A A A Ц Ц Ц Ц

ШРИФТ:

Arial Times New Roman

ИНТЕРВАЛ:

х1 х1.5 х2

КЕРНИНГ:

Обычный Средний Большой

ИЗОБРАЖЕНИЯ:

Черно-белые Цветные
Для слабовидящих Обычная версия
ISSN 0023-4885, eISSN 3034-6509 * Основан в 1910 г. * Включен в перечень ВАК
Кролиководство и звероводство
Научный журнал

Журнал № 6 2025 г.

ДНК-МАРКЕРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ АДАПТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА КРОЛИКОВ И ПУШНЫХ ЗВЕРЕЙ

УДК 636.018:639.11:636.92:575.174                                                                                              DOI: 10.52178/00234885_2025_6_16

ДНК-МАРКЕРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ АДАПТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА КРОЛИКОВ И ПУШНЫХ ЗВЕРЕЙ

ДНК-маркеры для оценки адаптационного потенциала животных

Артем Викторович Леонов*, Татьяна Теодоровна Глазко, Ольга Игоревна0 Скобель, Наталья Николаевна Новикова, Глеб Юрьевич Косовский

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева»

Россия, 140143, Московская область, Раменский район, пгт. Родники, ул. Трудовая, 6

*e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.

 Современная селекция сельскохозяйственных животных совершила переход от отбора по фенотипу к высокоточному геномному прогнозированию на основе сотен тысяч ДНК-маркеров. Это позволило не только ускорить выведение пород с целевыми признаками, но и повышать их адаптивность и стрессоустойчивость через разработку сбалансированных программ отбора. В этой связи в настоящей работе выполнен подбор и валидация различных ДНК-маркеров, ассоциированных с адаптационным потенциалом у кроликов (Oryctolagus cuniculus) и пушных зверей (на примере соболя Martes zibellina). Исследования проводили с использованием ПЦР и ПЦР в реальном времени. В рамках популяционно-генетического исследования самок соболей (n=9, одногодки 2023 г.р.; n=5, двухлетки 2022 г.р., n=7, родившихся до 2022 года) были идентифицированы высокополиморфные маркеры ((ACC)6G, LTR-BERV-K1), показавшие высокую дискриминационную способность при анализе различий между поколениями животных. При изучении эффективности кормовых добавок у кроликов (n=12, кросс Родник) установлено снижение экспрессии метаболических генов g6pd и slc15a1 при применении витаминно-минерального премикса в период откорма. Микроядерный тест продемонстрировал потенциальное геном-дестабилизирующее действие премикса на клетки крови, несмотря на отсутствие статистически значимого влияния на прирост живой массы. В исследовании генетики поведения (n=8, кролики пород советская шиншилла и белый великан) обнаружены породные и половые различия в экспрессии генов глутаматергической системы grik3 и gria2, что открывает перспективы для селекции на снижение агрессивности популяций животных клеточного содержания. Предложенные подходы позволяют целенаправленно использовать ДНК-маркеры для контроля наследственной изменчивости и оценки функциональной активности ключевых звеньев метаболических сетей у животных в пушном звероводстве и кролиководстве.

Ключевые слова: геномная селекция, соболь, кролик, ДНК-маркеры, ISSR-PCR, IRAP-PCR, экспрессия генов, g6pd, slc15a1, grik3, gria2, популяционно-генетический анализ.

Благодарности. Авторы благодарят сотрудников предприятия АО «Русский соболь» за помощь в предоставлении образцов.

Финансовая поддержка. Финансирование работ осуществлялось в рамках Государственного задания ФГБНУ НИИПЗК по теме «Разработка научных основ сокращения времени и увеличения надежности селекционной работы по получению новых форм животных с применением генных и геномных технологий» (FGGR-2024-0001) и гранта Российского научного фонда № 23-16-00060, https://rscf.ru/project/23-16-00060 (исследование кормовых добавок для кроликов).

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов. Все авторы внесли равноценный вклад при создании данной статьи.

Список литературы

  1. Saiki K. et al. Enzymatic amplification of β-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia //Science. 1985. Т. 230. №. 4732. С. 1350-1354.
  2. Medrano J. , Cordova E. A. Genotyping of bovine kappa-casein loci following DNA sequence amplification // Bio/technology. 1990. Т. 8. №. 2. С. 144-146.
  3. Fujii J. et al. Identification of a mutation in porcine ryanodine receptor associated with malignant hyperthermia // Science. 1991. Т. 253. №. 5018. С. 448-451.
  4. O’Brien P. et al. Use of a DNA-based test for the mutation associated with porcine stress syndrome (malignant hyperthermia) in 10,000 breeding swine //Journal of the American Veterinary Medical Association. 1993. Т.№. 6. С. 842-851.
  5. Bovine Genome Sequencing and Analysis Consortium et al. The genome sequence of taurine cattle: a window to ruminant biology and evolution //Science. Т. 324. №. 5926. С. 522-528.
  6. Groenen M. M. et al. Analyses of pig genomes provide insight into porcine demography and evolution //Nature. 2012. Т. 491. №. 7424. С. 393-398.
  7. Meuwissen H. E., Hayes B. J., Goddard M. E. Prediction of total genetic value using genome-wide dense marker maps //genetics. 2001. Т. 157. №. 4. С. 1819-1829.
  8. Lander E. , Botstein D. Mapping mendelian factors underlying quantitative traits using RFLP linkage maps // Genetics. 1989. Т. 121. №. 1. С. 185-199.
  9. Hayes B. J. et al. Invited review: Genomic selection in dairy cattle: Progress and challenges //Journal of dairy science. 2009. Т. 92. №. 2. С. 433-443.
  10. Meuwissen , Hayes B., Goddard M. Genomic selection: A paradigm shift in animal breeding //Animal frontiers. 2016. Т. 6. №. 1. С. 6-14.
  11. Visscher M. et al. 10 years of GWAS discovery: biology, function, and translation //The American Journal of Human Genetics. 2017. Т. 101. №. 1. С. 5-22.
  12. Larson G. et al. Current perspectives and the future of domestication studies //Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014. Т. 111. №. 17. С. 6139-6146.
  13. Wilkins S., Wrangham R. W., Fitch W. T. The “domestication syndrome” in mammals: a unified explanation based on neural crest cell behavior and genetics //Genetics. 2014. Т. 197. №. 3. С. 795-808.
  14. Trut L., Oskina I., Kharlamova A. Animal evolution during domestication: the domesticated fox as a model // Bioessays. Т. 31. №. 3. С. 349-360.
  15. Goddard E., Hayes B. J., Meuwissen T. H. E. Genomic selection in livestock populations //Genetics research. 2010. Т. 92. №. 5-6. С. 413-421.
  16. Feder E., Mitchell-Olds T. Evolutionary and ecological functional genomics //Nature reviews genetics. 2003. Т.№. 8. С. 649-655.
  17. Albert F. et al. Phenotypic differences in behavior, physiology and neurochemistry between rats selected for tameness and for defensive aggression towards humans // Hormones and behavior. 2008. Т. 53. №. 3. С. 413-421.
  18. Jensen P. Behaviour epigenetics–the connection between environment, stress and welfare //Applied Animal Behaviour Science. Т. 157. С. 1-7.
  19. Sánchez-Villagra M. R., Geiger M., Schneider R. The taming of the neural crest: a developmental perspective on the origins of morphological covariation in domesticated mammals //Royal Society open science. 2016. Т. 3. №.6. С. 160107.
  20. Trut L. N. Early Canid Domestication: The Farm-Fox Experiment: Foxes bred for tamability in a 40-year experiment exhibit remarkable transformations that suggest an interplay between behavioral genetics and development // American Scientist. Т. 87. №. 2. С. 160-169.
  21. Леонов А. В. и др. Популяционно-генетическая структура соболей в условиях клеточного содержания. // Кролиководство и звероводство. №1-2025. С. 1421.
  22. Леонов А. В. и др. Влияние премикса П 90-2 на экспрессию ферментов транспорта аминокислот, пентозофосфатного шунта, цитогенетические показатели у кроликов кросса Родник //Аграрный научный журнал. №. 10. С. 108-113.
  23. Yang H. et al. The redox role of G6PD in cell growth, cell death, and cancer //Cells. 2019. Т. 8. №. 9. С. 1055.
  24. Roy T. et Functional and Physiological Implications of Oligopeptide Transporters: Potential Targets for Pharmacological Interventions //The Journal of Membrane Biology. 2025. С. 1-16.

Информация об авторах:

Леонов Артем Викторович – младший научный сотрудник ФГБНУ НИИПЗК, SPIN-код: 9307-3457, ORCID: 0000-0001-5486-3264, Author ID: 1097411, e-mail:Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.

Глазко Татьяна Теодоровна – доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник ФГБНУ НИИПЗК, SPIN-код: 9581-8980, ORCID: 0000-0002-3879-6935, Author ID: 186988, Scopus ID: 6603540980.

Скобель Ольга Игоревна – младший научный сотрудник ФГБНУ НИИПЗК, SPIN код: 4373-1680, ORCID: 0000-0002-0599-9787, Author ID: 894693, Scopus ID: 57196745889.

Новикова Наталья Николаевна – доктор биологических наук, профессор, научный консультант ФГБНУ НИИПЗК, SPIN-код: 6064-8059, Author ID: 938110.

Косовский Глеб Юрьевич – доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник, директор ФГБНУ НИИПЗК, SPIN-код: 3736-3480, ORCID: 0000-0003-3808-3086, Author ID: 353097, Scopus ID: 57196461206.

DNA MARKERS FOR EVALUATING THE ADAPTATION POTENTIAL OF RABBITS AND FUR-BEARING ANIMALS

DNA markers for evaluating the animal adaptation potential

A.V. Leonov*, T.T. Glazko, O.I. Skobel, N.N. Novikova, G.Yu. Kosovsky

Federal State Budget Scientific Institute «Scientific Research Institute of Fur – Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding named after V.A. Afanas`ev»

Russia, 140143, Moscow region, Ramenskoye district, pgt. Rodniky, Trudovaya str., 6

*e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.

Modern breeding of agricultural animals has transitioned from phenotype-based selection to high-precision genomic prediction based on hundreds of thousands of DNA markers. This has not only accelerated the development of breeds with target traits but also enhanced their adaptability and stress resistance through the design of balanced selection programs. In this context, the present work involved the selection and validation of various DNA markers associated with adaptation potential in rabbits (Oryctolagus cuniculus) and fur-bearing animals (using the sable Martes zibellina as an example). Studies were conducted using PCR and real-time PCR. In the population-genetic study of female sables (n=9, yearlings born in 2023; n=5, two-year-olds born in 2022; n=7, born before 2022), highly polymorphic markers ((ACC)6G, LTR-BERV-K1) were identified, demonstrating high discriminatory power in analyzing differences between animal generations. In the study of feed additive effectiveness in rabbits (n=12, Rodnik cross), reduced expression of metabolic genes g6pd and slc15a1 was observed when using a vitaminmineral premix during the fattening period. The micronucleus test revealed the potential genome-destabilizing effect of the premix on blood cells, despite the absence of a statistically significant effect on body weight gain. In the behavior genetics study (n=8, rabbits of the Soviet Chinchilla and White Giant breeds), breed and sex differences in the expression of glutamatergic system genes grik3 and gria2 were discovered, opening prospects for selection aimed at reducing aggression in captive animal populations. The proposed approaches create new opportunities for fur farming and rabbit breeding through targeted selection of DNA markers to control genetic variability across generations and the functional activity of key metabolic network components.

Keywords: genomic selection, sable, rabbit, DNA markers, ISSR-PCR, IRAP-PCR, gene expression, g6pd, slc15a1, grik3, gria2, population genetic analysis.

Acknowledgements. The authors would like to thank the employees of Russian Sable JSC for their assistance in providing samples.

Financial support. The work was funded as part of the State assignment of the Afanas`ev Research Institute of Fur – Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding on the topic “Development of scientific foundations for reducing the time and increasing the reliability of breeding work to obtain new animal forms using gene and genome technologies” (FGGR-2024-0001) and Russian Science Foundation grant No. 23-16-00060, https://rscf.ru/ project/23-16-00060 (study of rabbit feed additives).

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Contribution of the authors in the creation of this article. This article was prepared with equal contributions from each author.

Information about the authors:

Leonov Artem Victorovich – Junior Researcher of the Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding, SPIN code: 9307-3457, ORCID: 00000001-5486-3264, Author ID: 1097411, e-mail:thelastmanintheАдрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.

Glazko Tatiana Theodorovna – Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Chief Researcher of the Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding, SPIN-code: 9581-8980, ORCID: 0000-0002-3879-6935, Author ID: 186988, Scopus ID: 6603540980.

Skobel Olga Igorevna – Junior Researcher of the Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding, SPIN code: 4373-1680, ORCID: 00000002-0599-9787, Author ID: 894693, Scopus ID: 57196745889.

Novikova Natalya Nikolaevna – Doctor of Biological Sciences, Professor, Scientific Consultant, Federal State Budgetary Scientific Institution “Scientific Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding named after V.A. Afanas,ev”, SPIN-code: 6064-8059, Author ID: 938110.

Kosovsky Gleb Yurievich – Doctor of Biological Sciences, RAS corresponding member, Chief Researcher, Head of the Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding, SPIN-code: 3736-3480, ORCID: 0000-0003-3808-3086, Author ID: 353097, Scopus ID: 57196461206.

References

  1. Saiki K. et al. Enzymatic amplification of β-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia //Science. 1985. Т. 230. №. 4732. С. 1350-1354.
  2. Medrano J. , Cordova E. A. Genotyping of bovine kappa-casein loci following DNA sequence amplification // Bio/technology. 1990. Т. 8. №. 2. С. 144-146.
  3. Fujii J. et al. Identification of a mutation in porcine ryanodine receptor associated with malignant hyperthermia // Science. 1991. Т. 253. №. 5018. С. 448-451.
  4. O’Brien P. et al. Use of a DNA-based test for the mutation associated with porcine stress syndrome (malignant hyperthermia) in 10,000 breeding swine //Journal of the American Veterinary Medical Association. 1993. Т.203. №. 6. С. 842-851.
  5. Bovine Genome Sequencing and Analysis Consortium et al. The genome sequence of taurine cattle: a window to ruminant biology and evolution //Science. Т. 324. №. 5926. С. 522-528.
  6. Groenen M. M. et al. Analyses of pig genomes provide insight into porcine demography and evolution //Nature. 2012. Т. 491. №. 7424. С. 393-398.
  7. Meuwissen H. E., Hayes B. J., Goddard M. E. Prediction of total genetic value using genome-wide dense marker maps //genetics. 2001. Т. 157. №. 4. С. 1819-1829.
  8. Lander E. , Botstein D. Mapping mendelian factors underlying quantitative traits using RFLP linkage maps // Genetics. 1989. Т. 121. №. 1. С. 185-199.
  9. Hayes B. J. et al. Invited review: Genomic selection in dairy cattle: Progress and challenges //Journal of dairy science. 2009. Т. 92. №. 2. С. 433-443.
  10. Meuwissen , Hayes B., Goddard M. Genomic selection: A paradigm shift in animal breeding //Animal frontiers. 2016. Т. 6. №. 1. С. 6-14.
  11. Visscher M. et al. 10 years of GWAS discovery: biology, function, and translation //The American Journal of Human Genetics. 2017. Т. 101. №. 1. С. 5-22.
  12. Larson G. et al. Current perspectives and the future of domestication studies //Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014. Т. 111. №. 17. С. 6139-6146.
  13. Wilkins S., Wrangham R. W., Fitch W. T. The “domestication syndrome” in mammals: a unified explanation based on neural crest cell behavior and genetics //Genetics. 2014. Т. 197. №. 3. С. 795-808.
  14. Trut L., Oskina I., Kharlamova A. Animal evolution during domestication: the domesticated fox as a model // Bioessays. Т. 31. №. 3. С. 349-360.
  15. Goddard E., Hayes B. J., Meuwissen T. H. E. Genomic selection in livestock populations //Genetics research. 2010. Т. 92. №. 5-6. С. 413-421.
  16. Feder E., Mitchell-Olds T. Evolutionary and ecological functional genomics //Nature reviews genetics. 2003. Т.4. №. 8. С. 649-655.
  17. Albert F. et al. Phenotypic differences in behavior, physiology and neurochemistry between rats selected for tameness and for defensive aggression towards humans // Hormones and behavior. 2008. Т. 53. №. 3. С. 413-421.
  18. Jensen P. Behaviour epigenetics–the connection between environment, stress and welfare //Applied Animal Behaviour Science. Т. 157. С. 1-7.
  19. Sánchez-Villagra R., Geiger M., Schneider R. A. The taming of the neural crest: a developmental perspective on the origins of morphological covariation in domesticated mammals //Royal Society open science. 2016. Т. 3. №. 6. С. 160107.
  20. Trut L. N. Early Canid Domestication: The Farm-Fox Experiment: Foxes bred for tamability in a 40-year experiment exhibit remarkable transformations that suggest an interplay between behavioral genetics and development // American Scientist. Т. 87. №. 2. С. 160-169.
  21. Leonov A. et al. Population genetic structure of cagebred sables // Krolikovodstvo i Zverovodstvo. 2025. №12025. С. 14-21. (In Russ.).
  22. Leonov V. et al. Premix P 90-2 effects to the enzyme expression of amino acid transport, pentose phosphate pathway, cytogenetic parameters in rabbits of the Rodnik cross. // Agrarian Scientific Journal. 2024. №. 10. С. 108-113. (In Russ.).
  23. Yang C. et al. The redox role of G6PD in cell growth, cell death, and cancer //Cells. 2019. Т. 8. №. 9. С.1055.
  24. Roy T. et Functional and Physiological Implications of Oligopeptide Transporters: Potential Targets for Pharmacological Interventions //The Journal of Membrane Biology. 2025. С. 1-16.