БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ
 
КАК ПОДАТЬ РУКОПИСЬ
 
КАРТА САЙТА
НА ГЛАВНУЮ

 

 

 

 

doi: 10.15389/agrobiology.2019.6.1065rus

УДК 636.38:636.082:577.21

Исследования выполнены при поддержке РНФ (проект № 19-16-00070).

 

ЖИРНЫЙ ХВОСТ У ОВЕЦ: МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ ФЕНОТИПА И ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫЕ ГЕНЫ-КАНДИДАТЫ (обзор)

Т.Е. ДЕНИСКОВА1, E. KUNZ2, I. MEDUGORAC2, А.В. ДОЦЕВ1,
G. BREM1, 3, Н.А. ЗИНОВЬЕВА1

Жирнохвостые овцы, на долю которых приходится 25 % мировой популяции овец, широко распространены в странах Африки, Азии (A. Davidson, 1999), на Ближнем Востоке (S.P. Alves c соавт., 2013), а также в России (И.М. Дунин с соавт., 2013). Курдючный овечий жир был важным ингредиентом национальной кухни у многих этнических групп (С. Perry, 1995; A. Hajihosseinlo с соавт., 2015). В настоящее время растет спрос на постную пищу и снижение потребления жира, в связи с чем преимущества повышенного жироотложения в области хвостов у овец теряют значимость для производства продуктов питания (A. Nejati-Javaremi c соавт., 2007; M. Moradi c соавт., 2012). Развитие технологий геномного редактирования (N.A. Zinovieva с соавт., 2018) делает актуальным поиск генов, обусловливающих фенотип жирного хвоста, для их последующего нокаута при сохранении других ценных свойств жирнохвостых пород. В настоящем обзоре обобщены результаты исследований по идентификации генов-кандидатов, ассоциированных с признаком жирного хвоста. Для идентификации генов-кандидатов используются различные методы: поиск локусов под давлением селекции (signatures of selection) на основе расчета различий в частотах аллелей (значения Fst) или гаплотипов между популяциями (метод hapFLK) (M.H. Moradi c соавт., 2012; M.I. Fariello c соавт., 2013; C.M. Rochus c соавт., 2018); полногеномные ассоциативные исследования (genome-wide association study, GWAS), для проведения которых необходимо создать базу фенотипической вариабельности изучаемого признака (S.S. Xu c соавт., 2017); анализ вариации числа копий (copy number variation, CNV), способных изменять экспрессию генов из-за делеции или дублирования генов в регионах вариации (C. Zhu c соавт., 2016; Q. Ma c соавт., 2017; V. Bhanuprakash c соавт., 2018); изучение экспрессии генов с помощью технологии RNA-seq (RNA sequencing), основанной на транскриптомном анализе с использованием технологии секвенирования нового поколения (next generation sequencing, NGS) (W.A. Hoeijmakers, 2013). Суммируя результаты исследований, можно выделить наиболее значимые гены-кандидаты, ассоциированные с депонированием жира в хвостовой области у овец: BMP2 и VRTN (Z. Yuan c соавт., 2017; S. Mastrangelo c соавт., 2018; Z. Pan c соавт., 2019); PDGFD(C.Wei c соавт., 2015; S. Mastrangelo c соавт., 2018); гены семейства Homeobox (D. Kang c соавт., 2017; A.A. Yurchenko c соавт., 2019; A. Ahbara c соавт., 2019); SP9 (Z. Yuan c соавт., 2017; D. Kang c соавт., 2017); WDR92 и ETAA1 (Z. Yuan c соавт., 2017; L. Mac соавт., 2018); CREB1 (S.S. Xu c соавт., 2017; L. Ma c соавт., 2018); FABP4 (M.R. Bakhtiarizadeh c соавт. 2013; B. Li c соавт., 2018); PPARA, RXRA, KLF11, ADD1, FASN, PPP1CA и PDGFA(C. Zhu c соавт., 2016; Q. Ma c соавт., 2017). Для поиска генов-кандидатов, вовлеченных в формирование жирного хвоста у российских пород, и последующего проведения полногеномных ассоциативных исследований заложена ресурсная популяция овец, полученная от скрещивания длинножирнохвостой карачаевской и короткотощехвостой романовской пород (ФНЦ животноводства — ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста).  

Ключевые слова: домашние овцы, жирный хвост, курдюк, генетический маркер, SNP, ДНК-чипы, RNA-seq, GWAS, CNV.

 

 

A STUDY OF GENETIC MECHANISMS UNDERLYING THE FAT TAIL PHENOTYPE IN SHEEP: METHODOLOGICAL APPROACHES AND IDENTIFIED CANDIDATE GENES(review)

T.E. Deniskova1, E. Kunz2, I. Medugorac2, A.V. Dotsev1, G. Brem1, 3, N.A. Zinovieva1

Fat-tailed sheep breeds comprise 25 % of the global sheep population and are widely distributed in Africa, Asia (A. Davidson, 1999), the Middle East (S.P. Alves et al., 2013), as well as in Russia (I.M. Dunin et al., 2013). The fat-tailed sheep breeds were valued since their fat was an important ingredient of national cuisine in many ethnic groups (C. Perry, 1995; A. Hajihosseinlo et al., 2015). To-date the customers prefer lean food and cut down the fat intake, and therefore the benefits of large fat tails of sheep have reduced their importance for food production (A. Nejati-Javaremi et al., 2007; M. Moradi et al., 2012). The development of genomic editing technologies (N.A. Zinovieva et al., 2019) makes it relevant to search for genes that determine the “fat tail” phenotype for the subsequent knockout without side effects on other valuable traits of the fat-tailed sheep breeds. This review summarizes the results of studies on identification of candidate genes associated with fat tail trait. Various methods are used to identify candidate genes, including search for selective sweeps (signatures of selection) based on the calculation of differences in allele frequencies (Fst values) or haplotypes frequencies between populations (hapFLK method) (M.H. Moradi et al., 2012; M.I. Fariello et al., 2013; C.M. Rochus et al., 2018); genome-wide association studies (GWAS) that require an availability of a phenotypic variability base for the studied traits of economic importance (S.S. Xu et al., 2017); analysis of copy number variation (CNV) that can alter gene expression due to deletion or duplication of genes in the regions of variation (C. Zhu et al., 2016; Q. Ma et al., 2017; V. Bhanuprakash et al., 2018); study of gene expression using RNA-seq technology based on transcriptome analysis using new generation sequencing technology (NGS) (W.A. Hoeijmakers, 2013). Summarizing the research results, the most significant candidate genes associated with the fat deposition of the tail of sheep are BMP2 and VRTN (Z. Yuan et al., 2017; S. Mastrangelo et al., 2018; Z. Pan et al., 2019); PDGFD (C. Wei et al., 2015; S. Mastrangelo et al., 2018); genes of the Homeobox family (D. Kang et al., 2017; A.A. Yurchenko et al., 2019; A. Ahbara et al., 2019); SP9 (Z. Yuan et al., 2017; D. Kang et al., 2017); WDR92 and ETAA1 (Z. Yuan et al., 2017; L. Ma et al., 2018); CREB1 (S.S. Xu et al., 2017; L. Ma et al., 2018); FABP4 (M.R. Bakhtiarizadeh et al., 2013; B. Li et al., 2018); PPARA, RXRA, KLF11, ADD1, FASN, PPP1CA and PDGFA (C. Zhu et al., 2016; Q. Ma et al., 2017). To search for candidate genes involved in the formation of a fat tail phenotype in the Russian sheep breeds a QTL mapping resource sheep population was established by crossing the long-fat-tailed Karachaev and the short-thin-tailed Romanov breeds, to perform a genome-wide association study.

Keywords: domestic sheep, fat tail, fat rump, genetic marker, SNP, DNA chips, RNA-seq, GWAS, CNV.

 

1ФГБНУ ФНЦ животноводства —
ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста
,
142132 Россия, Московская обл., г.о. Подольск, пос. Дубровицы, 60,e-mail: horarka@yandex.ru ✉, asnd@mail.ru, n_zinovieva@mail.ru;
2Population Genomics Group, Department of Veterinary
Sciences, Ludwig Maximilian University (LMU) Munich
,
Germany, 80539 Munich, Veterinaerstr. 13,
e-mail: elisabeth.kunz@gen.vetmed.uni-muenchen.de, ivica.medjugorac@gen.vetmed.uni-muenchen.de; gottfried.brem@agrobiogen.de
3Institut für Tierzucht und Genetik,
University of Veterinary Medicine (VMU)
,
Veterinärplatz, A-1210, Vienna, Austria,
e-mail: gottfried.brem@agrobiogen.de

Поступила в редакцию
6 августа 2019 года

 

назад в начало

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Полный текст PDF

Полный текст HTML