Пушкин, Россия
Цель исследования – изучение связи экстерьерных признаков и живой массы кур породы русская белая с однонуклеотидной заменой A503G в гене LCORL. Исследование проведено на курах породы русская белая (n = 101) ЦКП «Генетическая коллекция редких и исчезающих пород кур». Материалом послужила ДНК, выделенная из крови кур с использованием протеиназы К и фенола. Взвешивание и измерение проводили в возрасте 270 дней. Измерение экстерьерных параметров кур, учитывающих длину отдельных частей тела, проводили с помощью мерного циркуля. Параметры обхвата измерялись мерной лентой. Для анализа полиморфизма была проанализирована замена A503G в гене LCORL. По результатам ПЦР-анализа выявлены особи с различными генотипами по изученной замене. Встречаемость аллелей А и G по SNP A503G гена LCORL составила 0,673 и 0,327 соответственно. Сдвиг генетического равновесия по исследуемому SNP отсутствовал (χ2 = 0,010). Сравнительная оценка взаимосвязи средних значений живой массы и экстерьерных показателей показала, что особи с генотипом GG превосходят носителей остальных генотипов по ряду показателей. Достоверные (при p ≤ 0,0001) различия отмечены по показателям живой массы, глубины груди, длине голени, длине корпуса, длине плюсны, длине корпуса с шеей, обхвату плюсны, ширине таза. Предполагается, что полиморфные варианты однонуклеотидной замены 503А/G гена LCORL можно рассматривать в качестве ДНК-маркера показателей экстерьера кур и использовать при отборе родительских пар в селекции с целью коррекции продуктивности местных популяций кур.
куры, русская белая порода кур, полиморфизм ДНК, ПЦР-ПДРФ, экстерьер кур, однонуклеотидный полиморфизм, SNP
Введение. Основной стратегической задачей для современного птицеводства является получение отечественных высокопродуктивных линий кур и отказ от импортных кроссов. Отсутствие отечественных высокопродуктивных конкурентноспособных линий и кроссов кур для мясного промышленного птицеводства негативно сказывается на реализации стратегии по обеспечению продовольственной безопасности страны. Работа по созданию отечественных кроссов кур с высокой продуктивностью может опираться на имеющийся в нашей стране генофонд пород кур, представленный в живом разведении в биоколлекциях, и в частности в ЦКП БРК «Генетическая коллекция редких и исчезающих пород кур» [1].
Экстерьер и живая масса в период роста молодняка сельскохозяйственной птицы – важные ориентиры для селекции. Система оценки вида и телосложения стала основой методологии экстерьера, а связь между внешними признаками и внутренним строением организма – важный аспект для определения племенной ценности особи [2].
Оценка экстерьера кур – это комплексная работа, которая учитывает породу, направление продуктивности и влияние генетических факторов [3]. Основные кости скелетной системы курицы – киль, бедро, голень и плюсна. По данным В.И. Фисинина оценка и отбор мясной племенной птицы происходит в возрасте 16–24 недель по живой массе и степени обмускуленности ног. Изучение связи показателей мясной продуктивности, а именно живой массы с экстерьером в разных возрастах позволяет значительно повысить эффективность селекции и снизить затраты на содержание птицы путем проведения отбора [4].
Ген LCORL, который несет информацию о лиганд-зависимом ядерном корепрессоре, является одним из ключевых генов, определяющих рост и массу тела у позвоночных. В этом гене и прилежащих к нему областях генома кур найдены однонуклеотидные замены (SNP), ассоциированные с массой внутренних органов цыплят [5], массой яиц [6] и размером яйцевода [7]. Также ген LCORL изучен у ряда млекопитающих и определен в качестве гена, ассоциированного с массой тела, ростом и размером скелета у крупного рогатого скота, лошадей, свиней и овец [8–10].
Цель исследования – изучение связи экстерьерных признаков и живой массы кур породы русская белая с однонуклеотидной заменой A503G в гене LCORL.
Материалы и методы. Материалом для исследования являлись образцы ДНК, полученные из крови кур русской белой (n = 101) породы биоресурсной коллекции ВНИИГРЖ [1]. Кровь отбирали из подкрыльной вены в микропробирку, содержащую в качестве антикоагулянта 30 мкл 0,5 М ЭДТА. Экстракция ДНК проводилась фенольным методом. Для генотипирования птицы использовали ПЦР-ПДРФ метод. Дизайн ПЦР праймеров, специфичных для определенных участков гена LCORL, проводили в информационной сфере NCBI с помощью online-инструмента BLAST. Последовательности нуклеотидов гена были получены на основании данных собственных исследований [11]. Основная характеристика апробированной тест-системы представлена в таблице 1.
Таблица 1
Параметры тест-системы для генотипирования кур по SNP A503G в гене LCORL
|
Праймер |
Рестриктаза |
Сайт рестрикции |
Условия рестрикции |
Генотипы, п.н. |
|
F:TTGTAGCCTGTGGGAGGGAT RV:TGGTCTTCCCTCATGGGACT |
BstMAI/Alw26I |
GTCTCN↑ CAGAG(N)5↓ |
55 °С – 1 ч 65 °С – 10 мин |
АА-787 АG-787, 450, 337 GG-450, 337 |
Амплификацию проводили на приборе Thermal Cycler T100 (Bio-Rad, США). Режим амплификации состоит из 35 циклов: 30 с – 94 °С; 30 с – 58–62 °С; 30 с – 72 °С. Рестрикцию и электрофорез проводили по ранее описанной методике [11].
По достижению возраста 270 дней у кур осуществляли индивидуальное взвешивание и оценку по экстерьерным показателям. Измеряли следующие параметры: длина корпуса, длина корпуса с шеей, длина бедра, глубина груди, ширина груди в ключицах, ширина таза – измерялись циркулем; обхват груди, обхват плюсны, угол груди (градус), длина киля, длина плюсны, длина голени – измерялись лентой. Значения фиксировались в сантиметрах (см). Статистическую обработку данных проводили в программе STATISTICA 10.0 (Statsoft, Inc./TIBCO, Palo Alto, CA, USA) с применением ANOVA by ranks и критерия Крускала – Уоллиса.
Результаты и их обсуждение. В ходе исследования были выявлены различия на уровне генома среди кур русской белой породы по замене 503А/G гена LCORL. Этот ген является одним из ключевых регуляторов транскрипции РНК-полимеразы II и обладает плейотропным эффектом в отношении массы/размеров тела и массы/размеров яйца кур.
По SNP 503A/G во всей выборке птицы определены три генотипа гена LCORL. Генотипу АА на электрофореграмме соответствуют фрагмент 787 п.о., генотипу АG – 787, 450 и 337 п.о., а генотипу GG – 450 и 337 п.о. (рис. 1).
Рис. 1 Электрофореграмма продуктов, полученных в ходе ПЦР-ПДРФ анализа участка гена LCORL, содержащего SNP 503А/G: М – маркер pUC/MspI (Евроген, Россия) с шагом 100bp;
а – амплификат
Встречаемость аллелей А и G по SNP A503G гена LCORL составила 0,673 и 0,327 соответственно. Хотя частота аллеля G была в 2 раза меньше, не наблюдался сдвиг генетического равновесия по исследуемому SNP (χ2 = 0,010).
Сравнительная оценка взаимосвязи средних значений живой массы и экстерьерных показателей в исследуемой группе кур русской белой породы (n = 101) показала, что особи с генотипом GG превосходят носителей остальных генотипов по ряду показателей. Достоверные (при p ≤ 0,0001) различия отмечены по живой массе, глубине груди, длине голени, длине корпуса, длине плюсны, длине корпуса с шеей, обхвату плюсны, ширине таза (табл. 2).
Таблица 2
Экстерьерная оценка и показатели живой массы кур русской белой породы (n = 101)
в возрасте 270 дней c различными генотипами по замене A503G в гене LCORL
|
Показатель |
AA n = 46 |
AG n = 44 |
GG n = 11 |
Уровень достоверности (p-value) |
|
Живая масса 330 дней, кг |
1,69±0,03 |
1,85±0,03 |
2,04±0,07 |
AA-GG 0,0001 AA-AG 0,0022 GG-AG 0,027 |
|
Глубина груди, см |
10,20±0,16 |
10,77±0,16 |
11,22±0,32 |
AA-GG 0,013 AA-AG 0,033 |
|
Длина бедра, см |
8,64±0,10 |
8,80±0,10 |
9,16±0,20 |
Различия недостоверны |
|
Длина голени, см |
12,71±0,09 |
13,12±0,09 |
13,79±0,18 |
AA-GG 0,0001 AA-AG 0,005 GG-AG 0,003 |
|
Длина киля, см |
9,46±0,10 |
9,79±0,11 |
9,72±0,21 |
Различия недостоверны |
|
Длина корпуса, см |
15,94±0,12 |
16,38±0,12 |
17,25±0,24 |
AA-GG 0,0001 AA-AG 0,021 GG-AG 0,003 |
|
Длина плюсны, см |
8,52±0,07 |
8,87±0,08 |
9,31±0,15 |
AA-GG 0,0001 AA-AG 0,003 GG-AG 0,028 |
|
Длина корпуса с шеей, см |
31,00±0,22 |
31,39±0,22 |
33,22±0,45 |
AA-GG 0,00017 GG-AG 0,0013 |
|
Обхват груди, см |
29,89±0,23 |
30,26±0,24 |
30,88±0,47 |
Различия недостоверны |
|
Обхват плюсны, см |
3,18±0,43 |
3,15±0,44 |
5,95±0,88 |
AA-GG 0,014 GG-AG 0,014 |
|
Угол груди, град. |
69,35±0,68 |
68,09±0,70 |
67,09±1,39 |
Различия недостоверны |
|
Ширина груди, см |
6,15±0,10 |
6,39±0,10 |
6,33±0,20 |
Различия недостоверны |
|
Ширина таза, см |
8,27±0,08 |
8,62±0,09 |
8,81±0,17 |
AA-GG 0,015 AA-AG 0,010 |
Заключение. Обнаружены различия частот аллелей по SNP 503А/G гена LCORL в исследуемой группе кур русской белой породы (n = 101). Встречаемость аллеля А составила 0,673, аллеля G по SNP – 0,327. При этом сдвига генетического равновесия по данной замене не выявлено (χ2 = 0,010). Выявлено, что особи с генотипом GG превосходят носителей остальных генотипов по таким показателям, как живая масса, глубина груди, длина голени, длина корпуса, длина плюсны, длина корпуса с шеей, обхват плюсны, ширина таза (при p ≤ 0,0001). Полученные результаты позволяют предположить, что полиморфный вариант 503А/G гена LCORL можно рассматривать в качестве ДНК-маркера показателей экстерьера кур и использовать при отборе родительских пар в селекции с целью коррекции продуктивности местных популяций кур.
1. ЦКП «Генетическая коллекция редких и исчезающих пород кур». URL: https://vniigen.ru/ckp-geneticheskaya-kollekciya-redkix-i-ischezayu¬shhix-porod-kur (дата обращения: 11.01.2022).
2. Вахрамеев А.Б., Макарова А.В. Экстерьерная оценка кур. Дубровицы: Изд-во ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста. 2021.
3. Evolutionary Subdivision of Domestic Chickens: Implications for Local Breeds as Assessed by Phenotype and Genotype in Comparison to Commercial and Fancy Breeds / T.A. Larkina [et al.] // Agriculture. 2021.Vol. 11. P. 914.
4. Пат. 2370030C1 РФ. Способ отбора мясных кур селекционного стада / Фисинин В.И., Егорова А.В., Елизаров Е.С., Холодков В.А., Шахнова Л.В.; патентообладатель Всерос. научно-исследовательский и технологический институт птицеводства. № 2008112908/12, заявл. 03.04.2008, опубл. 20.10.2009, Бюл. № 29. 4 с.
5. Genetic architecture and candidate genes detected for chicken internal organ weight with a 600 K single nucleotide polymorphism array / T. Dou [et al.] // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2019. Vol. 32. P. 341–349.
6. Genome-wide association study dissects genetic architecture underlying longitudinal egg weights in chickens / G. Yi [et al.] // BMC Genomics. 2015. Vol. 16. P. 746.
7. A genome-wide study to identify genes responsible for oviduct development in chickens / M. Shen [et al.] // PLoS One. 2017. Vol. 12. e0189955.
8. Genome-wide association study of body weight in Australian Merino sheep reveals an orthologous region on OAR6 to human and bovine genomic regions affecting height and weight / H.A. Al-Mamun [et al.] // Genetics Selection Evolution. 2015. Vol. 47. P. 66.
9. Takasuga A. PLAG1 and NCAPG‐LCORL in livestock // Animal Science Journal. 2016. Vol. 87, P. 159–167.
10. Identification of loci and genes for growth related traits from a genome-wide association study in a slow- × fast-growing broiler chicken cross / R. Liu [et al.] // Genes & Genomic. 2015. Vol. 37. P. 829–836.
11. Поиск полиморфных вариантов гена LCORL с помощью секвенирования по Сенгеру у пород кур различного направления продуктивности / Т.А. Ларкина [и др.] // Аграрный вестник Урала. 2020. № 9 (200). С. 48–54.
