A Genome-Wide Search of New Meat Productivity Candidate Genes in North Caucasian Meat and Wool Sheep Breed

A. Yu. Krivoruchko; Криворучко А. Ю.; R. V. Zuev; Зуев Р. В.; A. I. Surov; Суров А. И.; A. V. Skokova; Скокова А. В.; A. A. Kanibolotskaya; Каниболоцкая А. А.; A. A. Likhovid; Лиховид А. А.; O. A. Yatsyk; Яцык О. А.

doi:10.31857/S0016675823050090

Полногеномный поиск новых генов-кандидатов мясной продуктивности у овец северокавказской мясо-шерстной породы

Авторы: Криворучко А.Ю.¹^,2, Зуев Р.В.², Суров А.И.¹, Скокова А.В.¹, Каниболоцкая А.А.¹, Лиховид А.А.², Яцык О.А.¹
Учреждения:
1. Северо-Кавказский Федеральный научный аграрный центр
2. Северо-Кавказский Федеральный университет
Выпуск: Том 59, № 5 (2023)
Страницы: 562-572
Раздел: ГЕНЕТИКА ЖИВОТНЫХ
URL: https://cardiosomatics.ru/0016-6758/article/view/666855
DOI: https://doi.org/10.31857/S0016675823050090
EDN: https://elibrary.ru/FNVKYA
ID: 666855

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Поиск новых генов, влияющих на рост и развитие мышечной ткани, ассоциированных с признаками мясной продуктивности овец, является актуальной задачей, выполнение которой неразрывно связано с перспективами развития маркер-ориентированной и геномной селекции. В статье приведены данные по использованию нового подхода к обнаружению генов-кандидатов мясной продуктивности овец. Генотипирование животных выполняли с использованием ДНК-биочипов Ovine Infinium HD BeadChip 600K, поиск ассоциаций проводили с использованием программного обеспечения PLINK V.1.07. В ходе проделанной работы выявлены SNP, достоверно ассоциированные с фенотипическими признаками, характеризующими мясную продуктивность у овец северокавказской мясо-шерстной породы: высотой в холке, живой массой при рождении, толщиной жировой ткани, шириной “мышечного глаза”. Для поиска генов-кандидатов было отобрано 19 однонуклеотидных замен с наибольшей достоверностью ассоциаций. Определение местоположения анализируемых SNP позволило установить 16 новых генов-кандидатов, ассоциированных с прижизненными показателями мясной продуктивности овец северокавказской мясо-шерстной породы: CILK1, ENO4, CTPS2, GABRB2, SLC44A1, C12ORF45, SLC41A2, CASD1, SINE2, SLC35F1, RP, SH3KBP1, LRRIQ1, SWAP70, THBS1 и FSIP. Генотипирование животных по этим генам следует использовать в маркер-ассоциированной селекции для улучшения показателей мясной продуктивности овец и изучения их влияния на фенотип.

Ключевые слова

овца, SNP, полногеномный поиск ассоциаций, ПГАА, ген-кандидат, северокавказская мясо-шерстная порода.

Список литературы

Sahu A.R., Nayak N., Panigrahi M., Kumar S. Advances in genomic strategies to improve growth and meat production traits in sheep: An overview // Ind. J. Small Ruminants. 2017. V. 23. № 2. P. 139. https://doi.org/10.5958/0973-9718.2017.00052.6
Trukhachev V.I., Selionova M.I., Krivoruchko A.Y., Aibasov A.M.M. Genetic markers of meat productivity of sheep (Ovis aries L.). I. Myostatin, calpain, calpastatin // Sel’skokhozyaĭstvennaya Biologiya. 2018. V. 53. № 6. P. 1107–1119. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.6.1107eng
Aiello D., Patel K., Lasagna E. The myostatin gene: An overview of mechanisms of action and its relevance to livestock animals // Animal Genet. 2018. V. 49. № 6. P. 505–519. https://doi.org/10.1111/age.12696
Osman N.M., Shafey H.I., Abdelhafez M.A. et al. Genetic variations in the Myostatin gene affecting growth traits in sheep // Veterinary World. 2021. V. 14. № 2. P. 475. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.475-482
Sousa-Junior L.P.B., Meira A.N., Azevedo H.C. et al. Variants in myostatin and MyoD family genes are associated with meat quality traits in Santa Inês sheep // Animal Biotechnol. 2022. V. 33. № 2. P. 201–213. https://doi.org/10.1080/10495398.2020.1781651
Nissinen T.A., Hentilä J., Fachada V. et al. Muscle follistatin gene delivery increases muscle protein synthesis independent of periodical physical inactivity and fasting // The FASEB J. 2021. V. 35. № 3. P. e21387. https://doi.org/10.1096/fj.202002008R
Sharma R., Kopchick J.J., Puri V., Sharma V.M. Effect of growth hormone on insulin signaling // Mol. Cell. Endocrinol. 2020. V. 518. P. 111038. https://doi.org/10.1016/j.mce.2020.111038
Abdelmoneim T.S., Brooks P.H., Afifi M., Swelum A.A.A. Sequencing of growth hormone gene for detection of polymorphisms and their relationship with body weight in Harri sheep // Ind. J. Animal Res. 2017. V. 51. № 2. P. 205–211. https://doi.org/10.18805/ijar.11457
Gorlov I.F., Kolosov Y.A., Shirokova N.V. et al. Association of the growth hormone gene polymorphism with growth traits in Salsk sheep breed // Small Ruminant Res. 2017. V. 150. P. 11–14. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2017.02.019
Takeda H., Caiment F., Smit M. et al. The callipyge mutation enhances bidirectional long-range DLK1-GTL2 intergenic transcription in cis // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. № 21. P. 8119–8124. https://doi.org/10.1073/pnas.0602844103
Cheng J., Zhang X., Li F. et al. Detecting single nucleotide polymorphisms in MEF2B and UCP3 and elucidating their association with sheep growth traits // DNA Cell Biol. 2021. V. 40. № 12. P. 1554–1562. https://doi.org/10.1089/dna.2021.0782
Gavran M., Antunović Z., Gantner V. Candidate genes associated with economically important traits of sheep-a review // Agriculturae Conspectus Scientificus. 2021. V. 86. № 3. P. 195–201.
Trukhachev V.I., Skripkin V.S., Yatsyk O. et al. The polymorphism of REM-1 gene in sheep genome and its influence on some parameters of meat productivity // Research J. Pharmaceutical, Biol. Chem. Sciences. 2016. V. 7. № 3. P. 2351–2357.
Nesvadbova M., Borilova G. Molecular regulation of skeletal muscle tissue formation and development // Veterinarni Med. (Praha). 2018. V. 63. № 11. P. 500–512. https://doi.org/10.17221/7/2018-VETMED
Омаров А.А., Гайдашов С.И. Продуктивные показатели овец северокавказской мясо-шерстной породы и их взаимосвязь с основными селекционируемыми признаками // Вестн. Алтайского гос. аграрного ун-та. 2021. № 2(196). С. 66–72.
Селькин И.И. Породе 50 лет // Сб. науч. трудов Ставропольского научно-исслед. института животноводства и кормопроизводства. 2010. № 13. С. 258–283.
Purcell S., Neale B., Todd-Brown K. et al. PLINK: A tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses // The Am. J. Human Genet. 2007. V. 81. № 3. P. 559–575. https://doi.org/10.1086/519795
Kijas J.W., McCulloch R., Edwards J. et al. Evidence for multiple alleles effecting muscling and fatness at the Ovine GDF8 locus // J. Animal Breed. Genet. 2013. V. 130. № 6. P. 468–475. https://doi.org/10.1186/1471-2156-8-80
Fu Z., Gailey C.D., Wang E.J., Brautigan D.L. Ciliogenesis associated kinase 1: Targets and functions in various organ systems // FEBS Letters. 2019. V. 593. № 21. P. 2990–3002. https://doi.org/10.1002/1873-3468.13600
Nakamura N., Dai Q., Williams J. et al. Disruption of a spermatogenic cell-specific mouse enolase 4 (eno4) gene causes sperm structural defects and male infertility // Biol. Reproduction. 2013. V. 88. № 4. P. 90. https://doi.org/10.1095/biolreprod.112.107128
Hickl D., Scheuring D., Möhlmann T. CTP Synthase 2 From Arabidopsis thaliana is required for complete embryo development // Frontiers Plant Sci. 2021. V. 12. P. 652434. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.652434
El Achkar C.M., Harrer M., Smith L. et al. Characterization of the GABRB2-Associated Neurodevelopmental Disorders // Annals Neurology. 2021. V. 89. № 3. P. 573–586. https://doi.org/10.1002/ana.25985
Michel V., Bakovic M. The solute carrier 44A1 is a mitochondrial protein and mediates choline transport // The FASEB J. 2009. V. 23. № 8. P. 2749–2758. https://doi.org/10.1096/fj.08-121491
Ladoukakis E., Pereira V., Magny E.G. et al. Hundreds of putatively functional small open reading frames in Drosophila // Genome Biol. 2011. V. 12. № 11. P. 1–17. https://doi.org/10.1186/gb-2011-12-11-r118
Fleig A., Schweigel-Röntgen M., Kolisek M. Solute carrier family SLC41: what do we really know about it? // Wiley Interdisciplinary Reviews: Membrane Transport and Signaling. 2013. V. 2. № 6. P. 227–239. https://doi.org/10.1002/wmts.95
Baumann A.-M.T., Bakkers M.J.G., Buettner F.F.R. et al. 9-O-Acetylation of sialic acids is catalysed by CASD1 via a covalent acetyl-enzyme intermediate // Nat. Communications. 2015. V. 6. P. 7673. https://doi.org/10.1038/ncomms8673
Bamaga A., Vajsar J. Spectrin repeat-containing nuclear envelope protein 2: SYNE2 presenting as a congenital myopathy: A case report // Neuromuscul Disord. 2016. V. 26. P. 139. https://doi.org/10.1016/j.nmd.2016.06.195
Mochizuki T., Mizuno T., Kurosawa T. et al. Functional investigation of solute carrier family 35, member F2, in three cellular models of the primate blood-brain barrier // Drug Metabolism Disposition. 2021. V. 49(1). P. 3–11. https://doi.org/10.1124/dmd.120.000115
Zhou X., Liao W.-J., Liao J.-M. et al. Ribosomal proteins: Functions beyond the ribosome // J. Mol. Cell Biol. 2015. V. 7. № 2. P. 92–104. https://doi.org/10.1093/jmcb/mjv014
Hua X.-Y., Bie X.-X., Cheng X., Zhang S.-G. High expression of CIN85 promotes proliferation and invasion of human esophageal squamous cell carcinoma // Mol. Med. Reports. 2021. V. 23. № 1. P. 12. https://doi.org/10.3892/mmr.2020.11650
Ng A., Xavier R.J. Leucine-rich repeat (LRR) proteins: Integrators of pattern recognition and signaling in immunity // Autophagy. 2011. V. 7. № 9. P. 1082–1084. https://doi.org/10.4161/auto.7.9.16464
Kriplani N., Duncan R.R., Leslie N.R. SWAP70 undergoes dynamic conformational regulation at the leading edge of migrating cells // FEBS Letters. 2019. V. 593. № 4. P. 395–405. https://doi.org/10.1002/1873-3468.13326
Gutierrez L.S., Gutierrez J. Thrombospondin 1 in metabolic diseases // Frontiers Endocrinol. 2021. V. 12. P. 638536. https://doi.org/10.3389/fendo.2021.638536
Chen M., Wu Y., Li W. et al. Loss-of-function variants in FSIP1 identified by targeted sequencing are associated with one particular subtype of mucosal melanoma // Gene. 2020. V. 759. P. 144964. https://doi.org/10.1016/j.gene.2020.144964
Sun M., Zhao W., Zeng Y. et al. Fibrous sheath interacting protein 1 overexpression is associated with unfavorable prognosis in bladder cancer: A potential therapeutic target // OncoTargets Therapy. 2017. V. 10. P. 3949. https://doi.org/10.2147/OTT.S143491