Влияние генотипа хряков-производителей по гену H-FABP на продуктивность потомков

УДК 636.4.082.12

ВЛИЯНИЕ ГЕНОТИПА ХРЯКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ПО ГЕНУ H-FABP НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОТОМКОВ

М.А. КОВАЛЬЧУК, Н.В. ЖУРИНА РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160

Введение. Главная цель племенной работы на свиноводческих фермах в условиях промышленной технологии - создание животных желательного типа, пригодных к интенсивной эксплуатации на механизированных фермах и комплексах, способных устойчиво передавать породные и продуктивные качества следующему поколению [1].

От качественного состояния животных различных пород зависит решение задач по генетическому улучшению породных популяций свиней в племенных хозяйствах республики. Увеличение темпов генетического прогресса популяций свиней - одна из важнейших проблем в свиноводстве. Использование в племенной работе хряков-производителей, потомки которых имеют лучшие результаты на контрольном откорме, является одним из главных селекционных аспектов, направленных на повышение скороспелости и улучшение откормочных и мясных качеств свиней. Однако этот метод трудоемок и дает хорошие результаты в случае, если все животные, используемые в племенной работе, проверены по качеству потомства. Кроме того, на достоверность полученных результатов основное влияние оказывает действие модификационных факторов. Быстрым и надежным методом определения генетической ценности животных, обладающих лучшими откормочными и мясными качествами, является оценка по генотипу, т. е. на уровне ДНК. Согласно данным научной литературы, ген H-FABP детерминирует содержание внутримышечного жира, а также оказывает влияние на количественные признаки откормочной и мясной продуктивности [2-4].

Так, по мнению А. Chmurzynski (2006) биологическая особенность гена H-FABP заключается в кодировании белков, участвующих в ли-пидном обмене, основная функция которых связывание длинных цепочек жирных кислот и перенос их внутри клетки к различным орга-неллам. В процессе липидного обмена происходит жироотложение между волокнами мышечной ткани, что способствует увеличению мраморности мяса [5].

Зарубежные исследователи F. Gerbens, T. Urban и A. Choi утверждают, что применение гена-маркера H-FABP в селекции свиней и отбор производителей с предпочтительными генотипами H-FABPhh и H-FABPdd обеспечивают увеличение массы задней трети полутуши у потомков на 0,3-0,5 кг, снижение толщины шпика на 0,6 мм [6-8].

130

Цель работы - изучить влияние генотипа производителей по гену H-FABP (аллельные системы Н и D) на откормочную и мясную продуктивность потомков.

Материал и методика исследований. Исследования выполнялись в РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству». Объектом исследований для проведения тестирования по гену H-FABP являлись хряки-производители крупной белой породы (n=36), белорусской мясной (n=40), породы ландрас (n=10) и дюрок (n=12), разводимых в РСУП «СГЦ «Заднепровский» Витебской области.

Ядерную ДНК выделяли из биологического материала (ткань) пер-хлоратным методом по стандартным методикам с собственными модификациями [9, 10].

Mетодикa выделения ДНК:

- 0,1 г ткани измельчали и помещали в микроцентрифужную пробирку объемом 1,5 мл;

- подготовленные пробы смешивали со 150-200 мкл 1*STE буфера, 75 мкл 10 % SDS, 10-12 мкл протеиназы К (20 мг/мл) и инкубировали при 37 оС в течение 8-12 ч;

- к клеточному лизату добавляли 8 мкл РНКазы (10 мг/мл), инкубировали 1 ч при 37 оС;

- в пробирку с лизатом добавляли 50 мкл 5M ClNaO4 и 300 мкл CIA (смесь хлороформ - изоамиловый спирт в соотношении 24:1). Интенсивно смешивали и центрифугировали при 13000 об/мин 7-10 мин;

- верхняя ДНК-содержащая фаза повторно очищалась CIA;

- ДНК, содержащаяся в водной фазе, осаждалась 600 мкл 96%-ного этанола и промывалась 70%-ным этанолом;

- ДНК высушивалась на воздухе до прозрачного состояния и растворялась в 1*ТЕ буфере до конечной концентрации 100-200 нг/мкл.

Для проведения ПЦР была использована реакционная смесь конечным объемом 25 мкл, включающая: от 5 до 25 нг ДНК, праймеры в количестве от 10 до 25 пM, по 200 мкИ каждого из дНТФ, 1*буфер (10 мM трис рН 8,6, 50 мM KCl, 0,1 % tween-20), 1,5 мM MgCl2 и 1,32,5 ед. акт. Taq-полимеразы.

Амплификацию фрагментов гена H-FABP аллельных систем Н и D проводили методом ПЦР по программе: начальная денатурация: 95 °С -5 мин; 35 циклов: денатурация при 95 °С - 1 мин, отжиг при 60 °С (аллель Н) и 58 °С (аллель D) - 1 мин, синтез при 72 °С - 1 мин; достройка при 72 °С - 5 мин.

Для проведения ПЦР использовали олигонуклеотидные праймеры следующих последовательностей:

- для аллельной системы Н:

H-FABP1 (H): 5' - AAG AGG ACC AAG ATG CCT ACG - 3' H-FABP2 (H): 5' - TGC TGT CCA CTA GCT TCC AGG - 3'

- для аллельной системы D:

H-FABP1 (D): 5' - ATT CAG CTA CTC AGC TGT TTC C - 3' H-FABP2 (D): 5' - AAC AAA CTC TCA GGA ATG GGA G - 3'.

131

Концентрация, нативность, подвижность ДНК, концентрация и специфичность амплифицированных фрагментов гена Н-РАБР, а также результаты расщепления продуктов ПЦР рестриктазами ШпП и НаеШ были оценены электрофоретическим методом в агарозном геле, окрашенном бромистым этидием, с помощью трансиллюминатора в УФ-свете с длиной волны 260 нм при помощи компьютерной видеосистемы и программы «У1Тгап».

С целью определения генетической структуры популяций свиней рассчитывали частоты генотипов и аллелей гена Н-РАБР (аллельные системы Н и Б) с использованием стандартных биометрических методов [11].

Для изучения влияния гена Н-РАБР на продуктивные качества свиней были учтены показатели откормочной (возраст достижения живой массы 100 кг, среднесуточный прирост и затраты корма на 1 кг прироста за период откорма от 30 до 100 кг) и мясной (толщина шпика над 6-7-м грудными позвонками, площадь «мышечного глазка», масса задней трети полутуши, убойный выход) продуктивности. Полученные результаты обработаны статистически [12].

Результаты исследований и их обсуждение. В наших исследованиях полиморфизм гена Н-РАБР был выявлен методом ПЦР-ПДРФ. В результате генетического тестирования установлены отличия встречаемости генотипов Н-РАБР™, Н-РАБР^ и аллелей Н-РАБРН, Н-РАБР'1 в зависимости от породы.

Установлено, что молодняк, полученный от хряков-производителей крупной белой породы с гомозиготным генотипом Н-РАБР™, характеризовался более высокой скоростью (187,9 дня) и энергией роста (714,2 г), низкими затратами корма на 1 кг прироста (3,5 к. ед.), что превышало показатели животных с генотипом Н-РАБР на 3,2 дня, или 1,8 %, 23,8 г, или 3,3 %, 0,1 к. ед., или 2,8 %, соответственно. Животные с гомозиготным генотипом Н-РАБРаа также обладали более высокой скороспелостью (185,3 дня), энергией роста (736 г), низкими затратами корма (3,5 к. ед.) которые были выше показателей у молодняка с генотипом Н-РАБР на 4,3 дня, или 2,3 %, 34,5 г, или 4,7 %, на 0,1 к. ед., или 2,8 %, соответственно (табл. 1).

У откормочного молодняка, полученного от хряков-производителей белорусской мясной породы, наблюдалось превосходство животных гомозиготного генотипа Н-РАБРНН над животными генотипа Н-РАБРШ по скороспелости на 4,7 дня, или 2,5 %, по энергии роста на 42,7 г, или 5,9 %, по затратам корма на 0,16 к. ед., или 4,3 %, соответственно.

Большей скороспелостью, энергией роста и меньшими затратами корма характеризовались гетерозиготные потомки с генотипами Н-РАБР (174,5 дня, 824,5 г, 3,24 к. ед.) и Н-РАБРШ (181 день, 776,0 г, 3,35 к. ед.), полученные от хряков-производителей породы ландрас и дюрок соответственно. Выявлено превосходство у откормочного потомства породы дюрок с гомозиготным генотипом Н-РАБРСС по скорости, энергии роста и затратам корма - 181 день, 773,3 г и 3,36 к. ед. в сравнении с животными генотипа Н-РАБРМ

132

Таблица 1. Влияние генотипа хряков-производителей по гену Ы-КАБР (аллельные системы Н и Ц) на откормочные качества потомков

Генотип п Возраст достижения массы 100 кг, дн. Среднесуточный прирост, г Затраты корма на 1 кг прироста, к. ед.

Крупная б елая

ИИ 302 187,9±1,3 714±10 3,55±0,03

ыь 93 191,1±2,3 690±15 3,59±0,09

Dd 279 189,6±1,2 702±8 3,6±0,03

78 185,3±3,1 736±26 3,5±0,08

Белорусская мясная

ИИ 313 186,9±1,5* 724±11** 3,53±0,03**

ш 80 191,6±1,2 681±10 3,69±0,05

DD 15 183,0±11,0 750±32 3,57±0,3

Dd 108 187,8±2,1 716±15 3,55±0,05

134 189,1±1,8 705±13 3,58±0,04

Ландрас

ИИ 43 178,2±2,1 792±19 3,29±0,03

Dd 16 174,5±3,5 824±38 3,24±0,04

27 180,7±1,7 771±13 3,32±0,03

Дюрок

ИИ 12 183,0±1,6 745±48 3,38±0,3

Иh 44 181,0±3,8 776±32 3,35±0,09

DD 49 181,0±3,8 773±33 3,36±0,09

Dd 25 189,5±6,5 706±50 3,55±0,2

*P<0,05; **P<0,01.

Влияние аллельных вариантов Н и D гена H-FABP на мясную продуктивность потомков прослеживается в положительной тенденции увеличения некоторых показателей мясных качеств в зависимости от генотипа (табл. 2).

Таблица 2. Влияние генотипа хряков-производителей по гену Ы-КАБР (аллельные системы Н и Ц) на мясные качества потомков

Генотип п Толщина шпика, мм Масса задней трети полутуши, кг Площадь «мышечного глазка», см2 Убойный выход, %

Крупная белая

ИИ 302 25,5±0,1 10,8±0,04 34,1±0,3 67,6±0,2

Иh 93 25,0±0,5 10,7±0,09 33,2±0,4 68,3±0,3

Dd 279 25,4±0,1 10,7±0,05 33,9±0,4 67,8±0,2*

78 25,5±0,5 10,7±0,07 34,4±0,7 66,9±0,4

Белорусская мясная

ИИ 313 24,4±0,3 10,9±0,05 37,0±0,5 67,8±0,2

т 80 24,3±0,6 11,0±0,04 36,2±0,4 68,9±0,2**

DD 15 24,0±0,4 10,9±0,05 35,2±0,3 70,4±0,1

Dd 108 24,5±0,6 10,9±0,05 36,6±0,8 68,4±0,3

134 24,1±0,4 10,8±0,08 38,0±0,4** 68,0±0,2

Ландрас

ИИ 4 3 22,8±0,6 10,9±0,04 37,0±0,5 65,9±2,8

Dd 16 22,5±0,5 10,9±0,04 38,2±0,6 69,1±0,1

27 23,0±1,0 10,9±0,07 36,6±0,4 64,9±3,6

Дюрок

ИИ 1 2 23,0±1,0 11,0±0,3 36,7±0,5 68,4±0,4

Иh 44 21,0±0,7 11,3±0,3 39,4±1,0 68,6±0,1

DD 49 21,8±0,7 11,3±0,3 39,9±1,5 68,7±0,2

Dd 25 21,5±1,5 11,1±0,1 37,6±0,9 68,4±0,01

*P<0,05; **Р<0,01.

Анализируя мясные качества полученного потомства от хряков-производителей пород: крупная белая, белорусская мясная, ландрас и дюрок, можно сделать вывод, что в общем показатели имеют выровненный характер: по толщине шпика - 25,5, 24,4, 22,8, 21,0 мм, массе окорока - 10,8, 10,9, 10,9, 11,0 кг, площади «мышечного глазка» - 34,1, 37,0, 37,0, 36,7 см2 и убойному выходу - 67,6, 67,8, 65,9, 68,4 % соответственно.

Необходимо отметить тот факт, что животные породы дюрок отличаются наименьшей частотой встречаемости генотипа H-FABPhh, а потомки с генотипом H-FABPdd в данной выборке отсутствуют, что вероятно связано с низкой мраморностью мяса у животных этой породы. По данным зарубежных авторов D.W. Newcom, G. Thaller и др., содержание внутримышечного жира у подсвинков породы дюрок в среднем составляет 1,68 % [13-19].

Заключение. Таким образом, установленное положительное влияние аллелей H-FABPH и H-FABPd в генотипе отцов на показатели продуктивности потомков позволяет рекомендовать применение гена H-FABP в качестве маркера при отборе производителей, что будет способствовать реализации высокого генетического потенциала откормочной и мясной продуктивности у потомков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шейко, И.П. Генетические методы интенсификации селекционного процесса в свиноводстве: монография / И.П. Шейко, Т.И. Епишко // Ин-т жив-ва НАН Беларуси. -Жодино, 2006. - 197 с.

2. Калашникова, Л.А. ДНК-технологии оценки с.-х. животных / Л.А. Калашникова, Н.В. Рыжова // Вестник РАСХН. - 2000. - № 1. - С. 59.

3. Арсиенко, Р.Ю. Полиморфизм гена белка, связывающего жирные кислоты (H-FABP), и его влияние на хозяйственно полезные признаки свиней: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.23 / Р.Ю. Арсиенко. - Дубровицы, 2003. - 20 с.

4. Зиновьева, Н.А. Диагностика полиморфизма гена H-FABP как генетического маркера мясных качеств свиней / Н.А. Зиновьева, Е.А. Гладырь // Современные достижения и проблемы биотехнологии с.-х. животных: матер. II Междунар. науч. конф., 1920 нояб. 2002 г. - Дубровицы, 2002. - С. 45-50.

5. Chmurzynska, A. The multigene family of fatty acid-binding proteins (FABPs): Function, structure and polymorphism / A. Chmurzynska // J Appl Genet. - 2006. - Vol. 47. -№ 1. - P. 39-48.

6. A dimorphic microsatellite in the porcine H-FABP gene at chromosome 6 / F. Gerbens [et al.] // Animal Genetics (United Kingdom). - 1998. - Vol. 29. - № 5. - P. 408.

7. A study of association of the H-FABP RFLP with Economic traits of Pigs / B.H. Choi [et al.] // Journal of Animal Science and Technology. - 2003. - Vol. 45. - № 5. - P. 703-710.

8. A study of associations of the H-FABP genotypes with fat and meat production of pigs / T. Urban [et al.] // Czech Republic. Journal of Applied Genetics. - 2002. - Vol. 43. - № 4. -P. 505-509.

9. Зиновьева, Н. А. Проблемы биотехнологии и селекции сельскохозяйственных животных / Н.А. Зиновьева, Л.К. Эрнст. - Дубровицы, 2006. - 326 с.

10. Методические рекомендации по применению ДНК-тестирования в животноводстве Беларуси / И.П. Шейко [и др.]. - Жодино, 2006. - 26 с.

11. Меркурьева, Е.К. Биометрия в селекции и генетике сельскохозяйственных животных / Е.К. Меркурьева. - М.: Колос, 1970. - 423 с.

12. Рокицкий, П.Ф. Биологическая статистика / П.Ф. Рокицкий. - Минск: Вышэйш. шк., 1973. - 320 с.

13. Comparison of three models to estimate breeding values for percentage of loin intramuscular fat in Duroc swine / D.W. Newcom [et al.] // USA. Journal of Animal Science. -2005. - Vol. 83. - № 4. - P. 750-756.

14. Effects of the MHS locus on growth, carcass and meat quality traits in F2 crosses between Mangalitza and Pietrain breeds / G. Thaller [et al.] // Animal Breeding, Technical University of Munich, Weihenstephan, Germany. Archiv fur Tierzucht. - 2000. - Vol. 43. - № 3. - P. 263-275.

15. Genetic effects of H-FABP gene on some pig economic important traits in a F2 resource population / JiaQi Li [et al.] // Agricultural Sciences in China. - 2003. - Vol. 2. - № 3. - P. 321-324.

16. Genetic variation of the H-FABP gene and association with intramuscular fat content in Laiwu Black and four western pig breeds / Y.Q. Zeng [et al.] // Asian Australasian Journal of Animal Sciences. - 2005. - Vol. 18. - № 1. - P. 13-16.

17. Associations of heart and adipocyte fatty acid-binding protein gene expression with intramuscular fat content in pigs / F. Gerbens [et al.] // J. Anim sci. Savoy, IL: American Society of Animal Science. - 2001. - Vol. 79. - № 2. - P. 347-354.

18. The influence of H-FABP gene polymorphism on meatiness and carcass composition traits of stress-resistant fatteners produced with or without Duroc boars' share / H. SiecZkowska [et al.] // Animal Science Papers and Reports. - 2006. - Vol. 24. - № 3. - P. 241-250.

19. The influence of H-FABP gene polymorphism on quality and technological value of meat from stress-resistant porkers obtained on the basis of Danish pigs and sharing Duroc blood / H. Sieczkowska [et al.] // Animal Science Papers and Reports. - 2006. - Vol. 24. -№ 3. - P. 259-265.

УДК 636.4.082.26

РЕПРОДУКТИВНЫЕ КАЧЕСТВА НОВОГО ЗАВОДСКОГО ТИПА СВИНЕЙ «БЕРЕЗИНСКИЙ» В БЕЛОРУССКОЙ МЯСНОЙ ПОРОДЕ

И.П. ШЕЙКО, Н .В. ПРИСТУПА РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160

Введение. Свиноводство - одна из основных по значимости отраслей животноводства Беларуси, и от того, как она ведется в комплексе, как налажена и ведется селекционно-племенная работа, как решаются вопросы кормления и технологии содержания, зависит ее конкурентоспособность и экономическая составляющая. При этом важнейшим элементом селекционно-племенной работы является получение и использование в системах гибридизации хорошо сочетающихся в скрещивании родительских исходных форм материнской и отцовской основы. Опыт ряда хозяйств свидетельствует, чтобы животные соответствовали требованиям современного рынка, необходимо создание новых высокопродуктивных структурных единиц в породе. Одним из направлений программы дальнейшего генетического улучшения белорусской мясной породы свиней являлось создание в республике заводского типа с использованием зарубежного генофонда породы ландрас, как для расширения генетической структуры породы, так и для повышения

135