ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2023.1.267ivm-1085Research ArticleАКУШЕРСТВО, ГИНЕКОЛОГИЯOBSTETRICS, GYNECOLOGYПолногеномный поиск SNP, ассоциированных со среднесуточным приростом, для генотипирования секвенированием и выявления генов-кандидатов у овец породы джалгинский мериносGenome-wide study for SNPS associated with average daily growth for genotyping by sequencing and identification of candidate genes in jalgin merinohttps://orcid.org/0000-0003-4536-1814КриворучкоА. Ю.KrivoruchkoA. Yu.

доктор биологических наук, главный научный сотрудник

Doctor of Biological Sciences, Chief Researcher

https://orcid.org/0000-0002-5306-795XСаприкинаТ. Ю.SaprikinaT. Yu.

аспирант, младший научный сотрудник

PhD student, Junior Researcher

https://orcid.org/0000-0003-4093-5807КухарукМ. Ю.KukharukM. Yu.

кандидат биологических наук, и.о. заведующего кафедрой

Candidate of Biological Sciences, Acting Head of theDepartment

https://orcid.org/0000-0002-9501-8080СелионоваМ. И.SelionovaM. I.

доктор биологических наук, профессор РАН, заведующий кафедрой

Doctor of Biological Sciences, professor of the RussianAcademy of Sciences, Head of the Department

ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр» (ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ»); ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет» (ФГАОУ ВО СКФУ)РоссияNorth Caucasus Federal Agrarian Research Centre; Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "North Caucasus Federal University"Russian FederationФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет» (ФГАОУ ВО СКФУ)РоссияFederal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "North Caucasus Federal University"Russian FederationФГБОУ ВО Российский государственный аграрный университет –МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева)РоссияRussian State Agrarian University, Timiryazevskaya Agricultural AcademyRussian Federation20232106202301267275Copyright © Криворучко А.Ю., Саприкина Т.Ю., Кухарук М.Ю., Селионова М.И., 20232023Криворучко А.Ю., Саприкина Т.Ю., Кухарук М.Ю., Селионова М.И.Krivoruchko A.Y., Saprikina T.Y., Kukharuk M.Y., Selionova M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1085

Для повышения продуктивных качеств овец, разводимых в овцеводческих хозяйствах, важным фактором является проведение селекционных мероприятий, направленных на отбор животных по хозяйственно-ценным признакам. С этой целью широкое применение находят методы маркерассоциированной селекции, основанные на данных генотипирования. Для выявления однонуклеотидных замен, пригодных для генотипирования секвенированием и обнаружения новых генов-кандидатов продуктивных признаков, используется полногеномный поиск ассоциаций (GWAS). Настоящая работа посвящена поиску локусов генома, связанных с признаком «среднесуточный прирост» при помощи метода GWAS у овец породы джалгинский меринос для дальнейшего использования в селекции. Полногеномное исследование проведено с использованием Illumina Ovine Infinium HD BeadChip 600K на баранах в возрасте 12-ти месяцев, разводимых в Ипатовском районе Ставропольского края. Контроль качества генотипирования, а также генетический и статистический анализ полученных данных выполнен с использованием PLINK V.1.07. Визуализацию и построение графиков осуществляли при помощи пакета «QQman» на языке программирования «R». Проведенный полногеномный поиск ассоциаций показал достоверную связь 10-ти обнаруженных SNP со среднесуточным приростом. Анализ локализации однонуклеотидных замен обнаружил рядом с ними 5 генов: BABAM2, ELL2, ENSOARG00000019376, PLA2G10, ENSOARG00000003785. Их белковые продукты участвуют в реализации генетической информации, дифференцировке клеток и протекании важных обменных процессов в организме. Необходимо проведение дальнейших исследований по изучению структуры предложенных генов-кандидатов для понимания механизмов их влияния на фенотипическое проявление хозяйственно-ценных признаков у овец отечественных пород.

To improve the productive qualities of sheep bred in sheep farms, an important factor is the selection activities aimed at selecting animals for economically valuable traits. For this purpose, methods of markerassociated selection based on genotyping data are widely used. Genome-wide association study (GWAS) is used to identify single nucleotide substitutions suitable for genotyping by sequencing and to discover new candidate genes for productive traits. This work is devoted to the search for genome loci associated with the "average daily gain" trait using the GWAS method in Jalgin Merino for further use in breeding. A genome-wide study was carried out using Illumina Ovine Infinium HD BeadChip 600K on rams aged 12 months, bred in the Ipatovsky district of the Stavropol Territory. Quality control of genotyping, as well as genetic and statistical analysis of the obtained data, was performed using PLINK V.1.07. Visualization and plotting were carried out using the QQman package in the R programming language. A genome- wide study for associations showed a significant relationship between 10 detected SNPs and the average daily gain. Analysis of the localization of single nucleotide substitutions found 5 genes next to them: BABAM2, ELL2, ENSOARG00000019376, PLA2G10, ENSOARG00000003785. Their protein products are involved in the implementation of genetic information, cell differentiation and the flow of important metabolic processes in the body. Further research is needed to study the structure of the proposed candidate genes in order to understand the mechanisms of their influence on the phenotypic manifestation of economically valuable traits in sheep of domestic breeds.

овцеводствопорода джалгинский мериносполногеномный поиск ассоциацийсреднесуточный приростоднонуклеотидные полиморфизмыгены-кандидатыsheep breedingJ algin Merinogenome-wide association studyaverage daily gainsingle nucleotide polymorphismscandidate genesРабота выполнена при финансовой поддержке гранта № 22-26-20009 от 21.03.2022 г. за счет средств Российского Научного фондаReferencesSharma, A. Stories and Challenges of Genome Wide Association Studies in Livestock - A Review / A. Sharma, J. S. Lee, C. G. Dang et al. // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. - 2015. - № 28 (10). - P. 1371-1379. PMID: 26194229.Sharma, A. Stories and Challenges of Genome Wide Association Studies in Livestock - A Review / A. Sharma, J. S. Lee, C. G. Dang et al. // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. - 2015. - № 28 (10). - P. 1371-1379. PMID: 26194229.Almasi, M. Genome-wide association study for postweaning weight traits in Lori- Bakhtiari sheep / M. Almasi, P. Zamani, S. Z. Mirhoseini, M. H. Moradi // Tropical Animal Health and Production. - 2021. - № 53 (1). P. 1-8. DOI: 10.1007/s11250-021-02595-5.Almasi, M. Genome-wide association study for postweaning weight traits in Lori- Bakhtiari sheep / M. Almasi, P. Zamani, S. Z. Mirhoseini, M. H. Moradi // Tropical Animal Health and Production. - 2021. - № 53 (1). P. 1-8. DOI: 10.1007/s11250-021-02595-5.Денискова, Т. Е. Поиск геномных вариантов, ассоциированных с живой массой у овец, на основе анализа высокоплотных SNP генотипов / Т. Е. Денискова, С. Н. Петров, А. А. Сермягин и др. // Сельскохозяйственная биология. - 2021. - № 56 (2). - С. 279-291. DOI: 10.15389/agrobiology.2021.2.279rus.Deniskova, T. E. Search for genomic variants associated with live weight in sheep based on the analysis of high-density SNP genotypes / T. E. Deniskova, S. N. Petrov, A. A. Sermyagin et al. // Agricultural Biology. . - 2021. - No. 56 (2). - S. 279 -291. DOI: 10.15389/agrobiology.2021.2.279rus.Kirichenko, A. V. The GWAS-MAP|ovis platform for aggregation and analysis of genome- wide association study results in sheep / A. V. Kirichenko, A. S. Zlobin, T. I. Shashkova et al. // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. - 2022. - № 26 (4). - P. 378-384. DOI: 10.18699/VJGB-22-46.Kirichenko, A. V. The GWAS-MAP|ovis platform for aggregation and analysis of genome- wide association study results in sheep / A. V. Kirichenko, A. S. Zlobin, T. I. Shashkova et al. // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. - 2022. - № 26 (4). - P. 378-384. DOI: 10.18699/VJGB-22-46.Криворучко, А. Ю. Новые параметры прижизненной оценки мясной продуктивности овец породы джалгинский меринос / А. Ю. Криворучко, О. А. Яцык, А. А. Каниболоцкая // Аграрный вестник Урала. - 2021. - Т. 207. - № 4. - С. 74-84. DOI: 10.32417/1997-4868-2021-207-04-74-84.Krivoruchko, A. Yu. New parameters of in vivo assessment of meat productivity of sheep of the Dzhalginsky merino breed / A. Yu. Krivoruchko, O. A. Yatsyk, A. A. Kanibolotskaya // Agrarian Bulletin of the Urals. - 2021. - T. 207. - No. 4. - S. 74-84. DOI: 10.32417/1997-4868-2021-207-04-74-84.Гены-кандидаты и молекулярные маркеры, применимые для генотипирования секвенированием, ассоциированные с обхватом предплечья у овец породы джалгинский меринос / А. Ю. Криворучко, Т. Ю. Саприкина, О. А. Яцык и др. // Зоотехния. - 2022. - № 9. - С. 5-8. DOI: 10.25708/ZT.2022.24.75.002.Candidate genes and molecular markers applicable for sequencing genotyping associated with forearm girth in Dzhalginsky merino sheep / A. Yu. Krivoruchko, T. Yu. Saprikina, O. A. Yatsyk et al. // Zootechnics. - 2022. - No. 9. - S. 5-8. DOI: 10.25708/ZT.2022.24.75.002.Krivoruchko, A. Genome-Wide Search for Candidate Genes of Meat Production in Jalgin Merino Considering Known Productivity Genes / A. Krivoruchko, A. Surov, A. Skokova et al. // Genes. - 2022. - №. 13 (8). - P. 1337-1351. DOI: 0.3390/genes13081337.Krivoruchko, A. Genome-Wide Search for Candidate Genes of Meat Production in Jalgin Merino Considering Known Productivity Genes / A. Krivoruchko, A. Surov, A. Skokova et al. // Genes. - 2022. - №. 13 (8). - P. 1337-1351. DOI: 0.3390/genes13081337.Сердюков И. Г., Абонеев В. В., Павлов М. Б., Павлов А. М., Марченко В. В. Мясная продуктивность баранчиков породы джалгинский меринос с различной тониной шерсти // Овцы, козы, шерстяное дело. 2017. № 1. С. 34–36.Serdyukov I. G., Aboneev V. V., Pavlov M. B., Pavlov A. M., Marchenko V. V. Meat productivity of rams of the Dzhalginsky merino breed with different wool fineness // Sheep, goats, wool business. 2017. No. 1. P. 34–36.Purcell, S. PLINK: a tool set for wholegenome association and population-based linkage analyses / S. Purcell, B. Neale, K. Todd-Brown et al. // The American Journal of Human Genetics. - 2007. - № 81 (3). - P. 559–575. DOI: 10.1086/519795.Purcell, S. PLINK: a tool set for wholegenome association and population-based linkage analyses / S. Purcell, B. Neale, K. Todd-Brown et al. // The American Journal of Human Genetics. - 2007. - № 81 (3). - P. 559–575. DOI: 10.1086/519795.Shi, W. BRE plays an essential role in preventing replicative and DNA damageinduced premature senescence / W. Shi, M. K. Tang, Y. Yao et al. // Scientific Reports. - 2016. - № 6. - P. 23506-23519. DOI: 10.1038/srep23506.Shi, W. BRE plays an essential role in preventing replicative and DNA damageinduced premature senescence / W. Shi, M. K. Tang, Y. Yao et al. // Scientific Reports. - 2016. - № 6. - P. 23506-23519. DOI: 10.1038/srep23506.Xiao, L., BRE facilitates skeletal muscle regeneration by promoting satellite cell motility and differentiation / L. Xiao, K. K. H. Lee // Biology Open. - 2016. - № 5 (2). - P. 100-111. DOI: 10.1242/bio.012450.Xiao, L., BRE facilitates skeletal muscle regeneration by promoting satellite cell motility and differentiation / L. Xiao, K. K. H. Lee // Biology Open. - 2016. - № 5 (2). - P. 100-111. DOI: 10.1242/bio.012450.Chen, E. Silencing BRE expression in human umbilical cord perivascular (HUCPV) progenitor cells accelerates osteogenic and chondrogenic differentiation / E. Chen, M. K. Tang, Y. Yao et al. // PloS ONE. - 2013. - № 8 (7). - P. e67896. DOI: 10.1371/journal.pone.0067896.Chen, E. Silencing BRE expression in human umbilical cord perivascular (HUCPV) progenitor cells accelerates osteogenic and chondrogenic differentiation / E. Chen, M. K. Tang, Y. Yao et al. // PloS ONE. - 2013. - № 8 (7). - P. e67896. DOI: 10.1371/journal.pone.0067896.Liu, M. The ubiquitin ligase Siah1 controls ELL2 stability and formation of super elongation complexes to modulate gene transcription / M. Liu, J. Hsu, C. Chan et al. // Molecular Cell. - 2012. - № 46 (3). - P. 325–334. DOI: 10.1016/j.molcel.2012.03.007.Liu, M. The ubiquitin ligase Siah1 controls ELL2 stability and formation of super elongation complexes to modulate gene transcription / M. Liu, J. Hsu, C. Chan et al. // Molecular Cell. - 2012. - № 46 (3). - P. 325–334. DOI: 10.1016/j.molcel.2012.03.007.Benson, M. J. Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein L-like (hnRNPLL) and elongation factor, RNA polymerase II, 2 (ELL2) are regulators of mRNA processing in plasma cells / M. J. Benson, T. Äijö, X. Chang et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2012. - № 109 (40). - P. 16252-16257. DOI: 10.1073/pnas.1214414109.Benson, M. J. Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein L-like (hnRNPLL) and elongation factor, RNA polymerase II, 2 (ELL2) are regulators of mRNA processing in plasma cells / M. J. Benson, T. Äijö, X. Chang et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2012. - № 109 (40). - P. 16252-16257. DOI: 10.1073/pnas.1214414109.Santos, P. Transcriptional and epigenetic regulation of B cell development / P. Santos, F. Arumemi, K. S. Park et al. // Immunologic research. - 2011. - № 50 (2). - P. 105-112. DOI: 10.1007/s12026-011-8225-y.Santos, P. Transcriptional and epigenetic regulation of B cell development / P. Santos, F. Arumemi, K. S. Park et al. // Immunologic research. - 2011. - № 50 (2). - P. 105-112. DOI: 10.1007/s12026-011-8225-y.Non-Sheep RefSeq Gene // UCSC Genome Browser. URL: Non-Sheep RefSeq Gene (ucsc.edu)Non-Sheep RefSeq Gene // UCSC Genome Browser. URL: Non-Sheep RefSeq Gene (ucsc.edu)C2orf16 Gene // GeneCards – the Human gene database. URL: https://www.genecards.org/cgibin/carddisp.pl?gene=C2orf16&keywords=C2orf16C2orf16 Gene // GeneCards – the Human gene database. URL: https://www.genecards.org/cgibin/carddisp.pl?gene=C2orf16&keywords=C2orf16Selvarajan S., Shanmughavel P. Insilico Functional Annotation of Hypothetical ORFs in Human Chromosome2 // South American Journal of Academic Research. 2016. Special Edition. P. 1-9.Selvarajan S., Shanmughavel P. Insilico Functional Annotation of Hypothetical ORFs in Human Chromosome2 // South American Journal of Academic Research. 2016. Special Edition. P. 1-9.Hanasaki K., Yamada K., Yamamoto S., Ishimoto Y., Saiga A., Ono T., Ikeda M., Notoya M., Kamitani S., Arita H. Potent modification of low-density lipoprotein by group X secretory phospholipase A2 is linked to macrophage foam cell formation // Journal of Biological Chemistry. 2002. Vol. 277. Iss. 32. P. 29116-29124. DOI: 10.1074/jbc.M202867200.Hanasaki K., Yamada K., Yamamoto S., Ishimoto Y., Saiga A., Ono T., Ikeda M., Notoya M., Kamitani S., Arita H. Potent modification of low-density lipoprotein by group X secretory phospholipase A2 is linked to macrophage foam cell formation // Journal of Biological Chemistry. 2002. Vol. 277. Iss. 32. P. 29116-29124. DOI: 10.1074/jbc.M202867200.Singer A. G., Ghomashchi F., Calvez C. L., Bollinger J., Bezzine S., Rouault M., Sadilek M., Nguyen E., Lazdunski M., Lambeau G., Gelb M. H. Interfacial kinetic and binding properties of the complete set of human and mouse groups I, II, V, X, and XII secreted phospholipases A2 // Journal of Biological Chemistry. 2002. Vol. 277. Iss. 50. P. 48535-48549. DOI: 10.1074/jbc.M205855200.Singer A. G., Ghomashchi F., Calvez C. L., Bollinger J., Bezzine S., Rouault M., Sadilek M., Nguyen E., Lazdunski M., Lambeau G., Gelb M. H. Interfacial kinetic and binding properties of the complete set of human and mouse groups I, II, V, X, and XII secreted phospholipases A2 // Journal of Biological Chemistry. 2002. Vol. 277. Iss. 50. P. 48535-48549. DOI: 10.1074/jbc.M205855200.PLA2G10 Gene // GeneCards – the Human gene database. URL: https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=PLA2G10PLA2G10 Gene // GeneCards – the Human gene database. URL: https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=PLA2G10Antonicka H, Choquet K, Lin ZY, Gingras AC, Kleinman CL, Shoubridge EA. A pseudouridine synthase module is essential for mitochondrial protein synthesis and cell viability // EMBO Reports. 2017. Vol. 18. Iss. 1. P. 28-38. DOI: 10.15252/embr.201643391.Antonicka H, Choquet K, Lin ZY, Gingras AC, Kleinman CL, Shoubridge EA. A pseudouridine synthase module is essential for mitochondrial protein synthesis and cell viability // EMBO Reports. 2017. Vol. 18. Iss. 1. P. 28-38. DOI: 10.15252/embr.201643391.Li X., Ma S., Yi C. Pseudouridine: the fifth RNA nucleotide with renewed interests // Current Opinion in Chemical Biology. 2016. Vol. 33. P. 108-116. DOI: 10.1016/j.cbpa.2016.06.014.Li X., Ma S., Yi C. Pseudouridine: the fifth RNA nucleotide with renewed interests // Current Opinion in Chemical Biology. 2016. Vol. 33. P. 108-116. DOI: 10.1016/j.cbpa.2016.06.014.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.