Библиографическое описание:

Пестис В. К., Епишко О. А., Танана Л. А., Шейко Р. И. Ассоциация полиморфизма гена RYR1 с показателями продуктивных качеств свиней пород, разводимых в Беларуси // Молодой ученый. — 2015. — №5.2. — С. 33-37.

Резюме:Целью наших исследований является выявить ассоциацию гена RYR1 с воспроизводительной функцией, откормочной и мясной продуктивностью животных различных пород и породных сочетаний и возможность использования гена RYR1 в каче­стве маркера для селекции свиней на устойчивость к стрессу.

Ключевые слова: свиньи, ген рианодинового рецептора, полиморфизм, аллель, генотип, ПЦР-ПДРФ, ДНК, продуктивные признаки.

Summary:Aim of the research is to reveal association of a gene of RYR1 with reproductive function, feeding and meat efficiency of animal various breeds and pedigree combinations and possibility of use of a gene of RYR1 in quality of a marker for selection of pigs on resistance to a stress.

Keywords:pigs, RYR1 gene, polymorphism, allele, genotype, PCR-RFLP, DNA, productive traits.

Введение. При интенсивной селекции на мясность и растущей популярности по­род, применяемых для улучшения мясных качеств отечественных пород и полу­чения товарных гибридов, отмечается значительное увели­чение частоты встречаемости предрасположенных и чувст­вительных к стрессу животных среди племенных и помес­ных свиней, разводимых в Республике Беларусь (от 7 до 100%), вследствие чего наблюдается по­вышенный отход поросят, снижение откормочной и мясной продуктивности, а также каче­ства свинины.

Синдром стресса свиней PSS (Porsine Stress Syndrome), проявляющийся в смертности стрессируемых животных, биохимических изменениях в скелетной муску­латуре свиней по­сле убоя (в виде патологически бледной, водянистой, мягкой свинины – PSE или, наоборот, темной, сухой, жесткой свинины – DFD) и чувствительности к ин­дуцируемой стрессом зло­качественной гипертермии MHS (Malignant Hypertermia Syndrome) является одной из важ­нейших проблем современного мясного свиноводства [1, 2].

Чувствительные к стрессу свиньи характеризуются более низким уровнем репродук­тивных и от­кормочных качеств. В то же время, известно, что стрессчувствительные свиньи – носители злокачественной гипертермии – отличаются более высокой мясностью туш. В связи с чем, задачей наших исследований является изучение ассоциации полиморфизма гена RYR1 с показателями продук­тивных качеств свиней пород, разводимых в Беларуси.

Материалы и методы.

Исследования проводились в научно-исследовательской лаборатории ДНК-техно­логий УО «ГГАУ» и РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству». Объектом исследований являлись свиноматки белорусской крупной белой, белорусской мясной пород, чистопородный и помесный молодняк, ремонтные хряки белорусской крупной белой и белорусской мясной пород. В исследуемой группе свиноматок с различными генотипами по гену RYR1 изучали следующие репродуктивные качества: многоплодие (гол), масса гнезда при рождении (кг), молочность (кг), масса гнезда при отъеме (кг), и др. В группе откормочного молодняка определяли возраст достижения живой массы 100 кг (дней), среднесуточный прирост (г) и затраты корма на 1 кг прироста живой массы (к.ед). У ремонтных хряков белорусской крупной белой и белорусской мясной пород изучали показатели собственной продуктивности: скорость роста (дней), толщина шпика (мм). Условия содержания и кормления подопытных животных были одинаковыми. В процессе работы методом ПЦР-ПДРФ анализа исследован полиморфизм гена RYR1. ДНК экстрагировали из проб ткани уха животного перхлоратным методом. Для ам­плификации участка генов RYR1 использовали праймеры: RYR1: - GTG CTG GAT GTC CTG TGT TCC CT - 3′, RYR2: - CTG GTG ACA TAG TTG ATG AGG TTT G - 3′.

ПЦР программа: «горячий старт» - 4 мин при 94ºС; 30 циклов: денатурация – 30 сек при 94ºС, отжиг – 30 сек при 60ºС, синтез – 30 сек при 72ºС; достройка – 5 мнут при 72 ºС.

Амплификацию гена RYR1 проводили с использованием реак­ционной смеси объемом 25 мкл, содержащая 1xTaq-буфер, 2 мМ дНТФ (4 x 0,5 мМ каждого), 10 пМ каждого праймера, 1,5 ед. акт. Taq-полимеразы, 100-200 нг геномной ДНК.

Концентрацию и специфичность амплификата оценивали электрофоретическим мето­дом в 2% агарозном геле. В качестве маркера молекулярного веса использовали 50 bp DNA Ladder, рас­щепленную рестриктазами. Длина фрагмента гена RYR1 – 134 п.о.

Оптимизированы параметры проведения рестрикции. Для рестрикции амплифициро­ванного участка гена RYR1 использовали эндонуклеазу HhaΙ. Продукты рестрикции гена RYR1 разделяли электрофоретически в 4% агарозном геле.

Результаты и их обсуждение. Поскольку стрессустойчивые животные ха­рактеризуются более высокими репродук­тивными качествами в сравнении с чувствитель­ными и предрасположенными к стрессу, даже невысокая частота встречаемости рецессив­ного аллеля RYR1n в масштабах промышленного произ­водства приводит к значительному экономическому ущербу отрасли свиновод­ства, так как является существенной причиной более низкой сохранности молодняка (Таблица 1).

Таблица 1

Показатели репродуктивных качеств свиноматок белорусской крупной белой породы с различными гено­типами по гену RYR1

Признаки

Генотип RYR1

Разница Nn

NN

Nn

Родилось поросят всего, гол.

12,87±0,24

14,50±1,50

-1,63

в т. ч. живых, гол.

12,39±0,23

13,50±0,50

-1,11*

Масса гнезда при рождении, кг

17,32±0,32

19,55±1,05

-2,23*

Количество поросят в 21 день, гол.

10,01±0,09

7,50±0,50

+2,51***

Молочность, кг

62,78±0,73

46,50±1,50

+1628***

Количество поросят при отъеме, гол.

10,08±0,28

7,50±0,50

+2,58***

Масса гнезда при отъеме в 2 мес., кг

187,70±3,60

147,96±2,05

+39,74***

Сохранность поросят, %

81,4

55,6

25,8

Процент мертворожденных поросят, %

3,7

6,9

-3,2

Процент аварийных опоросов, %

23,2

28,6

-5,4

Примечание: здесь и далее – уровень достоверности при * – Р<0,05, ** – Р<0,01, *** – Р<0,001

 

У свиноматок крупной белой породы с генотипом RYR1Nn на 1,11 голов (Р<0,05) рождалось больше живых поросят при более высокой массе гнезда при рожде­нии (на 2,51кг (Р<0,001). В то же время, сохранность поро­сят была ниже, чем у маток с генотипом RYR1NN (на 25,8%), кроме того, у них был увеличен удельный вес мертворожденных поросят (на 3,2%) и количество аварийных опоросов (на 5,4%). Энергия роста молодняка и сохран­ность к 21 дню были выше у устойчивых к стрессу животных с достоверным преимуществом (Р<0,001).

Более высокое многоплодие наблюдалось у маток белорусской крупной белой породы с генотипом RYR1Nn в сравнении с доминантными гомозиготами RYR1NN что,по-видимому, связано с большей жизне­способностью гетерозигот, которая проявляется при благоприятном действии модификационных факторов и является характерной особенностью материнских пород. Однако, не­смотря на полученные нами достоверные различия между генотипами, выявленная за­коно­мерность требует дальнейшего изучения не только у маток белорусской крупной по­роды.

У белорусской мясной породы устойчивые к стрессу матки имели пре­имущество по многоплодию на 8,8% (Р<0,05), в том числе по количеству жи­вых поросят – на 11,1% (Р<0,01) и массе гнезда при рождении – на 11% (Р<0,01) (Таблица 2).

Таблица 2

Показатели репродуктивных качеств свиноматок белорусской мясной

породы с различными генотипами по гену RYR1

Признаки

Генотип RYR1

Разница Nn

NN

Nn

Родилось поросят всего, гол.

12,18±0,25

11,11±0,35

+1,07*

в т. ч. живых, гол.

11,69±0,24

10,39±0,40

+1,30**

Масса гнезда при рождении, кг

17,15±0,30

15,26±0,57

+1,89**

Количество поросят в 21 день, гол.

9,86±0,09

10,10±0,14

-0,24

Молочность, кг

55,79±0,81

58,62±1,37

-2,83

Количество поросят при отъеме, гол.

9,85±0,09

10,12±0,14

-0,27

Масса гнезда при отъеме в 2 мес., кг

169,6±2,73

177,46±3,79

-7,86

Сохранность поросят, %

80,9

91,1

-10,2

Процент мертворожденных поросят, %

4,0

6,5

-2,5

Процент аварийных опоросов, %

16,6

20,0

-3,4

 

У маток с гетерозиготным генотипом RYR1Nn на 2,5 п.п. больше рождалось мертворож­денных поросят, и на 3,4 п.п. выше был процент аварийных опоросов. Очевидно более высокая сохранность поросят и незначительное (p>0,05) превышение показателей развития поросят (массы гнезда в 21 день и при отъеме) у маток с генотипом RYR1Nn наблюдается за счет технологической подсадки.

Полученные нами данные показали, что устойчивые к стрессам матки имели выше (на 15 п.п.) оплодотворяемость, многоплодие (на 0,6 поросенка), живую массу поросенка при отъ­еме (на 1,1 кг), и сохранность поросят (на 10,2 п.п.).

Результаты наших исследований свидетельствуют о неблагоприятном влиянии RYR1-гена на репродуктивные качества свиноматок, жизнеспособ­ность и сохранность поросят.

В проведенных ранее исследованиях, молодняк с гомозиготным генотипом RYR1NN характеризо­вался более высокой скоростью (179,1 дня) и энергией роста (732,4 г; Р<0,01), низкими за­тратами корма на 1 кг прироста (3,64 к. ед.; Р<0,05), а также более длинной тушей (98,9 см; Р<0,01) и тонким шпиком (25,2 мм), что значительно превышало аналогичные показатели живот­ных с генотипом RYR1Nn (соответственно на 3,5 дней, или 1,9%; 33,1 г – 4,7%; 0,14 к. ед. – 3,7%; 1,3 см – 1,3%; 2,4 мм – 8,7%).

Достоверных различий между генотипами RYR1NN и RYR1Nn по величине показате­лей площадь «мышечного глазка» и масса окорока не установлено. Выявлено также, что животные, характеризу­ющиеся предрасположенностью к стрес­сам, имели более высокое содержание мяса в тушах. Результаты обвалки полутуш показали, что у гетерозиготных животных RYR1Nn количество мяса на 9,1% было выше, чем у гомози­готных RYR1NN, с одновременно более высо­ким содержанием сала (на 10%) [3, 4, 5, 6, 7, 8].

Полученные нами данные согласуются с результатами исследований E. Krzęcio,F. Zhang et al., которые рекомендует получать гетерозигот­ные RYR1Nn генотипы, что ведет к повышению мясности туш в срав­нении с тушами животных, устойчивых к стрессу RYR1NN, но у них реже, чем у гомозигот RYRnn, встречается мясо с пороком PSE. По данным T. Hardge et al. [9], влияние RYR1-генотипа на признаки туши составляет от 3,5 до 27%, на критерии качества мяса – до 60%, на прирост живой массы – до 10%.

Широкое использование в селекционном процессе животных мясных пород ландрас и пьетрен зарубежной селекции привело к увеличению концентрации аллеля RYR1n у гибрид­ного молодняка, полученного при сочетании свиней белорусских пород с вышеназванными зарубежными, что может оказать негативное влияние на про­явление откормочной и мясной продуктивности (Таблица 3).

Таблица 3

Влияние полиморфизма гена RYR1 на показатели откормочной продуктивности чистопородного и помесного молодняка

Порода и

породные

сочетания

n

Гено­тип

Возраст

дос­тижения 100 кг, дней

Среднесуточ­ный прирост, г

Затраты

корма на 1 кг при­роста, к. ед.

БЧП

21

NN

187,7±1,24

702±11

3,61±0,06

11

Nn

190,6±1,00

707±9

3,60±0.03

3/4БЧП 1/4Л

13

NN

185,3±1,28

733±1***

3,53±0,05**

3

Nn

188,5±3,50

676±0

3,72±0,01

3/4БЧП 1/4П

3

NN

185,3±2,60

761±13*

3,36±0,02**

14

Nn

186,2±1,40

710±12

3,57±0,05

3/4КБП 1/4Л

10

NN

187,3±1,09

722±8

3,51±0,05

2

Nn

188,5±2,60

699±26

3,61±0,11

 

В результате проведенных исследований выявлено положительное влияние генотипа NN по RYR1 на проявление откормочной про­дуктивности, как помесного, так и чистопородного молодняка белорусской черно-пестрой и крупной белой пород [10]. Так, у гетерозиготного молодняка наблюдается снижение скоро­сти роста на 0,8–2,9 дня, энергии роста – на 51г (Р<0,05) – 59 (Р<0,001) г и увеличение за­трат корма на 0,19–0,21 (Р<0,01) к. ед.

Помесный молодняк белорусской черно-пестрой породы с кровностью 25% породы ландрас, свободный от точковой мутации злокачественной гипертермии, превосходил жи­вотных генотипа RYR1Nn по откормочной продуктивности на 8,4–5,1% (Р<0,01). У гибридного молодняка с кровностью 25% породы пьетрен превосходство по энергии роста и расходу корма на единицу прироста со­ставило 7% (Р<0,05) и 5,9% (Р<0,01) соответственно, а по мясным показателям – 0,3–7,1%.

Изучая показатели мясной продуктивности свиноматок, в том числе и двухпородный молодняк, полученный от скрещивания гибридных хряков генотипа 1/2БКБ1/2Л и свиноматок крупной белой породы, свободной от мута­ции в гене RYR1, харак­теризовался высокими откормочными качествами, но уступал в мясности помесям с RYR1Nn генотипом по толщине шпика над 6–7 грудными позвонками на 5% и площади «мышечного глазка» – на 0,9%, однако эти различия находятся в пределах статистической ошибки.

Таким образом, в наших исследованиях выявлено достоверное снижение показателей откормочной продуктивности животных-носителей рецессивного аллеля RYR1n, что свиде­тельствует о необходимости проведения обязательного генетического контроля его наличия и распространения у отечественного и импортируемого поголовья животных.

Необходимо отметить, что при соблюдении оптимальных норм технологии кормления и содержания животных можно снизить воздействие стресса и избежать негативного воздей­ствия злокачественной гипертермии.

Также нами изучено влияние полиморфизма гена RYR1 на показатели собственной продук­тивности ремонтных хрячков белорусской крупной белой и белорусской мясной пород, в результате чего установлена тенденция к снижению показателей скорости роста (на 3 дня) и толщины шпика (на 1,3 мм) у животных крупной белой породы с гетерозиготным генотипом RYR1Nn по сравнению с гомозиготными сверстниками, однако ввиду наличия оптимальных норм кормления и содержания, снижающих стрессовую нагрузку, достоверных различий не обна­ружено.

Анализ полученных нами данных позволяет сделать вывод, что наличие мутации в гене RYR1 является признаком физиологической нестабильности животного. Именно к та­кой нестабильности приводит односторонняя селекция животных на повышение мясности без учета других хозяйственно полезных признаков (конституциональная крепость, высокая жизнеспособность и т. д.). В результате такой селекции созданы супермясные породы и типы свиней (пьетрен, бельгийский и немецкий ландрас и другие), использование которых способ­ствует снижению резистентности животных к стрессу и ухудшению качества мяса, появле­нию пороков мяса PSE и DFD, что снижает его технологические свойства. Свинина от жи­вотных с такими пороками имеет непривлекательный вид, непригодна для употребления в свежем виде, для технологи­ческой переработки и производства копченых продуктов. Только в Швеции [11] от PSE-синдрома ежегодный экономический ущерб составляет более 50 млн. шведских крон, в Англии – 800 тыс. ф. ст., в США – 250 млн. долларов.

Выводы. Выявленные ассоциации гена RYR1 воспроизводительной функцией, откормочной и мясной продуктивностью животных различных пород и породных сочетаний свидетельствуют о возможности использования гена RYR1 в каче­стве маркера для селекции свиней на устойчивость к стрессу.

 

Литература:

1.                  Князев, С.П. Проблемы дискордантности и косегрегации экспрессии гало­тан-чувствительности свиней с мутацией 1843 С-Т в локусе RYR1 рецептора рианодина / С.П. Князев, К.Е. Жучаев, В.В. Гарт // Генетика. – 1998. – Т. 34, № 12. – С. 1648–1654.

2.                  Марзанов, Н.С. RYR1-ген у свиней отечественных и зарубежных пород / Н.С. Марзанов, Д.А. Фролкин, Н.А. Зиновьева // Доклады Российской Академии сельскохозяй­ственных наук. – 2001. – № 1. – С. 34–36.

3.                  Детерминация продуктивности свиней белорусской мясной породы, обусловлен­ная геном RYR1 / И.П. Шейко [и др.] // Молекулярная генетика, геномика и био­технология: материалы конф., г. Минск, 24–26 нояб. 2004 г. – Мн., 2004. – С. 277–278.

4.                  Епишко, Т.И. Влияние полиморфизма гена RYR1 на механизмы физиологиче­ской реактивности организма свиней / Т.И. Епишко // Эпизоотология, иммунобиология, фармакология, санитария. – 2005. – № 1. – С. 49–54.

5.                  Епишко, Т.И. Генетические основы породообразования / Т.И. Епишко // Зоотех­ническая наука Беларуси: сб. науч. тр. Т. 42. – Жодино, 2007. – С. 57–66.

6.                  Полиморфизм гена RYR1 в популяции белорусской мясной породы свиней и его ассоциация с процессами метаболизма и продуктивными качествами / И.П. Шейко [и др.] // Доклады РАСХН. – 2004. – № 5. – С. 30–32.

7.                  Шейко, И.П. Генетические методы интенсификации селекционного процесса в свиноводстве: моногр. / И.П. Шейко, Т.И. Епишко; Ин-т животноводства НАН Беларуси. – Жодино, 2006. – 197 с.

8.                  Polymorphism of gene RYR1 in a Belarus meat-type pig and its association with meta­bolic processes and productive qualities // Russian Agricultural Sciences. – 2005. – N 9. – Р. 21–24.

9.                  Hardge, T. / T. Hardge, A. Scholz // Faculty of Agriculture and Hortculture, Institute of Basic Animal Science. – Berlin, 2001. – P. 320–325.

10.              Использование ДНК-технологий при определении стрессовой чувствительно­сти и продуктивности свиней / И.П. Шейко [и др.] // Вести НАН Беларуси. Сер. аграрных наук. – 2005. – № 3. – С. 76–78.

11.              Сердюк, Г.Н. Иммуногенетические маркеры и их использование для повыше­ния эффективности селекции свиней: автореф. дис. д-ра биол. наук: 03.00.15 / Сердюк Г.Н. – СПб-Пушкин, 2000. – 58 с.

Основные термины (генерируются автоматически): гена ryr1, белорусской крупной белой, белорусской мясной, полиморфизма гена ryr1, белорусской мясной пород, крупной белой породы, генотипом ryr1nn, белорусской мясной породы, маток белорусской крупной, мясной продуктивности, качеств свиней пород, свиноматок крупной белой, использования гена ryr1, селекции свиней, gene of ryr1, белорусской черно-пестрой, продуктивности свиней белорусской, свиноматок белорусской крупной, Влияние полиморфизма гена, мясной продуктивностью животных.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос