Репродуктивные качества помесных свиноматок в зависимости от их генотипов по генам MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb

Размещено на http://www.allbest.ru/

Репродуктивные качества помесных свиноматок в зависимости от их генотипов по генам MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb

Александр Геннадьевич Максимовш, Никита Александрович Максимов

Аннотация

Цель - выявить связь между репродуктивными качествами свиноматок и их генотипами по генам MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb. Исследования проводились на базе свинокомплекса Ростовской области на 24 поместных свиноматках ландрас х йоркшир по итогам всех опоросов. У маток учитывали репродуктивные показатели. По гену MC4R желательным оказался генотип GG. По гену POU1F1 лидировали матки CD, животные DD-генотипа находились на втором месте. По гену ESR лидировали АВ-матки. По гену PRLR в основном лучшими были матки генотипа - ВВ. По гену FSHb матки АВ-генотипа значительно превосходили АА и ВВ - маток по большинству показателей. Наиболее желательными для использования в воспроизводстве являются свиноматки генотипов: GG - по гену MC4R, CD и во вторую очередь DD-генотипа по POU1F1-гену; АВ - по гену ESR; ВВ - по гену PRLR; АВ и ВВ - по гену FSHb. Полученные результаты можно использовать при проведении селекции, направленной на улучшение воспроизводительных качеств свиней.

Ключевые слова: репродуктивные качества свиноматок; ДНК-генотипирование, MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb

Abstract

REPRODUCTIVE QUALITIES OF CROSSBRED SOWS DEPENDING ON THEIR GENOTYPES ACCORDING TO THE GENES MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb

Alexander G. Maksimov1B, Nikita A. Maksimov2

The aim is to identify the relationship between the reproductive qualities of sows and their genotypes by the genes MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb. The research was carried out on the basis of a pig complex of the Rostov region for 24 sows Landrace x Yorkshire based on the results of all farrowing. Reproductive indicators were taken into account in queens. According to the MC4R gene, the GG genotype turned out to be desirable. According to the POU1F1 gene, CD sows were in the lead, animals of the DD genotype were in second place. According to the ESR gene, sows of the AB genotype were in the lead. According to the PRLR gene, mostly the best were the uterus genotype - BB. According to the FSHb gene, the uterus of the AB genotype was significantly superior to AA and BB queens in most indicators. The most desirable for use in reproduction are sows of genotypes: GG - by the MC4R gene, CD and, secondarily, DD-genotype by the POU1F1 gene; AB - by the ESR gene; BB - by the PRLR gene; AB and BB - by the FSHb gene. The results obtained can be used in breeding aimed at improving the reproductive qualities of pigs.

Keywords: reproductive qualities of sows; DNA genotyping, MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb

Введение

Рентабельность свиноводства главным образом зависит от продуктивности животных. Чем быстрее свинья растет, тем меньше будет затрачено кормов на 1 кг прироста живой массы. Не менее важными являются и репродуктивные качества свиноматок и хряков-производителей.

Дальнейшее совершенствование свиней можно вести традиционными методами, однако они требуют много времени и имеют определенный предел - планку, выше которой не прыгнешь. Кроме того, ведение прямой селекции на плодовитость характеризуется относительно низкой эффективностью из-за низкого коэффициента наследуемости. В связи с этим возникает необходимость поиска и использования новых методов совершенствования животных.

Большинство ученых, занимающихся улучшением продуктивности разных видов животных и растений, говорят о том, что лишь ДНК-технологии позволят выполнить эту задачу в наиболее краткие сроки. Причем эффективность этой работы напрямую зависит от количества генов (маркеров или генов-кандидатов) по которым проводится генотипирование живого организма, будь то растение либо животное [1-5].

В связи с этим целью исследований явилось определение воспроизводительных качеств помесных свиноматок в связи с их генотипами одновременно по 5 генам: MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb.

Были поставлены следующие задачи: определить генотипы у подопытных маток по изучаемым генам; установить частоту аллелей и генотипов по ним; проанализировать репродуктивные качества подопытных маток и выявить взаимосвязь между воспроизводительными показателями маток и их генотипом.

Материалы и методы исследований

Исследования проводили в ЗАО «Русская свинина» Каменского района Ростовской области на 24 помесных свиноматках ландрас х йоркшир (аналогов по росту, происхождению и развитию) по итогам всех имеющихся опоросов. Для ДНК-генотипирования по генам MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb у маток брались пробы крови из яремной вены и направлялись в лабораторию молекулярной диагностики и биотехнологии с.-х. животных Донского государственного аграрного университета. Генотипирование проводилось по методике К. Мюллиса, усовершенствованной К. Boom et al. и модифицированной Н.В. Ковалюк.

У подопытных маток учитывали общее количество поросят, полученных при опоросе (гол.), многоплодие (гол.), количество мертворожденных (гол.), массу гнезда поросят при рождении (кг), крупноплодность (кг), количество поросят при отъеме в 28-дн. возрасте (гол.) и их сохранность к отъему (%).

Частоты аллелей и генотипов определяли общепринятым методом. Полученные цифровые материалы обрабатывали биометрически на персональном компьютере с применением программы Excel.

Результаты исследований и их обсуждение. Проведенными исследованиями было установлено (таблица 1), что по гену рецептора меланокортина 4 (MC4R) 10 маток (41,67%) имели генотип GG, столько же AG (10 гол.; 41,67%) и 4 матки (16,67%) обладали генотипом AA. PG = 0,625; PA=0,375.

Таблица 1 Воспроизводительная продуктивность свиноматок (по всем опоросам)

По большинству репродуктивных показателей лидировали свиноматки с генотипом GG, превосходившие маток AA и AG генотипов по: количеству поросят, полученных при рождении на 0,25 и 1,85 гол.; многоплодию на 0,19 и 1,96 гол.; массе гнезда поросят при рождении на 0,42 и 2,75 кг; крупноплодности на 0,01 и 0,05 кг, а также по количеству поросят при отъеме на 0,19 и 1,83 гол., соответственно.

Свиноматки AA-генотипа занимали промежуточное положение, но они значительно превышали показатели маток с генотипом AG по количеству поросят, полученных при рождении на 1,6 гол.; многоплодию на 1,77 гол.; массе гнезда поросят при рождении на 2,33 кг; крупноплодности на 0,04 кг и количеству поросят при отъеме на 1,64 гол. Кроме того, матки-АА не имели мертворожденных поросят (недостоверно). Этот показатель у GG-маток составлял 0,05 гол., а у AG-особей - 0,17 гол.

У свиноматок AG-генотипа наблюдалось незначительное превосходство над GG и AA матками лишь по сохранности поросят к отъему: 95,07% у AG по сравнению с 94,78 и 94,70% у GG и AA-маток соответственно.

Это согласуется с результатами исследований Зинатовой Ф.Ф. с соавторами (2015). Где свиноматки крупной белой породы голландской селекции, имеющие генотип GG (MC4R), имели наилучшие воспроизводительные показатели, при этом сохранность поросят к моменту отъема составляла 94% [6].

В опыте других исследователей (И.М. Чернуха, О.А. Ковалева, Н.Г. Друшляк и соавт., 2015) при анализе полиморфизма гена MC4R у чистопородных свиней не было выявлено носителей генотипа АА, у йоркширов AG и GG-генотипов - 40 и 60%, ландрас и дюрок - 50 и 50% соответственно. У гибридов ЙхЛ АА-генотипа - 7,7, АG - 30,8 и GG - 61,5%, а у ЛхЙхД соответственно 20, 48 и 32%. РА у исследуемых животных 0,2-0,438, аллеля G - от 0,562 до 0,8, при этом наиболее высокая частота встречаемости аллеля G характерна для чистопородных свиней и 2-х породных гибридов ЙхЛ. Трехпородные гибриды ЛхЙхД характеризуются более высокой частотой встречаемости аллеля А (0,438) в сравнении с остальными породами [7].

В исследованиях Гетманцевой Л.В. с соавторами у свиноматок крупной белой породы по гену MC4R наибольшую частоту имел генотип АА, а частота аллелей А и G составила 0,89 и 0,11, соответственно [8].

По сообщению Леоновой М.А., Святогоровой А.Е. (2014) у свиней породы ландрас по гену MC4R в качестве «желательного» выступает генотип АА. Свиньи этого генотипа, относительно аналогов генотипа АG/MС4R, имели превосходство по количеству поросят при рождении на 1,4 гол., многоплодию 1,3 гол. и массе гнезда при рождении 2,2 кг [9].

В нашем эксперименте по гену POU1F1 (гипофизарный транскрипционный фактор 1) - генотип DD имели 15 свиноматок (62,5%), CD 6 (25%) и CC 3 (12,5%) матки. Pd = 0,75, Рс - 0,25.

В целом, значительно лучшими по воспроизводительной продуктивности оказались матки CD-генотипа (по гену POU1F1), имевшие количество поросят, полученных при рождении 12,32 гол., многоплодие - 12,24 гол., массу гнезда поросят при рождении - 14,16 кг, крупноплодность - 1,15 кг, количество поросят при отъеме - 11,76 гол. CD-матки превосходили своих DD и CC сверстниц по: количеству поросят, полученных при рождении на 1,8 и 3,62 гол., многоплодию на 1,82 и 3,54 гол., массе гнезда поросят при рождении на 2,39 и 4,62 кг, крупноплодности на 0,02 и 0,06 кг, количеству поросят при отъеме на 1,93 и 3,16 гол. соответственно.

Матки генотипа-DD (по гену POU1F1) находились на втором месте по репродуктивным качествам, превосходя CC-маток по количеству поросят, полученных при рождении на 1,82 гол., многоплодию - 1,72 гол., массе гнезда поросят при рождении - 2,23 кг, крупноплодности - 0,04 кг, количеству поросят при отъеме - 1,23 гол.

У свиноматок с генотипом CC (по гену POU1F1) наблюдались самые низкие показатели репродуктивных качеств. Однако лишь у них не было мертворожденных поросят при рождении (0,00 гол.), против 0,08 гол. у CD и 0,11 гол. у DD маток. Кроме того, наивысшая сохранность поросят к отъему также наблюдалась у CC маток (98,85%), превышавших DD (94,34%) и CD (96,08%) особей на 4,51 и 2,77%, соответственно.

По сообщению Гетманцевой Л.В. с соавторами (2017) частота генотипов по гену POU1F1 в опыте, проведенном на свиньях породы ландрас, составила АА- 80% (n=64), АВ- 20% (n=16) и ВВ- 0%; дюрок -АА - 100% (n=100); у помесных свиней (ландрас х крупная белая) -АА - 63% (n=121), АВ - 29% (n=56), ВВ - 8% (n=15) [10].

По гену эстрогенового рецептора (ESR) 10 маток (41,67%) имели генотип АА и 14 маток (58,33%) АВ генотип. РА = 0,7083; Рв=0,2917. Известно, что по этому гену желательным является аллель - В и генотип - ВВ. Однако свиноматок ВВ-генотипа не было выявлено, что вероятно связано с низкой встречаемостью аллеля-В у свиней большинства европейских пород. репродуктивный генотип селекция свинья

По всем репродуктивным качествам лидировали матки генотипа-АВ превосходившие маток-АА по: многоплодию на 0,69 гол., массе гнезда поросят при рождении - 1,16 кг, крупноплодности - 0,03 кг, количеству поросят при отъеме - 0,97 гол., сохранности поросят к отъему - 2,96%.

В опытах А.Ю. Колосова с соавторами на свиньях крупной белой породы по гену ESR животные с генотипом ESR/ВВ превосходили по всем рассматриваемым показателям своих аналогов с генотипом ESR/АА (по количеству поросят при рождении - на 1,36 гол. (р = 0,14), по многоплодию - на 0,93 гол. (р = 0,005), по массе гнезда при рождении - на 2,24 кг (р = 0,15)) [11, 12].

По гену рецептора пролактина (PRLR) в нашем опыте генотип АА имели 6 свиноматок (25%), АВ - 10 (41,67%) и ВВ - 8 маток (33,33%). Ра = 0,4583, Рв = 0,5417.

В целом, лучшими по продуктивности оказались матки ВВ-генотипа с многоплодием - 11,8 гол., массой гнезда поросят при рождении - 13,39 кг, количеством поросят при отъеме в 28 дней - 11,13 гол. В то же время они имели меньшую сохранность поросят к отъему (94,32%) по сравнению с животными АА (98,67%) и АВ-генотипа (94,74%) и небольшое число мертворожденных (0,07 гол.) поросят. Промежуточное положение по продуктивности занимали АВ-матки, у них же было наибольшее количество мертворожденных поросят (0,14 гол.). Наивысшая круп- ноплодность (1,17 кг), сохранность поросят к отъему (98,67%) и отсутствие мертворожденных потомков отмечались у свиноматок АА-генотипа.

А. Колосовым, М. Леоновой, Л. Гетманцевой у свиней крупной белой породы установлено превосходство генотипа PRLR/ВВ по количеству поросят при рождении на + 0,42 гол., многоплодию + 0,57 гол., массе гнезда при рождении +1,96 кг. относительно генотипа PRLR/АВ [11].

По сообщению А.И. Клименко с соавторами влияние гена рецептора пролактина на воспроизводительные качества чистопородных свиней породы ландрас и крупная белая, а также гибридных свиней первого поколения неоднозначно. Анализ продуктивных качеств показал, что у свиноматок породы ландрас с лучшими воспроизводительными показателями связан генотип АА/PRLR, наличие которого относительно животных генотипа ВВ/PRLR связано с большим числом поросят, многоплодием и массой гнезда при рождении. У свиней крупной белой породы положительные эффекты установлены у животных генотипа ВВ/PRLR. Для гибридных свиней с лучшими показателями продуктивности связан генотип АВ/PRLR. В исследованиях прослеживается породоспецифический эффект полиморфизма PRLR, что представляет интерес при получении свиней, используемых на первом этапе гибридизации [13].

В нашем опыте по гену бета-субъединицы фолликулостимулирующего гормона (FSHb) 4 свиноматки (16,67%) имели генотип АА, 9 (37,50%) - АВ и 11 (45,83%) - ВВ-генотип. Ра = 0,4583; Рв=0,5417.

Почти по всем показателям продуктивности, кроме сохранности поросят к отъему и количеству мертворожденных поросят, значительно лучшими были матки АВ-генотипа (вероятно, это связано со стимулирующим влиянием гетерозиготности). Они превосходили маток АА и ВВ-генотипов по многоплодию на 2,86 и 1,27 гол., массе гнезда поросят при рождении - 3,5 и 1,71 кг, крупноплодности - 0,03 кг, количеству поросят при отъеме - 2,25 и 1,3 гол.

Наивысшая сохранность поросят к отъему (98,99%) наблюдалась у АА-маток (против 95,39% у АВ и 94,54% у ВВ свиней), кроме этого у них не было мертвых поросят при рождении (в отличии от животных генотипа АВ - 0,06 гол. и ВВ - 0,13 гол.). По всем остальным показателям они характеризовались низшей продуктивностью.

Свиноматки ВВ-генотипа занимали промежуточное положение, но ощутимо превосходили АА-маток по многоплодию на 1,53 гол., массе гнезда поросят при рождении на 1,79 кг и количеству поросят при отъеме на 1,05 гол. Крупноплодность у ВВ и АА-маток была одинаковая 1,12 кг.

Согласно М.А. Леоновой с соавторами ген FSHB кодирует строение фолликулостимулирующего 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 [14].

В то же время в одном из опытов А.Ю. Колосова, М.А. Леоновой, Л.В. Гетманцевой на свиньях крупной белой породы по гену FSHb достоверных различий по воспроизводительным качествам между животными с разными генотипами выявлено не было [11].

Заключение

Наиболее желательными для использования в воспроизводстве являются свиноматки генотипов: GG по гену MC4R; CD по POU1F1; АВ - по ESR (если нет особей с генотипом - ВВ); ВВ - по PRLR; АВ и ВВ - по гену FSHb (матки ВВ/FSHb существенно превосходят AA/FSHb-маток по большинству репродуктивных показателей), поэтому их тоже можно рекомендовать для воспроизводства.

Полученные результаты можно применять для ДНК-генотипирования хряков и маток по генам MC4R, POU1F1, ESR, PRLR, FSHb при проведении селекции направленной на улучшение воспроизводительных качеств.

Результаты, полученные нами и другими авторами, разумеется, требуют подтверждения на большем количестве животных, на разных породах и помесях различных селекций.

Список источников

1. Оценка продуктивных качеств свиней пород йоркшир и ландрас по генам PRKAG3, MC4R и MYOD1 / А.А. Бальников, И.Ф. Гридюшко, Ю.С. Казутова [и др.] // Генетика и разведение животных. 2021. № 2. С. 28-35.

2. Габидулин В.М., Алимова С.А., Тюлебаев С.Д. Современные методы эффективного использования генофонда абердин-ангусского скота австрийской селекции с использованием ДНК-маркеров // Вестник Курганской ГСХА. 2017. № 2 (22). С. 28-30.

3. Чижова Л.Н., Суржикова Е.С., Михайленко Т.Н. Оценка генетического профиля молодняка крупного рогатого скота мясных пород на основе ДНК-диагностики по генам CAPN1, GH, TG, LEP // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 5. С. 159-165.

4. Молочная продуктивность и качество молока коров с разными генотипами по гену IGF1 / Л.Р. Загидуллин, Ю.Г. Ильназ, Т.М. Ахметов, Р.Р. Шайдуллин, С.В. Тюлькин // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (67). С. 135-139.

5. Бабаева Н.С. Оценка генетического разнообразия распространенных в Азербайджане генотипов груши (Pyrus Communis) с использованием SSR и RAPD маркеров // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (67). С. 71-78.

6. Зиннатова Ф.Ф., Шакиров Ш.К., Зиннатов Ф.Ф. Воспроизводительные способности свиноматок с различными генотипами генов ECRF18/ FUT1, MC4R, ESR, RYR1 // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2015. № 4. С. 176-179.

7. Возможности маркерной селекции свиней по хозяйственно- и технологически ценным признакам / И.М. Чернуха, О.А. Ковалева, Н.Г. Друшляк [и др.] // Свиноводство. 2015. № 4. С. 14-18.

8. Effect of melanocortin-4 receptor gene on growth and meat traits in pigs raised in Russia / A.A. Klimenko, L. Get- mantseva, Y. Kolosov [et al.]. American Journal of Agricultural and Biological Sciences. 2014. Vol. 9 (2). P. 232-237.

9. Леонова М.А., Святогорова А.Е. Воспроизводительные качества свиней породы ландрас разных генотипов по генам PRLR и MC4R. - Текст: электронный // Научный журнал КубГАУ. 2014. № 103 (09). С. 1006-1015.

10. Effect of polymorphisms in intron 1 of the swine POU1 F1 gene on growth and reproductive traits / L. Getmantseva, A. Kolosov, M. Leonova [et al.] // Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences. 2017. Vol. 41 (5). P. 643-647.

11. Колосов А. Ю., Леонова М.А., Гетманцева Л.В. Создание панели генетических маркеров для селекции по воспроизводительному фитнессу свиней крупной белой породы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017. № 6 (61). С. 64-68.

12. Оценка силы статистического влияния полиморфизма гена ESR1 на воспроизводительные признаки свиней / А. Ю. Колосов, Н. В. Широкова, Г. В. Максимов [и др.] //Аграрный вестник Урала. 2016. № 2 (144). С. 17-19.

13. Породная дифференциация желательных генотипов гена PRLR у свиней / А.И. Клименко, А.Ю. Колосов,

14. М.А. Леонова [и др.] // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2017. Т. 47. № 4. С. 32-37.

15. Перспективные гены-маркеры продуктивности сельскохозяйственных животных [Электронный ресурс] / М.А. Леонова, А.Ю. Колосов, А.В. Радюк [и др.] // Молодой ученый. 2013. № 12 (59). С. 612-614.

References

1. Balnikov, A.A., I.F. Gridyushko, Y.S. Kazakova et al. Evaluation of productive qualities of Yorkshire and Landrace pigs by PRKAG3, MC4R and MYOD1 genes. Genetics and animal breeding, 2021, no. 2, pp. 28-35.

2. Gabidulin, V.M., S.A. Alimova and S.D. Tyuabaev. Modern methods of effective use of the gene pool of Aberdeen- Angus cattle of Austrian selection using DNA markers. Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy, 2017, no. 2, pp. 28-30.

3. Chizhova, L.N., E.S. Surzhikova and T.N. Mikhailenko. Assessment of the genetic profile of young cattle of meat breeds based on DNA diagnostics by the CAPN1, GH, TG, LEP genes. Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy, 2020, no. 5, pp. 159-165.

4. Zagidullin, L.R., I.Y. Gilemhanov, T.M. Akhmetov, R.R. Shaidullin and S.V.Tyulkin. Milk productivity and milk quality of cows with different genotypes by the IGF1 gene. Milk productivity and milk quality of cows with different genotypes by the IGF1 gene. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University, 2021, no. 4 (67), pp. 135-139.

5. Babayeva, N.S. Assessment of genetic difference of pears (Pyrus Communis) genotypes spread in azerbaijan using SSR and RAPD markers. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University, 2021, no. 4 (67), pp. 71-78.

6. Zinnatova, F.F., Sh.K. Shakirov and F.F. Zinnatov. Reproductive abilities of sows with different genotypes of the ECR F18/ FUT1, MC4R, ESR, RYR1 genes. Issues of regulatory and legal regulation in veterinary medicine, 2015, no. 4, pp. 176-179.

7. Chernukha, I.M., O.A. Kovaleva, N.G. Drushlya et al. The possibilities of marker selection of pigs by economically and technologically valuable traits. Pig breeding, 2015, no. 4, pp. 14-18.

8. Klimenko, А.А., L. Getmantseva, Y. Kolosov et al. Effect of melanocortin-4 receptor gene on growth and meat traits in pigs raised in Russia. American Journal of Agricultural and Biological Sciences, 2014, Vol. 9 (2), pp. 232-237.

9. Leonova, M.A. and A.E. Svyatogorova. Reproductive qualities of Landrace pigs of different genotypes by PRLR and MC4R genes Scientific journal of KubGAU, 2014, no. 103(09), pp. 1006-1015.

10. Getmantseva, L., A. Kolosov, M. Leonova et al. Effect of polymorphisms in intron 1 of the swine POU1 F1 gene on growth and reproductive traits. Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences, 2017, Vol. 41 (5), pp. 643-647.

11. Kolosov, A.Yu., M.A. Leonova, L.V. Getmantseva. Creation of a panel of genetic markers for breeding for reproductive fitness of large white pigs. Agricultural science of the Euro-North-East, 2017, no. 6 (61), pp. 64-68.

12. Kolosov, A.Yu., N.V. Shirokova, G.V. Maximov et al. Evaluation of the strength of the statistical influence of the ESR1 gene polymorphism on the reproductive traits of pigs. Agrarian Bulletin of the Urals, 2016, no. 2 (144), pp. 17-19.

13. Klimenko, A.I., A.Yu. Kolosov and M.A. Leonova. Breed differentiation of the desired genotypes of the PRLR gene in pigs. Siberian Bulletin of Agricultural Science, 2017, Vol. 47, no. 4, pp. 32-37.

14. Leonova, M.A., A.Yu. Kolosov and A.V. Radyuk. Promising genes-markers of productivity of farm animals. Young scientist, 2013, no. 12 (59), pp. 612-614.

Размещено на Allbest.ru