Оцінювання прогностичної здатності генетичного маркера bgh (ген соматотропіну) при створенні цінних фенотипів bos taurus в умовах господарств України

Abstract

Кваліфікаційна (дипломна) робота складається із 52 сторінок, проілюстрована 20 рисунками та 6 таблицями, список використаної літератури містить 32 джерела. Ключові слова: ген соматропіну (гормон росту), Bos taurus, MAS-технологія, поліморфізм, ознаки молочної продуктивності. Об’єктом дослідження є оцінювання прогностичної здатності генетичного маркера bGH (ген соматотропну – гормону росту) при формуванні ознак молочної продуктивності Bos taurus в умовах господарств України. Предметом досліджень є прогностична здатність поліморфізму bGH_exon 5_L127V при формуванні ознак молочної продуктивності Bos taurus в умовах господарств України. Метою даної роботи був аналіз прогностичної здатності поліморфізму bGH_exon 5_L127V при формуванні ознак молочної продуктивності Bos taurus. Для вирішення цієї мети перед нами були поставлені наступні завдання: - охарактеризувати будову та функції білка соматотропіну і гену bGH; - встановити філогенетичні відносини серед підродини Bovinae на підставі амінокислотної послідовності гена bGH; - визначити нуклеотидну структуру гена bGH серед підродини Bovinae; - проаналізувати рівень генетичного поліморфізму bGH_exon 5_L127V серед корів різних господарствах України; - провести мета-аналіз зв’язку між поліморфізмом bGH_exon 5_L127V та ознаками молочної продуктивності корів. Результати роботи та їх новизна: 1. Ген гормону росту великої рогатої худоби (bGH) складається з п’яти екзонів і чотирьох інтронів, локалізований у 19-й хромосомі (ВТА19) та кодує білок соматотропін, що складається із 217 амінокислот. Найбільш вивченим є поліморфізм, що обумовлює заміну амінокислоти лейцин замість валіну в позиції 127 синтезованого поліпептидного ланцюга (bGH_exon 5_L127V) в 5-му екзоні. 2. Було встановлено, що серед представників підродини Bovinae мають місце певні відмінності щодо амінокислотної структури білка соматотропіну. Насамперед, це стосується наявності G→S-заміни в позиції 62 у послідовностях, що належали водяному буйволу (Bubalus bubalis) у порівнянні з представниками роду Bos. Крім того, будова поліпептидного ланцюга білка соматотропну серед різних Bovinae відрізняється у відношенні вмісту певних амінокислот. 3. Три послідовності (одна для зебу та дві для свійської худоби) характеризувалися наявністю індивідуальних специфічних амінокислотних замін. Всі ці три послідовності мають спільне походження (Близький Схід). 4. Всього при аналізі 10 нуклеотидних послідовностей гену bGH серед Bovinae було виявлено 55 поліморфних сайтів та, відповідно, дев’ять гаплотипів. Оцінка гаплотипного різноманіття складала Hd = 0,978 ± 0,054, а їх нуклеотидного різноманіття – π = 0,00935 ± 0,00241 на сайт. Отримане дерево нуклеотидних замін високо кореспондує із таксономічною належністю включених до аналізу представників підродини Bovinae. 5. Розподіл генотипів за поліморфізмом bGH_exon 5_L127V серед корів молочних та м’ясних порід із різних господарств України свідчить про суттєву між- та внутрішньопородну мінливість. Нами було встановлено, що в 4-х випадках з 21 мало місце вірогідне відхилення від закону Гарді-Вайнберга: в популяціях української чорно-рябої молочної породи UBW-7 (P < 0,001), бурої карпатської породи (P = 0,020), в популяції голштинської породи Hol-1 (P = 0,011) та серед тварин південної м’ясної породи (P = 0,038). Середня оцінка частоти алеля L вірогідно не відрізнялася серед популяцій корів молочного (0,785 ± 0,025) та м’ясного (0,795 ± 0,062) напрямку продуктивності (P > 0,05). 6. Рівень генетичної диференціації (FST) між популяціями м’ясних порід, що розводяться в господарствах України, був в два рази вище, ніж для порід молочного напрямку (0,091 та 0,043, відповідно), що може свідчити при їх високу генотипову спеціалізацію. В цілому, відмінності між породами м’ясного напрямку продуктивності за поліморфізмом bGH_exon 5_L127V виявляються навіть більше, ніж між всіма породами/популяціями, що було включено до аналізу. 7. Результати мета-аналізу 14 публікацій у відношенні асоціації між генотипом за поліморфізмом bGH_exon 5_L127V корів молочних порід та їх надоями свідчать про наявність вірогідного переважання тварин із гетерозиготним генотипом LV над особинами генотипу VV. В 13-ти випадках ця різниця мала позитивний знак із середнім значенням 390,8 кг. 8. Результати мета-аналізу 14 публікацій у відношенні асоціації між генотипом за поліморфізмом bGH_exon 5_L127V корів молочних порід та вмістом жиру в молоці свідчать про відсутність вірогідних зв’язків. Таким чином, не можна вважати доведеним, що поліморфізм bGH_exon 5_L127V можна використовувати як генетичний маркер жирномолочності худоби.