Влияние полиморфизма по генам миостатина и инсулина на эффективность кормления цыплят-бройлеров

Abstract. In the world market, there is a tendency towards an increase in demand for poultry products. Therefore, it is necessary to confirm the need to intensify the production of chicken meat and eggs, as the most popular type of poultry products by consumers. One of the modern ways to increase the efficiency of the breeding process is the use of molecular genetic markers. Heterozygous individuals with genotype AG for myostatin gene up to 29 days of feeding have a comparable live weight with broilers with genotype GG and are even insignificantly inferior to the last 7.07 g of weight, and are inferior to individuals with an unknown genotype of 22.41 g. At the last stage of feeding broilers, individuals with the AG genotype outnumber individuals with the GG genotype by 484.57 g (p <0.05). Thus, the heterozygous allelic variant of the AG genotype G2109A for the myostatin gene in broilers of the Ross-308 cross can be considered promising for use in marker-associated breeding to obtain a higher live weight. Heterozygous individuals with genotype AG for myostatin gene up to 29 days of feeding have a comparable live weight with broilers with genotype GG and are even insignificantly inferior to the last 7.07 g of weight, and are inferior to individuals with an unknown genotype of 22.41 g. At the last stage of feeding broilers, individuals with the AG genotype outnumber individuals with the GG genotype by 484.57 g (p <0.05). Thus, the heterozygous allelic variant of the AG genotype G2109A for the myostatin gene in broilers of the Ross-308 cross can be considered promising for use in marker-associated breeding to obtain a higher live weight. Homozygous broiler chickens with genotypes AA and GG on day 12 had a lower (p <0.05) live weight by 19.51 g (4.24%) and 18.36 g (4.51%), respectively, in comparison with the AG genotype for the insulin gene. On the 29th day of rearing, individuals with the AG genotype already had the lowest live weight, which is 529.85 g less (p <0.01) from the GG genotype, 535.83 g less (p <0.01) from the AA genotype, and 552.26 g less from broiler chicks with unknown genotype. The largest pre-slaughter live weight was observed in broiler chickens with the genotype for the insulin GG gene, which is 472.66 g more (p <0.05) from the AA genotype, 1274.19 g more (p <0.001) from the AG genotype and 216,79 g more (p <0.05) from individuals with an unknown genotype for the insulin gene.

Keywords: feeding, broilers, molecular genetics, alleles, myostatin and insulin genes.

Введение

На мировом рынке существует тенденция к росту спроса на продукцию птицеводства. Поэтому следует подтвердить необходимость интенсификации процесса производства куриных мяса и яиц, как наиболее востребованного потребителем вида птицеводческой продукции. Птица отечественной селекции обычно уступает зарубежным коммерческим кроссам по заявленным показателям продуктивности. Однако в действительности довольно часто продуктивный потенциал птицы зарубежной селекции реализуется полностью не вследствие разницы между местными условиями и теми, при которых было проведено селекцию. Прежде всего это различия кормовой базы, несоблюдение технологии содержания; следует учитывать и климатические условия, которые почти не поддаются контролю со стороны человека. К сожалению, в России зарубежные коммерческие кроссы практически полностью вытеснили собственные племенные ресурсы. Дальнейшее повышение конкурентоспособности различных кроссов на рынке может обеспечить только интенсивная селекционная работа в направлении повышения продуктивных качеств птицы. Одним из современных способов повышения эффективности селекционного процесса является использование молекулярно-генетических маркеров [1-6].

Молекулярно-генетические маркеры применяют в маркер-ассоциированной селекции (MAS), основой которой является выявление ДНК-полиморфизма и изучения его связи с продуктивным признакам животных, причем в генетике птицы наиболее перспективными для исследований есть маркеры в пределах генов, кодирующих различные гормоны. Относительно повышения мясной продуктивности птицы одними из таких генов является локусы миостатина (MSTN) и инсулина (INS) [7-8]. В обоих генах выявлен ряд маркерных мутаций (в том числе, можно анализировать методом PCR-RFLP -Polymerase Chain Reaction Restriction Fragment Length Polymorphism), для которых показана связь между различными аллельными вариантами и живой массой кур некоторых пород. Среди них мутации G2100A, G2109A, C2373T, G2244C, rs313744840, 234G>A в локусе MSTN, а также A+428G, C1549T, T+3737C, A3971G в гене INS. В текущей работе внимание будет сосредоточено на мутациях MSTN G2109A, а также INS A+3971G, так как ранее было показано их полиморфность в различных популяциях [9-10].

Целью наших исследований было изучение эффективности кормления цыплят-бройлеров кросса Ross в зависимости от аллелей гена миостатина и инсулина.

Материал и методы исследования. Работа выполнялась в России на базе лаборатории птицеводства, лаборатории молекулярно-генетических исследований Белгородского ГАУ и международной научно-исследовательской лаборатории прикладной биотехнологии НИУ БелГУ в 2020 году. Цыплята-бройлеры кросса Ross-308 в количестве 2418 голов были разделены на 36 групп по 64-68 голов в каждой. Содержание напольное по технологии Big Dutchman в лаборатории птицеводства с автоматической системой контроля микроклимата. Живую массу бройлеров в каждой группе определяли в день посадки, на 12-е сутки, на 29-е сутки и на 41-е сутки выращивания. Источником ДНК служили кровь и перо [11-12].

В лаборатории молекулярно-генетических исследований Белгородского ГАУ ДНК выделяли коммерческим набором «ДНК-сорбВ» (AmpliSens, RF). Генотипирование осуществляли методом PCR-RFLP. Сначала проводили амплификацию целевого фрагмента ДНК, используя в случае мутации MSTN G2109A олигонуклеотиды, разработанные Ye X. et al, а в случае INS A+3971G праймеры, рекомендованные Qiu et al. Для рестрикции в обоих случаях использовали фермент MspI (SibEnzyme, RF). После рестрикции пробы переносили на электрофорез в 1,5-3% агарозных гелях с добавлением бромистого этидия. Аллельные варианты по исследуемым мутациям определяли по количеству фрагментов на электрофореграмме (что было обусловлено наличием MspI+ или отсутствием MspIрестрикционного сайта в пределах ампликонов), а также их молекулярной массой. (MspI-) -алели (аллели A для мутаций MSTN G2109A и INS А+397G) характеризовались одним фрагментом, по размеру соответствовал ампликонам. MspI+ аллели (аллели G в обоих случаях) представляли собой комбинацию из двух фрагментов разных размеров [13-17].

Статистическую обработку данных осуществляли с помощью пакета прикладных программ SPSS («IBM», USA).

Результаты исследования и их обсуждение. Полученные результаты изменений живой массы бройлеров в зависимости от аллельных вариантов локусов миостатина приведены в таблице 1.

Таблица 1. Живая масса бройлеров в зависимости от аллеля по гену миостатина

Примечание. * р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001 (в сравнении с генотипом АО).

Из данных таблицы 1 видно, что гетерозиготные особи с генотипом АG по гену миостатина до 29 суток кормления имеют сопоставимую живую массу с бройлерами с генотипом GG и даже недостоверно уступают последним 7,07 г массы, и уступают особям с неустановленным генотипом 22,41 г. На последней стадии кормления бройлеров особи с генотипом АG превосходят по массе особей с генотипом GG на 484,57 г (р<0,05). Таким образом, гетерозиготный аллельный вариант AG генотипа G2109A по гену миостатина у бройлеров кросса Ross308 можно считать перспективным для использования в маркер-ассоциированной селекции на получения большей живой массы.

При анализе влияния полиморфизма по гену миостатина на эффективность кормления цыплят-бройлеров установлено, что наибольшая живая масса на 12 сутки выращивания была у бройлеров с генотипом AG, наибольшая живая масса на 29 сутки выращивания была установлена у бройлеров с генотипом GG и особей с неизвестным генотипом, наибольшая предубойная живая масса на 41 сутки выращивания была у особей с генотипом AG.

Результаты влияния полиморфизма по локусу инсулина A+3971G на эффективность кормления бройлеров кросса Ross-308 представлены в таблице 2.

Таблица 2 Живая масса бройлеров в зависимости от аллеля по гену инсулина

Примечание. * р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001 (в сравнении с генотипом АА).

Из данных таблицы 2 видно, что гомозиготные цыплята-бройлеры с генотипами АА и GG на 12 сутки имели меньшую (р<0,05) живую массу на 19,51 г (на 4,24 %) и 18,36 г (на 4,51 %) соответственно, в сравнении с генотипом AG по гену инсулина. На 29 сутки выращивания особи с генотипом AG имели уже наименьшую живую массу, что на 529,85 г меньше (р<0,01) от генотипа GG, на 535,83 г меньше (р<0,01) от генотипа АА и на 552,26 г меньше от цыплят-бройлеров с неизвестным генотипом. Наибольшую предубойную живую массу имели цыплята-бройлеры с генотипом по гену инсулина GG, что на 472,66 г больше (р<0,05) от генотипа АА, на 1274,19 г больше (р<0,001) от генотипа AG и на 216,79 г больше (р<0,05) от особей с неизвестным генотипом по гену инсулина.

Таким образом, анализ влияния полиморфизма по гену инсулина на эффективность кормления цыплят-бройлеров показал, что наибольшая живая масса на 12 сутки выращивания была у бройлеров с генотипом AG, наибольшая живая масса на 29 сутки выращивания была установлена у бройлеров с генотипом AА и особей с неизвестным генотипом, наибольшая предубойная живая масса на 41 сутки выращивания была у особей с генотипом GG.

Выводы

1. В результате изучения влияния полиморфизма по генам миостатина и инсулина на эффективность кормления цыплят-бройлеров кросса Ross-308 показана перспективность установления генотипов для маркер-ассоциированной селекции.

2. Гетерозиготные особи с генотипом АО по гену миостатина до 29 суток кормления имеют сопоставимую живую массу с бройлерами с генотипом ОО и даже недостоверно уступают последним 7,07 г массы, и уступают особям с неустановленным генотипом 22,41 г. На последней стадии кормления бройлеров особи с генотипом АО превосходят по массе особей с генотипом ОО на 484,57 г (р<0,05). Таким образом, гетерозиготный аллельный вариант АО генотипа О2109А по гену миостатина у бройлеров кросса Ross-308 можно считать перспективным для использования в маркер-ассоциированной селекции на получения большей живой массы.

3. Анализ влияния полиморфизма по гену инсулина на эффективность кормления цыплят-бройлеров показал, что гомозиготные цыплята-бройлеры с генотипами АА и ОО на 12 сутки имели меньшую (р<0,05) живую массу на 19,51 г (на 4,24 %) и 18,36 г (на 4,51 %) соответственно, в сравнении с генотипом AG по гену инсулина. На 29 сутки выращивания особи с генотипом AG имели уже наименьшую живую массу, что на 529,85 г меньше (р<0,01) от генотипа ОО, на 535,83 г меньше (р<0,01) от генотипа АА и на 552,26 г меньше от цыплят-бройлеров с неизвестным генотипом. Наибольшую предубойную живую массу имели цыплятабройлеры с генотипом по гену инсулина ОО, что на 472,66 г больше (р<0,05) от генотипа АА, на 1274,19 г больше (р<0,001) от генотипа АО и на 216,79 г больше (р<0,05) от особей с неизвестным генотипом по гену инсулина.