DNA tests for quantitative beef quality traits / A.L. Van Eenennaam, J. Li, R.M. Thallman, R.L. Quaas, M.E. Dikeman, C.A. Gill, D.E. Franke, M.G. Thomas // Journal of Animal Science. 2007. 85. P. 891-900.

10. Молекулярно-генетический анализ популяционной структуры генофондных пород крупного рогатого скота / В.П. Терлецкий, В.И. Тыщенко, Л.Г. Сурундаева, Н.П. Адаев, Р.Х. Гай-рабеков, Е.С. Усенбеков // Молочное и мясное скотоводство. 2014. № 6. С. 5-7.

11. Полиморфизм генов bGH, RORC и DGAT1 у мясных пород крупного рогатого скота России / И.Ф. Горлов, А.А. Федюнин, Д.А. Ранделин, Г.Е. Сулимова // Генетика. 2014. Т. 50. № 12. С. 1448-1454.

12. Характеристика генофондов российских мясных пород крупного рогатого скота с использованием межмикросателлитного анализа ДНК (ISSR-анализ) / Г.Е. Сулимова, В.Н. Воронко-ва, А.В. Перчун, И.Ф. Горлов, А.В. Ранделин, М.И. Сложенкина, Е.Ю. Злобина // Генетика. 2016. Т. 52. № 9. С. 1081-1088.

13. Характеристика аллелофонда крупного рогатого скота некоторых мясных пород, разводимых на территории Южного Урала и Западной Сибири / Е.А. Гладырь, Н.А. Зиновьева, Д.Б. Косян, В.В. Волкова, Г.М. Гончаренко, В.А. Солошенко, А.П. Карпов, Л.К. Эрнст, Г. Брем // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 3. С. 61-63.

14. Сурундаева Л.Г. Аллельный полиморфизм гена тиреоглобулина у крупного рогатого скота мясных пород // Вестник мясного скотоводства. 2016. № 3(95). С. 47-53.

15. Сурундаева Л.Г. Сравнительный анализ генетической структуры популяций крупного рогатого скота мясных пород по полиморфным вариантам генов гормонов соматотропина и тирео-глобулина // Вестник мясного скотоводства. 2016. № 3(95). С. 47-53.

Каюмов Фоат Галимович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, руководитель научного направления, заведующий лабораторией новых пород и типов мясного скота ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-76, сот.: 8-987-341-75-80, е-mail: nazkalms@mail.ru

34 Разведение, селекция, генетика

Дунин Иван Михайлович, доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, директор ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела», 141212, Московская область, Пушкинский район, п. Лесные Поляны, ул. Ленина, тел.: 8(495)515-95-57, e-mail: vniiplem@mail.ru

Селионова Марина Ивановна, доктор биологических наук, профессор РАН, директор Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства-филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», 355017, г. Ставрополь, переулок Зоотехнический, 15, тел.: (8652)37-10-39, e-mail: priemnaya@vniiok.ru

Герасимов Николай Павлович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела разведения мясного скота ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-41, e-mail: nick.gerasimov@rambler.ru

Третьякова Рузия Фоатовна, специалист отдела разведения мясного скота ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8-912-358-96-17, e-mail: kserev_1976@mail.ru

Баринов Василий Эрдниевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры аграрных технологий и переработки сельскохозяйственной продукции, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова», 358011, Республика Калмыкия, г. Элиста, 5 микрорайон, учебный корпус № 4, тел.: 8(84722)3-90-37, е-mail: kafedraTehnolod@yandex.ru

Поступила в редакцию 9 ноября 2018 года

UDC 636.082:591.11

Kayumov Foat Galimovich1, Dunin Ivan Mikhaylovich2, Selionova Marina Ivanovna3, Gerasimov Nikolai Pavlovich1, Tretyakova Ruzia Foatovna1, Barinov Vasily Erdnievich4

1FSBSI «Federal Research Center for Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences», e-mail: nazkalms@mail.ru

2 FSBSI «All-Russian Research Institute of Breeding Work», e-mail: priemnaya@vniiok.ru

3 All-Russian Scientific Research Institute of Sheep and Goat Production-a branch of the North-Caucasian Federal Scientific Agrarian Center, e-mail: priemnaya@vniiok.ru

4 FSBEI HE «Kalmyk State University named after B.B. Gorodovikov», e-mail: kafedraTehnolod@yandex.ru

Analysis of CAPN1, GH and TG5 polymorphism in young stock when crossing Kalmyk and Red Angus breed

Summary. The use of genetic markers in beef cattle breeding will ensure an increase in the efficiency of breeding by increasing the accuracy of assessing the genetic potential of productivity and shortening the generation interval. The purpose of the study was to research the polymorphism of CAPN1, GH and TG5 genes in young animals of the type created based on the combination of Kalmyk and Red Angus genotypes of American selection. The experimental population of bulls and heifers was kept in the conditions of LLC «Agrofirm «Aduchi» of the Republic of Kalmykia. The largest population of test animals was carriers of the homozygous GG genotype of the calpain gene locus - 73.9 %, which significantly exceeded the number of individuals with the CC-variant (by 67.4 %) and heterozygous young cattle (by 54.3 %). Evaluation of animal's differentiation of the created herd by growth hormone (GH) gene revealed low distribution of animals with the desired VV genotype (0.022). In general, in the herd, the occurrence of L-allele in the growth hormone gene locus prevailed over the V-variant by 52.2 %. The frequency of the desired gene of TG5tt locus was, on average, in young stock only 6.5 %, which is 52.2 % lower than the alternative CC-variant. However, the presence of 34.8 % of heterozygous genotype allows to perform selection of the created herd. Performed studies allowed to evaluate genetic structure of the highly productive type of beef cattle created based on the interaction of the heredity of Kalmyk and Red Angus breed of American selection. Candidates for the pioneers of genealogical lines are identified based on the desired genotypes. Their intensive use in the herd reproduction will allow to increase the frequency of the desired genotypes by markers associated with beef productivity and quality.

Key words: beef cattle, bulls, heifers, Kalmyk, Red Angus, crossbreed, genotype, allele, marker.