Полногеномный поиск ассоциаций однонуклеотидных полиморфизмов с шириной груди у овец Северокавказской мясо-шерстной породы

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf
Опубликован: ноя 5, 2024
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2024-3-318-326
Ключевые слова:
овцеводство Северокавказская мясо-шерстная порода полногеномный поиск ассоциаций однонуклеотидные замены GWAS SNP гены-кандидаты

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Роман Владимирович Зуев
Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, Россия
Александр Юрьевич Криворучко
Всероссийский научно-исследовательский институт овцеводства и козоводства, филиал Северо-Кавказского федерального научного аграрного центра, Михайловск, Россия
Наталья Геннадьевна Лиховид
Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, Россия
Ольга Николаевна Криворучко
Всероссийский научно-исследовательский институт овцеводства и козоводства, филиал Северо-Кавказского федерального научного аграрного центра, Михайловск, Россия

Аннотация

Растущий в мире спрос на баранину ставит перед селекционерами задачу повышения мясной продуктивности пород овец. Она зависит от совокупного воздействия большого числа генов, влияющих на развитие мышечной ткани. Многие из них на данный момент ещё не описаны как гены-кандидаты продуктивных качеств, т.к. влияние генов может различаться в зависимости от породы и условий обитания животных. Одним из наиболее эффективных методов поиска таких генов является полногеномный поиск ассоциаций (GWAS). В статье представлены результаты GWAS для параметра «ширина груди», связанного с мясной продуктивностью у овец Северокавказской мясо-шерстной породы. Генотипирование животных проведено с использованием ДНК-биочипов Illumina Ovine Infinium HD BeadChip 600K. Контроль качества генотипирования и GWAS проведены с помощью программного обеспечения PLINK V.1.07. Визуализация и построение графиков выполнены с использованием пакета «QQman» на языке программирования «R». В результате удалось выявить 9 однонуклеотидных замен (SNP), показавших достоверную связь с изучаемым признаком фенотипа. Восемь замен локализованы в интронах белок-кодирующих генов, а замена rs417623542 – в экзоне. На этом основании нами предло­жено 5 генов-кандидатов, ассоциированных с изучаемым параметром: DPYD, FSHR, PRR16, SLC19A3 и BMPR1B. Гены DPYD и SLC19A3 играют важную роль в обмене веществ, гены FSHR, PRR16 и BMPR1B участвуют в регуляции роста клеток и клеточной дифференцировки. Последующие исследования должны быть направлены на изучение структуры данных генов для выявления механизма их влияния на параметры мясной продуктивности животных. SNP, выявленные в ходе исследования, могут использоваться как молекулярные маркеры при селекции овец.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Зуев, Р. В. ., Криворучко, А. Ю. ., Лиховид, Н. Г. ., & Криворучко, О. Н. . (2024). Полногеномный поиск ассоциаций однонуклеотидных полиморфизмов с шириной груди у овец Северокавказской мясо-шерстной породы. Вестник Пермского университета. Серия Биология, (3), 318‒326. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2024-3-318-326
Выпуск
№ 3 (2024): Вестник Пермского университета. Серия Биоллогия
Раздел
Генетика

Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет

Скачать лицензионный договор

Текст Договора размещен на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета http://www.psu.ru/, а также его можно получить по электронной почте в «Отделе научных периодических и продолжающихся изданий ПГНИУ»: YakshnaN@psu.ru или в редакциях научных журналов ПГНИУ.

Биографии авторов

Роман Владимирович Зуев, Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, Россия

Научный сотрудник лаборатории биологической и медицинской информатики медико-биологического факультета

Александр Юрьевич Криворучко, Всероссийский научно-исследовательский институт овцеводства и козоводства, филиал Северо-Кавказского федерального научного аграрного центра, Михайловск, Россия

Д-р биол. наук, профессор базовой кафедры генетики и селекции медико-биологического факультета, зав. отделом генетики и биотехнологии

Библиографические ссылки

, Абонеев В.В., Квитко Ю.Д., Селькин И.И. Методика оценки мясной продуктивности овец. Ставро-поль: СНИИЖК. 2009. 34 с.

, Криворучко А.Ю. и др. Гены-кандидаты, связан¬ные с шириной груди у овец породы российский мясной меринос // Сельскохозяйственный журнал. 2023. № 16(4). С. 2687–1254. https://doi.org/10.48612/FARC/2687-1254/015.4.16.2023

Омаров А.А., Гайдашов С.И. Продуктивные показатели овец Северокавказской мясо-шерстной по-роды и их взаимосвязь с основными селекционируемыми признаками // Вестник Алтайского государ-ственного аграрного университета. 2021. № 2(196). С. 66–72.

Яцык О.А. Сравнительная оценка показателей мясной продуктивности мериносовых овец россий-ских пород // Вестник Курганской ГСХА. 2017. № 3(23). С. 58–60.

Aiello D., Patel K., Lasagna E. The myostatin gene: An overview of mechanisms of action and its rele-vance to livestock animals // Animal Genetics. 2018. Vol. 49, № 6. P. 505–519. https://doi.org/10.1111/age.12696

Artioli G.G. et al. Role of beta-alanine supplementation on muscle carnosine and exercise performance // Medicine & Science in Sports & Exercise. 2010. Vol. 42(6). P. 1162–1173. https://doi.org/10.1249/mss.0b013e3181c74e38

Benavides M.V., Souza C.J.H., Moraes J.C.F. How efficiently Genome-Wide Association Studies (GWAS) identify prolificity-determining genes in sheep // Genetics and Molecular Research. 2018. Vol. 17(2). P. 9–14. http://dx.doi.org/10.4238/gmr16039909

Bhartiya D., Patel H. An overview of FSH-FSHR biology and explaining the existing conundrums // Jour-nal of Ovarian Research. 2021a. Vol. 14(1). Art. 144. https://doi.org/10.1186/s13048-021-00880-3

Bhartiya D. et al. Endogenous, tissue-resident stem/progenitor cells in gonads and bone marrow express FSHR and respond to FSH via FSHR-3 // Journal of Ovarian Research. 2021b. Vol. 14(1). Art. 145. https://doi.org/10.1186/s13048-021-00883-0

Ding R. et al. Single-Locus and Multi-Locus Genome-Wide Association Studies for Intramuscular Fat in Duroc Pigs // Frontiers in genetics. 2019. Vol. 10. Art. 619. https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00619

Fabre S. et al. The Booroola mutation in sheep is associated with an alteration of the bone morphogenet-ic protein receptor-IB functionality // Journal of endocrinology. 2003. Vol. 177(3). P. 435–444. https://doi.org/10.1677/joe.0.1770435

Gebreselassie G. et al. Review on Genomic Regions and Candidate Genes Associated with Economically Important Production and Reproduction Traits in Sheep (Ovis aries) // Animals. 2019. Vol. 10, № 1. Art. 33. https://doi.org/10.3390/ani10010033

Guan F. et al. Polymorphism of FecB gene in nine sheep breeds or strains and its effects on litter size, lamb growth and development // Animal reproduction science. 2007. Vol. 99(1-2). P. 44–52. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2006.04.048

Kong D. et al. Expression of FSHR in chondrocytes and the effect of FSH on chondrocytes // Biochemi-cal and biophysical research communications. 2018. Vol. 495(1). P. 587–593. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2017.11.053

Krivoruchko A. et al. Genome-Wide Search for Candidate Genes of Meat Production in Jalgin Merino Considering Known Productivity Genes // Genes. 2022. Vol. 13(8). Art. 1337. https://doi.org/10.3390/genes13081337

Li H. et al. Genome-Wide Association Studies for Flesh Color and Intramuscular Fat in (Duroc × Land-race × Large White) Crossbred Commercial Pigs // Genes. 2022. Vol. 13(11). Art. 2131. https://doi.org/10.3390/genes13112131

Lim D. et al. Characterization of genes for beef marbling based on applying gene coexpression network // International journal of genomics. 2014. Vol. 2014. Art. 708562. https://doi.org/10.1155/2014/708562

Mang T. et al. BMPR1A is necessary for chondrogenesis and osteogenesis, whereas BMPR1B prevents hypertrophic differentiation // Journal of cell science. 2020. Vol. 133(16). Art. jcs246934. https://doi.org/10.1242/jcs.246934

Manzetti S., Zhang J., van der Spoel D. Thiamin function, metabolism, uptake, and transport // Bio-chemistry. 2014. Vol. 53(5). P. 821–835. https://doi.org/10.1021/bi401618y

Margawati E.T. et al. Detection of carrier Booroola (FecB) allele in BMPR1B gene of MEGA (Meri-no × Garut) sheep and its association with growth traits // Journal, genetic engineering & biotechnology. 2023. Vol. 21(1). Art. 19. https://doi.org/10.1186/s43141-023-00475-z

Nissinen T.A. et al. Muscle follistatin gene delivery increases muscle protein synthesis independent of pe-riodical physical inactivity and fasting // FASEB journal: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2021. Vol. 35(3). Art. e21387. https://doi.org/10.1096/fj.202002008r

Osman N.M. et al. Genetic variations in the Myostatin gene affecting growth traits in sheep // Veterinary World. 2021. Vol. 14, № 2. Art. 475. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.475-482

Purcell S., Neale B., Todd-Brown K. PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses // American Journal of Human Genetics. 2007. Vol. 81. P. 559–575. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.475-482

Rajgopal A. et al. SLC19A3 encodes a second thiamine transporter ThTr2 // Biochimica et biophysica acta. 2001. Vol. 1537(3). P. 175–178. https://doi.org/10.1016/s0925-4439(01)00073-4

Santana M.H. et al. A genomewide association mapping study using ultrasound-scanned information identifies potential genomic regions and candidate genes affecting carcass traits in Nellore cattle // Journal of animal breeding and genetics. 2015. Vol. 132(6). P. 420–427. https://doi.org/10.1111/jbg.12167

Sousa-Junior L.P.B. et al. Variants in myostatin and MyoD family genes are associated with meat quality traits in Santa Inês sheep // Animal biotechnology. 2022. Vol. 33, № 2. P. 201–213. DOI: 10.1080/10495398.2020.1781651

Su J. et al. Study on the changes of LHR, FSHR and AR with the development of testis cells in Hu sheep // Animal reproduction science. 2023. Vol. 256. Art. 107306. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2023.107306

Suocheng W. et al. Maturation rates of oocytes and lev¬els of FSHR, LHR and GnRHR of COCs response to FSH concentrations in IVM media for sheep // Journal of Applied Biomedicine. 2017. Vol. 15(3). P. 180–186. https://doi.org/10.1016/j.jab.2017.01.001

Tobar K.M.C., Álvarez D.C.L., Franco L. Á.Á. Genome-wide association studies in sheep from Latin America. Review // Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias. 2020. Vol. 11(3). P. 859–883. https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i3.5372

Tuersuntuoheti M. et al. Exploring the growth trait molecular markers in two sheep breeds based on Ge-nome-wide association analysis // PLoS One. 2023. Vol. 18(3). Art. e0283383. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0283383

Utami A.M. et al. Relative expression of hormone receptors by endothelial and smooth muscle cells in proliferative and non-proliferative areas of congenital arteriovenous malformations // European journal of medical research. 2023. Vol. 28(1). Art. 449. https://doi.org/10.1186/s40001-023-01436-5

Wang W. et al. Polymorphisms of the Ovine BMPR-IB, BMP-15 and FSHR and Their Associations with Litter Size in Two Chinese Indigenous Sheep Breeds // International journal of molecular sciences. 2015. Vol. 16(5). P. 11385–11397. https://doi.org/10.3390/ijms160511385

Wei X. et al. Characterization of the human dihydropyrimidine dehydrogenase gene // Genomics. 1998. Vol. 51 (3). P. 391–400. https://doi.org/10.1006/geno.1998.5379

Wu Z. et al. Regulation mechanism and functional verification of key func¬tional genes regulating muscle development in black Tibetan sheep // Gene. 2023. Vol. 868. Art. 147375. https://doi.org/10.1016/j.gene.2023.147375

Xiaoyun H. et al. Expression and Polymorphism of FSHR Gene in Sheep with Different Fecundity // Pa-kistan Journal of Zoology. 2022. Vol. 54. P. 667–675. https://dx.doi.org/10.17582/journal.pjz/20190215010208

Yamamoto K. et al. Largen: a molecular regulator of mammalian cell size control // Molecular cell. 2014. Vol. 53(6). P. 904–915. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2014.02.028