ЗООТЕХНИЯ

УДК 636.32/.38:612.017.1

DOI: 10.31857/2500-2082/2022/5/61-65, EDN: KATEGO

ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ GH, CAST У ОВЕЦ

ПОРОДЫ ДАГЕСТАНСКАЯ ГОРНАЯ, АНАЛИЗ АССОЦИАЦИЙ ИХ ГЕНОТИПОВ

С ПОКАЗАТЕЛЯМИ ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА

Алимсолтан Ахмедович Оздемиров, кандидат биологических наук

Рабият Алибулатовна Акаева, научный сотрудник

Етар Магомедовна Алиева, научный сотрудник

Зухра Магомедовна Гусейнова, научный сотрудник

Мадина Адильхановна Даветеева, научный сотрудник

ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр», г. Махачкала, Республика Дагестан, Россия

Е-mail: alim72@mail.ru

Аннотация. Цель работы - изучить полиморфизм генов GH, CAST у овец породы дагестанская горная и участие этих

полиморфизмов в формировании иммунного статуса и реактивности. Генетические исследования дагестанской горной

породы овец (по генам CAST,GH) проводили в условиях отгонно-животноводческих хозяйств Дагестана, лаборатории

геномных исследований, селекции и племенного дела ФГБНУ «ФАНЦ РД», аккредитованной лаборатории иммуногенетики

и ДНК-технологий ВНИИОК-филиал ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» методом ПЦР-ПДРФ (полимиразно-цепная

реакция - полиморфизм длин рестрикционных фрагментов) с использованием специфических праймеров. В результате

проведения ПЦР диагностики получены данные, показывающие очень низкую (0,03) частоту встречаемости аллеля CAST^N

и высокую (0,97) аллеля CAST^M. Установлена высокая (93,0%) частота встречаемости гомозиготного генотипа CAST^ММ,

при этом аналог CAST^NNобнаружен не был, его частота встречаемости - 7,0%. Анализ данных генотипирования гово-

рит о неоднозначном распределении аллельного профиля в локусах исследуемых генов. Высокая частота встречаемости

(0,97) аллеля CAST^М,но низкая (0,03) аллеля CAST^N привели к ситуации когда в изучаемых популяциях овец отсутствует

гомозиготный генотип CAST^NN. Это отразилось на значениях констант: степень генетической изменчивости (V, %),

количество эффективно-действующих аллелей (Na), уровень наблюдаемой (Hobs) и теоретически ожидаемой (Hex) ге-

терозиготности. По результатам проведенного в сравнительном аспекте анализа показателей, которые характеризуют

иммунитет (индекс иммунной реактивности), можно сделать вывод, что правильное соотношение количества Т и В лим-

фоцитов, их субпопуляций Т-хелперов и Т-супрессоров в липидах крови, CAST^NN и GH^BB генотипов обеспечивает высокий

иммунный ответ на внешние условия среды.

Ключевые слова: полиморфизм, гены GH, CAST, генетическая изменчивость, иммунная реактивность, адаптация, овцы

POLYMORPHISM OF GH, CAST GENES

IN DAGESTAN MOUNTAIN SHEEP, ANALYSIS OF THEIR GENOTYPES ASSOCIATIONS

WITH INDICATORS OF IMMUNOBIOLOGICAL STATUS

A.A. Ozdemirov, PhD in Biological Sciences

R.A. Akaeva, Researcher

E.M. Alieva, Researcher

Z.M. Guseynova, Researcher

M.A. Daveteeva, Researcher

Federal Agricultural Research Center of the Republic of Dagestan, Mahachkala, Respublika Dagestan, Russia

Е-mail: alim72@mail.ru

Abstract. The real problem is the lack of any significant information about the gene pool of local, aboriginal breeds of cattle and small

cattle, which are bred in various natural and geographical zones. In view of the fact that the peculiarity of their gene structures remains

the reserve of genetic variability, due to which high adaptive qualities of populations are achieved, the main goal of this research work

was to study the polymorphism of the GH and CAST genes of the Dagestan Mountain sheep and the participation of these polymorphisms

in the formation of the immune status and reactivity. Genetic studies of the Dagestan mountain breed of sheep (for the CAST, GH genes)

were carried out in the conditions of transhumance and livestock farms of Dagestan, the laboratory of genomic research, selection and

breeding of the Federal State Budgetary Scientific Institution “FANC RD”, an accredited laboratory of immunogenetics and DNA

technologies of VNIIOK, a branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution “Severo-Caucasian FNAC” by PCR-RFLP

(polymyrase chain reaction - restriction fragment length polymorphism) using specific primers. As a result of PCR diagnostics, results

were obtained showing a very low (0.03) frequency of the CASTN allele and a high (0.97) frequency of the CASTM allele of the CAST

gene. The data obtained indicate a high - 93.0% frequency of occurrence of the homozygous CASTMM genotype, while the -CASTNN

analogue was not found. The frequency of occurrence of the CASTМN genotype in this case had an indicator of 7.0%. Analysis of

genotyping data indicates an ambiguous distribution of the allelic profile in the loci of the studied genes. The high frequency of occurrence

(0.97) of the CASTM allele, but the low (0.03) of the CASTN allele led to a situation where the homozygous CASTNN genotype is absent

in the studied sheep populations. This, in turn, could not but affect the values of the following constants: the degree of genetic variability

(V, %), the number of effective alleles (Na), the levels of observed (Hobs) and theoretically expected (Hex) heterozygosity. According

to the results of the comparative analysis of indicators that characterize immunity (immune reactivity index), we can conclude that the

ЗООТЕХНИЯ

correct ratio of the number of T and B lymphocytes, their subpopulations - T-helpers and T-suppressors in blood lipids, CASTNN and

GHBB genotypes provides a high immune response to external environmental conditions.

Keywords: polymorphism, GH genes, CAST, genetic variability, immune reactivity, adaptation, sheep

Горные и предгорные районы России (Северный

с использованием специфических праймеров

Кавказ) - огромный резерв для развития овцевод-

(табл. 1).

ческой отрасли, которая может давать больше эко-

Биологическим материалом стала ДНК, выде-

логически чистого мяса и молока, качественной

ленная из крови подопытных овец дагестанской

шкуры и шерсти.

горной породы (n = 44). Для ПЦР диагностики при-

Академик М.Ф. Иванов - один из основателей

меняли комплексы наборов

«GenePakPCRCore»

современной зоотехнии отмечал, что создание но-

(IsoGeneLab).

вых пород овец особенно важно для тех районов,

Длину и число фрагментов рестрикции в агароз-

где разведению культурных пород препятствуют

ном геле (2…4%), с присутствием 10,0 мкл 10,0%

климатические и кормовые условия.

этидия бромистого, определяли по методу гель-

Овец дагестанской горной породы (80,0%) ран-

электрофореза при УФ-свете и фиксировали с по-

ней весной ежегодно перегоняют в высокогорные

мощью видеосистемы.

летние пастбища. Овцепоголовье больше двух ме-

В качестве маркера молекулярных масс при-

сяцев находится в пути преодолевая расстояния в

меняли стандартный набор М50

«GenePakDNA

250…300 и более километров, их маршрут лежит

Markers» (IsoGeneLab).

через разные природно-географические зоны, ко-

торые могут сильно отличаться по климатическим

РЕЗУЛЬТАТЫ

и природным характеристикам. [5, 6]

Селекционно-племенные работы вели посред-

После проведения ПЦР диагностики получили

ством воспроизводительного скрещивания с жест-

данные, показывающие очень низкую (0,03) частоту

ким требованием к отбору - выбраковка живот-

ных с ослабленной конституцией и недостатками

Таблица 1.

в экстерьере. Помеси желательного типа второго

Характеристика аллельных вариантов

поколения разводились в «себе», а также частично

и помеси третьего поколения. Овцы дагестанской

горной породы смогли отлично приспособиться

к отгонно-пастбищному содержанию благодаря

Нуклеотидная

Ген

Генотип

наличию крепкого костяка и твердости копытно-

последовательность

го рога, обладая при этом высоким качеством руна

(21…25 микрон) шерсти. Убойный выход мяса до-

ходит до 49%. Овцематки дают жирное молоко,

с высоким содержанием белка (7…8%), что делает

F:5’-ggaggcaggaagggatgaa -3’

277

HaeIII

AA/AB/BB

возможным производство высококачественной

R:5’-ccaagggagggagagacaga -3’

сырной продукции.

Из-за разных причин (в основном экономи-

F:5’-tggggcccaatgacgccatcgatg -3’

CAST

422

MspI MM/MN/NN

ческие) наблюдается понижение рентабельности

R:5’-ggtggagcacttctgatcacc -3’

ведения овцеводства в Республике, в результате

чего теряется генетическое разнообразие, а также

утрачиваются некоторые локальные аборигенные

Таблица 2.

породы. [5, 6] Актуальные задачи - сохранение

Показатели аллельного профиля генов GH, CAST

у овец породы дагестанская горная

имеющего генофонда отечественных пород, со-

вершенствование их племенных и продуктивных

Частота встречаемости

качеств. [1-4, 7-9, 11, 12]

Ген-маркер

Генотип

аллеля

Цель работы - изучить полиморфизм генов GH

генотипа, %

и CAST овец породы дагестанская горная и участие

этих полиморфизмов в формировании иммунного

АА

100,0

А 1,0

статуса и реактивности.

ВВ*

В 0

АВ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

93,0

M 0,97±0,03

CAST

NN*

Генетические исследования дагестанской гор-

N 0,03±0,02

7,0

ной породы овец (по генам CAST, GH) проводили

в условиях отгонно-животноводческих хозяйств

Дагестана, лаборатории геномных исследований,

Таблица 3.

селекции и племенного дела ФГБНУ «ФАНЦ РД»,

Показатели генетической структуры овец

породы дагестанская горная

аккредитованной лаборатории иммуногенетики

и ДНК-технологий ВНИИОК - филиал ФГБНУ

Ген

Са, %

V, %

Hоbs

Hех

ТГ

«Северо-Кавказский ФНАЦ» методом ПЦР-

100,0

-0,11 Ф<Т

ПДРФ (полимиразно-цепная реакция - поли-

морфизм длин рестрикционных фрагментов)

CAST

94,2

1,06

3,8

0,073

0,062

+0,011 Ф>Т

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 5-2022

ЗООТЕХНИЯ

встречаемости аллеля CAST^Nи высокую (0,97) алле-

Таблица 4.

ля CAST^Mгена CAST.

Показатели иммуннологической реактивности овец

разных генотипов

Установлена высокая (93,0%) частота встречае-

мости гомозиготного генотипа CAST^ММ, при этом

Иммунная реактивность, 10⁹/л

аналог CAST^NNобнаружен не был с частотой - 7,0%

(табл.2).

Ген

Генотип

ИРИ

Отсутствие полиморфизма гена GH - харак-

Т-хелперы

терная особенность изучаемой популяции овец.

Мономорфизм в локусе гена GH доказывает при-

сутствие аллеля GН^Ас показателем 100 и полное

0,55 ±0,2

0,33±0,06

0,39±0,04

0,26±0,05

0,67

отсутствие GН^В.

CAST

0,62 ±0,09

0,36±0,04

0,35±0,08

0,27±0,04

0,77

Анализ данных генетической структуры иссле-

0,58±0,05

0,33±0,05

0,37±0,12

0,25±0,08

0,68

дуемой популяции овец подтверждает высокую сте-

0,59±0,32

0,51±0,1

0,36±0,08

0,25±0,12

0,69

пень гомозиготности (Са) генов CAST (94,2%) и GH

0,71±0,08

0,57±0,06

0,31±0,08

0,29±0,05

0,94

(100,0%). О нарушении генетического равновесия

0,68±0,23

0,49±0,09

0,32±0,12

0,24±0,08

0,75

свидетельствуют факторы: минимальное количе-

ство, до полного отсутствия, гетерозигот в локусах

генов GH и CAST; незначительное количество эф-

определяли по уровню генетически детермини-

фективно действующих аллелей (Na); уровни ожи-

рованных Т-, В-клеток, а также их субпопуляций

даемой (Hex) и наблюдаемой (Hobs) гетерозиготно-

в биоматериале молодняка разных генотипов.

сти; низкие показатели генетической изменчивости

В результате исследований в сравнительном

(V) (табл. 3).

аспекте и анализа показателей, которые характери-

О влиянии полиморфизма генов CAST и GH на

зуют иммунную реактивность (Т-, В-лимфоциты),

разные процессы в организме есть много инфор-

выявлено, что у молодняка овец с генотипами GН^ВВ

мации из различных источников, но пока не про-

и CAST^NN, по сравнению с GН^ААи CAST^MM, количе-

водили изучение в отношении участия этих генов

ство Т- и В-клеток было больше: 0,71 и 0,62; 0,57 и

в построении иммунного статуса и реактивности

0,36 10⁹/л - против 0,59 и 0,55; 0,51 и 0,33 10⁹/л со-

у овец дагестанской горной породы.

ответственно (Р ˂ 0,01).

Известна взаимосвязь интенсивности роста,

В отношении субпопуляций Т-хелперов и

развития животных и иммунной реактивности

Т-супрессоров установлено, что в крови овец GН^ВВ

организма. Исходя из того, что развитие иммун-

и CAST^NN генотипов, по сравнению с генотипами

ного статуса проходит под генетическим контро-

GН^АА и CAST^MM, Т-хелперов мигрировало больше,

лем, то и защитный потенциал молодняка овец

а Т-супрессоров меньше: 0,31; 0,25 и 0,27; 0,26 10⁹/л,

Вариант № 1. Гомозиготный вариант - полная пенетратность, 100% частота

и вероятность фенотипического проявления гена.

Вариант № 2. Гетерокомплексы - 75…50% пенетратность.

Желательные генокомплексы.

ЗООТЕХНИЯ

против 0,31; 0,36 и 0,35; 0,41 10⁹/л, что сказалось

3. Дунин И.М., Зелятдинов В.В., Орешникова С.М., Да-

на иммунорегуляторном индексе (ИРИ), который

выденкова В.П. Новые подходы в сертификации шер-

был больше в крови генотипов CAST^NN и GН^ВВ, чем

сти в России // Зоотехния. 2019. № 5. С. 13-16.

у CAST^MM и GН^АА, составив 0,79 и 0,93 против 0,69

4. Куликова К.А. Полиморфизм гена кальпастатина

и 0,71 (Р ˂ 0,01) (табл. 4).

(CAST) у овец горного и степного внутрипородных ти-

Анализ полученных данных говорит об индиви-

пов тувинской короткожирнохвостой породы // Вест-

дуальной реактивности каждого генотипа, завися-

ник БГАУ. 2018. № 1. С. 84-89.

щей от его генетической программы, позволяющей

5. Магомедов Ш.М., Хожоков А.А., Римиханов Н.И. и

организму реагировать на неблагоприятные факто-

др. Состояние и перспективы развития овцеводства в

ры внешней среды посредством усиленной выра-

Республике Дагестан // Овцы, козы, шерстное дело.

ботки Т-хелперов, Т- и В-лимфоцитов, и в меньшей

2018. № 1. С. 5-7.

степени Т-супрессоров, что дает возможность кор-

6. Оздемиров А.А. Из истории создания Дагестанской

ректировать недостаток адаптивно-компенсатор-

горной породы овец // Главный зоотехник. 2019. № 12.

ных механизмов в процессе развития фенотипа на

С. 10-15.

всех этапах онтогенеза.

7. Погодаев В.А., Сергеева Н.В., Завгородняя Г.В. Ка-

чество овчин и гистологическое строение кожи мо-

Выводы. Из-за высокой частоты встречаемости

лодняка овец, полученного с использованием породы

(0,97) аллеля CAST^М и низкой (0,03) CAST^N в изуча-

дорпер // Вестник НГАУ. 2019. № 2. С. 122-127.

емых популяциях овец отсутствует гомозиготный

8. Столповский Ю.А., Захаров-Гезехус И.А. Проблема

генотип CAST^NN, что отражается на степени гене-

сохранения генофондов доместицированных живот-

тической изменчивости (V, %), количестве эффек-

ных // Вавиловский журнал генетики и селекции.

тивно-действующих аллелей (Na), уровне наблю-

2017. Т. 21. № 4. С. 477-486.

даемой (Hobs) и теоретически ожидаемой (Hex)

9. Хамируев Т.Н. Шерстная продуктивность и показате-

гетерозиготности.

ли качества шерсти у полугрубошерстных овец агин-

Значения равные нулю у V, Na, Hex, Hobs и сто-

ской породы зугалайского типа // Вестник НГАУ.

процентная (абсолютная) степень гомозиготности

2019. № 1. С. 177-183.

Са в локусе гена GH образуют неблагоприятную

10. Щугорева Т.Э., Бабушкин В.А., Гаглоев А.Ч. Особен-

ситуацию, потому что потеря (элиминация) алле-

ности роста чистопородного и помесного молодняка

лей приводит к сокращению резерва генетической

овец // Вестник МичГАУ. 2019. № 1. С. 78-80.

изменчивости, а также сужению генетического раз-

11. Fraser R.S. Индентификация полиморфизмов в

нообразия и утрате адаптивных качеств популяции.

коллагеновых лектинах КРС и их ассоциация с

Данную информацию необходимо рассматри-

инфекционными болезнями КРС // Identification

вать как фактор, стимулирующий адаптивно-при-

of polymorphisms in the bovine collagenous lectins and

способительные функции организма овец, с одной

their association with infectious diseases in cattle.Im-

стороны, и эволюционно-селекционный процесс,

munogenetics, Lumsden J.S., Lillie B.N. 2018. 70. № 8.

который способствует формированию в популяции

C. 533-546.

специфического уклада генетических структур -

12. Wei Xuefeng, Hui Li, Guangwei Zhao et al. FostB regulates

с другой. Количество овец с желательным набором

rosiglitazone-induced milk fat synthesis and cell survival.

генетических структур возможно увеличить посред-

2018. 233. № 12. C. 9284-9298.

ством целенаправленного подбора родительских пар.

Фенотипические признаки того или иного гена

REFERENCES

могут проявляться в зависимости от варианта (см.

1. Abilov B.T., Zarytovskij A.I., Sorokina M.A., Bolotov N.A.

рисунок).

Sposob prognozirovaniya individual’noj intensivnosti rosta

Результаты исследований могли бы послужить

molodnyaka ovec. Pat. 2662905 Rossiya, MPK A61V 5/04

отправной точкой для более углубленного из-

(2006.01) A01K 67/02 (2006.01). (355017, g. Stavropol’,

учения уникального генофонда овец дагестанской

per. Zootekhnicheskij, 15, FGBNU) № 2017111957; Zay-

горной породы для дальнейшего его совершенство-

avl. 07.04.2017; Opubl. 31.07.2018.

вания с учетом природно-географических зон вы-

2. Grigoryan L.N., Hatataev S.A., Hmelevskaya G.N., Ste-

ращивания. Правильное соотношение количества

panova N.G. Sovremennye tendencii razvitiya Rossijskogo

Т и В лимфоцитов, их субпопуляций Т-хелперов

ovcevodstva raznogo napravleniya produktivnosti // Zoo-

и Т-супрессоров в липидах крови, CAST^NN и GH^BB

tekhniya. 2019. № 5. S. 10.

генотипов обеспечивает высокий иммунный ответ

3. Dunin I.M., Zelyatdinov V.V., Oreshnikova S.M.,

на внешние условия среды.

Davydenkova V.P. Novye podhody v sertifikacii shersti v

Rossii // Zootekhniya. 2019. № 5. S. 13-16.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

4. Kulikova K.A. Polimorfizm gena kal’pastatina (CAST) u

1. Абилов Б.Т., Зарытовский А.И., Сорокина М.А., Боло-

ovec gornogo i stepnogo vnutriporodnyh tipov tuvinskoj

тов Н.А. Способ прогнозирования индивидуальной ин-

korotkozhirnohvostoj porody // Vestnik BGAU. 2018.

тенсивности роста молодняка овец. Пат. 2662905 Россия,

№ 1. S. 84-89.

МПК А61В 5/04 (2006.01) А01К 67/02 (2006.01). (355017,

5. Magomedov Sh.M., Hozhokov A.A., Rimihanov N.I. i dr.

г. Ставрополь, пер. Зоотехнический,

15, ФГБНУ)

Sostoyanie i perspektivy razvitiya ovcevodstva v Respub-

№ 2017111957; Заявл. 07.04.2017; Опубл. 31.07.2018.

like Dagestan // Ovcy, kozy, sherstnoe delo. 2018. № 1.

2. Григорян Л.Н., Хататаев С.А., Хмелевская Г.Н., Сте-

S. 5-7.

панова Н.Г. Современные тенденции развития Рос-

6. Ozdemirov A.A. Iz istorii sozdaniya Dagestanskoj gor-

сийского овцеводства разного направления продук-

noj porody ovec // Glavnyj zootekhnik. 2019. № 12.

тивности // Зоотехния. 2019. № 5. С. 10.

S. 10-15.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 5-2022