Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

CONJUGACY OF SNPS TNF-α-824A/G AND TNFR1-1703C/T WITH PERINATAL MORTALITY OF CALVES BLACK-AND-WHITE BREED OF WESTERN SIBERIA

Petukhov V.L. 1 Lyukhanov M.P. 1 Korotkevich O.S. 1 Sebezhko O.I. 1
1 Federal State Education Establishment of Higher professional Education «Novosibirsk State Agrarian University»
Определена связь однонуклеотидных полиморфизмов TNF-α-824A/G и TNFR1-1703C/T у коров черно-пестрой породы Западной Сибири с частотой перинатальной смертности их потомства. Средняя молочная продуктивность в изученной популяции составила 6100 кг. Исследования SNPs названных генов проведены в лаборатории Института цитологии и генетики СО РАН. Установлена достоверная разность в перинатальной смертности телят в зависимости от генотипа их матерей по SNP TNF-α-824A/G. Частота аллелей А и G и аллелей С и Т SNPs TNF-α-824A/G и TNFR1-1703C/T у матерей соответственно составила 0,409; 0,591 и 0,719; 0,281. У гомозиготных по G/G матерей перинатальная смертность телят была в 2,9 раза ниже (3,29 %), чем у гетерозиготных родителей. Средняя перинатальная смертность телят черно-пестрой породы в исследованной популяции равна 6,97 %. Не выявлено разности по жизнеспособности телят, полученных от животных с различными генотипами по SNP TNFR1-1703C/T. Предложено учитывать в селекционной работе генотипы животных по однонуклеотидному полиморфизму TNF-α-824A/G.
A relation SNPs TNF-α-824A/G and TNFR1-1703C/T cows black-and-white breed of Western Siberia with the frequency of perinatal mortality of their offspring. The average milk yield in the studied population was 6,100 kg. Studies of genes called SNPs conducted in the laboratory of the Institute of cytology and genetics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences. A significant difference in perinatal mortality of calves, depending on the genotype of their mothers SNP TNF-α-824A/G. The frequency of allele A and G and C and T alleles of SNPs TNF-α-824A/G and TNFR1-1703C/T mothers respectively was 0,409; 0,591 and 0,719; 0,281. In homozygous for the G/G maternal perinatal mortality of calves was 2,9 times lower (3,29 %) than in heterozygous parents. Average perinatal mortality of calves black-motley breed in the studied population is 6.97 %. There was no difference in the viability of calves derived from animals with different genotypes for SNP TNFR1-1703C/T. It is proposed to take into account in breeding animals genotypes SNPs TNF-α-824A/G.
cattle
black-and-white breed
perinatal mortality
single nucleotide polymorphism
1. Zajko O.A. Osobennosti akkumulyacii makro- i mikroehlementov v miokarde svinej skorospeloj myasnoj porody / O.A. Zajko, O.S. Korotkevich, V.L. Petuhov // Glavnyj zootekhnik. 2013. no. 6. рр. 35–40.
2. Kartashev A.G. Bioindikaciya ehkologicheskogo sostoyaniya okruzhayushchej sredy / A.G. Kartashev Tomsk, 1999. 192 р.
3. Korotkevich O.S. Biohimicheskie, gematologicheskie parametry i akkumulyaciya tyazhelyh metallov v organah i tkanyah svinej skorospeloj myasnoj porody. / O.S. Korotkevich, O.A. Zheltikova, V.L. Petuhov // Doklady Rossijskoj akademii selskohozyajstvennyh nauk. 2009. no. 4. рр. 41–43.
4. Kuba S. CHem znamenity francuzskie myasnye porody krupnogo rogatogo skota [EHlektronnyj resurs] // informacionnyj portal prodmagazin.ru URL: http://prodmagazin.ru/2012/11/21/frantsuzskie-myasnyie-porodyi-krupnogo-rogatogo-skota (data obrashcheniya 21.04.2015).
5. Kulikova S.G. Genomnye mutacii u telyat s vrozhdennymi anomaliyami / S.G. Kulikova, V.L. Petuhov, L.K. EHrnst // Doklady Rossijskoj akademii selskohozyajstvennyh nauk. 1998. no. 5. рр. 33–35.
6. Lyuhanov M.P. Odnonukleotidnyj polimorfizm gena TNF-α i nekotorye gematologicheskie pokazateli krovi krupnogo rogatogo skota cherno-pestroj porody / M.P. Lyuhanov // Mater. Mezhdunarodnoj nauch.-prakt. konf. «ZHivotnovodstvo Rossii v usloviyah VTO»: 9-11 aprelya 2013, Orel. Orel: OGAU, 2013. рр. 252–255.
7. Lyuhanov M.P. Odnonukleotidnyj polimorfizm v populyacii krupnogo rogatogo skota krasnoj stepnoj porody / M.P. Lyuhanov, O.S. Korotkevich, O.I. Sebezhko i dr. // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2014. no. 1. URL: http://www.science-education.ru/ 115-12042 (Data obrashcheniya 30.03.2015).
8. Lyuhanov M.P. Svyaz SNPs gena TNF-α u cherno-pestrogo skota Zapadnoj Sibiri s pokazatelyami molochnoj produktivnosti / M.P. Lyuhanov, O.S. Korotkevich, V.L. Petuhov i dr. // Glavnyj zootekhnik. 2014. no. 10. рр. 21–26.
9. Lyuhanov M.P. Issledovanie odnonukleotidnogo polimorfizma SNPs po genu TNFR1 u krupnogo rogatogo skota cherno-pestroj porody v Zapadnoj Sibiri v svyazi s molochnoj produktivnostyu / M.P. Lyuhanov, V.L. Petuhov, O.S. Korotkevich i dr. // Zootekhniya. 2015. no. 3. рр. 2–3.
10. Narozhnyh K.N. Soderzhanie kadmiya v nekotoryh organah i tkanyah bychkov gerefordskoj porody / K.N. Narozhnyh, YU.V. Efanova, O.S. Korotkevich // Mir nauki, kultury, obrazovaniya. 2012. no. 4. рр. 315–318.
11. Narozhnyh K.N. Soderzhanie zheleza v nekotoryh organah i tkanyah bychkov gerefordskoj porody / K.N. Narozhnyh, YU.V. Efanova, O.S. Korotkevich i dr. // Molochnoe i myasnoe skotovodstvo. 2013. no. 1. рр. 24–25.
12. Narozhnyh K.N. Soderzhanie medi v nekotoryh organah i tkanyah bychkov gerefordskoj porody / K.N. Narozhnyh, YU.V. Efanova, O.S. Korotkevich // Vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2013. no. 2(27). рр. 73–76.
13. Petuhov V.L. Geneticheskaya struktura kemerovskoj i krupnoj beloj porod svinej po sistemam grupp krovi / V.L. Petuhov, A.I. ZHeltikov, V.V. Gart i dr. // Selskohozyajstvennaya biologiya. 2004. no. 2. рр. 43–49.
14. Petuhov V.L. Nasledstvennaya obuslovlennost nekotoryh zabolevanij krupnogo rogatogo skota i vozmozhnost selekcii na ustojchivost k nim: Dis... d-ra biol. nauk / V.L. Petuhov. Novosibirsk, 1978.
15. Petuhov V.L. Vliyanie porody na ustojchivost krupnogo rogatogo skota k nekotorym boleznyam / V.L. Petuhov, E.V. Kamaldinov, O.S. Korotkevich // Glavnyj zootekhnik. 2011. no. 1. рр. 10–12.
16. Sposob otbora krupnogo rogatogo skota na ustojchivost k tuberkulezu. Petuhov V.L., EHrnst L.K., Zheltikov A.I., Nezavitin A.G. Korotkevich O.S., Petuhov I.V., Kulikova S.G. Patent na izobretenie RUS 2058733 27.04.1993.
17. Sposob opredeleniya soderzhaniya kadmiya v organah i myshechnoj tkani svinej. Petuhov V.L., Zheltikova O.A., Zheltikov A.I., Korotkevich O.S., Kamaldinov E.V., Sebezhko O.I. Patent na izobretenie RUS 2342659 28.03.2007.
18. Sposob ocenki genotipa bykov-proizvoditelej po zhiznesposobnosti potomstva / Kochnev N.N., EHrnst L.K., Petuhov V.L., Zheltikov A.I., Kochneva M.L., Korotkevich O.S. Patent na izobretenie RUS 2216170 29.06.2001.
19. Sposob opredeleniya soderzhaniya kadmiya v myshechnoj tkani krupnogo rogatogo skota. Petuhov V.L., Korotkevich O.S., Zheltikov A.I., Petuhova T.V. Patent na izobretenie RUS 2426119 24.03.2010.
20. Sposob opredeleniya soderzhaniya svinca v organah krupnogo rogatogo skota. Korotkevich O.S., Petuhov V.L., Strizhkova M.V., Kamaldinov E.V., Sebezhko O.I., Petuhova T.V. I dr. Patent na izobretenie RUS 2421726 08.04.2010.
21. Sposob ocenki kadmiya v pecheni i legkih krupnogo rogatogo skota. Korotkevich O.S., Narozhnyh K.N., Konovalova T.V., Petuhov V.L., Sebezhko O.I. i dr. Patent na izobretenie RUS 25487774 25.03.2014.
22. Sposob polucheniya vysokoproduktivnyh proizvoditelej selskohozyajstvennyh zhivotnyh. Petuhov V.L., Ehrnst L.K., Zheltikov A.I., Korotkevich O.S., Kamaldinov E.V., Fridcher A.A., ZHigachev A.I., Petuhova T.V., Adushinov D.S., Klimenok I.I. Patent na izobretenie RUS 2414124 15.06.2009.
23. Strizhkova M.V. Soderzhanie svinca v nekotoryh organah i tkanyah bychkov cherno-pestroj porody / M.V. Strizhkova, T.V. Petuhova, O.S. Korotkevich // Glavnyj zootekhnik. no. 6. рр. 66–68.
24. Fridcher A.A. Hozyajstvenno poleznye kachestva svinej priobskogo tipa skorospeloj myasnoj porody SM-1 / A.A. Fridcher, V.L. Petuhov // Sibirskij vestnik selskohozyajstvennoj nauki. 2010. no. 8. рр. 59–63.
25. Ehrnst L.K. Fiziologicheskie i immunologicheskie pokazateli golshtinizirovannogo sibirskogo tipa cherno-pestrogo skota / L.K. EHrnst, A.I. ZHeltikov, V.L. Petuhov // Doklady Rossijskoj akademii selskohozyajstvennyh nauk. 1999. no. 6. рр. 35.
26. Brickell J.S. Polymorphisms in the bovine leptin gene associated with perinatal mortality in Holstein-Fresian heifers / J. Dairy Sci. 2010. Vol. 93. no. 1. рр. 340–347.
27. Chysyma R.B. Heavy metals concentrations in water and soil of different ecological areas of Tyva Republic / R.B. Chysyma, Y.Y. Bakhtina, V.L. Petukhov et. al. // Journal De Physique IV JP XII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Editors: C. Borton, C. Ferrari: Grenoble, 2003. 2003. рр. 301–302.
28. Henderson L. Genetic analysis of calf survival and healthy in a population of dairy calves in New York state / L. Henderson, F. Miglior, A. Sewaqlem, D. Kolton et. al. / Proceeding of the 10th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production. 2014.
29. Ikeda M. Immunohistochemical analysis of expression patterns of tumor necrosis factor receptors on lymphoma cells in enzootic bovine leukosis. / M. Ikeda, S. Konnai, M. Onuma, et al. // J. Vet. Med. Sci. 2005. Vol. 67. рр. 425–432.
30. Konnai S. Tumor necrosis factor-alpha genetic polymorphism may contribute to progression of bovine leukemia virus-infection / S. Konnai, Т. Usui // Microbes and Infection. 2006. no. 8. рр. 2163–2171.
31. Korotkevich O.S. Single nucleotide polymorphism in dairy cattle populations of West Siberia / O.S. Korotkevich, M.P. Lyukhanov, V.L Petukhov et.al. // Proceeding of the 10th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production. 2014. рр. 487.
32. Korotkevich O.S. Content of 137 CS and 90SR in the forages of various ecological zones of Western Siberia / O.S. Korotkevich V.L. Petukhov, O.I. Sebezhko et. al. // Russian Agricultural Science 2014. Vol. 40. no. 3. рр. 195–197.
33. Maltecca C. Genetic aspects of calf health in dairy cattle / C. Maltecca. ProQuest, 2008. 214 p.
34. Patrashkov S.A. Content of heavy metals in the hair / S.A. Patrashkov, V.L. Petukhov, O.S. Korotkevich // Journal De Physique IV JP XII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Editors: C. Borton, C. Ferrari: Grenoble, 2003. рр. 1025–1027.
35. Petukhov V.L. CS-137 and SR-90 level in diary products / V.L. Petukhov, Yu. A. Dukhanov, I. Z. Sevryuk et. al. // Journal De Physique IV JP XII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Editors: C. Borton, C. Ferrari: Grenoble, 2003. 2003. рр. 1065–1066.
36. Yudin N.S. Association of polymorphism harbored by tumor factor alpha gene and sex of calf with lactation perfomance in cattle // N.S. Yudin, R. B. Aitnazarov, M.I. Voevoda et al. // Asian Austral. J. Anim. Sci. 2013. V. 26. no. 10. рр. 1379–1387.

Перинатальная смертность молодняка крупного рогатого скота является важным показателем, влияющим как на рентабельность отрасли, так и на эффективность совершенствования отдельных пород, типов и линий [3]. Известно, что перинатальная смертность телят зависит от многих генетических и средовых факторов: породной принадлежности и методов разведения в определенных экологических условиях, возраста и сезона отела коров, применения инбридинга, влияния генотипа отцов, сбалансированности рационов матерей и заболеваний [2, 14–16, 27, 32, 35]. Ведется поиск прижизненных малоинвазивных маркеров влияния экологических факторов на популяции животных разных видов [10–12, 17–23, 34].

Имеются данные о связи некоторых молекулярно-генетических маркеров с перинатальной смертностью молодняка. Обнаружено, что на частоту мертворожденности в немецкой популяции голштинского скота влияли особенности строения хромосом BTA 8, BTA 10, BTA 18 у матерей и BTA 6, BTA 7, BTA 10, BTA 11, BTA 18 у отцов. Кроме того, известно, что участок ДНК, находящийся на 13 сМ в BTA 23, также влияет на процент мертворожденности у голштинского скота [26].

Высокий процент заболеваемости и мертворожденности в популяциях зависит от загрязнения окружающей среды [2]. Эти воздействия приводят к увеличению вероятности возникновения хромосомных аббераций у человека и животных, большинство из которых носит летальный характер [5, 33].

В английской популяции голштин-фризского скота величина перинатальной смертности составила 16,9 %. У молодняка, полученного от коров с генотипом ТТ по SNP UASMS1 гена лептина, перинатальная смертность была 10 %, а у коров с генотипами СТ и СС – 21 %. В той же популяции частота перинатальной смертности молодняка, матери которых имели генотипы СТ и ТТ по SNP в экзоне 2FB гена лептина, достигала 20 %, в то время как у гомозиготных по аллелю С животных частота перинатальной смертности составила 11 %. Наименьшая перинатальная смертность в описанной популяции наблюдалась у телят, полученных от животных с генотипом ТТ по SNP UASMS1 гена лептина (2 %) [26]. Частота перинатальной смертности у французских пород скота варьировала от 2,5 % у салерс до 5,5 % у белой аквитанской [4]. Для повышения жизнеспособности молодняка и повышения устойчивости к болезням важной является комплексная оценка генофонда и фенофонда пород, типов, линий и популяций животных [1, 3, 13, 22–25].

Цель работы – изучить связь SNPs TNF-α-824A/G и TNFR1-1703C/T матерей с перинатальной смертностью потомства.

Материалы и методы исследования

Для исследований были взяты пробы венозной крови лактирующих коров черно-пестрой породы в возрасте 1–5 лактаций, разводимых в СПК «Кирзинский». Эти животные тестированы по SNPs TNF-α-824A/G и TNFR1-1703C/T. Средний уровень молочной продуктивности коров в хозяйстве равен 6100 кг. Были проанализированы результаты 330 отелов генотипированных коров.

Изучение однонуклеотидного полиморфизма проводилось в лаборатории Института цитологии и генетики СО РАН совместно с Н.С. Юдиным [36]. Методика детекции однонуклеотидных полиморфизмов изложена в ранее опубликованных статьях [6–9, 31]. Для статистической обработки использовался табличный редактор Gnumeric 1.10.16.

Результаты исследования и их обсуждение

В табл. 1 представлены результаты исследования перинатальной смертности телят черно-пестрой породы.

Выявлены достоверные различия по величине перинатальной смертности молодняка в зависимости от генотипа матерей. В частности, установлено, что у гетерозиготных матерей по SNP TNF-α-824A/G величина перинатальной смертности молодняка была выше на 6,2 %, чем у животных с гомозиготным генотипом – 824G/G (р < 0,05).

Частота пренатальной смертности зависит от генотипа быков-производителей [18] и породной принадлежности животных. Так, в популяции черно-пестрой породы она составила в среднем 5,6 %, а в бурой латвийской – 3,2 % [14]. Выявлена значительная генетическая изменчивость между производителями голштинской породы по выживаемости телят после отъема. Коэффициент наследуемости выживаемости телят в первые 12 дней жизни равен 0,063, а к отъему – 0,036 [28].

Таблица 1

Влияние генотипа матерей по SNP TNF-α-824A/G на частоту перинатальной смертности телят

Генотип

Всего

% ± S %

телят

в т.ч. пер. смерт.

A/A

79

5

6,3 ± 2,75

A/G

158

15

9,49 ± 2,34

G/G

93

3

3,29 ± 1,41

В среднем по популяции

330

23

6,97 ± 1,41

Известно, что у крупного рогатого скота SNP гена TNF-α-824A/G влияет на ряд важных биологических процессов, например участвует в контроле развития молочной железы, а также связан с прогрессированием ВЛКРС-индуцированной лимфомы и ретровирусных инфекций, кодирует синтез внеклеточного цитокина, образование желтого тела и апоптоз клеток [29, 30].

Ранее нами сообщалось об ассоциации SNP TNF-α-824A/G с показателями молочной продуктивности у коров черно-пестрой [8] и красной степной [7] пород, а также с некоторыми показателями гематологического и биохимического статуса крови лактирующих животных [6]. При этом показано отсутствие связи однонуклеотидного полиморфизма гена TNFR1 в положении – 1703C/T с показателями молочной продуктивности черно-пестрого скота [8].

Не выявлено связи частоты перинатальной смертности потомства от матерей с различными генотипами по SNP TNFR1-1703C/T (табл. 2).

Таблица 2

Перинатальная смертность телят у матерей с различными генотипами по SNP TNFR1-1703C/T

Генотип

Всего

% ± S %

телят

в т.ч. пер. смерт.

С/С

181

12

6,63 ± 1,85

С/Т

127

9

7,09 ± 2,27

Т/Т

22

2

9,09 ± 6,27

Итого

330

22

6,67 ± 1,38

Таким образом, ассоциация некоторых генотипов матерей черно-пестрой породы по TNF-α-824A/G с жизнеспособностью их потомства свидетельствует о возможности использования SNP в качестве маркеров в селекции молочного скота.

Выводы

Установлена связь генотипов матерей по SNP TNF-α-824A/G с частотой перинатальной смертности потомства. У гетерозиготных A/G матерей перинатальная смертность телят была в 2,9 раза выше, чем у гомозиготных G/G (р < 0,05). Не выявлено сопряженности между матерями с различными генотипами по SNP TNFR1-1703C/T и перинатальной смертностью молодняка.

Рецензенты:

Рыков А.И., д.с.-х.н., главный научный сотрудник, ФГБНУ «Сибирский научно-исследовательский и проектно-технологический институт животноводства», п. Краснообск-1;

Желтиков А.И., д.с.-х.н., профессор, Новосибирский государственный аграрный университет, г. Новосибирск.