doi: 10.15389/agrobiology.2023.6.1079rus
УДК 636.5:577.2
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 21-16-00086
ИДЕНТИФИКАЦИЯ SNPs И ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С ОТЛОЖЕНИЕМ АБДОМИНАЛЬНОГО ЖИРА У ПЕРЕПЕЛОВ Coturnix japonica
Н.А. ВОЛКОВА1 ✉, Н.Ю. ГЕРМАН1, П.В. ЛАРИОНОВА1,
А.Н. ВЕТОХ1, М.Н. РОМАНОВ1, 2, Н.А. ЗИНОВЬЕВА1
Интенсивность отложения жира, в том числе абдоминального, — один из важных показателей, характеризующих как мясную продуктивность и качество продукции, так и общее здоровье сельскохозяйственной птицы. Этот признак положительно коррелирует с быстрым ростом птицы и в значительной степени зависит не только от условий кормления и содержания, но и от генетических факторов. В основном данные о генетических механизмах, обусловливающих жировой обмен и интенсивность отложения жира, получены на курах, идентифицированы SNPs и гены-кандидаты, детерминирующие отложение как внутримышечного, так и брюшного (абдоминального) жира. Число подобных исследований на перепелах относительно невелико. К настоящему времени в специальной литературе недостаточно информации о локусах количественных признаков (QTL), достоверно связанных с показателями жирового обмена у перепелов. В представленной работе впервые сообщается о выявленных SNPs, с высокой достоверностью (p < 0,00001) ассоциированных с интенсивностью отложения абдоминального жира у 8-недельных перепелов из F2 модельной ресурсной популяции. В области выявленных SNPs установлены гены-кандидаты, достоверно связанные с этим признаком. Целью работы были поиск SNPs и идентификация генов-кандидатов, связанных с отложением абдоминального жира у перепелов. Исследования проводили на самцах F2 модельной ресурсной популяции (n = 146), полученной при скрещивании двух контрастных по скорости роста и мясным качествам пород — японских (медленный рост) и техасских (быстрый рост) перепелов. Особей F2 генотипировали методом GBS (genotyping-by-sequencing, генотипирование посредством секвенирования). Для выявления ассоциаций между данными полногеномного генотипирования и количеством абдоминального жира использовали программное обеспечение PLINK 1.9 с принятыми ограничениями (geno 0,1; mind 0,1; maf 0,05). В качестве порогового критерия достоверности установили p < 0,00001. Полученная F2 ресурсная популяция перепелов характеризовалась высокой вариабельностью по содержанию абдоминального жира в туше. В возрасте 56 сут этот показатель варьировал от 0,01 до 10,46 г и составил в среднем 2,41±0,16 г. На основании проведенного GWAS-анализа (genome-wide association study) идентифицировали 29 SNPs и 11 генов-кандидатов, находящихся в областях расположения этих SNPs, которые ассоциированы с отложением абдоминального жира у перепелов. Обнаруженные SNPs локализуются на хромосомах 1, 2, 7, 8, 17, 19, 21, 24 и 28. Установленные гены-кандидаты (CNTN5, GNAL, PDE1A, RBMS1, PTPRF, SH3GLB2, SLC27A4, TRIM62, IGSF9B, USHBP1, NR2F6) идентифицированы на хромосомах CJA1 (1), CJA2 (1), CJA7 (2), CJA8 (1), CJA17 (2), CJA21 (1), CJA24 (1) и CJA28 (2). Детектированные SNP и гены-кандидаты могут послужить генетическими маркерами в программах селекции на улучшение мясных качеств перепелов и снижение содержания жира в тушках.
Ключевые слова: Coturnix japonica, перепел, QTL, SNP, genotyping-by-sequencing, GBS, genome-wide association study, GWAS, гены-кандидаты, абдоминальный жир.
N.A. Volkova1 ✉ , N.Yu. German1, P.V. Larionova1,
A.N. Vetokh1, M.N. Romanov1, 2, N.A. Zinovieva1
The rate of fat deposition, including abdominal fat, is one of the important indicators characterizing both meat performance and product quality, as well as the poultry welfare in general. This trait positively correlates with the bird’s rapid growth and largely depends not only on feeding and housing conditions, but also on genetic factors. Mostly, data on the genetic mechanisms that determine fat metabolism and fat deposition rate have been obtained in chickens; SNPs and candidate genes that determine the deposition of both intramuscular and abdominal fat have been identified. The number of similar studies on quail is relatively small. To date, there is not enough information in the specialized literature about quantitative trait loci (QTLs) that are reliably associated with fat metabolism indices in quails. The present work reports for the first time the identified SNPs that are highly significantly (p < 0.00001) associated with the intensity of abdominal fat deposition in 8-week-old quails from the F2 model resource population. In the region of identified SNPs, candidate genes reliably associated with this trait were established. The objective of the study was to search for SNPs and identify candidate genes associated with abdominal fat deposition in quails. The studies were carried out on F2 males of the model resource population (n = 146) obtained by crossing two quail breeds contrasting in growth rate and meat quality, Japanese (slow growth) and Texas (fast growth). F2 individuals were genotyped using the GBS (genotyping-by-sequencing) method. To identify associations between genome-wide genotyping data and the amount of abdominal fat, PLINK 1.9 software was used with accepted filter settings (geno 0.1, mind 0.1, maf 0.05). The threshold significance criterion was set to p < 0.00001. The resultant F2 resource population of quail was characterized by high variability in the content of abdominal fat in the carcass. At the age of 56 days, this indicator varied from 0.01 to 10.46 g and averaged 2.41±0.16 g. Based on the GWAS (genome-wide association study) analysis, we identified 29 SNPs and 11 candidate genes located in the regions of these SNPs that were associated with abdominal fat deposition in quail. The determined SNPs are localized on chromosomes 1, 2, 7, 8, 17, 19, 21, 24 and 28. The candidate genes identified (CNTN5, GNAL, PDE1A, RBMS1, PTPRF, SH3GLB2, SLC27A4, TRIM62, IGSF9B, USHBP1, and NR2F6) were established on chromosomes CJA1 (1 gene), CJA2 (1 gene), CJA7 (2 genes), CJA8 (1 gene), CJA17 (2 genes), CJA21 (1 gene), CJA24 (1 gene) and CJA28 (2 genes). The detected SNPs and candidate genes can serve as genetic markers in breeding programs to improve the meat quality of quails and reduce the fat content in carcasses.
Keywords: Coturnix japonica, quail, QTL, SNP, genotyping-by-sequencing, GBS, genome-wide association study, GWAS, candidate genes, abdominal fat.
1ФГБНУ Федеральный исследовательский центр |
Поступила в редакцию |
