Вплив поліморфізму гена катепсину на якість м’яса свиней великої білої породи української селекції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив поліморфізму гена катепсину на якість м'яса свиней великої білої

Якість свинини має генетичну обумовленість і змінюється в залежності від породи, живої маси, віку тварин, а також умов зовнішнього середовища.

Для того, щоб задовольнити нові споживчі вимоги, виробникам товарної свинини для підвищення якості свинини важливо прийняти нові методи, які дозволяють виконувати підбір тварин з оптимальними генотипами. З цією метою бажано проводити аналіз генетичних факторів, що обумовлюють рівень кількості і якості свинини. Однак, існує ряд проблем стосовно швидкості оцінки цих показників. Практично їх можна визначити лише після забою тварин.

Розвиток сучасної науки дозволяє використовувати інноваційні методи прогнозування кількості і якості м'яса за допомогою ДНК-маркерів. Сьогодні вже визначено кілька десятків основних генів, що впливають на якість свинини і в даний час активно використовуються за кордоном, ряд із них почали досліджувати і в Україні (наприклад, СTSS, CTSL, CTSB, CTSK, ЮГ2) [1,2]. Однонуклеотидні поліморфізми цих генів можна ідентифікувати та використовувати для встановлення зв'язків з фізичними та хімічними показниками якості м'яса в конкретних стадах свиней, які, у свою чергу, можуть бути використані для відбору тварин, що несуть найбільш бажані генотипи.

Катепсини (СTSS, CTSL, CTSB, CтSK, СТ8Р) - це лізосомальні протеїнази з широким спектром функцій, що синтезуються у більшості, якщо не у всіх, тканинах та типах клітин [3]. Ці ферменти, як правило, синтезуються як препрокатепсини, відіграють важливу роль у реакціях катаболізму основних білків, а також беруть участь у обробці та презентації антигенів, що впливають на імунну відповідь [4], обробку гормонів та проензимів з подальшим впливом на регуляцію біохімічного шляху [3]. Висока активність катепсину скелетних м'язів свиней пов'язана з відомими вадами м'яса, а саме: надмірна м'якість, липкість, темний колір, металевий присмак, обумовлений кристалами тирозину та утворення білих плівок на поверхні розрізання [5]. Також катепсини залучені у процес автолізу, що відбувається в післязабійний період у м'ясі. Тому гени, що кодують ці ферменти, можуть розглядатися як перспективні гени-кандидати для покращення якості м'яса.

Ген катепсину F у свиней локалізований в хромосомі 2(SSC2)p14-p17.

Однонуклеотидний поліморфізм g.22 G>C гена CTSF обумовлений нуклеотидною заміною G на С, що в свою чергу призводить до заміни глутамінової кислоти на аспарагінову в поліпептидному ланцюзі фермента катепсину F.

У роботах V. Russo et al., 2004 акцентовано увагу на значну асоціацію поліморфізму g.22 G>C гена катепсину F (CTSF) з середньодобовим приростом та товщиною хребтового сала [6]. Генотип g.22CC гена катепсину F підвищував показники росту та зменшував жирність туші [7]. Науковцями з університету штату Айова було досліджено вплив однонуклеотидного поліморфізму гена CTSF на якість так званої «сухої шинки» (Dry-Cured Hams), продукт переробки свинини, який є характерним для країн Середземноморського регіону, таких як Італія, Іспанія та Португалія [8]. Автори роботи показали достовірний вплив генотипу за локусом CTSF на показники якості м'яса (вміст внутрішньом'язевого жиру та рівень рН). Натомість у роботах польських науковців не виявлено достовірного впливу поліморфізму на економічно важливі риси свиней [9].

Метою дослідження було проаналізувати вплив поліморфізму g.22 G>C гена катепсину F на фізичні та хімічні показники якості м'яса свиней великої білої породи української селекції.

Матеріали і методи. Дослідження були проведені в умовах племінного заводу з розведення свиней великої білої (ВБ) породи ДІЇ ДГ «Степне» Полтавського району Полтавської області. Для проведення фізико-хімічних досліджень м'язової тканини відбирали 200 г найдовшого м'яза спини між 9-12 грудними хребцями після 48-годинного дозрівання півтуші за температури +4 °С (n = 102). Для проведення генетичних досліджень відбирали по 1 г м'язової тканини.

Оцінка якості продуктів забою проводилася за загальноприйнятими методиками зоохімічного аналізу [10], чинними нормативними документами, а також з урахуванням рекомендацій ВАСГНІЛ (від 26.09.1986) та ДСТУ ISO2917-2001.

ДНК виділяли з м'язової тканини з використанням іонообмінної смоли Chellex-100 [11]. Генотипування проводили методом ПЛР-ПДРФ (полімеразна ланцюгова реакція, поліморфізм довжин рестрикційних фрагментів) [7]. Для ПЛР використовували праймери наступної структури:прямий - AGGGAGGGCTGGAGACGGAGTA та зворотній -

TCATTCTGGCTCAGCTCCAC. Рестрикцію продуктів ПЛР здійснювали за допомогою ендонуклеази Rsa I відповідно до рекомендацій виробника (Thermo SCIENTIFIC, Литва).

Фрагменти рестрикції розділяли у 8 % поліакриламідному гелі (ПААГ). Візуалізацію електрофореграми, після її фарбування у бромистому етидії, проводили на трансілюмінаторі в УФ світлі.

Статистичну обробку результатів здійснювали за допомогою комп'ютерної програми GenAlex [12]. Силу впливу генотипу на ознаку обчислювали методом однофакторного дисперсійного аналізу за допомогою сучасних пакетів прикладних програм Microsoft Excel 2007 [13].

Результати й обговорення. В результаті ПЛР-ПДРФ-аналізу гена CTSF ДНК свиней великої білої були визначені фрагменти ДНК, аналогічні до описаних в роботі V. Russo et al. 2004 [7] (рис.). Для гомозиготи за алелем g.22G (генотип GG) характерний фрагмент 118 п.н., для гомозиготи за алелем g.22C (генотип СС) характерні два фрагменти 97 п.н.+ 21 п.н, для гетерозиготи (генотип GC) - фрагменти 118 п.н.+ 97 п.н.+ 21 п.н. Для оцінки генотипу інформативними для нас на електрофореграмі були 2 фрагменти: 118 п.н. та 97 п.н.

Частота алелів і генотипів, отриманих в результаті генотипування вибірки тварин за геном CTSF наведені в таблиці 1. В представленій вибірці свиней великої білої породи вітчизняної селекції виявлено присутність як алелю G (0,443), так і алелю С (0,557). Для порівняння, у великій білій породі італійської селекції частота алелю G становила у різних популяціях 0,306 [14] та 0,430 [6]. Також отриманий нами розподіл характерний для порід П'єтрен та Гемпшир, де частоти алелю G становлять 0,444 та 0,375, відповідно [14].

Щодо розподілу генотипів, то для досліджуваної популяції не було виявлено достовірного відхилення від панміктичної рівноваги, розрахованої за формулою Гарді - Вайнберга, що свідчить про те, що представлена популяція знаходиться в стані генетичної рівноваги, а CTSF-локус не залучений у селекційний процес.

Таблиця 1 Розподіл СТІУ-алелів за локусом g.22 G>C і відповідних генотипів у свиней великої білої породи, и=102