УДК 575.222.52; 575.222.78 DOI: 10.52178/00234885_2022_3_44
КОНТРОЛЬ ГЕТЕРОЗИГОТНОСТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДНК-МАРКЕРОВ У СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ
Контроль гетерозиготности у сельскохозяйственных видов животных
Д.В. Попов*1, Г.Ю. Косовский1, В.И. Глазко 1, 2, Т.Т. Глазко1, 2
1ФГБНУ «Научно – исследовательский институт пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева»
Россия, 140143, Московская обл., Раменский район, пос. Родники, ул. Трудовая, д. 6.
*e-mail:
2Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет – МСXА имени К.А. Тимирязева»
Россия, 127434, Москва, ул. Тимирязевская, д. 49
При ведении племенной работы и составлении селекционных программ нужно учитывать как поло- жительные эффекты от выбранной системы разведения, как правило, направленной на повышение продуктивности, так и возможные негативные стороны. Уже сегодня отмечается, что интенсивные технологии, ограниченность племенного материала приводят к возникновению нежелательных проявлений в целых от- раслях сельскохозяйственного животноводства. Огомозигочивание неблагоприятных рецессивных аллелей обусловливает такие негативные моменты, как гибель, снижение воспроизводства, различные генетически детерминированные заболевания, в частности, такие, как CVM синдром, бета-маннозидоз. В этой связи важным направлением является разработка методов подбора пар животных, способствующих относительно повышенной гетерозиготности потомства. С этой целью выполнен поиск наиболее полиморфных и уни- версальных вариантов ДНК-маркеров для использования в дальнейшем при подборе животных в селекционном процессе, чтобы исключить из воспроизводства родительские группы, близкие по генетическим структурам. Выполнена оценка полиморфизма геномных фрагментов, фланкированных инвертированными повторами наиболее полиморфных геномных элементов – участков микросателлитов (ISSR-PCR маркеры) и фрагментов ретротранспозонов (IRAP-PCR маркеры) у двух сельскохозяйственных видов, крупного рога- того скота и домашнего кролика. Полученные данные позволили обнаружить сходство полиморфизма ISSR- PCR маркеров у обоих видов, но выраженные отличия по полиморфизму IRAP-PCR маркерам. Оказалось, что наибольшая гетерозиготность у кроликов и крупного рогатого скота характерна для спектра геномных фрагментов праймера (CTC)6C (ISSR-PCR маркеры). У кроликов высока гетерозиготность спектров, полу- ченных при использовании в качестве праймеров фрагментов ретротранспозонов Berv-LTR-K и LTR-sire-1. Это позволяет рекомендовать в селекционном процессе анализ рассмотренных спектров у родительских групп для предупреждения повышения огомозигоченности в потомстве.
Ключевые слова: гетерозиготность, полимеразная цепная реакция, полиморфное информационное содержание, ДНК-маркеры, микросателлиты, ретротранспозоны.
HETEROZYGOSITY CONTROL USING DNA MARKERS IN FARM ANIMAL SPECIES
Heterozygosity control in farm animal species
D.V. Popov*1, G.Yu. Kosovsky 1, V.I. Glazko 1, 2, T.T. Glazko1, 2 1Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding 6, ul. Trudovaya, pos. Rodniki, Ramenskii Region, Moscow Province, 140143 Russia
*e-mail:
2Timiryazev Russian State Agrarian University–Moscow Agrarian Academy, Russia, 127434, Moscow, ul.Timiryazevskaya, 49
When conducting breeding work and drafting breeding programs, it is necessary to consider both the positive effects of the selected breeding system, usually aimed at increasing productivity, and the possible negative aspects. Already today it is noted that intensive technologies, limited breeding material leads to the emergence of undesirable manifestations in the whole branches of agricultural livestock breeding. Homozygosity of unfavorable recessive alleles causes such negative aspects as mortality, reduction of reproduction, various genetically determined diseases, in particular, such as CVM syndrome, beta-mannosidosis. In this connection, an important direction is the development of methods for selecting pairs of animals that contribute to relatively higher heterozygosity of the offspring. For this purpose, the search for the most polymorphic and universal variants of DNA-markers was performed for further use in the selection of animals in the breeding process in order to exclude parental groups with similar genetic structures from reproduction. We evaluated the polymorphism of genomic fragments flanked by inverted repeats of the most polymorphic genomic elements – microsatellite sites (ISSR-PCR markers) and retrotransposon fragments (IRAP-PCR markers) in two agricultural species, cattle and rabbit. The data obtained revealed a similarity in the polymorphism of ISSR-PCR markers in both species, but marked differences in the polymorphism of IRAP-PCR markers. It turned out that the highest heterozygosity in rabbits and cattle was characteristic of the spectrum of genomic fragments of primer (CTC)6C (ISSR-PCR markers). In rabbits, the heterozygosity of the spectra obtained using the Berv-LTR-K and LTR-sire-1 retrotransposon fragments as primers is high. This makes it possible to recommend analysis of the spectra in parental groups in the breeding process to prevent the increase of heterozygosity in the progeny.
Keywords: heterozygosity, polymerase chain reaction, polymorphic information content, DNA markers, microsatellites, retrotransposons.