Генетичний та асоціативний аналіз однонуклеотидних поліморфізмів в генах лептину і катепсину F свиней



Єлизавета Костянтинівна Олійниченко, Ірина Броніславівна Баньковська, Віктор Миколаєвич Балацький, Костянтин Федорович Почерняєв, Тетяна Володимирівна Буслик, Марія Олександрівна Ільченко

Анотація


Подано результати генетичного та асоціативного аналізу однонуклеотидних поліморфізмів (SNP) генів LEP g.3469 T > C, LEP g.2845 A > T, LEP g.3996 T > C, СTSF g.22 C ≤ G, проведеного на свинях великої білої породи української селекції. У досліджуваній групі тварин гени LEP і CTSF характеризувалися поліморфізмом за трьома з чотирьох проаналізованих SNP; SNP LEP g.3996 T > C в досліджуваній групі виявився не поліморфним, спостерігався лише алель T. Досліджено асоціації однонуклеотидних поліморфізмів з параметрами якості м’яса і сала свиней. Встановлено, що SNP LEP g.3469 T > C впливає на вміст протеїну, втрати вологи в м’яса за термічної обробки, а також на  вміст вологи у хребтовому салі; SNP LEP g.2845 A > T асоційований з вологоутримуючою здатністю м’яса, вмістом внутрішньом’язового жиру та рівнем вологи у салі; SNP СTSF g.22 C ≤ G має зв’язок з показниками вмісту жиру та кальцію в м’ясі. Спостерігаються тенденції щодо впливу: SNP LEP g.3469 T > C на ніжність м’яса (р = 0,06), вміст жиру (р = 0,07); SNP СTSF g.22 C ≤ G – на рівень загальної вологи м’яса (р = 0,07), на вміст протеїну в м’ясі (p = 0,07); SNP LEP g.2845 A > T – на показник енергетичної цінності  (р = 0,08) та вміст протеїну (р = 0,08) в м’ясі.

 

Selection in pig breeding involves a set of measures that ensure the development of animal productivity through the improvement of the animal treats, herds and breeds. Effective breeding is not possible without the involvement of new approaches that predict animal DNA genotyping by chosen polymorhisms. Leptin gene (LEP) and Cathepsine F (CTSF) are the potential candidates for marker-assosiated selection, which directly participates in fat storing processes and meat quality in pigs.

The aim of this study was to analyze the effect of the polymorphisms g.22 G ≤ C in the gene of Cathepsin F and (SNP) of g.3469 T>C, g.2845 A>T, g.3996 T>C in the gene of Leptin on the physical and chemical parameters of the meat quality of Ukrainian Large White pig breed.

The research was conducted in a breeding farm using Large White (LW) pig breed in the Poltava region. For physicochemical studies of muscle tissue samples were taken in the amount of 102 pieces of the longest muscle back between 9-12 thoracic vertebrae bones after 48-hour maturation half a mile at a temperature of + 4 ° C in the amount of 400 g of muscle tissue.

The results of genetic and associative analysis of single nucleotide polymorphisms (SNP) of LEP g.3469 T>C, LEP g.2845 A>T, LEP g.3996 T>C, CTSF g.22 C≤G studied on the population of Ukrainian Large White. In the studied animal group, the SNPs in LEP and CTSF genes were characterized to be polymorphic in three of the four SNPs, but for SNP LEP g.3996 T>C T allele was missing. The frequencies of alleles and genotypes, the heterozygosity of genetic markers, and the distribution of genotypes were estimated. It has been established that the levels of informative value of genetic markers SNPs LEP g.2845 A>T (PIC = 0,31), CTSF g.22 C≤G (PIC = 0,37) are optimal for carrying out associative analysis. The associations of single nucleotide polymorphisms with quality of meat and back fat of pigs, in a total of 16 parameters were studied. It has been established that SNP LEP g.3469 T>C influences on the protein content and loss of moisture in meat SNP LEP g.2845 A>T associated with moisture of fat, moisture retaining capacity of meat, content of intramuscular fat; SNP CTSF g.22 C≤G associated with the content of fat, natural, energy value, moisture retention capacity and total moisture in meat. There are tendencies of influence: SNP LEP g.3469 T>C for fat content (p = 0,07), tenderness of meat (p = 0,06), natural ash concentration (p = 0,08) SNP CTSF g.22 C on the index of the melting temperature of fat (p = 0,06), total meat moisture (p = 0,07) SNP LEP g.2845 A>T on the energy value of meat (p = 0,09).

Genetic markers SNPs LEP g.3469 T ˃C, LEP g.2845 A ˃T and STFG.22 C≤G have a perspective on their use in marker-associated pig breeding. Associated research in other breeds may reveal new association of data markers with quality indicators of carcass, meat and fat pigs.


Повний текст:

PDF

Посилання


Williams, J. L The use of marker-assisted selection in animal breeding and biotechnology. Rev Sci Tech. 2005. № 24. P. 379–391.

Cui, Y., Zhang, F., Xu, J., Li, Z., Xu, S. Mapping quantitative trait loci in selected breeding populations: A segregation distortion approach. Heredity (Edinb). 2015; № 115(6). Р. 538–546.

Ashima, R. S., JeFFrey, S .J. Leptin. Ann. Rev. Physiol. 2000. № 62. P. 413–417.

Brix, K., Dunkhorst, A., Mayer, K., Jordans, S. Cysteine cathepsins: Cellular roadmap to diFFerent Functions. Biochimie. 2008. Vol. 90 (2). Р. 194–207.

Paz-Filho, G., Mastronardi, C., Wong, Ma-Li, Licinio J. Leptin therapy, insulin sensitivity, and glucose homeostasis. Indian J Endocrinol Metab. 2012. № 6. P. 549–555.

Bełtowski, J. Leptin and the regulation of renal sodium handling and renal na+-transporting atpases: role in the pathogenesis of arterial hypertension. Curr Cardiol Rev. 2010. № 6(1). P. 31–40.

Elias, C. F., Purohit, D. Leptin signaling and circuits in puberty and fertility. Cell Mol Life Sci. 2013 Mar. №70(5). Р. 841–862.

de Oliveira Peixoto, J., Facioni, C., Lopes, S., Soares, M., Pires, V., Barbosa, C. Associations of Leptin gene polymorphisms with production traits in pigs. J Anim Breed Genet. 2006. № 123(6). P. 37–83.

Balatsky, V., Bankovska, I., Pena, R. N., Saienko, A., Buslyk, T, Korinnyi, S., Doran, O. Polymorphisms of the porcine cathepsins, growth hormone-releasing hormone and leptin receptor genes and their association with meat quality traits in Ukrainian Large White breed. Mol. Biol. Rep. 2016. №43 P. 517–526.

Chen, C. C., Chang, T., Su, H. Y. Characterization of porcine leptin receptor polymorphisms and their association with reproduction and production traits. Anim Biotechnol. 2004. № 15(1). Р. 89–102.

Bidwell, C. A., Ji, S., Frank, C. R., Cornelius, S. C., Willis, C. M., Spurlock, M. E. Cloning and expression of the porcine obese gene. Animal Biotechnology. 1997. № 8. P. 192–206.

Mammes, O., Betoulle, D., Aubert, R. Novel polymorphism in the 5' region of LEP gene. Diabetes. 1998. № 47. P. 487–489.

Kennes, Y. M., Murphy, B. D, Palin, M. F Characterization of swine leptin (LEP) polymorphisms and their association with production traits. Animal Genetics. 2001. № 32. P. 215–218.

Virgili, R., Parolari, G., Schivazappa, C., Soresi Bondini, C., Volta, R. Proteases in Fresh pork muscle and their inFluence on bitter taste Formation in dry-cured ham. J. Food Biochem. 1998. Vol. 22. Р. 53–63.

Zavašnik Bergant, T., Turk, B. Cysteine cathepsins in the immune response. Tissue antigens. 2006. Vol. 67(5). Р. 349–355.

Russo, V., Davoli, R., Costa Nanni, L., Fontanesi, L., Baiocco, C., Buttazzoni, L., Galli, S., Virgili, R. Association of the CTSB,CTSF and CSTB genes with growth, carcass and meat quality traits in heavy pigs. Italian Journal oF Animal Science. 1998. Vol. 2. Р. 67–69.

Russo, V., Fontanesi, L., Davoli, R., Galli, S. Linkage mapping of the porcine cathepsin F (CTSF) gene close to the QTL regions For meat and Fat deposition traits on pig chromosome 2. Anim. Genet. 2004. Vol. 35. Р. 155–157.

Piórkowska, K., Ropka-Molik, R., Eckert, R., Żukowski, K. The association between polymorphisms oF three cathepsins and economically important traits in pigs raised in Poland. Livestock Science. 2012. № 150 (1-3). Р. 316–323.

Попов, А. В., Ковындиков, М. С., Сенник, С. Я. Основы биологической химии и зоотехнического анализа. Москва: Колос, 1973. C. 302.

Поливода, А. М. Оценка качества свинины по физико-химическим показателям. Свинарство. 1976. № 24. С. 57–62.

Walsh, P. S., Metzger, A., Higuchi, R. Chelex-100 as a medium for extraction of DNA For PCR-based typing From Forensic material. BioTechniques. 1991. Vol. 10. P. 506.

Fast PCR. URL: http://www.primerdigital.com/Fastpcr.html (дата звернення: 25.04.2017).

Peakall, R. Smouse, P. E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Notes. 2006. № 6. P. 288–295.

PIC calculator. URL: http://www.liv.ac.uk/~kempsj/pic.html (дата звернення: 05.09.2018).


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.