Введение к работе
Актуальность темы. Свиноводство - динамично развивающаяся отрасль животноводства, однако, как показывает мировой опыт, дальнейшее повышение эффективности отрасли невозможно без внедрения в селекционную работу достижений в области молекулярной генетики, в частности, нахождения генетических маркеров, отвечающих за определённые показатели продуктивности (Каспирович Д.А. Влияние полиморфизма генов - рецепторов EPOR, MUC4, IGF-2 на основные селекционируемые признаки свиней белорусской крупной белой и белорусской мясной пород: автореф. дис. канд. с.-х. наук: 06.02.07. Гродно. 2010.20 с).
Новые открытия в молекулярной генетике позволяют выделять и изучать специальные участки генома, которые влияют на важные продуктивные, в частности на воспроизводительные признаки.
В качестве маркеров плодовитости свиней рассматриваются следующие гены, которые признаны генами-кандидатами, влияющими на размер гнезда, это ген эстрогенового рецептора - ESR и ген пролактинового рецептора - PRLR (Лобан НА. и др. Молекулярная генная диагностика в свиноводстве Беларуси. Дубровипы. ВИЖ. 2005. С. 34-37; Шейко И.П. и др. Селекция на повышение многоплодия свиноматок крупной белой породы методом молекулярной генной диагностики // Весці напыянальнай акадэми навук Бзларусі. 2006. № 3. С. 77-81).
Потребители и перерабатывающая промышленность нуждаются в улучшении качества мяса. Это требует от селекционеров использования новых методов генетической селекции, направленных на усовершенствование продуктивных признаков. Данные, полученные из литературных источников, показывают потенциальную значимость генов белка, связывающего жирные кислоты (H-FABP), рианодинового рецептора (RYR1) и меланокортиного рецептора 4 (MC4R) в качестве маркеров мясной и откормочной продуктивности (Лобан НА., Василюк О.Я. Карта генетического профиля свиней белорусской крупной белой породы // Вестник Белорусской Государственной Сельскохозяйственной Академии. 2010. № 2. С. 116-121; Гетманцева Л.В. Степень влияния гена MC4R на фенотип организма. Тезисы докладов ХУШ Международ, науч. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов 2011». М:. 2011. С. 89).
Некоторые исследователи, такие как Рыжова Н.В. (Рыжова НВ. Полиморфизм гена RYR1 в популяциях свиней мясных пород: дис. канд. биол. наук: 06.02.01 Лесные Поляны. 2001. 107 с), Гришина Н.Б. (Гришина Н.Б. Использование генетических маркеров в селекции свиней крупной белой породы в Сибири: дис. канд. биол. наук: 06.02.01. Новосибирск. 2008. 147 с), Плужникова О.В. (Плужникова О.В. Естественная резистентность, воспроизводительные и мясные качества свиней в связи с их аллельным состоянием по локусу RYR-1 гена: автореф. дис. канд. биол. наук: 06.02.01. Ставрополь. 2009. 19 с) отмечают, что разные аллели и генотипы по локусу генов RYR1 и H-FABP наряду с непосредственным влиянием на откормочную и мясную продуктивность, оказывают некоторое действие на репродуктивные качества свиней.
Степень разработанности темы. Изучением генетической структуры по ДНК -маркерам в стадах свиней разных пород занимались многие, в том числе Банникова А.Д., Бублик Е.М., Лаломова Е.В., Kmiec М. et al., Vincent AL. et al. - по гену PRLR; Банникова АД., Бублик E.M., Зиновьева НА и др., Костенко СА и др., Полозюк ОН, Korach K.S. -
4 по гену ESR; Кузнецов А.И. и др., Fujii J. et al., Mac Lennan D.H. et al., Смирнов H.H. no гену RYRP, Зиновьева НА. и др., Лобан НА. и др., Максимов Г.В. и др., Gerbens F. et al. по гену H-FABP; Бублик Е.М., Гетманцева Л.В., Костюнина О.В., Зиновьева НА., Сизарева Е.И. и др., Шейко и др., Gantz I. et al. по гену MC4R. Однако в научных трудах этих учёных не имеется данных по генотипированию свиней методами ДНК-технологии в условиях Республики Татарстан. Не изучен аллельный полиморфизм генов PRLR, ESR, RYR1, Н-FABP и MC4R у свиней разных пород, разводимых в Республике Татарстан.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы- исследование полиморфизма генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP и MC4R с помощью ДНК-диагностики у свиноматок крупной белой породы, а также определение влияния разных генотипов и их комбинаций на воспроизводительные качества животных.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
апробировать технику выделения ДНК из крови свиней для генно-молекулярных исследований;
совершенствовать технику проведения ПНР, ПЦР-ПДРФ для генотипирования свиней по локусам генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP и MC4R;
изучить частоту встречаемости аллелей, генотипов по локусам генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R и их комбинаций PRLR I ESR, PRLR I ESR IRYR11 H-FABP IMC4R у свиноматок крупной белой породы;
оценить воспроизводительные качества свиноматок крупной белой породы с разными генотипами по локусам генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R и их комбинаций PRLR I ESR, PRLR I ESR IRYR11 H-FABP IMC4R;
определить экономическую эффективность использования свиней крупной белой породы с разными комбинациями генотипов PRLR I ESR IRYR11 H-FABP IMC4R.
Научная новизна работы. Усовершенствованы протоколы постановки ПНР и ПЦР-ПДРФ для генотипирования свиней по локусам генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R Впервые в условиях Республики Татарстан изучен полиморфизм и определена частота встречаемости генотипов по локусам генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R и их комбинаций PRLR I ESR, PRLR I ESR I RYR1 I H-FABP I MC4R у свиноматок крупной белой породы. Изучены воспроизводительные качества свиноматок крупной белой породы с разными генотипами по локусам генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R и их комбинаций PRLR I ESR, PRLR I ESR IRYR11 H-FABP IMC4R.
Теоретическая и практическая значимость. Основные положения и выводы диссертации позволяют пополнить теоретические данные, касающиеся селекции свиней методами ДНК-технологии.
Апробированные методы экстракции ДНК из крови свиней и усовершенствованные протоколы постановки ПНР и ПЦР-ПДРФ для генотипирования свиней по локусам генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R позволяют результативно их использовать в генно-молекулярных исследованиях и в частности в скрининге перечисленных генов. Полученные результаты исследований, касающихся генотипов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R и их комбинаций, возможно, использовать в свиноводстве для улучшения хозяйственно-полезных признаков, в том числе репродуктивных качеств свиней.
Методология и методы исследования. Основой диссертационного исследования выступает комплекс общенаучных и специальных методов. Для получения результатов исследования использовались общенаучные методы: аналогии, синтеза, индукции,
5 дедукции (обеспечивающие, прежде всего теоретическую составляющую) и наблюдения, сравнения, моделирования (обеспечивающие, прежде всего практическую составляющую). Наряду с этим применялись специальные методы, в систему которых входили зоотехнические и методы генно-молекулярной диагностики. Для расчёта количественных показателей использовали математический и статистический методы. Применение перечисленных методов позволило получить объективные и достоверные результаты исследования.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность исследования подтверждается использованием комплекса методов и программ, что, в конечном счёте, выражается согласованностью полученных выводов и результатов исследования.
Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных отчётах кафедры технологии животноводства ФГБОУ ВПО КГАВМ им. Н.Э. Баумана (Казань, 2011-2013 гг.); научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГБОУ ВПО КГАВМ им. Н.Э. Баумана (Казань, 2012-2013 гг.); конкурсе пятьдесят лучших инновационных идей для Республики Татарстан (Казань, 2011-2012 гг.); всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы научного и кадрового обеспечения инновационного развития АПК» (Казань, 2012); республиканском конкурсе научных работ среди студентов и аспирантов на соискание премии имени НИ. Лобачевского (Казань, 2012); всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и учащейся молодёжи (Казань, 2013); международной научно-практической конференции «Научное и кадровое обеспечение инновационного развития АПК», посвященной 140-летию КГАВМ им. Н.Э. Баумана (Казань, 2013).
Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 8 научных статей в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.
Основные положения, выносимые на защиту.
Апробированные нами способы выделения геномной высокомолекулярной ДНК из крови свиней и усовершенствованные протоколы постановки ПЦР, ПЦР-ПДРФ для генотипирования свиней по локусам генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R позволяет точно определять аллели и генотипы, связанные у животных с хозяйственно-полезными признаками.
Определена частота встречаемости генотипов и комбинаций генотипов генов PRLR, ESR, RYR1, H-FABP, MC4R у свиноматок крупной белой породы в условиях Республики Татарстан.
Выявлены желательные генотипы в стадах свиней крупной белой породы повышающие их репродуктивные качества
Экономически обосновано исследовать свиней крупной белой породы по локусам генов PRLR, ESR, RYRI, H-FABP, MC4R.
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 136 страницах, содержит 24 таблицы, 31 рисунок. Состоит из: введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов исследований, заключения, выводов, предложения производству, списка использованной литературы (всего 152 источника, в том числе 72 иностранных) и 15 приложений.
