ОЦІНКА ЗВ’ЯЗКУ ОДНОНУКЛЕОТИДНИХ ПОЛІМОРФІЗМІВ ГЕНІВ КАЛЬПАЇН-КАЛЬПАСТАТИНОВОЇ СИСТЕМИ ТА КІЛЬКІСНИХ ОЗНАК У ТВАРИН АБЕРДИН-АНГУСЬКОЇ ПОРОДИ

Bìol. Tvarin, 2017, Volume 19, Issue 1, pp. 100–110

http://doi.org/10.15407/animbiol19.01.100

С. Ю. Рубан¹, О. М. Федота², Н. Г. Лисенко², О. І. Колісник³, І. В. Горайчук⁴, Л. П. Понько⁵

Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

¹Інститут розведення і генетики тварин ім. М. В. Зубця НААН,
вул. Погребняка, 1, с. Чубинське, Київська обл., 08321, Україна

²Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна,
майдан Свободи, 4, м. Харків, 61022, Україна

³ПП «Агрофірма Світанок»,
вул. К. Маркса, 11, с. Новоселівка, Харківська обл., 63209, Україна

⁴Національний науковий центр
«Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини»,
вул. Пушкінська, 83, м. Харків, 61023, Україна

⁵Подільський державний аграрно-технічний університет,
вул. Шевченка, 13, м. Кам’янець-Подільський, Хмельницька обл., 32300, Україна

Плейотропний ефект генів кальпаїн-кальпастатинової системи спостерігається щодо кількісних ознак тварин і характеристик м’язової тканини. У дослідженні проведено аналіз зв’язку однонуклеотидних поліморфізмів CAPN316 і CAST282 генів кальпаїну і кальпастатину з кількісною ознакою тварин — динамікою маси тіла.

Динаміку маси тіла від народження до 5 років оцінювали у тварин абердин-ангуської породи (n=73) у Харківській області. Молекулярно-генетичний аналіз проводили методом ПЛР-ПДРФ. Для порівняння рядів розподілу використовували критерій χ², для аналізу декількох груп — дисперсійний аналіз. Оцінку впливу фактору проводили за Снедекором (h²). Відмінності між різними групами абердин-ангусів визначали за індексами генетичної дистанції Нея.

Частоти алелей С і G поліморфного варіанту CAPN316 становили 0,404 і 0,586, CAST282 — 0,788 і 0,212. Розподіли генотипів відповідали закону Харді-Вайнберга. Встановлено значущий вплив генотипу СС CAPN316 на масу тіла тварин у віці трьох (F=3,57; h²=46 %) і чотирьох років (F=3,70; h²=47 %), і генотипу CG CAST282 у віці 15 місяців (F=3,29; h²=43 %). Вплив алелей С генів кальпаїну та кальпастатіну на приріст живої маси збільшується після дворічного віку, коли знижується експресія генів, що регулюють процеси росту і розвитку в ранньому віці. Відбір тварин у віці до двох років з метою поліпшення якості м’яса не призведе до суттєвого зменшення їхньої маси тіла.

Ключові слова: АБЕРДИН-АНГУСЬКА ПОРОДА, КАЛЬПАЇН, КАЛЬПАСТАТИН, CAPN316, CASTS282, МАСА ТІЛА

1. Aali M., Moradi-Shahrbabak M, Moradi-Shahrbabak H., Sadeghi M. Detecting novel SNPs and breed-specific haplotypes at calpastatin gene in Iranian fat- and thin-tailed sheep breeds and their effects on protein structure. Gene, 2014, vol. 537, no. 1, pp. 133–141. DOI: 0.1016/j.gene.2013.12.023.

2. Atramentova L. A., Utyevska A. M. Statistical methods in biology: Textbook. Kharkiv, KhNU named after V. N. Karazin, 2007, 288 p. (in Ukrainian)

3. Carruthers C. R. Comparison of Canadian and international Angus Cattle populations using gene variants and microsatellites. MSc thesis. Saskatoon, Canada, 2009, 77 p. Available at: http://ecommons.usask.ca/bitstream/handle/10388/etd-10262009-135855/CCarruthersThesis.pdf.

4. Casas E., White S. N., Wheeler T. L., Shackelford S. D., Koohmaraie M., Riley D. G., Chase Jr. C. C., Johnson D. D., Smith T. P. L. Effects of calpastatin and calpain markers in beef cattle on tenderness traits. Journal of Animal Science, 2006, vol. 84, pp. 520–525. https://doi.org/10.2527/2006.843520x

5. Cox N. J. Calpain 10 and genetics of type 2 diabetes. Current Diabetes Reports, 2002, vol. 2, no. 2, pp. 186–190. https://doi.org/10.1007/s11892-002-0079-1

6. Cruzen S. M. Characterization of the skeletal muscle calpain/calpastatin system in growth models in swine and cattle. PhD diss. Ames, Iowa, 2013, 196 p. Available at: http://lib.dr.iastate.edu/etd Paper 13305.

7. Dobrianska M. L., Dshus P. P., Podoba Y. V., Kopylov K. V., Kopylova K. V., Sydorenko O. V., Yudin N. S. Interpedigree differentiation in beef cattle bt the frequencues of alleles and genotypes of calpain gene. Bulletin of Vavilov Society of Geneticists and Breeders, 2013, vol. 11, no. 1, pp. 53–57. (in Ukrainian)

8. Gan-Or Z., Bouslam N., Birouk N., Lissouba A., Chambers D. B., Verlepe J., Androschuk A., Laurent S. B., Rochesfort D., Spiegelman D., Dionne-Laporte A., Szuto A. Mutations in CAPN1 cause autosomal-recessive hereditary spastic paraplegia. The American journal of human genetics, 2016, vol. 98, pp. 1038–1046. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2016.04.002

9. Gill J. L., Bishop S. C., McCorquodale C., Williams J. L., Wiener P. Association of selected SNP with carcass and taste panel assessed meat quality traits in a commercial population of Aberdeen Angus-sired beef cattle. Genetics Selection Evolution, 2009, 41:36. DOI: 10.1186/1297-9686-41-36. https://doi.org/10.1186/1297-9686-41-36

10. Goll D. E., Thompson V. F., Li H., Wei W., Cong J. The calpain system. Physiological Review, 2003, vol. 83, pp. 731–801. https://doi.org/10.1152/physrev.00029.2002

11. Gomes R. C., Silva S. L., Carvalho M. E., Rezende F. M., Pinto L. F. B., Santana M. H. A., Stella T. R., Meirelles F. V., Rossi Júnior P., Leme P. R., Ferraz J. B. S. Protein synthesis and degradation gene SNPs related to feed intake, feed efficiency, growth, and ultrasound carcass traits in Nellore cattle. Genetics and Molecular research, 2013, vol. 12, no. 3, pp. 2923–2936. https://doi.org/10.4238/2013.August.12.8

12. Grebinyk D. M. Calpain structural and distributional features as their classification basis. Physics of alive, 2012, vol. 20, no. 1–2, pp. 4–8. (in Ukrainian)

13. Grishina D. A., Suponeva N. A., Shvedkov A. V., Belopasova A. V. Inherited progressive limb-girdle muscular dystrophy type 2A (calpainopathy): a review of literature. Neuromuscular diseases, 2015, no. 1, pp. 25–36. DOI: 10.17650/2222-8721-2015-1-25-36. (in Russian)

14. Kolisnyk A. I., Lysenko N. G., Mesyats T. K., Ruban S. Y., Fedota A. M. Genealogical analysis of quantitative traits in Aberdeen-Angus. Bulletin of Vavilov Society of Geneticists and Breeders, 2004, vol. 12, no. 2, pp. 256–263. (in Russian)

15. Leveau C. Candidate genes for beef quality — allele frequencies in Swedish beef cattle. MSc thesis. Canada, 2008, 48 p. Available at: http://ex-epsilon.slu.se:8080/archive/00002686/01/301_Carina_Leveau.pdf.

16. Miquel M. C., Villareal E., Mezzadra C., Melucci L., Soria L., Corva P., Schor A. The association of CAPN1 316 marker genotypes with growth and meat quality traits of steers finished on pasture. Genetics and Molecular Biology, 2009, vol. 32, no. 3, pp. 491–496. https://doi.org/10.1590/S1415-47572009000300011

17. Nakamura Y., Fukiage C., Shih M., Ma H., David L. L., Azuma M., Shearer T. R. Contribution of calpain Lp82-induced proteolysis to experimental cataractogenesis in mice. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2000, vol. 41, pp. 1460–1466.

18. Nei M. Genetic distance between populations. The American Naturalist, 1972, vol. 106, pp. 283–292. https://doi.org/10.1086/282771

19. Pintos D., Corva P. M. Association between molecular markers for beef tenderness and growth traits in Argentinian Angus cattle. Animal Genetics, 2011, vol. 42, pp. 329–332. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2010.02160.x

20. Schenkel F. S., Miller S. P., Jiang Z., Mandell I. B., Ye X., Li H., Wilton J. W. Association of a single nucleotide polymorphism in the calpastatin gene with carcass and meat quality traits of beef cattle. Journal of Animal Science, 2006, vol. 84, pp. 291–299. https://doi.org/10.2527/2006.842291x

21. Soria L. A., Corva P. M., Huguet M. J., Miño S., Miquel M. C. Bovine μ-calpain (CAPN1) gene polymorphisms in Brangus and Brahman bulls, 2010, Journal of Basic & Applied Genetics, vol. 21, no. 1, pp. 61–69.

22. Sorimachi H., Ono Y. Regulation and physiological roles of the calpain system in muscular disorders. Cardiovascular Research, 2012, vol. 96, pp. 11–22. https://doi.org/10.1093/cvr/cvs157

23. Storr S. J., Thompson N, Pu X., Zhang Y., Martin S. G. Calpain in Breast Cancer: Role in Disease Progression and Treatment Response. Pathobiology, 2015, vol. 82, no. 3–4, pp. 133–141. https://doi.org/10.1159/000430464

24. Tidbal J. G., Spencer M. J. Calpains and muscular dystrophies. The international journal of biochemistry and cell biology, 2000, vol. 32, no. 1, pp. 1–5. https://doi.org/10.1016/S1357-2725(99)00095-3

25. Tretiak B. I. Mutations observed at human undifferential progressive inherited neuromuscular disorders. PhD. biological sci. thesis. Kyiv, 2014, 20 p. (in Ukrainian)

26. Van Eenennaam A. L., Li J., Thallman R. M., Quaas R. L., Dikeman M. E., Gill C. A., Franke D. E., Thomas M. G. Validation of commercial DNA tests for quantitative beef quality traits. Journal of Animal Science, 2007, vol. 85, pp. 891–900. https://doi.org/10.2527/jas.2006-512

27. Van Eenennaam A. L. Value of DNA information for beef bull selection. Commercial Tests for Marker-Assisted Selection in Beef Cattle, 2010. Available at: http://169.237.28.91/AnimalBiotech/biotechnology/mas/Value_of_DNA_information_for_beef_bull_selection_final[1].pdf.

28. National Animal Genome Research Program: NRSP-8 Bioinformatics Coordination Program. Electronic resource: http://www.animalgesnome.org.

скачати повний текст статті в форматі PDF