doi: 10.15389/agrobiology.2024.4.658rus
УДК 636.5:575.2
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, тема № FGGN-2024-0015.
ПОИСК ГЕНОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С ВОЗРАСТОМ НАЧАЛА
ЯЙЦЕКЛАДКИ У КУР-НЕСУШЕК (Gallus gallus L.)
А.Ю. ДЖАГАЕВ ✉, Н.А. ВОЛКОВА, Н.А. ЗИНОВЬЕВА
Возраст начала яйцекладки — важный селекционный признак, учитываемый при разведении сельскохозяйственной птицы, особенно при получении высокопродуктивных яичных кроссов. Выравненность по этому показателю в популяции кур-несушек, используемой в условиях промышленного производства яиц, приобретает особую актуальность, так как позволяет синхронизировать продолжительность продуктивного использования птицы и повысить общую яичную продуктивность стада. Начало периода яйцекладки зависит от ряда факторов и связано прежде всего с наступлением половой зрелости самок. На сельскохозяйственной птице в ряде исследований (в том числе полногеномных) показана генетическая обусловленность этого признака и выявлены соответствующие генетические маркеры для срока полового созревания и снесения первого яйца у несушек. Тем не менее этот вопрос все еще требует изучения с учетом особенностей видов, пород, кроссов, популяций. Мы провели полногеномные ассоциативные исследования (genome-wide association studies, GWAS) возраста начала яйцекладки у кур (Gallus gallus) F2ресурсной популяции на основании данных полногеномного генотипирования. Цель работы — поиск однонуклеотидных полиморфизмов (single nucleotide polymorphisms, SNPs) и идентификация генов, ассоциированных у кур-несушек с началом периода продуктивного использования. Исследования проводили на курах F2 модельной ресурсной популяции (n = 95), полученной посредством скрещивания двух пород, контрастных по показателям яичной продуктивности, — русская белая и белый корниш (физиологический двор ФГБНУ ФИЦ животноводства — ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста, 2023-2024 годы). Птицу F2 ресурсной популяции генотипировали с использованием чипов средней плотности Illumina Chicken 60K SNP iSelect BeadChip («Illumina, Inc.», США). Для оценки возраста начала яйцекладки проводили индивидуальный учет показателей яичной продуктивности. В возрасте 12 нед птицу переводили на индивидуальное клеточное содержание. Возрастом начала яйцекладкисчитали возраст снесения полноценного яйца. На основании полученных генотипических и фенотипических экспериментальных данных выполнили GWAS анализ, используя программное обеспечение PLINK 1.9 (https://www.cog-genomics.org/plink/). Полученная F2 ресурсная популяция кур-несушек характеризовалась высокой вариабельностью возраста начала яйцекладки: внутрипопуляционные различия по этому показателю достигали 58,2 %. На основании проведенного GWAS анализа идентифицированы однонуклеотидные полиморфизмы и гены-кандидаты, ассоциированные с началом яйцекладки у кур исследованной F2 ресурсной популяции. Установлено 8 значимых SNPs (р < 1,05×10-4), связанных с изученным показателем и локализованных на хромосоме GGA3. В области обнаруженных SNPs мы выявили 60 генов, в том числе 4 гена, совпадающих с позициями этих SNPs, — AIDA, NKAIN2, LIN9 и MAP4K3. Результаты исследования могут быть использованы в геномной селекции кур на повышение яичной продуктивности и продуктивного потенциала.
Ключевые слова: Gallus gallus, куры, GWAS, SNPs, гены-кандидаты, яичная продуктивность, начало продуктивного использования.
SEARCH FOR GENES ASSOCIATED WITH THE AGE AT FIRST EGG IN LAYING HENS (Gallus gallus L.)
A.Yu. Dzhagaev ✉, N.A. Volkova, N.A. Zinovieva
The age of onset egg laying is an important selection trait that is considered when breeding poultry, especially when obtaining highly productive egg crosses. The homogeneity in this parameter of commercial laying hen populations becomes relevant due to synchronization of hens’ productive use and an increase in the overall egg production of the herd. The beginning of egg laying depends on several factors and primarily on the onset of females’ puberty. In poultry, a number of studies, including genome-wide analysis have shown the genetic determination of this trait and identified genetic markers for the time of puberty and the onset of egg production in laying hens. However, this issue still requires further elucidation with regard to peculiarities of species, breeds. crosses, and populations. The aim of the research was to search for single nucleotide polymorphisms (SNPs) and to identify genes associated with the onset of egg production in laying hens (Gallus gallus L.). The studies were conducted on F2 model resource population (n = 95) created by crossing two breeds, the Russian White and White Cornish contrasting in egg productivity (Ernst Federal Research Center for Animal Husbandry, 2023-2024). The poultry of F2 resource population were genotyped using medium density chips Illumina Chicken 60K SNP iSelect BeadChip (Illumina, Inc., USA). To estimate the age of laying onset, the 12-week-old birds were transferred to individual cages to record the laying of the first full-fledged egg. Based on the obtained genotypic and phenotypic data, a GWAS analysis was carried out using PLINK 1.9 software (https://www.cog-genomics.org/plink/). It was found that the laying hens of the resource population were highly variable in the age ar egg laying initiation, the intrapopulation differences reached 58.2 %. Based on the GWAS analysis, eight significant (р < 1,05×10-4) SNPs associated with the trait and located on chromosome GGA3 and 60 genes in the regions of the detected SNPs were identified, including four genes, the AIDA, NKAIN2, LIN9, and MAP4K3 which coincide with the positions of the revealed SNPs. Our findings can be used in genomic selection for increasing egg productive potential.
Keywords: Gallus gallus, chicken, GWAS, SNPs, candidate genes, egg productivity, age at first egg.
ФГБНУ Федеральный исследовательский центр животноводства — ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста, |
Поступила в редакцию |
