Способ оценки воспроизводительных качеств свиней крупной белой породы на основе вариантов SNP в генах ADGRD1 и AIG1 Российский патент 2025 года по МПК C12N15/12 A01K67/02 C12Q1/68 

Данное изобретение относится к области сельскохозяйственной биотехнологии и животноводства и предлагает способ оценки воспроизводительных качеств породы крупная белая свиней. Этот способ основан на выявлении генетических вариантов через однонуклеотидные замены (SNP), которые влияют на репродуктивные функции организма.

Исследование новых методов для оценки генетической продуктивности животных вызывает большой интерес среди научного и практического сообщества. Одним из возможных методов является использование SNP (однонуклеотидных полиморфизмов) - небольших генетических изменений, которые могут проявляться в виде отличий в одном нуклеотиде. SNP могут находиться как в генах, кодирующих белки, так и в межгенных вариантах.

Интерес к SNP связан с тем, что они могут оказывать воздействие на биохимические и физиологические процессы в организме. Это означает, что различия в генотипах SNP могут быть связаны с различными проявлениями продуктивных качеств у животных. Например, некоторые SNP могут влиять на массу поросят при рождении или на количество поросят при рождении у свиней.

Использование генетических маркеров, основанных на SNP, может быть полезно при отборе и подборе сельскохозяйственных животных в процессе селекции. Путем анализа генетического потенциала животных и его связи с желаемыми продуктивными характеристиками, можно более эффективно выбирать животных для разведения, чтобы получить потомство с максимальной продуктивностью и желаемыми качествами. Это может способствовать повышению уровня продуктивности сельскохозяйственных животных и обеспечению более эффективного разведения и селекции.

Использование генетических ресурсов в современном свиноводстве требует эффективного управления селекционно-племенной работой. Воспроизводительные качества свиноматок, такие как плодовитость (характеризуется такими признаками, как количество поросят при рождении и многоплодие) и масса поросят при рождении (общая масса гнезда и масса одного поросенка при рождении), обладают невысокой степенью наследуемости, но имеют важное значение в процессе отбора и улучшения пород. Понимание геномной структуры и генов, связанных с репродуктивными функциями организма, является важным аспектом для эффективного разведения свиней с высокой воспроизводительной продуктивностью. В связи с этим особую актуальность приобретает поиск генетических вариантов, связанных с массой поросят при рождении и с количеством поросят при рождении.

Анализ научно-технической и патентной информации позволил установить изобретения близкие по своей сущности.

Известен способ оценки плодовитости свиней пород ландрас и крупная белая (RU 2634404 С2, 2017). Изобретение позволяет отбирать свиней, генетически предрасположенных к более высоким показателям плодовитости, однако способ не позволяет учитывать массу поросят при рождении.

Известен способ оценки продуктивных качеств свиноматок (RU 2756315 С1, 2021). Изобретение представляет собой способ селекции свиней на улучшение многоплодия основанный на определении генотипа методом иммуногенетического анализа. Однако данный способ позволяет определять генотип животного используя в качестве биологического материала только кровь животного.

Техническим результатом является прогнозирование воспроизводительных качеств свиней крупной белой породы (количество поросят при рождении и масса поросят при рождении) путем анализа SNP. Этот анализ позволяет отбирать животных, у которых генетически задана высокая вероятность обладания высокими воспроизводственными качествами.

Технический результат достигается путем анализа двух вариантов различных SNP, а именно SNP rs81350212: G>A, расположенный в гене AIG1 (андроген-индуцированный белок 1) и SNP rs344327731: A>G, расположенный в гене ADGRD1 (рецептор D1, связанный с G-белком адгезии) методом ПЦР в режиме реального времени с использованием флуоресцентно-меченых TaqMan-зондов. Тест-система базируется на определении генотипа GG/AIG1, связанного с большим количеством поросят при рождении, и генотипа GG/ADGRD1, связанного с большей массой поросят при рождении.

Предложенный способ отличается адаптированностью под метод ПЦР в режиме реального времени, отличается низкими трудозатратами и высокой производительностью.

Сущность изобретения - определение вариантов SNP rs81350212: G>A, расположенного в гене AIG1 и SNP rs344327731: A>G, расположенного в гене ADGRD1, методом ПЦР в режиме реального времени с использованием флуоресцентно-меченых TaqMan-зондов.

Способ осуществляется следующим образом. Из биологического материала животного, любым стандартным методом выделяют ДНК.

С помощью подобранных специфичных праймеров и флуоресцентно-меченых TaqMan-зондов проводят ПЦР в режиме реального времени. При этом для определения вариантов SNP rs81350212: G>A в гене AIG1 используют праймеры F: AGC АТС АТА АСА ТТТ ТТА CAT GAA GGA А; R: GTA GCT TTG ATT AAA TGT TAG ААТ ТАА TAG А (направление цепи ДНК - 5'→3') и флуоресцентно-меченые TaqMan-зонды RG6- AGG ТАА GAG ТТА САА ТТТ GCA TGT T-BHQ-1; FAM- AAG ТАА GAG ТТА САА ТТТ GCA TGT T-BHQ-1, а для определения вариантов SNP rs344327731: A>G в гене ADGRD1 используют праймеры F: ACT GCA GAA TCA GAA ACT CCA GG; R: TAG AAG AAG AAG CCT CTT TCT AGC (направление цепи ДНК - 5'→3') и флуоресцентно-меченые TaqMan-зонды RG6- TGA GTT ТТС АСА GGC ССТ TCA-BHQ-1; FAM- TGG GTT ТТС АСА GGC ССТ TCA-BHQ-1. В результате чего происходит синтез участков ДНК, содержащих изучаемые нуклеотидные замены.

ПЦР в режиме реального времени проводят в соответствии с указанными температурно-временными режимами: первичная денатурация 94°С - 4 мин; далее 30 циклов: денатурация при 94°С - 15 сек, отжиг праймеров при 63°С - 20 сек, элонгация при 72°С - 5 сек.

Определение вариантов SNP происходит в процессе реакции флуоресцентно-меченных TaqMan-зондов, при этом нуклеотиду G в гене AIG1 (rs81350212) соответствует увеличение флуоресценции по каналу красителя R6G, а нуклеотиду А - увеличение флуоресценции по каналу FAM. В гене ADGRD1 (rs344327731) нуклеотиду А соответствует увеличение флуоресценции по каналу красителя R6G, а нуклеотиду G - увеличение флуоресценции по каналу FAM.

При анализе результатов ПЦР диагностики учитывают, что генотип GG/AIG1 связан с большим количеством порося при рождении, а генотип GG/ADGRD1 связан с большей массой поросят при рождении.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример. Для исследования влияния генетических вариантов SNP в генах ADGRD1 (rs344327731) и AIG1 (rs81350212) на воспроизводительные характеристики свиней была сформирована группа из 239 свиноматок крупной белой породы. Были отобраны образцы ткани (ушные выщипы) для получения ДНК. Для оценки воспроизводственных качеств свиней учитывали количество поросят при рождении (гол.) и их массу при рождении (кг). Исследование включало данные трех опоросов.

Для установления достоверного влияния SNP в генах ADGRD1 (rs344327731) и AIG1 (rs81350212) на воспроизводительные качества свиней сформировали группу из свиноматок крупной белой породы (n=239). У животных были отобраны образцы ткани (ушные выщипы), которые служили материалом для получения ДНК. Для оценки воспроизводительных качеств свиней учитывали количество поросят при рождении (гол.) и массу поросят при рождении (кг). Для анализа были взяты данные по трем опоросам.

ДНК выделяли набором DIAtom DNA Prep 100 (ООО «НПФ Генлаб») согласно инструкции производителя, амплификацию интересующих фрагментов в обоих генах проводили методом ПЦР в режиме реального времени. Для определения вариантов SNP в гене AIG1 (rs81350212) использовали праймеры F: AGC АТС АТА АСА ТТТ ТТА CAT GAA GGA А; R: GTA GCT TTG ATT AAA TGT TAG AAT TAA TAG А (направление цепи ДНК - 5'→3') и флуоресцентно-меченые TaqMan-зонды RG6- AGG ТАА GAG ТТА САА ТТТ GCA TGT T-BHQ-1; FAM- AAG ТАА GAG ТТА САА ТТТ GCA TGT T-BHQ-1. Для определения вариантов SNP в гене ADGRD1 (rs344327731) использовали праймеры F: ACT GCA GAA ТСА GAA ACT CCA GG; R: TAG AAG AAG AAG ССТ CTT TCT AGC (направление цепи ДНК - 5'→3') и флуоресцентно-меченые TaqMan-зонды RG6- TGA GTT ТТС АСА GGC ССТ TCA-BHQ-1; FAM- TGG GTT ТТС АСА GGC CCT TCA-BHQ-1. Условия протекания ПЦР были следующие: первичная денатурация 94°С - 4 мин; далее 30 циклов: денатурация при 94°С - 15 сек, отжиг праймеров при 63°С - 20 сек, элонгация при 72°С - 5 сек.

Варианты SNP определяли по реакции флуоресцентно-меченных TaqMan-зондов, при этом нуклеотиду G в гене AIG1 (rs81350212) соответствовало увеличение флуоресценции по каналу красителя R6G, а нуклеотиду А - увеличение флуоресценции по каналу FAM. Визуализация результатов диагностики вариантов SNP RS81350212: G>A в гене AIG1 методом ПЦР в режиме реального времени представлена на фиг. 1. В гене ADGRD1 (rs344327731) нуклеотиду А соответствовало увеличение флуоресценции по каналу красителя R6G, а нуклеотиду G - увеличение флуоресценции по каналу FAM. Визуализация результатов диагностики вариантов SNP RS344327731: A>G в гене ADGRD1 методом ПЦР в режиме реального времени представлена на фиг. 2.

В табл. 1 представлены результаты влияния генотипов генов AIG1 (rs81350212) и ADGRD1 (rs344327731) на количество поросят при рождении и массу поросят при рождении у свиней крупной белой породы.

Результаты исследования показали, что генотип GG/AIG1 имеет значимую связь (р=0,0024) с высоким количеством поросят при рождении. Свиноматки с гомозиготным генотипом GG/AIG1 в среднем имели 13,31 поросят при рождении, что на 11,5% больше, чем у животных с генотипом AA/AIG1. При этом генотипы гена AIG1 не оказывали значимого влияния на массу поросят при рождении, что говорит о приемлемости использования SNP в гене AIG1 (rs81350212) для тестирования свиноматок крупной белой породы по количеству поросят при рождении.

Также установлено наличие достоверной (р=0,00052) ассоциативной связи генотипа GG/ADGRD1 с высокими показателями массы поросят при рождении. Животные с гомозиготным генотипом GG/ADGRD1 давали поросят со средней живой массой при рождении 1,28 кг, что на 11,3% выше, чем у животных с генотипом AA/ADGRD1. Генотипы гена ADGRD1 также не оказывали значимого влияния на количество поросят при рождении.

Исследование показало, что генотип GG/AIG1 связан с высокой массой поросят при рождении, а генотип GG/ADGRD1 - с большим количеством поросят при рождении у свиноматок крупной белой породы. Предложенный способ тестирования позволяет оценивать животных и отбирать тех, которые имеют генотипы GG/ADGRD1 и GG/AIG1, чтобы повысить количество поросят при рождении и их массу при рождении.

Изобретение относится к биотехнологии и животноводству. Представлен способ оценки воспроизводительных качеств свиней крупной белой породы, определяемых количеством поросят при рождении и массой поросят при рождении, на основе вариантов SNP в генах ADGRD1 и AIG1. Данный способ может быть использован для прогнозирования воспроизводительных качеств свиней породы крупная белая, позволяющего отбирать животных, генетически предрасположенных к высоким воспроизводительным качествам с целью последующего использования полученных данных в селекции. Способ базируется на определении генотипа GG/AIG1, связанного с большим количеством поросят при рождении, и генотипа GG/ADGRD1, связанного с большей массой поросят при рождении. Предложенный способ отличается адаптированностью под метод ПЦР в режиме реального времени, низкими трудозатратами и высокой производительностью. 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ оценки воспроизводительных качеств свиней крупной белой породы, определяемых количеством поросят при рождении и массой поросят при рождении, на основе вариантов SNP в генах ADGRD1 и AIG1, включающий выделение ДНК, анализ вариантов SNP в генах ADGRD1 и AIG1, включающий выделение ДНК, анализ вариантов SNP, расположенных в генах AIG1 и ADGRD1, методом ПЦР в режиме реального времени с использованием праймеров для определения вариантов SNP rs81350212: G>A, расположенным в гене AIG1 и связанным с количеством поросят при рождении: SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 2, направление цепи ДНК – 5'→3', и флуоресцентно-меченых TaqMan-зондов SEQ ID NO 3 и SEQ ID NO 4, для определения вариантов SNP rs344327731: A>G в гене ADGRD1, связанном с массой поросят при рождении, праймеров SEQ ID NO 5 и SEQ ID NO 6, направление цепи ДНК – 5'→3', и флуоресцентно-меченых TaqMan-зондов SEQ ID NO 7 и SEQ ID NO 8, определение желательных генотипов GG/AIG1 и GG/ADGRD1 исходя из того, что нуклеотиду G в варианте SNP rs81350212, расположенном в гене AIG1, соответствует увеличение флуоресценции по каналу красителя R6G, а нуклеотиду G в варианте SNP rs344327731, расположенном в гене ADGRD1, - увеличение флуоресценции по каналу FAM.