ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2024.4.438ivm-1552Research ArticleАКУШЕРСТВО, ГИНЕКОЛОГИЯOBSTETRICS, GYNECOLOGYИспользование таргетного секвенирования для генотипирования овец породы манычский мериносTHE USE OF TARGETED SEQUENCING FOR GENOTYPING SHEEP OF THE MANYCH MERINO BREEDhttps://orcid.org/0000-0003-4536-1814КриворучкоА. Ю.KrivoruchkoA. Yu.

Криворучко А.Ю. – д-р биол. наук, гл. науч. сотр. 

Krivoruchko A.Yu. – Doctor of Biological Sciences, Chief Researcher

https://orcid.org/0000-0003-3003-4175КаниболоцкаяА. А.KanibolotskayaA. A.

Каниболоцкая А.А. – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. 

Kanibolotskaya A.A. – PhD, Senior Researcher

dorohin.2012@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6090-4453СкорыхЛ. Н.SkorykhL. N.

Скорых Л.Н. – д-р биол. наук, гл. науч. сотр. 

Skorykh L.N. – Doctor of Biological Sciences, Chief Researcher

https://orcid.org/0000-0002-2049-842XСафарянЕ. Ю.SafaryanE. Yu.

Сафарян Е.Ю. – канд. биол. наук, науч. сотр. 

Safaryan E.Yu. – Candidate of Biological Sciences, Researcher 

https://orcid.org/0009-0005-2051-007XКриворучкоО. Н.KrivoruchkoO. N.

Криворучко О.Н. – аспирант 

Krivoruchko O. N. – postgraduate student

ФГБНУ «Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр»; ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»РоссияNorth Caucasus Federal Scientific Agrarian Center; North Caucasus Federal UniversityRussian Federation20242001202504438452Copyright © Криворучко А.Ю., Каниболоцкая А.А., Скорых Л.Н., Сафарян Е.Ю., Криворучко О.Н., 20242024Криворучко А.Ю., Каниболоцкая А.А., Скорых Л.Н., Сафарян Е.Ю., Криворучко О.Н.Krivoruchko A.Y., Kanibolotskaya A.A., Skorykh L.N., Safaryan E.Y., Krivoruchko O.N.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/1552

Основное применение генетических данных – оценка достоверности происхождения, поскольку ошибки в родословных негативно влияют на темпы генетического прироста. Изначально, оценка родословной племенного поголовья скота осуществлялась с помощью различных ДНК-технологий: от групп крови, затем с использованием микросателлитных маркеров, однако, сейчас все больше изучается возможность использования на практике однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), из-за их возможности повысить точность проводимых генетических исследований. Одной из таких систем генотипирования являются панели AgriSeq (технология таргетного секвенирования), которые позволяют анализировать конкретные участки генома (локусы), ассоциированные с множеством признаков у животных. Цель работы: изучить эффективность выявления и распространенности локусов из предложенного набора SNP при обследовании новых поколений овец породы манычский меринос. Материалом для исследования послужили данные таргетного секвенирования геномов овец российских пород по сформированному набору локусов с целью выявления однонуклеотидных полиморфизмов. Объектом исследования являлись бараны 2021 года рождения в возрасте 12 месяцев (отбор образцов ДНК проводился в 2022 году) породы манычский меринос. Предложенная нами панель локусов, модифицированная после валидации на следующем поколении животных, содержит 389 замен, пригодные для генотипирования секвенированием и 242 полиморфизмов, ассоциированных с мясной продуктивностью животных. Полученные в результате исследований показатели частоты встречаемости замен в группе выбранных животных позволяют сделать заключение, что выбранные нами полиморфизмы находятся в локусах, не подверженных существенным перестройкам в течение нескольких поколений и могут быть информативны в течение достаточно длительного времени. Проведенный анализ позволяет сделать заключение, что после модификации набора локусов панель для генотипирования секвенированием у манычского мериноса показала высокую эффективность выявления всех вариантов генотипов.

The main use of genetic data is to assess the reliability of origin, since errors in pedigrees negatively affect the rate of genetic growth. Initially, the assessment of the pedigree of breeding livestock was carried out using various DNA technologies: from blood groups, then using microsatellite markers, however, now the possibility of using single nucleotide polymorphisms (SNP) in practice is being increasingly studied, due to their ability to increase the accuracy of genetic research. One of such genotyping systems is AgriSeq panels (targeted sequencing technology), which allow analyzing specific regions of the genome (loci) associated with a variety of traits in animals. The purpose of the work: to study the effectiveness of identifying and prevalence of loci from the proposed set of SNPs in the examination of new generations of sheep of the Manych Merino breed. The material for the study was data from targeted sequencing of the genomes of Russian sheep breeds according to the formed set of loci in order to identify singlenucleotide polymorphisms. The object of the study was sheep born in 2021 at the age of 12 months (DNA sampling was carried out in 2022) of the Manych merino breed. The proposed locus panel, modified after validation on the next generation of animals, contains 389 substitutions suitable for genotyping by sequencing and 242 polymorphisms associated with animal meat productivity. The indicators of the frequency of occurrence of substitutions in the group of selected animals obtained as a result of research allow us to conclude that the polymorphisms, we have selected are located in loci that are not subject to significant rearrangements for several generations and can be informative for quite a long time. The analysis allows us to conclude that after modification of the set of loci, the panel for genotyping by sequencing in the Manych merino showed high efficiency in identifying all variants of genotypes.

панель локусовсеквенированиеAgriSeqSNPгенотипчастота встречаемостиовцыманычский мериносlocus panelsequencingAgriSeqSNPgenotypefrequency of occurrencesheepManych merinoработа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр» (тема № FNMU-2022-0009).the work was supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation under the State Assignment of the FGBNU “North Caucasus Federal Scientific Agrarian Center” (theme No. FNMU-2022-0009).ReferencesSelection and use of SNP markers for animal identification and paternity analysis in US beef cattle / M.P. Heaton [et al.] // Mammalian genome. – 2002. – Т. 13. – С. 272-281. – DOI: https://doi.org/10.1007/s00335-001-2146-3. Режим доступа: https://link.springer.com/article/10.1007/s00335-001-2146-3Selection and use of SNP markers for animal identification and paternity analysis in US beef cattle / M.P. Heaton [et al.] // Mammalian genome. 2002:13:272-281. – DOI: https://doi.org/10.1007/s00335-001-2146-3. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00335-001-2146-3Van de Goor, L. H. P. Population studies of 17 equine STR for forensic and phylogenetic analysis / L.H.P. Van de Goor, W.A. Van Haeringen, J.A. Lenstra //Animal genetics. – 2011. – Т. 42. – №. 6. – С. 627-633. – DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2011.02194.x. Режим доступа: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2052.2011.02194.xVan de Goor, L.H.P. Population studies of 17 equine STR for forensic and phylogenetic analysis / L.H.P. Van de Goor, W.A. Van Haeringen, J.A. Lenstra //Animal genetics. 2011:42(6):627-633. – DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2011.02194.x. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2052.2011.02194.xde Groot, M. An evaluation of the International Society for Animal Genetics recommended parentage and identification panel for the domestic pigeon (Columba livia domestica) / M. de Groot, W.A. van Haeringen //Animal genetics. – 2017. – Т. 48. – №. 4. – С. 431-435. – DOI: https://doi.org/10.1111/age.12555. Режим доступа: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/age.12555de Groot, M. An evaluation of the International Society for Animal Genetics recommended parentage and identification panel for the domestic pigeon (Columba livia domestica) / M. de Groot, W.A. van Haeringen //Animal genetics. 2017:48 (4):431-435. – DOI: https://doi.org/10.1111/age.12555. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/age.12555Al-Atiyat, R. M. The power of 28 microsatellite markers for parentage testing in sheep / R.M. Al-Atiyat //Electronic Journal of Biotechnology. – 2015. – Т. 18. – №. 2. – С. 116-121. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2015.01.001.Al-Atiyat, R.M. The power of 28 microsatellite markers for parentage testing in sheep / R.M. Al-Atiyat //Electronic Journal of Biotechnology. 2015:18(2):116-121. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2015.01.001.Wu X. L. et al. Evaluation of genotyping concordance for commercial bovine SNP arrays using quality‐assurance samples / X.L. Wu [et al.] //Animal genetics. – 2019. – Т. 50. – №. 4. – С. 367-371. – DOI: https://doi.org/10.1111/age.12800. Режим доступа: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0717345815000184?via%3DihubWu, X. L. et al. Evaluation of genotyping concordance for commercial bovine SNP arrays using quality‐assurance samples / X.L. Wu [et al.] //Animal genetics. 2019:50:4:367-371. – DOI: https://doi.org/10.1111/age.12800. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0717345815000184?via%3DihubDevelopment of a new AgriSeq 4K middensity SNP genotyping panel and its utility in pearl millet breeding / J. Semalaiyappan [et al.] //Frontiers in plant science. – 2023. – Т. 13. – С. 1068883. – DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1068883Development of a new AgriSeq 4K middensity SNP genotyping panel and its utility in pearl millet breeding / J. Semalaiyappan [et al.] //Frontiers in plant science.2023:13:1068883. – DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1068883Standardization of a SNP panel for parentage verification and identification in the domestic cat (Felis silvestris catus) / M. de Groot [et al.] //Animal genetics. – 2021. – Т. 52. – №. 5. – С. 675-682. – DOI: https://doi.org/10.1111/age.13100 . Режим доступа: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2022.1068883/fullStandardization of a SNP panel for parentage verification and identification in the domestic cat (Felis silvestris catus) / M. de Groot [et al.] //Animal genetics.2021:52 (5):675-682. – DOI: https://doi.org/10.1111/age.13100 . URL: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2022.1068883/fullModular automation solution for genotyping by sequencing for animal breeding / R.C.A. Willis [et al.] //Proc. W. Cong. Gen. App. Livest. Prod. – 2018. – Т. 11. – С. 313. Режим доступа: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/GSD/Reference-Materials/modular-automationsolution-targeted-genotyping-by-sequencinganimal-breeding-slide-presentation.pdfModular automation solution for genotyping by sequencing for animal breeding / R.C.A. Willis [et al.] //Proc. W. Cong. Gen. App. Livest. Prod.:2018:11:313. URL: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/GSD/Reference-Materials/modularautomation-solution-targeted-genotyping-bysequencing-animal-breeding-slidepresentation.pdfA genome-wide SNPs searching using the Illumina BeadChip in Jalgin Merino sheep breed / A. Krivoruchko [et al.] // Bulgarian Journal of Agricultural Science. – 2024. – Т. 30. № 1. – С. 3–10.A genome-wide SNPs searching using the Illumina BeadChip in Jalgin Merino sheep breed / A. Krivoruchko [et al.] // Bulgarian Journal of Agricultural Scienceю 2024:30 (1):3–10.Ensembl 2022 / F. Cunningham [et.al.] // Nucleic acids research. – 2022. – Т. 50. – №. D1. – С. D988-D995. – DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkab1049. Режим доступа: https://academic.oup.com/nar/article/50/D1/D988/6430486Ensembl 2022 / F. Cunningham [et.al.] // Nucleic acids research. 2022:50(D1):D988-D995. – DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkab1049. URL: https://academic.oup.com/nar/article/50/D1/D988/6430486UniProt: the universal protein knowledgebase in 2023 / The UniProt Consortium //Nucleic acids research. – 2023. – Т. 51. – №. D1. – С. D523-D531. – DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkac1052. Режим доступа: https://academic.oup.com/nar/article/51/D1/D523/6835362UniProt: the universal protein knowledgebase in 2023 / The UniProt Consortium //Nucleic acids research. 2023:51 (D1):D523-D531. – DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkac1052. URL: https://academic.oup.com/nar/article/51/D1/D523/6835362Development of a SNP panel dedicated to parentage assignment in French sheep populations / F. Tortereau [et al.] //BMC genetics. – 2017. – Т. 18. – С. 1-11. – DOI: https://doi.org/10.1186/s12863-017-0518-2. Режим доступа: https://bmcgenomdata.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12863-017-0518-2Development of a SNP panel dedicated to parentage assignment in French sheep populations / F. Tortereau [et al.] //BMC genetics.2017:18:1-11. – DOI: https://doi.org/10.1186/s12863-017-0518-2. URL: https://bmcgenomdata.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12863-017-0518-2SNP data quality control in a national beef and dairy cattle system and highly accurate SNP based parentage verification and identification / M.C. McClure [et al.] // Frontiers in Genetics. – 2018. – Т. 9. – С. 84. – DOI: 10.3389/fgene.2018.00084. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29599798/SNP data quality control in a national beef and dairy cattle system and highly accurate SNP based parentage verification and identification / M.C. McClure [et al.] // Frontiers in Genetics. 2018:9:84. – DOI: 10.3389/fgene.2018.00084. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29599798/

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