Вработе представлен краткий обзор перспективных генов маркеров продуктивности свиней, крупного рогатого скота и овец. Рассматриваются перспективные гены-маркеры для свиноводства: RYR-1 (рианодиновый рецептора-1), IGF2 (инсулиноподобный фактор роста 2), MC4R (рецептор меланокортина 4), POU1F1 (гипофизарный фактор транскрипции), ESR (рецептор эстрогена), PRLR (рецептор пролактин), FSHb (фолликулостимулирующий гормон); для молочного скотоводства: CSN3 (капа-казеина), GH (гормон роста), PRL (пролактин), LGB (лактоглобулин); и для овцеводства: GDF9 (дифференциальный фактор роста), BMPR-IВ (рецептора морфогенетического белка костей) и BMP-15 (костный морфогенетический белок 15).
Ключевые слова: сельскохозяйственные животные, селекция, продуктивность, ДНК-маркеры, гены.
В современных условиях одной из стратегически важных задач агропромышленного комплекса является развитие животноводства, которое не возможно без разработки инновационных методов селекционно-племенной работы, внедрения информационных технологий и рационального использования генетических ресурсов [1,7,8].
Особое значение приобретает внедрение в практическую селекцию достижений молекулярной генетики, позволяющих проводить оценку животных на генетическом уровне, т. е. изучать детерминанты формирования продуктивности, используя молекулярно — генетические маркеры (ДНК-маркеры) в генетическом мониторинге и управлении селекционным процессом [5]. В качестве генов-маркеров рассматриваются гены, имеющие влияния на биохимические и физиологические процессы в организме, обладающие полиморфизмом (различные аллельные варианты) обусловленным, как правило, точечной мутацией. Мутации могут быть расположены как в кодирующей последовательности — экзоне и приводить к изменению аминокислотного состава белков, так и в регуляторных элементах, влияя тем самым на транскрипцию гена [2].
Перспективные гены-маркеры продуктивности свиней. В качестве перспективных генов-маркеров продуктивности свиней выделяют гены: RYR-1 (рианодиновый рецептора-1), IGF2 (инсулиноподобный фактор роста 2), MC4R (рецептор меланокортина 4), POU1F1 (гипофизарный фактор транскрипции), ESR (рецептор эстрогена), PRLR (рецептора пролактина), FSHb (фолликулостимулирующий гормон) и др.
Мутация в гене RYR-1 рассматривается как одна из причин стрессчувствительности свиней. Крайнее ее проявление — злокачественный гипертермический синдром, низкое качество мяса. Несмотря на то, что гетерозиготные животные фенотипически устойчивы к стрессу, но именно они являются носителями «нежелательного» аллеля. В связи с чем проведение молекулярной диагностики ремонтного молодняка позволяет полностью избавится от «нежелательного» аллеля в популяции.
Ген IGF2 выступает в качестве маркера откормочной и мясной продуктивности. Замена нуклеотидов, обеспечивающая полиморфизм гена, расположена в 3-ем интроне. В качестве «желательного» выявлен генотип QQ, который связан с лучшими показатели откормочных и мясных качеств [4].
Ген MC4R кодирует рецепторы меланокортина 4, которые являются посредниками лептина в регуляции массы тела и пищевого поведения. Рассматривая генотипы гена MC4R в целом можно отметить, что свиньи гомозиготного генотипа АА гена MC4R отличаются лучшими среднесуточными привесами, но и большей толщиной шпика, по сравнению с аналогами генотипа GG. Свиньи генотипа GG, как правило, менее скороспелы, но при этом отличаются лучшими мясными качествами [10]. Эти особенности необходимо учитывать при выборе «желательного» генотипа по гену MC4R.
Ген ESR кодирует альфа рецептор гормонов эстрогенов, которые участвуют в регуляции полового развития, гаметогенеза, роста и поддержания скелета. Для свиней крупной белой породы (КБ) «желательным» по воспроизводительным качествам рассматривается генотип вв. в то же время у свиней породы ландрас гомозиготный генотип ВВ практически не встречается, а в качестве «желательного» выступает генотип АА [8].
Ген POU1F1(известный также как Pit -1 или GHF-1) — гипофизарный фактор транскрипции, является регулирующим транскрипционным фактором передней доли гипофиза, который эффективно стимулирует экспрессию генов гормон роста, пролактина и тиреотропного гормона [9].
Рецептор пролактина является специфическим рецептором гормона передней доли гипофиза — пролактина, который в организме млекопитающих участвует в регуляции роста, метаболизма и размножения. Для свиноматок породы КБ и ландрас «желательным» по воспроизводительным качествам является генотип вв.
Ген FSHB кодирует строение фолликуло-стимулирующего гормона. Изменение аминокислотной последовательности гормона связано с изменением его функциональных особенностей, которые прослеживаются однотипно у свиней вне зависимости от породы или линии. Закрепление «желательного» генотипа ВВ в популяции способствует повышению у свиноматок воспроизводительных качеств.
Перспективные гены-маркеры продуктивности крупного рогатого скота (КРС). В качестве перспективных генов-маркеров продуктивности коров выделяют гены CSN3 (капа-казеина), GH (гормона роста), PRL (пролактина), LGB (лактоглобулина) и др.
Ген капа-казеина (CSN3) — обеспечивает оптимальные технологические свойства молока при производстве сыра, в связи с чем является одним из основных маркеров племенной ценности КРС. Ген каппа-казеина (CSN3) у КРС находится на 6-й хромосоме. Установлена ассоциация B-аллеля гена CSN3 с более высоким содержанием белка в молоке и выходом сыра, а также с лучшими коагуляционными свойствами молока [11].
Ген гормона роста (GH) — важнейший регулятор соматического роста животных, обладающий, в том числе лактогенным и жиромобилизующим действием. У КРС ген гормона роста локализован на 19-й хромосоме и состоит из пяти экзонов и четырёх интронов. Установлена связь различных полиморфных вариантов гена GH с ростом и молочной продуктивностью (удой, содержание жира и белка в молоке) [12].
Ген пролактина (PRL) — один из самых универсальных гормонов гипофиза. Является потенциальным генетическим маркером признаков молочной продуктивности в животноводстве. У КРС ген PRL расположен на 23-й хромосоме и состоит, как и генbGH, из пяти экзонов и четырёх интронов [14]. Установлена связь RsaI-генотипов гена PRL у КРС с параметрами молочной продуктивности. Функция пролактина — стимуляция развития молочных желез, образования и секреции молока.
Ген лактоглобулина (LGB) — располагается на 11 хромосоме коров и имеет 12 известных вариантов. Лактоглобулин является основным сывороточным белком жвачных животных. Установлена тесная взаимосвязь между технологическими свойствами и биохимическим полиморфизмом белков молока. Генетические варианты бета-лактоглобулина оказывают влияние на массовую долю жира и белка в молоке, соотношение белковых фракций и сыродельческие свойства молока.
Перспективные гены-маркеры продуктивности овец. В качестве перспективных генов-маркеров продуктивности овец выделяют гены GDF9 (дифференциальный фактор роста), BMPR-IВ (рецептора морфогенетического белка костей), BMP-15 (костный морфогенетический белок 15) и др. [13]
Ген дифференциального фактора роста (GDF9) расположен на 5 хромосоме и играет важную роль для поддержания нормального яичникового фолликулогенеза связан с плодовитостью овец.
Ген рецептора морфогенетического белка кости (BMPR-IВ) расположен на 6 хромосоме и кодирует рецепторы — протеинкиназы, участвующие в фосфорилировании эндоплазматических веществ и взаимодействующие с генами морфогенетических белков кости. BMPR-IB является одним из основных генов, который может быть использован в качестве ДНК — маркера для раннего отбора высокопродуктивных маток.
Ген костного морфогенетического белка 15 (BMP-15) расположен на 11 хромосоме. ВМР15 играют значительную роль в развитие ооцитов и фолликулов и влияют на плодовитость овцематок.
Выводы. Проведенный краткий обзор перспективных генов-маркеров продуктивности животных показывает целесообразность более широкого внедрения ДНК-маркеров в животноводческую практику. Преимущество ДНК-маркеров заключается в том, что можно определить генотип животного независимо от пола, возраста и физиологического состояния особей, что позволяет значительно повысить эффективность селекционно-племенной работы и, соответственно, выхода живодноводческой продукции.
Литература:
1. Бакоев С. Ю., Ендовицкий А. П., Калиниченко В. П., Иваненко А. А. Компьютерная программа ION-2 для расчета ассоциатионного равновесия в почвенном растворе // Плодородие. 2009. № 6. С. 22–23.
2. Бублик Е. М. Влияние генов МС4R, POU1F1, PRLR, ESR на продуктивные качества свиней // Молодой ученый. 2013. № 6. С. 238–240.
3. Гетманцева Л. В., Карпенко Е. А., Чекотин Д. В. Использование ДНК-маркеров в селекции свиней // Перспективное свиноводство: теория и практика. 2012. № 1. С. 4.
4. Гетманцева Л. В. Влияние полиморфизма генов MC4R, IGF2 и POU1F1 на продуктивные качества свиней: Автореф. канд. с.-х. наук, п.Персиановский.- 2012.- 28 с.
5. Гетманцева Л. В., Михайлов Н. В., Колосов А. Ю., Радюк А. В. Полиморфизм гена MUC4 и воспроизводительные качества свиней // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2013. Т. 1. № 3–1 (31). С. 143–146.
6. Зиновьева Н. А., Кленовицкий П. М., Гладырь Е. А., Никишов А. А. Современные методы генетического контроля селекционных процессов
7. Колосов А. Ю. Использование селекционных индексов и информационных технологий для интенсификации племенного отбора в свиноводстве: Автореф. канд. с.-х. наук, п. Персиановский, 2010.
8. Леонова М. А. Разработка технологии обогащенного сыворточного кисломолочного напитка с функциональными свойствами // Научно-технический вестник Поволжья. 2012. № 1. С. 191.
9. Максимов Г. В., Гетманцева Л. В., Максимов А. Г. Мясная продуктивность товарных гибридов свиней разных генотипов по гену POU1F1 // Главный зоотехник.- 2012.- № 5.- С.13–15.
10. Максимов Г. В., Гетманцева Л. В. Влияние гена MC4R на мясную продуктивность свиней // Главный зоотехник. 2011. № 10. С. 9–12.
11. Материалы научно-теоретического журнала «Проблемы биологии продуктивных животных», г. Калуга, 2012г. с 18.
12. Современные методы генетического контроля селекционных процессов и сертификация племенного материала в животноводстве: Учеб. пособие. — М.: РУДН, 2008. — 120 с.
13. Широкова Н. В. Генетическое детерминирование плодовитости овец // Молодой ученый. 2013. № 6. С. 785–787.
14. Эрнст Л. К., Зиновьева Н. А. Биологические проблемы животноводства в XXI веке. М.: РАСХН, 2008, 14 с.
14.
