Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние полиморфизма генов MC4R, IGF2 и POU1F1 на продуктивные качества свиней

ВАК РФ 06.02.07, Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Влияние полиморфизма генов MC4R, IGF2 и POU1F1 на продуктивные качества свиней"

На правах рукописи

ГЕТМАНЦЕВА ЛЮБОВЬ ВЛАДИМИРОВНА

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ МС4И, 1СГ2 И РОШП НА ПРОДУКТИВНЫЕ КАЧЕСТВА СВИНЕЙ

06.02.07 Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 2 МД? Ш1

п. Персиановский, 2012

005012515

005012515

Диссертационная работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Максимов Геннадий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Тариченко Александр Иванович

кандидат сельскохозяйственных наук Щеглов Михаил Иванович

Ведущая организация: государственное научное учреждение «Всероссийский научно - исследовательский институт животноводства» Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится 13 марта 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.028.01 при Донском государственном аграрном университете по адресу: 346493, пос.Персиановский Октябрьского (с) района Ростовской область, Донской государственный аграрный университет Тел./факс: 8-86360- 3-61-50.

Автореферат размешен в сети Интернет на официальном сайте ВАК минобрнауки РФ: http://vak.ed.eov.ruy и на сайте Донского ГАУ: http://www.dongau.ru/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донского государственного аграрного университета»

Автореферат разослан « » февраля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета доктор с.-х. наук, профессор

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность исследований. Совершенствование племенных и продуктивных качеств с.-х. животных является одной из приоритетных задач в решении вопроса продовольственной безопасности РФ. В связи с чем особое значение приобретает селекционно-племенная работа, направленная на совершенствование существующих и создание новых пород, типов, линий и кроссов с.-х. животных и внедрение в практику достижений современной генетики. Основополагающей проблемой повышения эффективности отбора является изучение детерминант формирования высокой продуктивности и использования молекулярно - генетических маркеров в генетическом мониторинге и управлении селекционным процессом.

Маркирование признаков на уровне генотипа, в дополнение к традиционным классическим методам селекции, позволяет существенно повысить эффективность племенного отбора.

В последние годы в области молекулярной генетики появились инновационные разработки, позволившие значительно расширить набор ДНК V технологий, применяющихся при разработке новых методов практической

селекции сельскохозяйственных животных.

Применение нового методологического подхода позволяет напрямую проводить анализ нуклеотидной последовательности ДНК. Благодаря этому достижению были идентифицированы гены, ассоциированные с хозяйственно

полезными признаками сельскохозяйственных животных.

Ген гипофизарного фактора транскрипции (РОШР1), меланокортинового рецептора 4 (МС4Я) и инсулиноподобного фактора роста 2 ' (ЮР2) рассматриваются сегодня как потенциальные ДНК-маркеры откормочных и мясных качеств свиней. Поэтому весьма актуально проведение исследований, направленных на определение влияния их генотипов на уровень продуктивности, для последующего внедрения генов-маркеров в селекционно-

племенную работу.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Донской государственный аграрный университет» по теме 11 (№ гос. регистрации 0120.0604291) по межведомственной координационной программе фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению АПК Российской Федерации на 2006-2010 и 2011-2015 гг.

1.2. Цель и задачи исследований. Целью работы явилась оценка влияния ' полиморфизма генов МС4Я, Ю¥2 и РОШР1 у чистопородных и помесных свиней на их продуктивность.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- дать характеристику геиотипической структуры племенного поголовья свиней крупной белой породы и ландрас ЗАО «Племзавод Юбилейный» и

трехпородных гибридов ЗАО «Русская свинина» по ДНК-маркерам MC4R, IGF2 и POU1F1;

- определить влияние генотипов по генам IGF2 и POU1F1 на воспроизводительные, откормочные и мясные качества свиней;

- оценить откормочные и мясные качества свиней различных генотипов по гену MC4R;

- изучить совместное влияние генов POU1F1, IGF2 и MC4R на откормочные и мясные качества свиней при различных генотипах.

1.3. Научная новизна исследований. Впервые в ЗАО «Племзавод Юбилейный» и ЗАО «Русская свинина» на основе молекулярно-генетических исследований были определены генотипы по генам MC4R, IGF2 и POU1F1. Установлены частоты встречаемости аллельных вариантов генов MC4R, IGF2 и POU1F1 и выявлено их влияние на воспроизводительные, откормочные и мясные качества свиней. Определены «желательные» генотипы по генам MC4R, IGF2 и POU1F1 для селекции по продуктивным качествам.

1.4. Практическая значимость и реализация результатов исследований. Подтверяедена возможность использования ДНК -генотипирования в селекции свиней по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам.

Определена генотипическая структуре стада чистопородных свиней ЗАО «Племзавод Юбилейный» и гибридов ЗАО «Русская свинина» по генам POU1F1, 1GF2 и MC4R. Установлены «желательные» генотипы, детерминирующие повышенный уровень воспроизводительной, откормочной и мясной продуктивности.

Результаты работы внедрены в ЗАО «Племзавод Юбилейный» Тюменской области и используются при разработке селекционно-генетических программ совершенствования стада свиней по продуктивным качествам.

1.5. Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на пятой международной научно-практической конференции «Современнйе проблемы гуманитарных и естественных наук» (Москва, 2010); на 3-ей международной научной - практической конференции «Инновационные процессы в АПК» (Москва, 2011); на XVIII международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2011» (Москва, 2011); на международной научно-практической конференции молодых ученых «Научные достижения - производству» (Иркутск, 2011); на XX заседании Межвузовского координационного совета «Свинина» и Всероссийской научно-производственной конференции «Актуальные проблемы производства свинины в Российской Федерации» (Саратов, 2011); на международной научно-практической конференции «Повышение интенсивности и конкурентоспособности отраслей животноводства» - (Жодино, 2011).

1.6. Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.

'1.7. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 141 странице компьютерного текста, содержит 29 таблиц и 25 рисунков, включает в себя введение, обзор литературы, материал, методику и результаты исследований, выводы и предложения производству, список литературы (насчитывающий 226 источников, в т. ч. 130 зарубежных).

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнялись на свиньях пород крупная белая (КБ), ландрас датский (Л) (ЗАО «Племзавод Юбилейный» Тюменской области) и на трехпородных гибридах (ландрас х йоркшир х дюрок) (ЛхИхД) (ЗАО «Русская свинина» Ростовской области) с 2009 по 2011 гг. согласно схеме (рис.1).

Свиньи крупной белой породы, ландрас

и трохпородные гибриды (ландрас х йоркшир х дюрок)

■ многоплодие, гол.; .фупнотояносгь.иг; . С0кранноаъ,шп,%; . масса гнезда и одного поросежа три отъеме, «г.

Ожхермачни*

- скороспелость, дн; -среднесуточный

прирост, дн.;

- затраты корма, к.ед.

Мясные -тогецина шпика, мм,

- масса задней трети полутуши, кг,

- геющадь "мьаиеодого глазка", см2;

- убойный выход, %, -выход мышечной

ткани, %.

Экономическая эффектность использования ДНК-маркеров

Рис.1. Схема исследований

Для проведения ДНК-генотипирования у свиней были отобраны пробы крови и образцы ткани ушной раковины площадью 1 см2 (ушные выщипы). По результатам молекулярно - генетического исследования определяли наличие и частоту встречаемости аллелей и генотипов по генам POU1F1, IGF2 и MC4R.

Влияние различных генотипов по генам POU1F1, IGF2 и MC4R на откормочную продуктивность определяли по результатам контрольного выращивания до массы 100 кг свиней КБ (п=59). Учитывался возраст достижения живой массы 100 кг (дн.), длина туловища (см), среднесуточный прирост (г), толщина шпика на пояснице (мм), затраты корма на 1 кг прироста (к. ед.) и селекционный индекс оценки откормочной продуктивности ремонтного молодняка. Комплексный индекс оценки ремонтного молодняка на контрольном выращивании определялся по методике Н.В. Михайлова (2003).

Влияние различных генотипов по генам POU1F1, IGF2 и MC4R на мясную продуктивность определяли по результатам контрольного убоя гибридов ЛхЙхД (п=20), проведенного на мясокомбинате ООО «ВЕПОЗ» (г.Ростов-на-Дону). При контрольном убое учитывали толщину шпика (мм) (по 6 точкам: на холке, над 6-7-м грудными позвонками, над 1-м поясничным и над 1-м, 2-м и 3-м крестцовыми позвонками); массу задней трети полутуши (кг); площадь «мышечного глазка» (см2); убойный выход (%) (ГОСТ 3 53221-2008 -3% ЖКТ); выход мышечной ткани (%) (ГОСТ 53221 - 2008).

Воспроизводительные качества свиноматок КБ учитывали по следующим показателям: многоплодие, крупноплодность, молочность, количество поросят и масса гнезда при отьеме в 30 дн.

Анализ полиморфизма генов проводился в лаборатории молекулярной генетики Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства» Россельхозакадемии (ВНИИЖ, г. Подольск). Анализ ДНК и постановка ПЦР проведены согласно «Методическим рекомендациям по использованию метода полимеразной реакции в животноводстве» (Н.А.Зиновьева и др., 1998). Для определения аллелей генов POU1F1 и MC4R использовали метод ПЦР-ПДРФ. Аллели А и G гена MC4R определяли в позиции 1426 с помощью рестриктазы TaqI. Аллели С и D гена POU1F1 диагностировали в позиции 1411 с помощью рестриктазы Mspl. Анализ образующих фрагментов проводили методом электрофореза в агарозном геле с добавлением бромистого димидия. Полиморфизм гена 1GF2 определяли с помощью технологии пиросеквенирования. Аллели Q и q гена IGF2 диагностировали в позиции 3072.

Биометрическую обработку данных проводили согласно общепринятым методикам (Е.К. Меркурьева, 1983; J1.A. Животовский, 1991).

Для измерения статистического влияния полиморфизма гена на признак использовали дисперсионный анализ. В качестве факторов выступали гены, число градаций соответствовало числу генотипов. Определяли степень влияния (q2) генотипов генов POU1F1, IGF2, MC4R на признаки продуктивности и корреляционное отношение (rj) между ними при соответствующих степенях свободы и уровне значимости.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Частота встречаемости аллелей и генотипов по гену МС41*у свиней различных пород

Наиболее высокую частоту встречаемости аллеля А по гену МС4Л выявили у свиней породы КБ (0,82) (табл.1), а минимальная - у ландрас (0,4); при этом генотип АА в этой породе установлен не был. Высокая частота встречаемости генотипа АА отмечена у свиней КБ.

Таблица 1

Частота встречаемости аллелей и генотипов МС4Я

Порода п Частота встречаемости

аллелей генотипов, %

А в АА Ай

Крупная белая 59 0,82 0,18 64,4 35,6 0

Ландрас 10 0,40 0,60 0 80 20

ЛхЙхД 20 0,60 0,40 25 70 5

3.2. Влияние генотипов АА и Ав на откормочные и мясные качества свиней

Анализ результатов влияния генотипов АА и Ав на результаты контрольного выращивания свинок КБ (табл.2) показал, что животные генотипа АО по сравнению с аналогами генотипа' АА отличаются лучшей скороспелостью на 5,4 дн. (3,16%; Р <0,05), среднесуточным приростом на 82,Зг (9,9%; Р < 0,05), меньшими затратами корма на 0,13 к.ед. (4,16%; Р< 0,05).

Трехпородные гибриды ЛхЙхД (табл.3) генотипа Лв отличаются меньшей толщиной шпика на 3,2 мм (13,2%; Р <0,05), большей массой задней трети полутуши на 0,4 кг (3,45%; Р < 0,05); площадью «мышечного глазка» на 5,3 см2 (10,5%; Р < 0,05), убойным выходом на 1,36% (Р>0,05) и выходом мышечной ткани на 2,2% (Р>0,05) по сравнению с аналогами генотипа АА.

Влияние полиморфизма гена МС4Я на толщину шпика было рассмотрено дополнительно по 6 точкам (рис.2).

Наибольшее влияние полиморфизм гена МС4Я имеет на толщину шпика в области крестца. У трехпородных гибридов, имеющих генотип Ав по гену МС4Я, средние показатели толщины шпика на крестце меньше на 4,59 мм (на 22,5%; Р < 0,01) по сравнению с гибридами генотипа АО.

Таким образом, проведенные нами исследования показывают, что наличие генотипа Ав гена МС4Я у свиней обусловливает тенденцию повышения откормочных и мясных качеств.

Результаты контрольного выращивания свинок КБ разных генотипов по гену МС4Я

Гено тип п Биометрии ческие показатели Скороспелость, дн. * Длина туловища, см Среднесуточный прирост, г* Толщина шпика, мм Затраты корма, корм. ед. * Селекционный индекс

АА 38 М±ш 169,35±1,55 122,50±1,80 745,35±17,37 21,80±0,83 3,12±0,03 88,95±7,72

СУ, % 4,67 3,64 11,02 17,00 4,16 38,84

Ав 21 М±ш 164,00±2,1 122,50±1,02 827,67±33,36 22,67±1,61 2,99±0,06 111,83±22,1

Су, % 3,31 4,58 12,80 17,35 5,75 48,44

Таблица 3

Мясная продуктивность трехпородных гибридов (ЛхЙхД) разных генотипов по гену МС411_

Гено тип п Биометрические показатели Средняя толщина шпика, мм* Масса задней трети полутуши, кг* Площадь «мышечного глазка», см2* Убойный выход, % Выход мышечной ткани, %

АА 6 М±ш 24,1±1,18 11,2±0,15 45,0±0,54 82,36±0,4 45,7±1,3

Су, % 11,9 3,3 3,9 1,2 7,0

Ав 13 М±ш 20,9±0,61 и,6±0,11 50,3±1,98 83,0±0,3 47,9±1,0

Су, % 8,5 3,5 10,8 1,4 7,8

-»- АА

-ж-». АС

12 3 4 5

Точки измерения

Рис. 2. Влияние генотипов АА и АО гена МС4Я на толщину шпика

откормочного молодняка (ЛхЙ)хД

Точки измерения толщины шпика: 1- на холке; 2- над 6-7-м грудн.

позвонк.; 3- над 1-м поясничным позвонком; 4- над 1-м крестц. позвонком; 5-

над 2-м крестц. позвонком; 6- над 3-м крестц. позвонком.

З.З.Частота встречаемости аллелей и генотипов по гену 1СР2 у

свиней различных пород

Высокая частота встречаемости аллеля 0 (табл. 4) выявлена у свиней породы ландрас (0,85), при этом у них отмечены все три генотипа, но Оя и чя-генотипы имеют низкую частоту встречаемости. В то время как для свиней КБ генотип чя имеет наибольшую частоту встречаемости относительно генотипов и Оя.

Таблица 4

Частота встречаемости аллелей и генотипов по локусу гена ЮР-2

Порода п Частота встречаемости

аллелей генотипов, %

О ч 00 |09_ ____99_

Крупная белая 59 0,40 0,60 27,1 25,4 47,5

Ландрас 10 0,85 0,15 80 10 10

3.4. Влияние полиморфизма гена ГСР2 на воспроизводительные и

откормочные качества свиней

Анализ воспроизводительных качеств свиноматок разных генотипов гена КШ2 (табл.5) выявил, что больше на 0,83 (7,1%) порос, родилось у матерей генотипа 00, но данная разница была недостоверна.

Продуктивность свиноматок разных генотипов по гену ГСР2

При отьеме (30 дн.)

Гено тип Биометрические показатели Многоплодие, гол. Крупно- Молоч- Кол-во Сохранность, % Масса, кг

п плодность, ность, поросят в 1 поросенка*

кг кг** гнезде, гол. гнезда**

20 М±ш 11,80±1,09 ] ,35±0,05 76,08±3,3 11,32±1,25 95,81+5,5 93,04±7,8 8,23 ±0,3

СУ,% 2,68 2,61 9,7 2,60 6,2 8,6 4,4

ЯЧ 20 М±т 10,97±0,46 1,36±0,03 66,18±2,1 10,49±0,47 95,66±2,7 81,63±9,2 7,78+1,5

СУ,% 2,33 8,06 12,2 2,35 4,3 7,2 8,3

Таблица 6

Результаты контрольного выращивания свинок КБ разных генотипов по гену ЮБ2

Гено тип п Биометрические показатели Скороспелость, дн. * Длина туловища, см Среднесуточный приросту* Толщина шпика, мм* Затраты корма, корм, ед* Селекцион ный индекс**

<3(5 28 М+ш 164,80±2,55 122,40^2,64 797,20±12,03 21,20±1,0 7 3,03±0,02 111,20±6,02

СУ,% 6,18 4,82 3,94 11,26 1,63 14,15

яч 20 М±ш 170,88±1,46 122,18±1,09 737,47±18,25 23,00±0,98 3,13±0,03 76,94±7,60

Су,% 3,53 3,66 11,88 17,53 4,43 40,71

и

В то же время за счет лучшей молочности на 10,1 кг (15 %; Р<0,01), способности выкормить приплод и интенсивности роста поросят, масса гнезда при отъеме была больше у маток генотипа по сравнению с матками генотипа qq на 11,4 кг (12,3%; Р < 0,01).

Анализ влияния генотипов гена ЮР2 на результаты контрольного выращивания свинок КБ (табл.6), показал, что свинки генотипа ОС? отличаются по сравнению с аналогами яя- генотипа лучшей скороспелостью на 6,1 день (3,7%; Р<0,05), среднесуточным приростом на 59,7г (7,7%; Р<0,05), меньшей толщиной шпика на 1,8 мм (7,8%; Р<0,05) и затратами корма на 0,1 к.ед. (3,2%; Р<0,05).

Таким образом, проведенные нами исследования показывают, что наличие генотипа 00 гена КЖ у свиней обусловливает тенденцию повышения откормочных и мясных качеств без ущерба для воспроизводительных.

3.5. Частота встречаемости аллелей и генотипов по геиуРОиШу свиней различных пород

В результате проведенного ДНК-генотипирования свиней КБ, Л и трехпородных гибридов (ЛхЙхД) (табл.7) выявлена наиболее высокая частота встречаемости аллеля С (0,34) по гену РОШР1 у свиней КБ, а у Л этот аллель не обнаружен и имеется только генотип БЭ. У гибридов выявлена высокая частота встречаемости аллеля О, генотипа БЭ и отсутствие генотипа СС.

Таблица 7

Частота встречаемости аллелей и генотипов по гену роиш

Порода п Частота встречаемости

аллелей генотипов, %

С О СС СБ

Крупная белая 59 0,34 0,66 10,2 49 40,8

Ландрас 10 - 1 - > 100

ЛхИхД 20 0,15 0,85 - 30 70

3.6. Влияние полиморфизма гена РОШР1 на продуктивные качества свиней

Влияние полиморфизма гена РОШР1 на воспроизводительные качества сказалось на том (табл.8), что свиноматки СС-генотипа отличаются большим многоплодием (11,56 гол.). Разница между матками генотипов СС и СБ- и БО-генотипов составила 1,07 гол. (9,2%) и 0,11 гол. (0,95%) соответственно, но она оказалась недостоверной (Р>0,05).

Таблица 8

Продуктивность свиноматок разных генотипов по гену Р01ЛР1

Биометрические показатели При отъеме (30 дн.)

Многоплодие, гол. Крупно- Молочность, кг Кол-во Сохранность, % Масса, кг

Генотип п плодность, поросят в 1 поросенка

кг гнезде, гнезда

гол.

БО 20 М±ш 11,45±0,92 1,25±0,03 64,4312,2 10,2610,92 90,61+5,8 74,31+8,9 7,24+0,34

См,% 5,6 5,3 9,1 6,6 3,5 9,3 4,2

СО 20 М±ш 10,49±0,74 1,40+0,03* 67,7912,2* 10,1410,74 96,6612,7 81,619,2* 8,04+1,5*

Су,% 3,9 7,06 9,0 7,9 4,3 7,2 8,3

сс 5 М±ш 11,5610,48 1,31+0,05 76,611,2** 10,6611,09 92,8015,5 91,0+7,8** 8,5410,3**

Су,% 4,6 8,1 9,7 8,2 6,2 8,2 4,4

"■-Разность средних (относительно ЦЭ) достоверна при Р < 0,05 **-Р<0,01

Однако по крупноплодности матки генотипа СБ достоверно превышали аналогов ОЭ-генотипа на 0,15 кг (11,3%; Р<0,01), разница между матками СС-и СО- генотипов была недостоверной. Наибольшую молочность (76,62 кг) имели матки генотипа СС, достоверно превышавшие маток СБ - генотипа на 8,83 кг (11,5%; Р<0,05), а БО-генотипа на 12,19 кг (15,9%; Р<0,01). Масса гнезда и 1 поросенка при отъеме также были лучше у маток генотипа СС, превышавших маток генотипа ОБ на 16,74кг (18,39%, Р<0,01) и 1,3 кг(15,22%; Р<0,01) соответственно. Разница по сравнению с матками генотипа СБ была недостоверной.

Полученные результаты показывают значительное влияние аллельного варианта С, при этом, чем выше концентрация «желательного» аллаля С в генотипе, тем выше воспроизводительные качества.

По результатам контрольного выращивания свинок КБ было установлено, что генотип СС гена РОШР1 также является «желательным» и по откормочным качествам (табл.9). Свинки генотипа СС отличаются от аналогов 1)0- генотипа лучшей скороспелостью на 8,86 дн. (5,2%; Р<0,05), среднесуточным приростом на 150,7 г (17,7%; Р<0,01), меньшими затратами корма на 0,24 к.ед. (8,2%; Р<0,01). Свинки с генотипом СО занимают промежуточное положение.

Проведенный анализ влияния генотипов^ гена Р01ЛБ1 на мясную продуктивность трехпородных гибридов . (ЛхЙхД) (табл.10) показал, что гибриды генотипа ОО имели большую массу задней трети полутуши на 0,5 кг (4,5%, Р<0,05) и выход мышечной ткани на 3,6% (Р<0,05) по сравнению с

аналогами СО -генотипа.

По другим признакам мясной продуктивности достоверной разности между гибридами генотипов ОО и СО установлено не было. Тем не менее отмечается, что у гибридов генотипа ОО толщина шпика была меньше на 3,3 мм (11,4%), а площадь «мышечного глазка» больше на 4,6 см2 (8,9%), но достоверность отсутствовала.

Влияние генотипов ОО и СО на толщину шпика у подсвинков было рассмотрено по 6 точкам (рис.3).

Полученные результаты показывают, что гибриды генотипа ОО по сравнению с аналогами СО- генотипа имеют меньшую толщину шпика по всем измеренным точкам. Наибольшие различия в толщине шпика у гибридов в зависимости от генотипов просматриваются в области хребта, которые составляют на холке 3,54 мм, над 6-7-м грудными позвонками 1,9 мм, над 1-м поясничным позвонком 1,9 мм и по средней толщине шпика на хребте 2,4 мм,

однако они недостоверны.

Таким образом, в качестве «желательного» генотипа по откормочным качествам для свиней КБ является генотип СС гена РОШР1. С повышенной мясностью откормочного молодняка (ЛхЙхД) связан генотип ОО.

Результаты контрольного выращивания свинок КБ разных генотипов по гену РОШР1

Гено тип п Биометри ческие показатели Скороспелость, дн. Длина туловища, см Среднесуточный прирост, г Толщина шпика, мм Затраты корма, корм. ед. Селекцион ный индекс

24 М±т 170,36±2,44 122,73±1,47 719,27±26,59 21,27±1,22 3,16±0,04 85,91±11,39

СУ,% 4,75 3,96 12,26 19,05 4,41 43,98

СБ 20 М±ш 166,94±1,79* 122,13±1,06 791,88±21,35* 22,75±0,86 3,04±0,03* 96,94±10,60

Су,% 4,30 3,47 10,78 15,18 4,43 43,72

СС 5 М±ш 161,50±4,29* 122,00±2,12 870,00±38,68** 22,50±0,29 2,92±0,06** 109,01±8,82

Су,% 5,31 3,48 8,89 2,57 4,19 16,19

Таблица 10

Мясная продуктивность гибридов (ЛхЙхД) разных генотипов по гену РОШР!

Гено тип п Биометрические показатели Средняя толщина шпика, мм Масса задней трети полутуши, кг* Площадь «мышечного глазка», см2 Убойный выход, % Выход мышечной ткани, % *

7 М±т 21,3± 2,5 11,6± 0,19 51,6±4,9 82,7± 1,07 48,7± 2,30

СУ, % 11,9 0,1 11,3 1,7 6,7

СБ 13 М±т 23,6± 1,4 11,1± 0,14 47,0 ±2,6 82,9± 0,78 45,1 ±2,76

Су, % 8,4 0,1 7,3 0,8 7,8

Точки измерения

Рис. 3. Влияние генотипов ЙБ и СБ гена РОиШ на толщину шпика откормочного молодняка (ЛхИ)хД

Точки измерения толщина шпика: 1- на холке; 2- над 6-7-м грудн. позвонк.; 3- над 1-м поясничным позвонком; 4- над 1-м крестц. позвонком; 5-над 2-м крестц. позвонком; 6- над 3-м крестц. позвонком.

3.7. Частота встречаемости генотипов по генам РОШР1 и 1СИ у свиней КБ при совместном учете их полиморфизма

При совместном учете полиморфизма генов РОШР1 и ЮР2 у свиней КБ были выявлены генотипы СС<2<3, ССря, ССяя, СВ<К>, СБ(2я, СБяя, ОБС^О, DDqq, частота встречаемости которых составляла 2,0; 4,1; 4,1; 8,2; 8,2; 30,6; 8,2; 12,2; 22,4% соответственно. Наибольшая частота встречаемости установлена для генотипа СЭяя. наименьшая - СС()(3.

3.8. Влияние различных сочетаний генотипов по генаи РОиШ п Юга на откормочные и мясные качества свиней КБ

Установлено значительное превосходство по откормочным качествам свинок генотипа СИОР (табл.11).

Свинки генотипа СОС>С> отличались лучшей скороспелостью на 6,2 -10,8 дн. (3,7-6,2%; Р<0,05), среднесуточными приростами на 32,0- 82,3 г (4 -10,2%; Р<0,05), меньшей толщиной шпика на 2,2 - 2,85 мм ( 9,3-11,75%; Р < 0,05) и затратами корма на 0,05 - 0,13 корм. ед.( 1,63-4,13%; Р<0,05) по сравнению с животными других генотипов.

3.9. Частота встречаемости генотипов по генам РОШП и МС4Я у свиней КБ и гибридов (ЛхЙхД)

При совместном учете нолиморфима генов РОШР1 и МС4Я у свиней КБ были выявлены генотипы ССАА, СОАА, СБАС, ОБ А А, ОБАО, у трехпородных гибридов - ОБАО, ОБАА, СБАА, С РАС и БОСС (табл. 12)

Таблица 11

Результаты контрольного выращивания свинок КБ разных генотипов по генам РОЮТ!и ЮР2

Гено тип п Биометр, показатели Скороспелость, ДН. Длина туловища, см Среднесуточный прирост, г Толщина шпика, мм Затраты корма, корм. ед. Селекцион ный индекс

СБОО 8 М±т 162,50±5,07 120,01± 1,41 805,50±14,61 21,40±1,02 3,02±0,02 106,01 ±6,12

СУ, % 6,25 2,36 ; 3,63 12,31 1,53 11,55

СБяя 15 М±т ; 168,73 ±1,16 122,53 ±1,22 773,53± 19,32 23,60±0,51 3,07±0,03 82,61±8,57

Су, % 2,67 3,85 9,67 12,89 3,85 40,20

БООР 7 М±т 173,25± 1,11 123,00 ±3,19 761,50±20,85 24,25±1,65 3,09±0,03 63,51±23,01

Су, % 1,28 5,18 5,48 13,62 2,13 72,48

БОця 10 М±ш 170,60± 2,23 121,91± 1,39 723,20±33,78 21,50±0,9 3,11±0,06 81,27±11,31

СУ, % 4,14 3,78 14,77 21,07 6,67 . 46,14

Частота встречаемости генотипов по генам POU1F1 и MC4R

Порода п Частота встречаемости генотипов, %

ССАА CDAA CDAG DDAA DDAG DDGG

Крупная белая 59 10,4 35,4 12,5 31,3 10,4

ЛхЙхД 20 - 10 15 10 55

У свиней КБ наибольшая частота встречаемости выявлена доя генотипов CDAA и DDAA, и отсутствие генотипа DDGG. У гибридов (ЛхЙхД) наибольшая частота встречаемости имеется у генотипа DDAG, DDGG-присутствует, но с наименьшей частотой, а генотип ССАА отсутствует.

ЗЛО. Влияние генотипов по генам POU1F1 и MC4R на откормочные и мясные качества свиней

Проведенный анализ результатов контрольного выращивания свинок различных генотипов по генам POU1F1 и MC4R (табл.13) выявил в качестве «желательного» генотип ССАА, но в данном случае дублируется результат, проведенный только по гену POU1F1, т.к. разложения генотипов по гену MC4R нет (т.к. генотип СС присутствует только в сочетании с АА). При оценке генотипов CD и DD по гену POU1F1 и генотипов АА и AG по гену MC4R, в качестве лучшего установлено сочетание генотипов CD и AG. Свиньи КБ генотипа CDAG по сравнению с генотипами CDAA, DDAG и DDAA отличаются большими среднесуточными приростами на 77,5г (9,9%; Р<0,05 ): 96,Ог (11,1%; Р<0,05) и 120,9г (16,4%; Р<0,01); меньшими затратами корма на 0,09 к.ед. (3%; Р>0,05); 0,12 к.ед. (4,04%; Р<0,05) и 0,15 к.ед. (4, 43%; Р<Ф,0!) соответственно.

При анализе влияния генотипов по генам POU1F1 и MC4R на мясные качества трехпородных гибридов в качестве «желательного» был определен генотип DDAG (табл.14). При этом следует отметить, что гибриды CDAG-генотипа по толщине шпика и площади «мышечного глазка» занимали вторую позицию, и достоверной разницы между генотипом DDAG установлено не было. Лучший убойный выход отмечен у животных генотипа CDAA, но по всем другим показателям им принадлежали самые низкие позиции.

Гибриды с генотипом DDAG по сравнению с аналогами генотипов DDAA, CDAA, CDAG имели меньшую толщину шпика на 2,55 мм (11%; Р< 0,05), 4,1 мм (16,5%; Р < 0,05), 2,0 мм (8,8%; Р>0,05); больше массу задней трети полутуши на 0,25 (2,18%; Р< 0,05); 0,74 (6,73%; Р< 0,01); 0,5кг (4,5%; Р< 0,05); площадь «мышечного глазка» на 5,35 (11,66%; Р< 0,05); 7,17 (16,26%; Р<0,05); 2,2 см2 (4,52%; Р>0,05) соответственно.

Таблица 13

Результаты контрольного выращивания свинок КБ разных генотипов по генам РОШР! и МС4Я

Гено тип п Биометр, показатели Скороспелость, ДН. Длина туловища, СМ Среднесуточный прирост, г Толщина шпика, мм Затрата корма, корм. ед. Селекцион ный индекс

ССАА 5 М±ш 160,50±3,43 121,00±1,92 870,0±38,7 22,60±0,24 2,96±0,09 109,00±8,82

СУ, % 4,27 3,55 8,89 2,42 6,33 16,19

СИЛА 17 М±ш 167,2±1,8 122,12±1,08 782,9±15,6 22,71±0,80 3,06±0,02 96,06±7,79

СУ, % 4,42 3,66 8,19 14,59 3,32 33,45

СОАв 6 М±ш 166,212,1 122,00±1,73 860,4±4 9,0 23,33±1,56 2,97±0,06 99,20±28,74

СУ, % ,3,13 3,48 12,74 16,41 7,66 64,78

ББАА 15 М±ш 170,06±1,85 122,38±1,16 739,5±23,7 22,7210,86 3,12±0,04 80,93±10,87

Су, % 4,36 3,80 12,41 14,11 4,64 52,01

БОАв 5 М±т 163,2±3,1 120,80±2,06 ' 764,4±25,8 22,40±1,29 3,09±0,04 94,40±15,04

СУ, % . .4,19 3,81 7,54 12,86 ■':; 2,95 35,62

Таблица 14

Мясная продуктивность гибридов (ЛхЙхД) разных генотипов по генам РОШБ! и МС4Я

Генотип п Биометр, показатели Средняя толщина шпика, мм Масса задней трети полутушй, кг Площадь «мышечного глазка», см2 Убойный выход, % Выход мышечной ткани, %

ООАй 11 М±т 21,0±01,28 11,74±0,34 51,24±4,20 83,12±1,05 48,00±2,44

СУ, % 7,26 3,41 10,10 1,64 6,96

ОЭАА 3 М±т 23,35±2,55 11,49±0;29 45,89±1,21 81,52±0,39 48,26±0,6б

СУ, % 15,44 3,57- 3,73 0,68 1,95

СОАА 3 М±т 24,90±2,20 11,00±0,04 44,08±0,42 83,20±0,09 43,20±1,51

СУ, % 12,50 0,51 1,33 0,14 4,93

СБАв 2 М±ш 22,80±0,47 11,24±0,17 49,02±2,18 82,70±0,60 45,95±2,74

СУ, % 2,88 2,10 6,05 1,00 7,96

3.11. Количественная оценка характера связей генотипов по генам РСШШ, ЮР2 и МС4К на откормочные и мясные качества свиней

Для количественной оценки характера связей генотипов с показателями откормочных и мясных качеств проводился расчет коэффициентов корреляции (О), влияние генотипов на признаки (о2) и рассчитан уровень значимости по критерию Фишера (табл. 15).

Таблица 15

Влияние генотипов генов МС4Я, Р01ЛР1, ЮР2 на откормочные и мясные качества свиней

Признаки Показатели Гены

МС4Я РОиШ ЮР2 РОШР1 ЮР2 РОиШ МС4Я

Свиньи КБ

Скороспелость Ц 0,25 0,20 0,31 0,57 0,40

П2 0,06 0,04 0,10 0,32 0,16

Р 0,18 0,16 0,12 0,01 0,1

Среднесуточный прирост 0 0,36 0,31 0,32 0,42 0,51

ч3 0,13 0,10 0,10 0,18 0,26

Р 0,05 0,03 0,15 0,05 0,01

Толщина шпика 0 - 0,18 0,21 0,36 ■ ■-■'■

п2 - 0,03 0,04 0,13 -

р - 0,22 0,3 0,04 -

Затраты корма 1) 0,36 0,31 0,31 0,40 J 0,40

о2 0,13 0,10 0,10 0,16 0,16

р 0,05 0,03 0,15 0,05 0,01

Гибриды ЛхИхД

Масса задней . трети полутуши 1} 0,36 0,53 0,68

П2 0,13 0,28 0,46

Р 0,15 0,02 0,01

Площадь «мышечного. глазка» ч 0,51 0,35 0,62

о2 0,26 0,12 0,38

р 0,04 0,16 0,05

Убойный выход Г) 0,31 - 0,60

I)2 0,10 0,36

р 0,3 - 0.2

Выход мышечной ткани Ц 0,31 0,41 0,56

О2 0,10. - 0,17 0,31

Р 0,3 0,08 0,2

Ср. толщина шпика по 6 точкам 0 0,53 0,36 0,68

II2 0,28 0,13 0,46

р 0,03 0,13 0,01

Полученные результаты количественной оценки совместного влияния генов показывают, что при учете генотипов одновременно по двум генам корреляционная связь и влияние генетической составляющей на откормочные д мясные качества возрастает. Наибольшее влияние на скороспелость и среднюю толщину шпика у свиней КБ имеет учет по генам РОШР1 и ЮБ2, в то время как на среднесуточные приросты и затраты корма - по генам Р01ЛБ1 и МС411. У гибридов при учете одновременно по двум генам РОШР1 и МС4Я влияния генотипов на мясные признаки повышается в среднем в два раза.

Таким образом, достоверно установлено влияние полиморфизма генов МС4Л, РОиШ и ЮБ2 на откормочные и мясные качества свиней. При учете сочетаний генотипов по двум генам влияние генетической составляющей значительно увеличивается.

3.11. Экономическая эффективность результатов исследований • При анализе экономической эффективности откорма животных при сочетании генотипов по генам МС4Ы, ЮР2, РОШР1 нами был установлен «желательный» генотип ССА<30<2 (табл.16).

Таблица 16

; > Фактические и расчетные данные по откормочным качествам свиней КБ в зависимости от генотипов МС4Я, ЮР2, РОШП__

Показатели Скороспелость, дн. Среднесуточный прирост, г Толщина шпика, мм Затраты кор ма,к.ед.

Средние по стаду 167,5 773 22,2 3,02

По генотипу ССА(3<ЗС> 158-159 880-900 21,5 2,93

Разница 8,5-9,5 107-127 0,7 0,09

Для получения откормочного молодняка генотипа ССАСОС? используются свиноматки генотипа ССАА (по генам РОШР1 и МС4К)(табл.17) и хряки генотипа ОСКУЗ'(по генам МС4К и ЮР2).

Таблица 17

Экономическая эффективность использования свиноматок КБ генотипа ССАА

Показатели Генотип ССАА Средние (по стаду)

Затраты корма на выращивание ремонтных свинок: к.ед 207,2 215,6

руб. 2258,5 2350,1

Затраты на ДНК-диагностику 1 рем. свинки, руб. 200 200

При отъеме в 30 дней: кол-во поросят в гнезде, гол. 10,66 10,19

живая масса 1 поросенка, кг 8,54 7,64

Затраты на получение прироста при откорме молодняка до 118 кг, руб. 36303,69 52305,27

Выручка при реализации молодняка с откорма, руб. 91196,3 87175,45

Прибыль, руб. 54892,6 39007,32

Приведенные результаты свидетельствуют о возможности повышения экономической эффективности свиноводства путем внедрения в селекционно-племенную работу оценки свиней по ДНК-маркерам, целенаправленного на получения молодняка «желательных» генотипов.

Объем дополнительной прибыли (в расчете на 1 свиноматку), полученной за счет использования ДНК-маркеров составил 15885,28 руб.

Таким образом, полученные результаты подчеркивают потенциальную значимость генов МС411, ЮР2, РОиШ-в качестве маркеров откормочной и мясной продуктивности. Это позволит проводить генетическое моделирование будущего потомства с желательными генотипами и соответственно прогнозируемыми откормочными и мясными качествами и формировать специализированные линии для получения племенных животный с гомозиготным генотипом (для 100% наследования желательного аллеля).

ВЫВОДЫ

1. Частота встречаемости аллеля в гена МС4Я у свиней КБ, ландрас и гибридов ЛхЙхД составила 0,18; 0,60 и 0,40; генотипов АА, Ай, вв - 64,4; 35,6; 0; - 0; 80; 20; - 25; 70; 5% соответственно.

2. Установлено влияние полиморфизма гена МС411 на откормочные и мясные качества свиней. Для селекции по откормочным и мясным качествам «желательным» является генотип АО. Свиньи КБ генотипа АО отличаются лучшей скороспелостью на 5,35 дн. ( 3,16%) , среднесуточным приростом на 82,Зг (9,9%), меньшими затратами корма на 0,13 к.ед. (на 4,16%) по сравнению с аналогами генотипа АА. Трехпородные гибриды генотипа АО отличаются меньшей толщиной шпика на 3,2 мм (13,2%), большей массой задней трети полутуши на 0,4 кг (3,45%); площадью «мышечного глазка» на 5,3 см2 (10,5%) по сравнению с генотипом АА.

3. Частота встречаемости аллеля <3 гена 1Рв2 у свиней КБ и ландрас составила 0,40 и 0,85; генотипов рО, qq - 27,1; 25,4; 47,5; - 80; 10; 10% соответственно.

4. Установлено влияние генотипов по гену ЮР2 на продуктивные качества свиней. Для селекции по откормочным-качествам «желателен» генотип 00. Свиньи КБ генотипа С>С> отличаются от аналогов цц-генотипа лучшей скороспелостью на 6,1 день (на 3,7%), среднесуточным приростом на 59,7 г (7,7%), меньшей толщиной шпика на 1,8 мм (7,8%) и затратами корма на 0,1 к.ед (3,2%). Свиноматки КБ генотипа 00 по сравнению с матками генотипа .од отличаются лучшей молочностью на 10,1 кг (15 %), массой гнезда и 1 порос, при отьеме на 11,4 (12,3%) и 0,45 (5,8%) соответственно.

5. Частота встречаемости аллеля С гена РОиШ у свиней КБ, ландрас и гибридов ЛхЙхД составила 0,34; 0 и 0,15; генотипов СС, СБ, ОБ - 10,2; 49; 40,8; - 0; 0; 100; - 0; 30; 70% соответственно.

6. Полиморфизм гена РОиШ влияет на продуктивность свиней. Для селекции свиней КБ по откормочным качествам «желательным» является

генотип СС гена POU1F1: у них по сравнению с аналогами генотипа DD лучше скороспелость на 8,86 дн. (5,2%), среднесуточный прирост на 150,7 г (17,7%), меньше затраты корма на 0,24 к.ед. (8,2%). По воспроизводительным качествам свиноматки КБ генотипа СС отличаются лучшей крупноплодностью на 0,16 кг (11,3%), молочностью на 12,2 кг (15,9%), массой гнезда и I поросенка при отъеме на 16,7кг (18,4%) и 1,3 кг(15,2%) соответственно.

С повышенной мясностью гибридов ЛхЙхД ассоциирован генотип DD: по сравнению с аналогами генотипа CD, они имеют больше массу задней трети полутуши на 0,5 кг (4,5%) и выход мышечной ткани на 3,6%.

7. Частота встречаемости генотипов CCQQ, CCQq, CCqq, CDQQ, CDQq, CDqq, DDQQ, DDQq, DDqq по генам POU1F1 и IGF2 y свиней КБ составила 2,0; 4,1; 4,1; 8,2; 8,2; 30,6; 8,2; 12,2; 22,4% соответственно.

8. Установлено, что при учете влияния генотипов одновременно по двум генам POU1F1 и IGF2 достоверность влияния генетической составляющей значительно повышается. «Желательным» является генотип CDQQ. Свиньи этого генотипа отличаются от аналогов других генотипов лучшей скороспелостью на 6,2 -10,8 дн. (3,7-6,2%), среднесуточным приростом на 32,0 - 82,3 г (4-10,2%), меньшей толщиной шпика на 2,2 - 2,85 мм ( 9,3-11,75%) и затратами корма на 0,05 -0,13 корм.ед.( 1,63-4,13%).

9. При совместном учете полиморфизма двух генов POU1F1 и MC4R у свиноматок КБ были установлены генотипы ССАА, CDAA, CDAG, DDAA, DDAG, частота которых составила 10,4; 35,4; 12,5; 31,3; 10,4% соответственно; у гибридов ЛхЙхД установлены генотипы CDАА, CDAG, DDAG, DDAA, и DDGG, а частота их встречаемости -15; 15; 56; 10; 5%.

10. При совместном учете влияния генов POU1F1 и MC4R в качестве «желательных» по откормочным качествам для свиней КБ являются генотипы ССАА и CDAG. Свиньи КБ с генотипом CDAG по сравнению с аналогами генотипов CDAA, DDAG и DDAA отличаются более оптимальными среднесуточными приростами на 77,5г (9,9%), 96,Ог (11,1%,) и 120,9г (16,4%) и затратами корма на 0,09 к.ед. (3%), 0,12 к.ед. (4,04%), 0,15 к.ед.(4,14%) соответственно.

11. Лучшими по мясным качествам среди трехпородных гибридов ЛхЙхД обладали носители генотипа DDAG генов POU1F1 и MC4R. Они по сравнению с помесями генотипов DDAA, CDAA, CDAG имели меньшую толщину шпика на 2,55 мм (11%); 4,1 мм (16,5%); 2,0 мм (8,8%); большую массу задней трети полутуши на 0,25кг (2,18%); 0,74кг (6,73%); 0,5кг (4,5%); площадь «мышечного глазка» на 5,35 см2 (11,66%); 7,17 см2 (16,26%); 2,2 см2 (4,52%) соответственно.

12. Объем дополнительной прибыли (в расчете на 1 свиноматку), полученной за счет использования ДНК-маркеров составил 15885,28 руб.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В селекции на улучшение репродуктивных, откормочных и мясных качеств рекомендуется использовать ДНК-диагностику свиней по генам MC4R, IGF2, POU1F1 в качестве дополнительного критерия отбора и подбора животных.

2. Использовать в системе селекции свиней в ЗАО «Племзавод Юбилейный» отбор хряков - производителей с генотипом QQ по гену IGF2, для повышения откормочных качеств у потомства.

3. Закрепить у свиноматок КБ генотип СС по гену POU1F1 для повышения продуктивных качеств и передачи потомству «желательного» аллеля С.

4. Формировать специализированные линии для получения племенных животный с гомозиготными генотипами АА и GG по гену MC4R (для 100% наследования желательного аллеля).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, определенных ВАК Минобразования и науки

РФ:

1. Гетманцева Л.В. Генетическое детерминирование толщины шпика свиней товарных гибридов / Л.В. Гетманцева, Н.А.Святогоров // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс].- Краснодар: КубГАУ, 2011,- №69(05).-Шифр Информрегистра: 0421100012\0184.- Режим доступа http://ej.kubagro.ru/2011/05/pdf/28.pdf.

2. Гетманцева Л.В. Влияние гена MC4R на мясную продуктивность свиней / Г.В. Максимов, Л.В. Гетманцева // Главный зоотехник.- 2011.- №10. -С. 9-13.

Публикации в других изданиях:

3. Гетманцева Л.В. Молекулярно-генетические аспекты селекции животных /Л.В. Гетманцева//Молодой ученый. - 2010. -№12. - С. 199-201.

4. Гетманцева Л.В. Генетические маркеры откормочных и мясных качеств свиней / Г.В. Максимов, Л.В. Гетманцева // Материалы пятой международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук».- М.: Научно-информационный издательский центр "Институт Стратегических Исследований", 2010.- С. 38-41.

5. Гетманцева Л.В. Генетическое детерминирование продуктивных качеств свиней / Г.В. Максимов, Л.В. Гетманцева // Материалы Международной научно-практической конференции.- пос.Персиановский. 2011,- С.133-135.

6. Гетманцева Л.В. Влияние гена MC4R на откормочную и мясную продуктивность свиней / Л.В. Гетманцева, Г.В. Максимов // Материалы III

Международной научной - практической конференции «Инновационные процессы в АПК».-М.: РУДН, 2011.-С.92-93.

7. Гетманцева Л.В. Степень влияния гена МС4Я на фенотип организма / Л.В, Гетманцева // Материалы XVIII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2011».- М.: МГУ, 2011.-С.89.

8. Гетманцева Л.В. Молекулярно-генетические методы в селекции животных / Л.В. Гетманцева, Г.В. Максимов // Материалы международной научной - практической конференции молодых ученых «Научные достижения -производству».- Иркутск: ИрГСХА, 2011.- С.114-118.

9. Гетманцева Л.В. Ген-зависимая селекция в свиноводстве /Г.В. Максимов, Л.В. Гетманцева // Материалы Всероссийской научно-производственной конференции «Актуальные проблемы производства свинины в Российской Федерации».- Саратов, 2011.- С.133-134.

.10. Гетманцева Л.В. Ген МС4Я и механизмы лептин-зависимой регуляции мясной продуктивности свиней / Г.В. Максимов, Л.В. Гетманцева // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Повышение интенсивности и конкурентоспособности отраслей животноводства».- Жодино: "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству", 2011.-Ч. 1.-С. 113-115.

V-

Для заметок

ГЕТМАНЦЕВА ЛЮБОВЬ ВЛАДИМИРОВНА

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ МС4Я, ЮР2 И РОи1Р1 НА ПРОДУКТИВНЫЕ КАЧЕСТВА СВИНЕЙ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Подписано в печать 10.02.12. Печать оперативная.

Объем 1 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ №41 Издательско-полиграфическое предприятие ООО "МП Книга", гРостов-на-Дону, Таганрогское шоссе, 106

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Гетманцева, Любовь Владимировна, п. Персиановский

61 12-6/575

МИНЕСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах руко

Гетманцева Любовь Владимировна J

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ MC4R, IGF2 И POU 1FI НА ПРОДУКТИВНЫЕ КАЧЕСТВА СВИНЕЙ

06.02.07 Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ, почетный работник высшего профессионального образования РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Максимов Геннадий Васильевич

ДИССЕРТАЦИЯ

п. Персиановский, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................................................

1. Обзор литературы

1.1. Традиционные методы селекции свиней..........................

1.2. Молекулярно-генетические основы селекции..................

1.3. Теоретические основы применения различных ДНК-

маркеров....................................................................

1.4. Влияние индивидуальных генов-маркеров на продуктивные качества свиней.....................................

1.5. Гены - маркеры откормочной и мясной продуктивности

свиней.....................................................................

2. Материал и методика исследований.....................................

3. Результаты исследований

3.1. Частота встречаемости аллелей и генотипов гена МС4Я у

свиней различных пород....................................................

3.2. Влияние гена МС4И на откормочные и мясные качества

свинеи.......................................................

3.3. Частота встречаемости аллелей и генотипов гена IGF2 у

8 18

22

27

31

46

55

57

67

свиней различных пород......................................................

3.4. Влияние полиморфизма гена IGF2 на воспроизводительные и

69

откормочные качества свинеи................................................

3.5. Частота встречаемости аллелей и генотипов гена POU1F1 у

75

свиней различных пород........................................................

3.6. Влияние полиморфизма гена POU1F1 на продуктивные

...................... 77

качества свинеи................................................

3.7. Частота встречаемости генотипов по генам POU1F1 и IGF2 у свиней КБ при совместном учете их полиморфизма..................... 88

3.8. Влияние различных сочетаний генотипов по генам POU1F1 и IGF2 на откормочные и мясные качества свиней КБ.................. 89

3.9. Частота встречаемости генотипов по генам POU1F1 и MC4R

у свиней при совместном учете их полиморфизма......................................96

ЗЛО. Совместное влияние генов POU1F1 и MC4R на откормочную и мясную продуктивность свиней КБ и гибридов

98

ЛхИхД.................................................................................

3.11. Экономическая эффективность результатов исследования.... 112

.......................................... 115

Выводы............................................................

118

Предложения производству...........................................................•

119

Список литературы.......................................................•...............

Введение

1.1. Актуальность исследований. Совершенствование племенных и продуктивных качеств с.-х. животных является одной из приоритетных задач в обеспечении продовольственной безопасности России. В связи с чем особое значение приобретает селекционно-племенная работа, направленная на совершенствование существующих и создание новых пород, типов, линий и кроссов с.-х. животных с помощью внедрения в практику достижений современной генетики. Основополагающей проблемой повышения эффективности селекционного процесса является изучение детерминант формирования высокой продуктивности и использования молекулярно -генетических маркеров в генетическом мониторинге и управлении

селекционным процессом.

Создание специализированных линий свиней, обладающих повышенными продуктивными качествами с высокими потребительскими свойствами свинины в настоящее время невозможно без использования современных достижений генетики (H.A. Зиновьева и др., 2002). Ведущие зарубежные компании («PIC International Group», «JSR Farming Group», «Rattlerow Seghers» и ряд других) для совершенствования линий свиней широко используют новые подходы, основанные на применении генетических маркеров продуктивности. Маркирование признаков на уровне генотипа в дополнение к традиционным классическим методам селекции позволяет существенно повысить эффективность племенного отбора.

В последние годы в области молекулярной генетики появились инновационные разработки, позволившие значительно расширить набор ДНК -технологий, которые находят применение при разработке новых методов практической селекции сельскохозяйственных животных.

Применение нового методологического подхода позволяет напрямую проводить анализ нуклеотидной последовательности ДНК. Благодаря этому

достижению были идентифицированы гены, ассоциированные с хозяйственно полезными признаками сельскохозяйственных животных.

Ген гипофизарного фактора транскрипции (POU1F1), меланокортинового рецептора 4 (MC4R) и инсулиноподобного фактора роста 2 (IGF2) рассматриваются сегодня как потенциальные ДНК-маркеры откормочных и мясных качеств свиней. Поэтому весьма актуально проведение исследований, направленных на определение влияния их генотипов на уровень продуктивности, для последующего внедрения генов-маркеров в селекционно-

племенную работу.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим

планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Донской

государственный аграрный университет» по теме 11 (№ гос. регистрации

0120.0604291) по межведомственной координационной программе

фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному

обеспечению АПК Российской Федерации на 2006-2010 и 2011-2015 гг.

1.2. Цель и задачи исследований. Целью работы явилась оценка

влияния полиморфизма генов MC4R, IGF2 и POU1F1 у чистопородных и

помесных свиней на их продуктивность.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- дать характеристику генотипической структуры племенного поголовья свиней крупной белой породы и ландрас ЗАО «Племзавод Юбилейный» и трехпородных гибридов ЗАО «Русская свинина» по ДНК-маркерам MC4R,

IGF2 и POU1F1;

- определить влияние генотипов по генам IGF2 и POU 1F1 на воспроизводительные, откормочные и мясные качества свиней;

- оценить откормочные и мясные качества свиней различных генотипов

по гену MC4R;

- изучить совместное влияние генов POU1F1, IGF2 и MC4R на откормочные и мясные качества свиней при различных генотипах.

1.3. Научная новизна исследований. Впервые в ЗАО «Племзавод Юбилейный» и ЗАО «Русская свинина» на основе молекулярно-генетических исследований были определены генотипы по генам МС4Я, Ю¥2 и РОШР1. Установлены частоты встречаемости аллельных вариантов генов МС4Г1, Ю¥2 и РОиШ и выявлено их влияние на воспроизводительные, откормочные и мясные качества свиней. Определены «желательные» генотипы по генам МС4Я, ЮР2 и РОШР1 для селекции по продуктивным качествам.

1.4. Практическая значимость и реализация результатов исследований. Проведенные исследования подтверждают возможность использования ДНК - генотипирования в селекции свиней по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам.

Определена генотипическая структура стада племенных свиней ЗАО «Племзавод Юбилейный» и гибридов ЗАО «Русская свинина» по генам РОиШ, ЮБ2 и МС4Л. Установлены «желательные» генотипы, детерминирующие повышенный уровень воспроизводительной, откормочной и

мясной продуктивности.

Результаты работы внедрены в ЗАО «Племзавод Юбилейный» Тюменской области и используются при разработке селекционно-генетических программ совершенствования стада свиней по продуктивным качествам.

1.5. Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на пятой международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (Москва, 2010); на 3-ей международной научной - практической конференции «Инновационные процессы в АПК» (Москва, 2011); на XVIII международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2011); на международной научно-практической конференции молодых ученых «Научные достижения - производству» (Иркутск, 2011); на XX заседании Межвузовского координационного совета «Свинина» и Всероссийской научно-производственной конференции «Актуальные проблемы производства свинины

В Российской Федерации» (Саратов, 2011); на международной научно-практической конференции «Повышение интенсивности и конкурентоспособности отраслей животноводства» - (Жодино, 2011).

1.6. Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.

1.7. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 141 страницах компьютерного текста, содержит 29 таблиц и 25 рисунка, включает в себя введение, обзор литературы, материал, методику и результаты исследований, выводы и предложения производству, список литературы (насчитывающий 226 источников, в т. ч. 130 зарубежных).

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Традиционные методы селекции свиней Одним из ключевых элементов современного интенсивного свиноводства является селекционная работа на повышение продуктивных качеств свиней. Наиболее значительных успехов она достигла при активном использовании достижений генетики, являющейся теоретической основой селекции. Возникновение научной селекции связано с эволюционным учением Ч.Дарвина (1859), экспериментальными исследованиями Г. Менделя (1865), В. Иогансона (1909), Н.Г. Нильсона-Эле (1909), работы которых послужили основой для разработки теории селекции. В свою очередь, открытия в генетике способствовали ускоренному созданию исходного материала, разработке методов селекционного процесса и повышению эффективности отбора, ведущего метода селекции. Основы теории отбора были заложены в трудах Ч.Дарвина в 1859-1871 годах и получили дальнейшее развитие в трудах отечественных - A.A. Малигонова (1913), Е.А. Богданова (1922,1938), П.Н. Кулешова (1926,1957), Н.Ф. Завадовского (1926,1928), Е.Ф. Лискуна (1961), И.И. Шмальгаузена (1939, 1946, 1968), М.Ф. Иванова (1949) и зарубежных ученых - Х.Р. Давидсона (1956), О. Солбрига, Д. Солбрига (1982), Дж.Ф.Лесли

(1982) и др.

Дж.Ф.Лесли (1992) характеризует отбор, как процесс, в ходе которого для получения потомства следующего поколения определенным особям в популяции отдается большее предпочтение. В результате чего происходят изменения генных частот в популяции. В популяциях, не подвергающихся действию отбора, возможны лишь очень медленные изменения генных частот.

Потенциал движущих сил эволюции и отбора не беспределен. Теория Ч.Дарвина не предсказывает возникновения совершенства даже в неизменной среде, сохраняющейся из поколения в поколение. Из неё следует лишь то, что некоторые особи оставляют больше потомков, что оказывает влияние на формирование облика будущих поколений.

Детальный анализ популяционных структур приобретает всё большую актуальность для изучения действия отбора, связанного с изменчивостью внутри небольших локальных популяций. В ряде теоретических работ R.M. May (1972), S.L. Pimm (1979),A.APaszeketal (1998) и др. предполагалось, что устойчивость возрастает при разделении популяций на отдельные « блоки». Этот вывод наиболее ценен при формировании внутрилинейной структуры

популяций племенных заводов.

Н.П.Дубинин и др. (1931), V.Rehout, J.Citek (1998), M.Kopecny et al (2000) и др. предполагают рассматривать её как популяционный полиморфизм, т.е. сосуществование в пределах одного и того же места обитания двух или более отчётливо различимых внутрипопуляционных форм. Причём, присутствие редчайшей из этих форм не может быть отнесено на счёт непрерывного мутагенеза и иммиграции. Во многих случаях внутрипопуляционный

полиморфизм активно поддерживается отбором.

Пример полиморфизма в популяции выявлен в работахА.Л. Семёнова-Тян-Шанского (1910), J.Citeeetal (1998). Их исследования убедительно свидетельствуют о том, что различные генотипические разновидности распределены таким образом, что каждая из них соответствует локальным

условиям существования.

Когда в каждой экологической нише существует регуляция, задаваемая плотностью популяции, тогда приспособленность генотипа будет тем выше, чем реже он встречается (J.MaynardSmith ,1962; M.Kopecnyetal,2000)

Эти процессы крайне трудно анализировать, но они вполне могут оказаться наиболее важными среди всех, с которыми приходится сталкиваться при изучении характера динамики изменчивости популяции. В том числе и в

свиноводстве.

Основоположник эволюционной теории Ч.Дарвин определял отбор как движущую силу эволюции, разделяя его при этом на естественный отбор и искусственный. Естественный отбор является основной движущей силой

эволюции дикой природы, искусственный отбор - это основная движущая сила культурного животноводства. В связи с этим племенное дело в научно-популярной литературе нередко определяют как эволюционный процесс, управляемый человеком (Л.К.Эрнст, 1987). Однако использование искусственного отбора не исключает действие естественного отбора (В.Ф.Красота, 1983; B.C. Смирнов, 1991; В.А. Багиров, 2005).

В работах Х.Р. Давидсона (1956), О. Солбрига, Д. Солбрига (1982), Д.С. Фолконера (1985), отбор подразделяется на автоматический и преднамеренный

(целенаправленный).

Согласно Р. Ригеру и А. Михаэлису (1967) отбор подразделяется на внутрипородный, внутрисоматический, групповой, дизруптивный, канализирующий, линейный, направленный, нормализующий, ограниченный, периодический, семейный, стабилизирующий, центробежный и центростремительный.

Е.К. Меркурьева (1973), A.A. Поляничкин (1980), Г.В. Макисимов (2005) наряду со стабилизирующим и дизруптивным выделяют направленный и уравновешивающий отбор. Наряду с ними выделяют косвенный, стабилизирующий, технологический (В.М. Куликов, Ю.Д. Рубан, 1982; А.И.Овсяников ,Н.Г.Дмитриев с соавт., 1989; В.Б. Дмитриев, 2000; А.И. Бараников, Н.В. Михайлов, Ю.А. Колосов и др. 2008).

Выделяют два метода отбора: массовый (фенотипический), индивидуальный (генотипический) (Е.А. Богданов 1922,1938).

Отбор действует в любом множестве объектов, которые имеют способность к размножению, наследственности и изменчивости. Когда такими объектами являются конкретные особи, то имеет место индивидуальный отбор. Именно с этим типом отбора связано подавляющее большинство эволюционных теорий. Если же объекты представляют собой группы особей (репродуктивно изолированные популяции), то речь идет о массовом отборе.

и

При массовом отборе животных оценивают по фенотипическим показателям, без учета оценки их генотипа. В связи с чем улучшение популяции при массовом отборе происходит медленно и редко бывает успешным по полигенным признакам с низкой наследуемостью. Но его необходимо использовать в определенных звеньях селекционной работы.

При индивидуальном отборе животные оцениваются по фенотипу и генотипу. Эта информация позволяет предварительно оценить генотип животного по происхождению, а окончательно - по качеству потомства.

Согласно М.Ф. Иванову, «хорошие генотипы следует искать среди хороших фенотипов». Однако И. Иогансон и др. (1970) отмечали, что ни от одного выдающегося животного не получено потомства такого же качества. Наибольшей точностью обладает оценка по качеству потомства (Н.Г.Дмитриев с соавт., 1989).

Технологический отбор возник при переводе животноводства на промышленную основу и оставается актуальным и в настоящее время. В результате данного отбора происходит совершенствование животных по приспособленности к определенным технологиям произодства продукции. B.C. Смирнов, (2005), Е. Поставнева (2009) отмечают, что необходимо работать над созданием генотипов животных, наиболее приспособленных к содержанию на

крупных комплексах.

Дизруптивный отбор способствует дивергенции популяции (Е.К. Меркурьева, 1983). При такой форме отбора в популяции устраняются промежуточные формы и образуются группы, различающиеся между собой по

фенотипам и генотипам.

Уравновешивающий отбор создает сбалансированный генетический груз и действует на один и тот же аллель одинаково, на разных этапах развития и у организмов разного пола, что приводит популяцию в состояние равновесия по аллелям данного локуса.

Направленный отбор проводят в соответствии с определенными целями селекции, в результате чего происходит сдвиг среднепопуляционного значения признака в сторону увеличения или уменьшения, а генотипическая и фенотипическая изменчивость уменьшается. По мнению Г.В. Максимова (2005) из трех основных форм отбора (стабилизирующий, дизрупгивный и направленный) самым актуальным в настоящее время является направленный.

Л.С. Жебровский (1987) разделяет отбор по одному признаку на (односторонний) и по ряду признаков (комплексный). В первом случае значение целевого стандарта достигается быстрее, но может возникнуть снижение жизнеспособности животных и селекционная депрессия. В результате чего в современных условиях ведения животноводства следует применять именно комплексный отбор. В практической селекции стремятся к улучшению общей племенной ценности животного, котора�