Еще один геномный инструмент для увеличения многоплодия
Др. Чуньянь Жанг, Доктор наук, генетик Genesus Inc.
Многоплодие является очень важной составляющей при определении рентабельности свиноматки. Основной ограничивающий фактор, не позволяющий увеличить размер помета – это эмбриональная потеря, которая возникает во время 2-й и 3-й недели супоросности (Geisert and Schmitt, 2002, J Anim Sci. 80, E54-E65).
Способствовать этой потере могут многие факторы, при этом одной из возможных причин ранней эмбриональной смертности может быть наличие некоторых вредных аллелей (разных форм гена) для основных генов, которые приводят к гибели плода вскоре после того, как самка становится супоросной. Частота этих вредных аллелей может быть уменьшена в популяции после проведения селекции по такому признаку, как многоплодие, например, у материнских пород, в течение довольно длительного периода. Тем не менее, для пород, где при отборе признак многоплодия не учитывается (например, порода Дюрок), эти вредоносные аллели могут быть оставлены без внимания (или скрыты) и, соответственно, могут проявляться с большей частотой по сравнению с популяциями, где при проведении селекции принимается во внимание признак многоплодия.
Обычно эти вредоносные аллели вызывают гибель плода, когда они присутствуют в гомозиготном состоянии (так называемая рецессивная, одна вредоносная копия от каждого родителя, например аа). Когда они присутствуют в гетерозиготном состоянии (аллели, унаследованные от матери и отца, различны, например Аа), зародыш выживает и является фенотипически нормальным. Этот гетерозиготный генотип, известный как носитель, очень трудно идентифицировать и, следовательно, он может продолжать распространять вредоносные аллели в популяции.
В настоящее время новейшие разработки в области геномных технологий в состоянии обеспечить ультрасовременный подход для обнаружения этих вредоносных аллелей, которые, как предполагается, могут быть относительно распространены в популяциях, где не велась селекция по данному признаку, но при этом никогда не проявляющемуся в рецессивном гомозиготном состоянии у животных. Этот подход требует наличия только данных генотипа фенотипически нормальных (то есть, живых) особей для определения вредоносных аллелей посредством статистического анализа. Впервые такой метод начал применяться в молочном скотоводстве для определения аллелей, ассоциируемых с дефектами фертильности у коров (VanRaden et al., 2011, J Dairy Sci. 94, 6153-6161). Не так давно подобные исследования начали проводиться и в свиноводстве, при этом были обнаружены некоторые аллели, ассоциируемые с меньшим числом поросят в пометах и большим числом мертворожденных поросят в материнских линиях и/ или линиях для товарного производства (Häggman and Uimari, 2017, J Anim Breed Genet. 134, 129-135; Howard et al., 2017, GSE. 49, 57; Derks et al., 2017, BMC Genomics. 18, 858).
В базе данных по геному свиней в компании Genesus находятся генотипические сведения по тысячам свиней (60K, 80K, 650K и широкий ряд последовательностей), которые позволяют нам искать эти потенциально вредоносные аллели, те, что могут негативно повлиять на многоплодие, проводить дальнейшую оценку их влияния на фертильность хряков при помощи нашего обширного числа фенотипов. Изначально мы сосредоточили наше внимание на хряках породы Дюрок, для исследования использовался анализ однонуклеотидных полиморфизмов – геномная панель 650K SNP. Было обнаружено, что несколько регионов генома имели потенциально вредоносные аллели. Например, по самому значительному однонуклеотидному полиморфизму (SNP) мы предположили, что должно быть 45 гомозигота по рецессивному гену (aa), но ни один из них не наблюдался. Регион, содержащий этот однонуклеотидный полиморфизм (SNP) был гораздо значительнее связан с большим числом мумифицированных эмбрионов (P < 0.001).
По сравнению с предыдущими сообщениями по поводу исследования генома свиней (см. ссылки выше), идентифицированные геномные области, по-видимому, несколько специфичны в зависимости от породы или популяции, хотя мы видели несколько регионов, полученные данные о которых могут пересекаться с результатами предыдущих исследований.
Эти исследования представляют собой ценную информацию о том, насколько велик потенциал повышения многоплодия в популяции Дюрок Genesus. Это приведет не только к увеличению количества получаемых свиней, но и к росту генетических улучшений за счет повышения интенсивности отбора. Подходы к сокращению частоты проявления этих вредных аллелей включают в себя геномный отбор и составление плана вязок на основании информации о геноме с использованием изготовленного по заказу Genesus панели для проведения анализа однонуклеотидных полиморфизмов – чипа SNP.
Практическое внедрение результатов этого исследования в производство будет в значительной степени способствовать достижению цели Genesus – повышение эффективности и рентабельности производства клиентов Genesus.
