Анализ ассоциаций полиморфных вариантов генов MSTN, CAST, PRLR с хозяйственно-полезными качествами лошадей вятской породы

Изучена связь полиморфных вариантов генов MSTN, CAST, PRLR с рабочими качествами и типами телосложения лошадей вятской породы. Цель исследований: оценка генетического и селекционного потенциала вятской породы, а также изучение взаимосвязи генотипов MSTN, CAST, PRLR с хозяйственно-полезными качествами лошадей. Методы: Выделение ДНК из волосяных луковиц вятских лошадей проводили с помощью «ExtraGene DNA Prep». При сканировании мутаций в локусах MSTN (n=43), CAST (n=41) и PRLR (n=41), амплификацию ДНК выполняли методом аллель-специфической ПЦР. Расчеты частоты встречаемости аллелей и генотипов проводили с помощью MS Excel 10. Результаты исследований: Отмечена зависимость рабочих качеств вятских лошадей от частоты встречаемости аллелей миостатина MSTN (g.66493737 T>C). Лошади с большей встречаемостью аллеля MSTN/С обладают более производительными движениями, чем особи с типичным для аборигенов генотипом Т/Т. Вятки с генотипом Т/Т более универсальны, а также проявляют лучшие результаты в работе в упряжи, а лошади с генотипом Т/С – под седлом. Лошади с генотипом T/T обладают наибольшим индексом костистости при наименьшем индексе массивности. У вятских лошадей преобладает гомозиготный по «дикому» аллелю генотип MSTN T/T (0,581). Впервые в коневодстве выявлена связь типов телосложения с геном кальпастатина (CAST). Наиболее массивными и костистыми оказались лошади с генотипом G/A, более облегченными – с генотипом А/А, отмечена наибольшая частота встречаемости генотипа CAST G/A (0,463), генотип CAST G/G встречается в породе редко (0,171). Не выявлена взаимосвязь частоты встречаемости генов рецепторов пролактина (PRLR) с типами телосложения лошадей. Частота встречаемости генотипов PRLR С/С (0,366) и PRLR G/C (0,390) примерно идентична, генотип PRLR G/G встречается реже (0,244). Исследование всех племенных жеребцов по генам, связанным с хозяйственно-полезными качествами, даст возможность более эффективно вести селекцию, используя желательные генотипы, что актуально для малочисленных пород.

1. Храброва, Л. А. Оценка генеалогической структуры вятской породы лошадей (Equus ferus caballus) с использованием анализа ДНК / Л.А. Храброва, Н.В. Блохина, Н.Ф. Белоусова [и др.] // Генетика. - 2022. - Т. 58. - № 4. - С. 457-462. - DOI: 10.31857/S0016675822040063.

2. Белоусова, Н. Ф. Оценка работоспособности лошадей вятской породы с использованием усовершенствованной системы испытаний / Н.Ф. Белоусова, С.П. Басс // Иппология и ветеринария. - 2019. - № 4 (34). - С. 27-32.

3. The Second Report on the State of the World’s Animal Genetic Recourses for Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome. - 2015. - 784 p.

4. Храброва, Л. А. Использование ДНК технологий в коневодстве / Л. А. Храброва // Эффективное животноводство. – 2015. – № 6 (115). – С. 13-17.

5. Айдаров, В. А. Изучение полиморфных вариантов гена миостатина, ассоциированных с дистанционными способностями лошадей чистокровной верховой породы / В. А. Айдаров, Л. Л. Викулова, С. И. Сорокин // Коневодство и конный спорт. – 2017. – № 4. – С. 14-15.

6. Воронкова, В. Н. Оценка генетического разнообразия аборигенных пород СаяноАлтайского региона с использованием ядерных и митохондриальных ДНК- маркеров / В. Н. Воронкова, Ю. А. Столповский // Аборигенное коневодство России: история, современность, перспективы. – Архангельск, 2018. – С. 60-69.

7. Зиновьева, С. А. Спектр гаплотипов миостатина (MSTN) у лошадей разных пород / С. А. Зиновьева, Л. А. Храброва, С. И. Сорокин [и др.] // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. – 2020. – № 3. – С. 57-63.

8. Храброва, Л. А. Вариабельность генотипов миостатина (MSTN) у лошадей аборигенных пород / Л. А. Храброва, Н. В. Блохина, С. И. Сорокин // Коневодство и конный спорт. – 2020. – № 1. – С. 26-27.

9. Храброва, Л. А. Полиморфизм генов GYS1, DMTR3 и MSTN у лошадей местных пород / Л. А. Храброва, Н. В. Блохина, С. И. Сорокин // Аборигенные породы лошадей – национальное достояние России. – Архангельск: КИРА, 2022. – С. 258 -268.

10. Калинкова, Л. В. Генетическая структура локальной популяции лошадей якутской породы по генам MC1R, ASIP, DMRT3 и MSTN / Л. В. Калинкова, А. М. Зайцев, Р. В. Иванов // Сельскохозяйственная биология. – 2022. – Т. 57. - № 2. – С. 272-282.

11. Храброва, Л. А. Структура вятской породы лошадей по гаплогруппам мтДНК / Л. А. Храброва, А. М. Зайцев, В. В. Калашников [и др.] // Коневодство и конный спорт. – 2020. – № 4. – С. 4-7.

12. Belousova, N. F. Features of coat color and markings and impact of dun factor on Vyatka horse breed / N. F. Belousova, S. P. Bass, S. A. Zinoveva [et al.] // International Scientific-Practical Conf. «Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources». – Kazan, 2019. – Vol. 17. – № 6. – P. 00202. – DOI 10.1051/bioconf/20201700202.

13. Hill, E. W. Squence polymorphism in MSTN predicts sprinting ability and racing stamina in thoroughbred horses / E. W. Hill, J. Gu, S. S. Eivers [et al.] // PloS one. – 2010. – Vol. 5. – № 1. – Р. e8645. – DOI10.1371/journal.pone.0008645.

14. Binns, M. M. Identification of the myostatin locus (MSTN) as having a major effect on optimum racing distance in the Thoroughbred horse in the USA / M. M. Binns, D. A. Boehler, D. H. Lambert // Animal genetics. – 2010. – Vol. 41. - № 2. – С. 28-35. – DOI 10.1111/j.1365-2052.2010.02126.x.

15. Bower, M. A. The genetic origin and history of speed in the Thoroughbred racehorse / M. A. Bower, B. A. McGivney, M. G. Campana [et al.] // Nature Communications. – 2012. - Vol. 3. - P. 643. - DOI: 10.1038/ncomms1644.

16. Pereira, G. L. MSTN, CKM, and DMRT3 gene variants in different lines of quarter horses / G. L. Pereira, R. Matteis, L. C. A. Regitano [et al.] // Journal of Equine Veterinary Science. – 2016. – Vol. 39. - P. 33-37. - DOI: 10.1016/j.jevs.2015.09.001.

17. Вишневец, А. В. Полиморфизм гена MSTN (миостатин) и использование его в селекции лошадей верховых пород / А. В. Вишневец, П. П. Красочко, О. Л. Будревич // Ученые записки учреждения образования «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины». – 2017. – Т. 53. – № 4. – С. 90-94.

18. Pira, E. Polymorphism at Myostatin gene (MSTN) and the associations with sport performances in Anglo-Arabian racehorses / E. Pira, G. M. Vassa, M. L. Dettori [et al.] // Animals. – 2021. – Vol. 11. – Р. 964-976. – DOI: 10.3390/ani11040964.

19. Librado, P. The Evolutionary Origin and Genetic Makeup of Domestic Horses / P. Librado, A. Fages, C. Gaunitz [et al.] // Genetics. – 2016. – 204 (2). - P. 423-434. - DOI: 10.1534/genetics.116.194860.

20. Raynaud, P. C. Amarger four promoters direct expression of the calpastatin gene / P. C. Raynaud, M. P. Jayat-Vignoles, H. Laforet [et al.] // Archives of biochemistry and biophysics. – 2005. – Vol. 437. – № 1. – Р. 69-77. – DOI: 10.1016/j.abb.2005.02.026.

21. Palmer, B.R. Marker-assisted selection for meat quality and the ovine calpastatin gene / B. R., Palmer, J. D. Morton, N. Bickerstaffe R. [et al.] // Conference: New Zealand Society of Animal Production. – 1999 - 59. – P. 266-268.

22. Palmer, B. R. PCR-RFLP for MspI and NcoI in the ovine calpastatin gene / B. R. Palmer, N. Roberts, J. G. Hickford [et al.] // Journal of Animal Sciences. – 1998 – 76 (5). - P. 1499-1500. - DOI:10.2527/1998.7651499x.

23. Sumantri, C. Polimorfisme gen calpastatin (CAST-Msp1) dan pengaruhnya terhadap bobot hidup domba lokal / C. E. Sumantri, R. Diyono, A. Farajallah [et al.] // JITV. 2008;13(2):117-126.

24. Machado, A. L. Single loci and haplotypes in CAPN1 and CAST genes are associated with growth, biometrics, and in vivo carcass traits in Santa Inês sheep. / A.L. Machado, A.N. Meira, E.N. Muniz [et al.] // Annais of Animal Science.2020;20(2):465– 483. - DOI:10.2478/aoas-2020-0007.

25. Karpova E.D. Polymorphism of the GH, CAST genes, analysis of associations of their genotypes with the indicators of lipid metabolism, immune status, productivity of sheep in ontogenesis: Thesis by Ph.D. in Biology: 06.02.07. Stavropol, 2021. 121 p. (in Russ.)

26. Kostylev M. N., Ilyina A.V., Abramova M.V., Barysheva M. S, Malina Y.I., Evdokimov E.G., Yuldashbaev Y.A., Chylbak-ool S.O, Abdulmuslimov A.M. Genetic markers of meat productivity of the Romanov sheep breed: IGFBP-3, GHo и CAST. Agrarian Science.2020; 343 (11): 36–40. DOI.org/10.32634/0869-8155-2020-343-11-36-40 (in Russ.)

27. Lushnikov V.P., Fetisova T.O., Selionova M.A., Chizhova L.N., Surzhikova E.S. Polymorphism of somatotropin (9GH), calpastatin (CAST), differential growth factor (GDF 9) genes among the sheep of the Tatarstan breed // Sheep, goats, woolen business. 2020;(1):2-3 (in Russ.)

28. Fominova, I. O. Features of the formation of meat productivity in meat-wool sheep depending on the polymorphism of somatotropin and calpastatin genes: dis. ... cand. Biol. sciences: 06.02.07 / I. O. Fominova. - Stavropol, 2022:138 p.

29. Afanasyeva, A. Phenotypic effects of polymorphism of the calpastatin gene (CAST), associated with growth and development indicators, in West Siberian mutton breed / A. Afanasyeva, V. Sarychev, G. Goncharenko // Digital agriculturedevelopment strategy (ISPC 2019). – Atlantis Press, 2019;116-120. - DOI:10.2991/ispc-19.2019.26.

30. Selionova, M. I. Meat productivity of sheep of the Altai Mountain breed of different genotypes according to the CAST and GDF9 genes / M. I. Selionova, L. N. Chizhova, E. S. Surzhikova [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 2020. – V. 613. – №. 1. – Р. 012130. - DOI:10.1088/1755-1315/613/1/012130.

31. Bozhilova-Sakova, M. Genetic diversity of calpastatin gene and its association with some biochemical parameters in sheep / M. Bozhilova-Sakova, I. Dimitrova // Journal of BioScience and Biotechnology. – 2021. – V. 10. – №. 2. – P. 99-102.

32. Лысенко, Н. Г. Ассоциация генов кальпаин-кальпастатиновой системы и параметров экстерьера животных абердин-ангусской породы / Н. Г. Лысенко, А. И. Колесник, И. В. Горайчук [и др.] // Фактори експериментальної еволюції організмів. – 2016. – Т. 18. – С. 111–116.

33. Бублик, Е. М. Влияние генов MC4R, POU1F1, PRLR, ESR на продуктивные качества свиней / Е. М. Бублик // Молодой ученый. – 2013. - № 6 (53). – С. 238- 240.

34. Леонова, М. А. Перспективные гены- маркеры продуктивность сельскохозяйственных животных / М. А. Леонова, А. Ю. Колосов, А. В. Радюк [и др.] // Молодой ученый. – 2013. - № 6 (53). – С. 238- 240.

35. Леонова, М. А. Роль гена пролактина и его рецептора в формировании признаков продуктивности сельскохозяйственных животных / М. А. Леонова, Л. В. Гетманцева, А. В. Усатов // Генетика и разведение животных. – 2014. – № 4. – С. 37-39.

36. Селионова, М. И. Оценка полиморфизма гена пролактина у коров молочных пород / М. И. Селионова, Л. В. Кононова, О. В. Сычева // Животноводство и кормопроизводство. – 2018. – Т. 101. - № 1. – С. 27-33.

37. Кулибаба, Р. А. Полиморфизм генов гормона роста, рецептора гормона роста, пролактина и рецептора пролактина в связи с яичной продуктивностью у кур породы полтавская глиняная / Р. А. Кулибаба // Сельскохозяйственная биология. – 2015. – Т. 50. - № 2. – С. 198-207.

38. Do, C. H. Study on the Prolactin Receptor 3 (PRLR3) Gene and the Retinol-binding Protein 4 (RBP4) Gene as Candidate Genes for Production Traits in Berkshire Pigs / C. H. Do, B. W. Cho, D. H. Lee // Journal of Animal and Feed Sciences. – 2012. – № 25 (2). – P. 183–188. - DOI: 10.5713/ajas.2011.11216.

39. Getmantseva, L. V. Polymorphisms in several porcine genes are associated with growth traits / L. V. Getmantseva, A. Yu. Kolosov, M. A. Leonova [et al.] // American Journal of Animal and Veterinary Sciences. – 2016. – № 11 (4). – P. 136–141. - DOI:10.3844/ajavsp.2016.136.141.

40. Клименко, А. И. Породная дифференциация желательных генотипов гена PRLR у свиней / А. И. Клименко, А. Ю. Колосов, М. А. Леонова [и др.] // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2017. – Т. 47. - № 4. – С. 32-37.

41. Леонова, М. А. Воспроизводительные качества свиней породы ландрас разных генотипов по генам PRLR и MC4R / М. А. Леонова, А. Е. Святогорова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2014. – Т. 103. – № 9. – С. 1-10. [Электронный ресурс]: http://ej.kubagro.ru/2014/09/pdf/65.pdf (дата обращения: 10/12/2022).

42. Abula, R. Novel polymorphisms detected in the prolactin receptor gene of Yili horse (Equus caballus) by PCR-SSCP / R. Abula, H.-L. Zhang, Y. Chen [et al.] // Journal of Animal and Feed Sciences. – 2013. - V. 22. - № 1. – P. 70-76. - DOI:10.22358/jafs/66021/2013.

43. Giesecke, K. Evaluation of prolactin receptor (PRLR) as candidate gene for male fertility in Hanoverian warmblood horses / K. Giesecke, H. Hamann, H. Sieme [et al.] // Reproduction in Domestic Animals. - 2009 - Oct; 45 (5). - e124-3 0 . - DOI:10.1111/j.1439-0531.2009.01533.x.