Визначення генетичної структури проматеринських порід свиней ірландської селекції з використанням мітохондріальних ДНК-маркерів

Є. О. Будаква

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

Інститут свинарства і АПВ НААН,
вул. Шведська Могила, 1, м. Полтава, 36013, Україна

Традиційно мітохондріальний геном характеризується як «молекулярний годинник» для відслідковування історії філогенії за материнською лінією. Особливу увагу приділяють розподіленню гаплотипів мітохондріальної ДНК серед комерційних свиней (велика біла × ландрас) × Maxgro від ТОВ НВП «Глобинський свинокомлекс», Полтавська обл., Україна. Для вивчення генетичної структури фінального гібрида свиней використовують маркери мітохондріальної ДНК — материнського типу успадкування. ДНК-маркери є зручним інструментом для дослідження походження проматеринських порід свиней. Застосування мультиплексного аналізу ПЛР-ПДРФ (Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism — PCR-RFLP) у дослідженні варіабельної ділянки D-петлі між сайтами 15558–15917 мітохондріального геному гібридних свиней дозволило визначити проматеринські гаплотипи експериментальної вибірки (n=20). Згідно з розробленою Почерняєвим К. Ф. багатосайтовою системою, визначення мітохондріальних гаплотипів свиней, які позначаються латинськими літерами від А до Р, дозволило визначити істинні проматеринські гаплотипи експериментальної вибірки свиней (n=20), про що свідчить наявність сайту Tas I у вищезазначених положеннях. Власне, це і визначає гаплотипи мітохондріальної ДНК. Згідно з результатами проведеного дослідження, визначені гаплотипи характеризують різні породи, а саме 4 тварини з гаплотипом С — ландрас (Україна, Польща). 6 свиней мають мітохондріальний гаплотип N — велика біла (азійський тип), 7 свиней з мітохондріальним гаплотипом О — ландрас. 1 тварина з гаплотипом G — дика свиня і транскордонна порода Уельс (Італія). 2 представники гаплотипа D не знайдені серед тварин свійських порід. Згідно зі встановленими гаплотипами гібридних свиней, успадкованих за материнською лінією, тварини носії гаплотипу О є представниками скандинавських самок свиней F₁, оскільки використовуються у маточних стадах Швеції та Ірландії за участі термінальної батьківської лінії Maxgro в системі гібридизації. Визначені мітохондріальні гаплотипи виявились породоспецифічними для гібридних свиней ірландської селекції. Підтвердженням цього є встановлений поліморфізм мітохондріального геному, котрий є об’єктивним маркером навіть за складних схем гібридизації. Роботу виконано за підтримки Національної академії аграрних наук України 31.01.00.07.Ф «Дослідити плейотропний ефект генів, SNP яких використовують в маркер-асоційованій селекції свиней». ДР №0121U109838. За прикладом розробленої систематизації комбінування рестриктних фрагментів Почерняєвим К. Ф. у майбутньому пропонуємо створити базу референтних гаплотипів мітохондріального геному фінальних гібридів свиней. У перспективі це буде використано у подальших дослідженнях для реконструкції демографічної історії комерційних свиней транскордонних порід.

Ключові слова: свині, фінальний ірландський гібрид, (велика біла × ландрас) × Maxgro, мітохондріальна ДНК, гаплотип, ПЛР-ПДРФ

1. Boore JL. Animal mitochondrial genomes. Ac. Res. 1999; 27 (8): 1767–1780. DOI: 10.1093/nar/27.8.1767.
2. Choi SK, Lee JE, Kim YJ, Min MS, Voloshina I, Myslenkov A, Oh JG, Kim TH, Markov N, Seryodkin I, Ishiguro N, Yu L, Zhang YP, Lee H, Kim KS. Genetic structure of wild boar (Sus scrofa) populations from East Asia based on microsatellite loci analyses. 2014; 15 (85): 5482. DOI: 10.1186/1471-2156-15-85.
3. Giuffra E, Kijas JMH, Amarger V, Carlborg Ö, Jeon JT, Andersson L. The origin of the domestic pig: independent domestication and subsequent introgression. Genet. 2000; 154 (4): 1785–1791. DOI: 10.1093/genetics/154.4.1785.
4. Groenen MAM, Archibald AL, Uenishi H, Tuggle CK, Takeuchi Y, Rothschild MF, Rogel-Gaillard C, Park C, Milan D, Megens HJ, Li S, Larkin DM, Kim H, Frantz LAF, Caccamo M, Ahn H, Aken BL, Anselmo A, Anthon C, Auvil L, Badaoui B, Beattie CW, Bendixen C, Berman D, Blecha F, Blomberg J, Bolund L, Bosse M, Botti S, Bujie Z, Bystrom M, Capitanu B, Carvalho-Silva D, Chardon P, Chen C, Cheng R, Choi SH, Chow W, Clark RC, Clee C, Crooijmans RPMA, Dawson HD, Dehais P, De Sapio F, Dibbits B, Drou N, Du ZQ, Eversole K, Fadista J, Fairley S, Faraut T, Faulkner GJ, Fowler KE, Fredholm M, Fritz E, Gilbert JGR, Giuffra E, Gorodkin J, Griffin DK, Harrow JL, Hayward A, Howe K, Hu ZL, Humphray SJ, Hunt T, Hornshøj H, Jeon JT, Jern P, Jones M, Jurka J, Kanamori H, Kapetanovic R, Kim J, Kim JH, Kim KW, Kim TH, Larson G, Lee K, Lee KT, Leggett R, Lewin HA, Li Y, Liu W, Loveland JE, Lu Y, Lunney JK, Ma J, Madsen O, Mann K, Matthews L, McLaren S, Morozumi T, Murtaugh MP, Narayan J, Nguyen DT, Ni P, Oh SJ, Onteru S, Panitz F, Park EW, Park HS, Pascal G, Paudel Y, Perez-Enciso M, Ramirez-Gonzalez R, Reecy JM, Rodriguez-Zas S, Rohrer GA, Rund L, Sang Y, Schachtschneider K, Schraiber JG, Schwartz J, Scobie L, Scott C, Searle S, Servin B, Southey BR, Sperber G, Stadler P, Sweedler JV, Tafer H, Thomsen B, Wali R, Wang Jian, Wang Jun, White S, Xu X, Yerle M, Zhang G, Zhang J, Zhang J, Zhao S, Rogers J, Churcher C, Schook LB. Analyses of pig genomes provide insight into porcine demography and evolution. Nature. 2012; 491 (7424): 393–398. DOI: 10.1038/nature11622.
5. Gvozdanović K, Margeta V, Margeta P, Kušec ID, Galović D, Dovč P, Kušec G. Genetic diversity of autochthonous pig breeds analyzed by microsatellite markers and mitochondrial DNA D-loop sequence polymorphism. Biotechnol. 2019; 30 (3): 242–251. DOI: 10.1080/10495398.2018.1478847.
6. Kim KI, Lee JH, Li K, Zhang YP, Lee SS, Gongora J, Moran C. Phylogenetic relationships of Asian and European pig breeds determined by mitochondrial DNA D-loop sequence polymorphism. Genet. 2002; 33 (1): 19–25. DOI: 10.1046/j.1365-2052.2002.00784.x.
7. Korinnyi SM, Pochernyaev KF, Balatsky VM. Animal hair is a convenient object of DNA excretion for analysis using PCR. Biotechnol. Bull. IWM UAAN. 2015; 7: 80–83. (in Ukrainian)
8. Kubejko J, Clop A, Balatsky V, Pochernyaev K, Eghbalsaied S, Amills M. Mitochondrial DNA variation in Ukrainian wild boars. Genet. 2017; 48 (6): 725–726. DOI: 10.1111/age.12592.
9. Kucej M, Butow RA. Evolutionary tinkering with mitochondrial nucleoids. Trends Cell Biol. 2007; 17 (12): 586–592. DOI: 10.1016/j.tcb.2007.08.007.
10. Larson G, Cucchi T, Fujita M, Matisoo-Smith E, Robins J, Anderson A, Rolett B, Spriggs M, Dolman G, Kim TH, Thuy NTD, Randi E, Doherty M, Due RA, Bollt R, Djubiantono T, Griffin B, Intoh M, Keane E, Kirch P, Li KT, Morwood M, Pedriña LM, Piper PJ, Rabett RJ, Shooter P, Van den Bergh G, West E, Wickler S, Yuan J, Cooper A, Dobney K. Phylogeny and ancient DNA of Sus provides insights into neolithic expansion in Island Southeast Asia and Oceania. PNAS. 2007; 104 (12): 4834–4839. DOI: 10.1073/pnas.0607753104.
11. Larson G, Dobney K, Albarella U, Fang M, Matisoo-Smith E, Robins J, Lowden S, Finlayson H, Brand T, Willerslev E, Rowley-Conwy P, Andersson L, Cooper A. Worldwide phylogeography of wild boar reveals multiple centers of pig domestication. (New York). 2005; 307 (5715): 1618–1621. DOI: 10.1126/science.1106927.
12. Moritz C, Dowling TE, Brown WM. Evolution of animal mitochondrial DNA: relevance for population biology and systematics. Rev. Ecol. Sys. 1987; 18: 269–292. DOI: 10.1146/annurev.es.18.110187.001413.
13. Niedziałkowska M, Tarnowska E, Ligmanowska J, Jędrzejewska B, Podgórski T, Radziszewska A, Ratajczyk I, Kusza S, Bunevich AN, Danila G, Shkvyria M, Grzybowski T, Woźniak M. Clear phylogeographic pattern and genetic structure of wild boar Sus scrofa population in Central and Eastern Europe. Rep. 2021; 11: 9680. DOI: 10.1038/s41598-021-88991-1.
14. Oliver WLR, Brisbin IL, Takahashi S: The Eurasian wild pig (Sus scrofa). Status survey and conservation action plan: pigs, peccaries and hippos. Chapter 5.2. Ed. by Oliver WLR. 1993, Gland, Switzerland, IUCN: 112–121.
15. Pochernyaev KF. Method of determination of mitochondrial haplotypes of pigs. Declaration patent of Ukraine no. A61D7/00 with priority from 16.05.2005, 5: 4 p. (in Ukrainian)
16. Pochernyaev KF, Berezovsky MD. The use of mitochondrial DNA markers to control the authenticity of origin of genealogical structures of sows. Methodical recommendations. 2014; 24–27. (in Ukrainian)
17. Tsai TS, Rajasekar S, St. John JC. The relationship between mitochondrial DNA haplotype and the reproductive capacity of domestic pigs (Sus scrofa domesticus). BMC Genet. 2016; 17 (67): 2952. DOI: 10.1186/s12863-016-0375-4.
18. Ursing BM, Arnason U. The complete mitochondrial DNA sequence of the pig (Sus scrofa). Mol. Evolut. 2001; 47 (3): 302–306. DOI: 10.1007/PL00006388.
19. Xu D, He CQ, He J, Yang H, Ma HM. Mitochondrial DNA sequence of the hybrid of Duroc (♂) × [Landrace (♂) × Yorkshire (♀)] pig. DNA. 2015; 26 (5): 682–683. DOI: 10.3109/19401736.2013.840606.