POLYMORPHISMS OF THE GH AND LEP GENES ASSOCIATED WITH GROWTH TRAITS IN THE KALMYK BEEF CATTLE POPULATION

Abstract

Проблема и цель. Целью настоящих исследований явилось изучение полиморфизмов генов гормона роста (GH) и лептина (LEP), анализ их ассоциаций с признаками роста у крупного рогатого скота калмыцкой породы. Методология. Основой методологии исследования является проведение молекулярно-генетического тестирования. Для определения наличия аллельного полиморфизма генов гормона роста (GH) и лептина (LEP) использовалась ПЦР-ПДРФ диагностика с последующим анализом длин рестрикционных фрагментов, включающим обработку амплифицированных отрезков ферментами рестриктаз и последующее разделение полученных участков при помощи гель-электрофореза. А также определение влияния обнаруженных точечных мутаций на фенотипические признаки, связанные с величиной живой массы в популяции крупного рогатого скота калмыцкой породы с использованием математико-статистического метода. Результаты. С использованием методов ПЦР–ПДРФ анализа ДНК изучены генетические особенности животных калмыцкой породы, влияющие на прижизненные показатели фенотипа, связанные с признаками роста. Исследование участков гена GH позволило выявить в его структуре у скота калмыцкой породы три однонуклеотидных замены (c.457C>G, L127V, T172M). В гене LEP также идентифицировали три однонуклеотидных полиморфизма (c.73T>C, c.196-121C>T, g.92436333G>A). Установлено, что полиморфизмы гена GH имеют по два аллеля А и B с разной частотой встречаемости. По результатам распределения частот аллелей у животных были определены по три генотипа АА, АB и BB в трёх выявленных заменах. Установлено, что среди животных исследуемой популяции наибольшая частота встречаемости оказалась у гетерозиготных АВ генотипов в обнаруженных полиморфизмах c.457C>G, L127V, T172M гена GH, имеющих практически равное значение 42, 41 и 41 % соответственно. Тогда как меньшую частоту встречаемости имели гомозиготные АА и ВВ генотипы в анализируемых позициях (26 и 25; 32 и 32; 34 и 27 % соответственно). Установлено, что выявленные полиморфизмы c.73T>C, c.196-121C>T, g.92436333G>A гена LEP представлены двумя аллелями С и Т, А и G с разной частотой встречаемости. Выявлено, что среди исследуемой группы животных в популяции мясного скота наибольшую частоту встречаемости имел гетерозиготный СТ генотип в полиморфизме c.73T>C, составивший 46,0 %, тогда как гомозиготные особи СС и ТТ генотипа встречались практически в одинаковых соотношениях (29,0 и 25,0). Однако в исследуемой группе животных наиболее часто встречался гомозиготный ТТ генотип в полиморфизме c.196-121C>T, составивший 41,0 %, особи с гетерозиготным СТ генотипом распределились в средних значениях частот встречаемости (34,0 %), тогда как меньшую частоту встречаемости имел гомозиготный СС вариант – 25,0 %. В полиморфизме g.92436333G>A наиболее распространенным был гомозиготный АА генотип 39,0 %, тогда как гетеро- и гомозиготный АG и GG генотипы имели практически равные значения – 30,0 и 31,0 %. Показатели роста у животных изучались в возрасте восьми месяцев на основании взвешивания. Выявлена ассоциация генотипов обнаруженных полиморфизмов в генах GH и LEP с живой массой в исследуемой популяции мясного скота. Носители дикого гетерозиготного АВ и мутантного гомозиготного ВВ генотипов полиморфизмов L127V и T172M гена GH характеризовались большей живой массой по сравнению с особями «дикого» гомозиготного АА генотипа на 9,1, 14,2 и 14,0, 23,3 %. Кроме того, установлено, что особи СС, СТ и АG, GG генотипов полиморфизмов c.73T>C и g.92436333G>A гена LEP превосходили животных ТТ и АА генотипов по показателю живой массы на 9,5; 7,3; 13,0 и 11,7 % соответственно. Заключение. В результате проведенных молекулярно-генетических исследований получены сведения о генетической структуре и взаимосвязи полиморфизмов гена GH и LEP с признаками роста в популяции крупного рогатого скота калмыцкой породы. Problem and purpose. The aim of this study was to study the growth hormone (GH) gene polymorphisms and Ieptin (LEP) their association with growth traits in Kalmyk cattle. Methods. The basis of the research methodology is molecular genetic testing. To determine the presence of allelic polymorphism of the growth hormone (GH) and leptin (LEP) genes, PCR-RFLP diagnostics was used, followed by analysis of the lengths of restriction fragments, including the treatment of amplified segments with restriction enzymes and subsequent separation of the resulting regions using gel electrophoresis. And also the determination of the influence of the detected point mutations on the phenotypic traits associated with the live weight in the Kalmyk cattle population using the mathematical and statistical method. Results. Growth parameters in animals were studied at the age of eight months on the basis of weighing. In the identified polymorphisms L127V and T172M of the GH gene, animals carriers of wild heterozygous AB and mutant homozygous BB genotypes were characterized by a higher body weight compared to individuals of the “wild” homozygous AA genotype by 9,1;14,2 and 14,0; 23,3 %. In point mutations c.73T>C and g.92436333G>A of the LEP gene, animals with the CC, CT, AG, and GG genotypes had an advantage by 9,5; 7,3; 13,0 and 11,7 %. Conclusion. As a result of the conducted molecular genetic studies, information was obtained on the genetic structure and the relationship of GH and LEP gene polymorphisms with signs of growth in the Kalmyk cattle population.