Характеристика аллелофонда южной мясной породы овец по гену прионового белка PRPN, связанного с генетической резистентностью к скрепи

Цель: исследование полиморфизма в гене PRPN у овец южной мясной породы и определение их генетической устойчивости к классической и атипичной формам скрепи.
Материалы и методы. Биоматериалом послужили ушные выщипы 442 овец генофондного стада южной мясной породы, отобранные из «Племенного завода «Ладожский». Генотипы овец, ассоциированных с устойчивостью к скрепи, определяли на основе секвенирования фрагмента гена PRNP овец. Секвенирование по Сэнгеру фрагмента гена PRNP овец проводили на приборе Нанофор 05, согласно методическим рекомендациям Денисковой Т. Е и соавт. Обработку данных секвенирования проводили с использованием программы Mutation Surveyor V5.1.2 (Release), а полиморфизм аллелей в кодонах 136 (A/T/V), 141 (L/F), 154 (R/H) и 171 (Q/R/H/K) определяли на основании анализа полученных сиквенсов. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Microsoft Excel и GenAlEx 6.501.
Результаты. Анализ полиморфизма гена PRPN показал наличие в изучаемой выборке овец семи аллелей (ARR, ARQ, AHQ, ARH, AHH, AHR, VRQ). Желательный гаплотип ARR был идентифицирован во всех группах овец, частота по всей изученной выборке составляла 21,43 %. Его минимальная доля составляла 18,18 % в группе овцематок, а максимальная – 23,08 % в группе ярок. Нежелательный аллель VRQ, ассоциированный с чувствительностью к классической форме скрепи, не был обнаружен в группе баранов в изучаемой выборке. В остальных группах этот аллель варьировал в диапазоне от 7,14% у баранчиков до 9,09 % у овцематок, соответственно, а частота встречаемости по всей выборке составила 6,12%. При проведении этого исследования был обнаружен новый редкий гаплотип AHH, не встречавшийся ранее ни в южной мясной, ни в других более изученных породах овец. Аллель AHH присутствовал во всех группах южной мясной породы овец, его частота варьировала от 7,69 % у ярок до 13,64 % у овцематок, соответственно. В результате анализа частот встречаемости генотипов в изучаемой выборке овец южной мясной породы идентифицировано шестнадцать генотипов (ARR/ARR, ARR/AHQ, ARR/ARH, ARR/ARQ, ARQ/ARQ, ARQ/AHQ, ARQ/ARH, ARQ/AHH, ARH/ARH, ARH/AHH, AHQ/AHQ, AHH/AHH, AHR/AHR, ARR/VRQ, ARQ/VRQ, VRQ/VRQ), отнесенных к пяти классам генетической устойчивости к скрепи. Частоты встречаемости желательных генотипов варьировали в широком диапазоне в разных возрастных группах овец. Аллель F в кодоне 141, ассоциированный с генетической восприимчивостью к штамму Nor98, не был выявлен ни у одной особи в исследуемой выборке. Для эффективной селекционной работы в качестве дополнительного критерия отбора необходимо проводить анализ полиморфизма гена PRPN на предмет восприимчивости к классической и атипичной формам скрепи, что позволит существенно повысить генетическую устойчивость к скрепи новых поколении овец южной мясной породы.

1. Кошкина О. А. Генетическое разнообразие пород овец, разводимых в России, на основе исследования полных митохондриальных геномов: дисс. … канд. биол. наук / О. А. Кошкина ; ФГБНУ «ФИЦ животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста». – Дубровицы, 2023. – 181 c.

2. [Сайт]. – URL: http://www.tuvaonline.ru/2012/08/13/pogolove-ovec-i-koz-v-2011-godu-v-rossii-uvelichilos-na-51.html/ (дата обращения: 13.08.2012).

3. Гладырь Е. А. Характеристика романовской породы овец по гену прионового протеина / Е. А. Гладырь, Н. А. Зиновьева, А. В. Гусева, А. В. Коновалов, Г. Брем, Л. К. Эрнст // Достижения науки и техники АПК. – Москва, 2012. – № 8. – С. 52—55.

4. Иванникова А. В. Характеристика аллелофонда овец южной мясной породы с использованием микросателлитных маркеров / А. В. Иванникова, А. Д. Соловьева, Т. Е. Денискова // Генетика и разведение животных. – 2023. – № 4. – С. 80—85. doi: 10.31043/2410-2733-2023-4-80-85.

5. Ерохин А. И. Овцеводство: [учебник для вузов] / А. И. Ерохин, С. А. Ерохин // Мин-во сел. хоз-ва РФ, Моск. с.-х. акад. им. К. А. Тимирязева. – М.: Изд-во МГУП, 2004. – 478 с.

6. ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста: офиц. сайт. – Москва, 1999-2024. – URL: https://www.vij.ru/novosti2/rabochij-vyezd-14-16-09 (дата обращения: 27.05.2024).

7. Basler K. Scrapie and cellular PrP isoforms are encoded by the same chromosomal gene / K. Basler, B. Oesch et al. // Cell. – 1986. – Vol. 46. – P. 417—428.

8. Prusiner, S. B. Molecular biology of prion diseases / S. B. Prusiner // Science. – Vol. 252, no. 5012. – 1991. – P. 1515—1522. doi: 10.1126/science.1675487.

9. Hunter N. Is scrapie solely a genetic disease? / N. Hunter, D. Cairns, J. D. Foster, G. Smith, W. Goldmann, K. Donnelly // Nature. – Vol. 386. – № 6621. – 1997. – P. 137. doi: 10.1038/386137a.

10. Методические указания по патогистологической диагностике прионных инфекций животных. – 1997. — № 13-17-2/939. – URL: https://docs.cntd.ru/document/556621354/titles (дата обращения: 27.05.2024).

11. Денискова Т. Е. Мониторинг овец некоторых грубошерстных пород России по генетической восприимчивости к скрепи / Т. Е. Денискова, О. В. Костюнина, Г. Брем, М. И. Селионова, Н. А. Зиновьева // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – № 10-1. – Волгоград, 2017. – С. 8—12.

12. Денискова Т. Е. ДНК-диагностика устойчивости овец к скрепи. Методическое руководство / Т. Е. Денискова, О. А. Кошкина, Е. А. Гладырь, С. В. Позябин, Н. А. Зиновьева. – Дубровицы: ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста, 2023. – 49 с.

13. Detwiler L. A. The epidemiology of scrapie / L. A. Detwiler, M. Baylis // Rev. sci. tech. Off. int. Epiz. – 2003. – Vol. 22(1). – P. 121—143.

14. Hoinville L. J. A review of the epidemiology of scrapie in sheep / L. J. Hoinville // Rev. sci. tech. Off. int. Epiz. – 1996. – Vol. 15(3). – P. 827—852.

15. Lee I. Y. Complete genomic sequence and analysis of the prion protein gene region from three mammalian species / I. Y. Lee, D. Westaway, F. A. Smit, K. Wang, J. Seto, L. Chen, C. Acharya, M. Ankener, D. Baskin, C. Cooper, H. Yao, S. B. Prusiner, L. E. Hood // Genome Res. – 1998. – Vol. 8. – P. 1022–1037. doi: 10.1101/gr.8.10.1022.

16. Гладырь Е. А. Характеристика аллелофонда романовской породы овец по гену прионового белка, ассоциированного с генетической устойчивостью к скрепи / Е. А. Гладырь, Т. Е. Денискова, В. А. Багиров, О. В. Костюнина, Н. Н. Макарова, Г. Брем, Н. А. Зиновьева // Сельскохозяйственная биология. – Москва, 2017. – Т. 52. — № 6. – С. 1157—1164.

17. Groschup M. H. Classic scrapie in sheep with the ARR/ARR prion genotype in Germany and France / M. H. Groschup, C. Lacroux et al. // Emerg. Infect. Dis. – 2007. – Vol. 13. — № 8. – P. 1201—1207. doi: 10.3201/eid1308.070077.

18. Renaville R. Rеsistance gеnеtique a la «Tremblante» (aussi appelеe scrapie) chez le mouton / R. Renaville // FIOW Gembloux. – Belgique, 2002.

19. Vaccari G. Identification of an allelic variant of the goat PrP gene associated with resistance to scrapie / G. Vaccari, M. A. Di Bari et al. // J. Gen. Virol. – 2006. – Vol. 87. – P. 1395—1402. doi: 10.1099/vir.0.81485-0.

20. Houston F. Prion diseases: BSE in sheep bred for resistance to infection / F. Houston, W. Goldmann, A. Chong, M. Jeffrey, L. Gonzalez, J. Foster // Nature. – 2003. – Vol. 423. – P. 498. doi: 10.1038/423498a.

21. Le Dur A. A newly identified type of scrapie agent can naturally infect sheep with resistant PrP genotypes. / A. Le Dur, V. Bеringue, O. Andrеoletti, F. Reine, T. L. Laï, T. Baron, B. Bratberg, J. L. Vilotte, P. Sarradin, S. L. Benestad, H. Laude // Proc. Natl. Acad. Sci. – USA, 2005. – Vol. 102. — № 44. – Р. 16031—16036. doi: 10.1073/pnas.0502296102.

22. Зиновьева Н. А. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве / Н. А. Зиновьева, А. Н. Попов, Л. К. Эрнст [и др.] // Дубровицы: ВИЖ, 1998. – 47 с.

23. Baylis M. The genetics of scrapie in sheep and goats / M. Baylis, W. Goldmann // Curr. Mol. Med. – 2004. – № 4. – P. 385—396.