Генетическая специфичность белоголовой украинской породы по гену BоLA-DRB3

Супрович Т. М.; Бирюкова О. Д.; Супрович Н. П.; Чепурная В. А.; Карчевская Т. Н.; Колодий В. А.; Лесняк Ю. И.

Генетическая специфичность белоголовой украинской породы по гену BоLA-DRB3

Супрович Т. М.,

Бирюкова О. Д.,

Супрович Н. П.,

Чепурная В. А.,

Карчевская Т. Н.,

Колодий В. А., Лесняк Ю. И.

2022

https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-2-69-78

Изучение генетической специфичности локальных пород – одно из перспективных направлений в контексте сохранения биоразнообразия пород крупного рогатого скота в мире. Цель исследования – определение и анализ аллельного полиморфизма гена BoLA-DRB3 белоголовой украинской породы. Изучение проведено на образцах крови 49 животных (11 быков и 38 коров) этой породы. Аллельный спектр гена BoLA-DRB3 определяли на основе двухступенчатой ПЦР (праймеры HLO-30, HLO-31 и HLO-32). Рестрикцию проводили эндонуклеазами RsaI, HaeIII, BstYI. Фрагменты рестрикции разделяли электрофорезом в 9–12%-ном полиакриламидном геле. В результате исследований обнаружено 29 аллелей. Семь аллелей (*03, *11, *13, *15, *22, *23 и *24) определялись с частотой более 5 %, что составляло 65,3 % аллельного фонда породы. Наиболее распространенным с частотой 15,3 % выявлялся аллель *24. В экспериментальной выборке идентифицировано 37 генотипов. Преобладающий вариант – *11/*24 (16,2 %). Выявлен небольшой избыток гетерозигот (FIS = -0,035). Характерной особенностью белоголового украинского скота является существенная дифференциация (или специфичность) по гену BoLA-DRB3 (индекс фиксации Райта He = 0,959, индекс Шеннона-Винера H` = 2,93), что подтверждает тезис о важной роли местных пород в сохранении биоразнообразия генетических ресурсов крупного рогатого скота.

Супрович Т. М., Бирюкова О. Д., Супрович Н. П., Чепурная В. А., Карчевская Т. Н., Колодий В. А., Лесняк Ю. И. Генетическая специфичность белоголовой украинской породы по гену BоLA-DRB3. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. 2022;60(1):69-78. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-2-69-78

Цитирование

Список литературы

1. Ernst L. K., Dmitriev N. G., Paronyan I. A. Genetic resources of farm animal in Russia and neighboring countries. St. Petersburg, All-Russian Research Institute of Genetics and Breeding of Farm Animals, 1994. 473 p. (in Russian).

2. Biryukova К. S. The white-headed Ukrainian breed. Pleminna robota z porodamy velikoї rogatoї khudobi [Breeding work with cattle breeds]. Kyiv, 1963, pp. 272-293 (in Ukrainian).

3. Zubets M. V., Burkat V. P., Melnyk Yu. F., Guzyev I. V., Yefimenko M. Ya., Podoba B. Ye. (et al.). Methodological aspects of farm animal gene pool conservation. Куiv, Agrarna nauka Publ., 2007. 120 p. (in Ukrainian).

4. Sommer S. The importance of immune gene variability (MHC) in evolutionary ecology and conservation. Frontiers in Zoology, 2005, vol. 2, no. 16, pp. 1-18. https://doi.org/10.1186/1742-9994-2-16

5. Oprzadek J., Sender G., Pawlik A., Lukaszewicz M. Locus BoLA-DRB3 is just an ordinary site of the polygene when explaining genetic variance of somatic cell count and milk yield. Journal of Dairy Research, 2015, vol. 82, no. 4, pp. 449-452. https://doi.org/10.1017/S0022029915000527

6. McShane R. D., Gallagher D. S., Newkirk H., Taylor J. F., Burzlaff J. D., Davis S. K., Skow L. C. Physical localization and order of genes in the class I region of the bovine MHC. Animal Genetics, 2001, vol. 32, no. 5, pp. 235-239. https://doi.org/10.1046/j.1365-2052.2001.00758.x

7. Ranjbar M. M., Ataei S., Nikbakht B. G., Golabdar S. Analysis of variations, structures, and phylogenic characteristics of bovine leukocyte antigen DRB3 exon 2. Archives of Razi Institute, 2017, vol. 72, no. 3, pp. 147-157. https://doi.org/10.22092/ari.2017.111611

8. Haikukutu L., Itenge T. O., Bosman L., Visser C., van Marle-Köster E. Genetic variability of the major histocompatibility complex (MHC) class II (DRB3) in South African and Namibian beef cattle breeds. Advances in Animal Biosciences, 2017, vol. 8, no. S1, pp. S19-S21. https://doi.org/10.1017/S2040470017001625

9. Ruzina M. N., Shtyfurko T. A., Mohammadabadi M. R., Gendzhieva O. V., Tsedev T., Sulimova G. E. Polymorphism of the BoLA-DRB3 gene in the Mongolian, Kalmyk, and Yakut cattle breeds. Russian Journal of Genetics, 2010, vol. 46, no. 4, pp. 517-525. https://doi.org/10.1134/S1022795410040113

10. Das D. N., Sri Hari V. G., Hatkar D. N., Rengarajan K., Saravanan R., Suryanarayana V. V. S., Murthy L. K. Genetic diversity and population genetic analysis of bovine MHC class II DRB3.2 locus in three Bos indicus cattle breeds of Southern India. International journal of Immunogenetics, 2012, vol. 39, no. 6, pp. 508-519. https://doi.org/10.1111/j.1744313X.2012.01126.x

11. Giovambattista G., Ripoli M. V., Peral-Garcia P., Bouzat J. L. Indigenous domestic breeds as reservoirs of genetic diversity: the Argentinean Creole cattle. Animal Genetics, 2001, vol. 32, no. 5, pp. 240-247. https://doi.org/10.1046/j.13652052.2001.00774.x

12. Takeshima S., Miyasaka T., Matsumoto Y., Xue G., de la Barra V., Rogberg-Muñoz A., Giovambattista G., Ortiz M., Oltra J., Kanemaki M., Onuma M., Aida Y. Assessment of biodiversity in Chilean cattle using the distribution of major histocompatibility complex class II BoLA-DRB3 allele. Tissue Antigens 2015, vol. 85, no. 1, pp. 35-44. https://doi.org/10.1111/tan.12481

13. Takeshima S., Saitou N., Morita M., Inoko H., Aida Y. The diversity of bovine MHC class II DRB3 genes in Japanese black, Japanese shorthorn, Jersey and Holstein cattle in Japan. Gene, 2003, no. 316, pp. 111-118. https://doi.org/10.1016/j.gene.2010.10.007

14. Miyasaka T., Takeshima S., Sentsu H., Aida Y. Identification and diversity of bovine major histocompatibility complex class II haplotypes in Japanese black and Holstein cattle in Japan. Journal of Dairy Science, 2012, vol. 95, no. 1, pp. 420-431. https://doi.org/10.3168/jds.2011-4621

15. Takeshima S. N., Miyasaka T., Polat M., Kikuya M., Matsumoto Y., Mingala C. N., Villanueva M. A., Salces A. J., Onuma M., Aida Y. The great diversity of major histocompatibility complex class II genes in Philippine native cattle. Meta Gene, 2014, no. 2, pp. 176-190. https://doi.org/10.1016/j.mgene.2013.12.005

16. Takeshima S., Giovambattista G., Okimoto N., Matsumoto Y., Rogberg-Muñoz A., Acosta T., Onuma M., Aida Y. Characterization of bovine MHC class II DRB3 diversity in South American Holstein cattle populations. Tissue Antigens, 2015, vol. 6, no. 6, pp. 419-430. https://www.doi.org/10.1111/tan.12692

17. Suprovych T. M., Suprovych M. P., Koval T. V., Karchevska T. M., Chepurna V. A., Chornyi I. O., Berezhanskyi A. P. BoLA-DRB3 gene as a marker of susceptibility and resistance of the Ukrainian black-pied and red-pied dairy breeds to mastitis. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 2018, vol. 9, no. 3, pp. 363-368. https://doi.org/10.15421/021853

18. Suprovych T. M., Suprovych M. P., Mokhnachova N. B., Biriukova O. D., Strojanovska L. V., Chepurna V. A. Genetic variability and biodiversity of Ukrainian Gray cattle by the BoLA-DRB3 gene. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 2021, vol. 12, no. 1, pp. 33-41. https://doi.org/10.15421/022106

19. Van Eijk M. J. T., Stewart-Haynes J. A., Lewin H. A. Extensive polymorphism of the BoLA-DRB3 gene distinguished by PCR-RFLP. Animal Genetics, 1992, vol. 23, no. 6, pp. 483-496. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1992.tb00168.x

20. Maillard J. C., Renard C., Chardon P., Chantal I., Bensaid A. Characterization of 18 new BoLA-DRB3 alleles. Animal Genetics, 1999, vol. 30, no. 3, pp. 200-203. https://doi.org/10.1046/j.1365-2052.1999.00446.x

21. Gelhaus A., Schnittger L., Mehlitz D., Horstmann R. D., Meyer C. G. Sequence and PCR-RFLP analysis of 14 novel BoLA-DRB3 alleles. Animal Genetics, 1995, vol. 26, no. 3, pp. 147-153. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1995.tb03154.x

22. Hartl D., Clark A. Principles of population genetics. 3rd. ed. Sunderland, Sinauer Associates, 1997. 542 p.

23. Kuznetsov V. M. Wright’s F-statistics: estimation and interpretation. Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh = Problems of Productive Animal Biology, 2014, no. 4, pp. 80-104 (in Russian).

24. Lebedeva N. V., Krivolutskii D. A. Biodiversity and methods of its assessment. Geografiya i monitoring bioraznoobraziya [Geography and monitoring of biodiversity]. Moscow, 2002, pp. 8-76 (in Russian).

25. Gilliespie B. E., Jayarao B. M., Dowlen H. H., Oliver S. P. Analysis and frequency of bovine lymphocyte antigen DRB3.2 alleles in Jersey cows. Journal of Dairy Science, 1999, vol. 82, no. 9, pp. 2049-2053. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(99)75443-3

26. Oprządek J., Urtnowski P., Sender G., Pawlik A., Łukaszewicz M. Frequency of BoLA-DRB3 alleles in Polish Holstein-Friesian cattle. Animal Science Papers and Reports, 2012, vol. 30, no. 2, pp. 91-101.

27. Maguire T. L., Peakall R., Saenger P. Comparative analysis of genetic diversity in the mangrove species Avicennia marina (Forsk.) Vierh. (Avicenniaceae) detected by AFLPs and SSRs. Theoretical and Applied Genetics, 2002, vol. 104, no. 2/3, pp. 388-398. https://doi.org/10.1007/s001220100724

28. Mohammadi A., Nassiry M. R., Mosafer J., Mohammadabadi M. R., Sulimova G. E. Distribution of BoLA-DRB3 allelic frequencies and identification of a new allele in the Iranian cattle breed Sistani (Bos indicus). Russian Journal of Genetics, 2009, vol. 45, no. 2, pp. 198-202. https://doi.org/10.1134/S1022795409020100

29. Dietz A. B., Cohen N. D., Timms L., Kehrli M. E. Bovine lymphocyte antigen class II alleles as risk factors for high somatic cell counts in milk of lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 1997, vol. 80, no. 2, pp. 406-412. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(97)75951-4

30. Sharif S., Mallard B. A., Wilkie B. N., Sargeant J. M., Scott H. M., Dekkers J. C. M., Leslie K. E. Associations of the bovine major histocompatibility complex DRB3 (BoLA-DRB3) alleles with occurrence of disease and milk somatic cell score in Canadian dairy cattle. Animal Genetics, 1998, vol. 29, no. 3, pp. 185-193. https://doi.org/10.1046/j.1365-2052.1998.00318.x

31. Hedrick P. W., Whittam T. S., Parham P. Heterozygosity at individual amino acid sites: extremely high levels for HLA-A and -B genes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1991, vol. 88, no. 13, pp. 5897-5901. https://doi.org/10.1073/pnas.88.13.589

Источник

Информация

Автор

Супрович Т. М. Подольский аграрный университет
Бирюкова О. Д. Институт разведения и генетики животных имени М. В. Зубца, НААН
Супрович Н. П. Подольский аграрный университет
Чепурная В. А. Подольский аграрный университет
Карчевская Т. Н. Подольский аграрный университет
Колодий В. А. Каменец-Подольский государственный университет им. И. Огиенко
Лесняк Ю. И. Институт разведения и генетики животных имени М. В. Зубца, НААН

Страницы

69-78

Год издания

2022

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук