АСОЦІАЦІЯ МІТОХОНДРІАЛЬНИХ ГАПЛОТИПІВ З ФЕНОТИПОВИМИ ОЗНАКАМИ ВІДГОДІВЕЛЬНОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ ГІБРИДНИХ СВИНЕЙ

Єлизавета Олександрівна Будаква

doi:10.32845/bsnau.lvst.2022.2.2

Єлизавета Олександрівна Будаква Інститут свинарства і АПВ НААН http://orcid.org/0000-0001-5941-1953

DOI: https://doi.org/10.32845/bsnau.lvst.2022.2.2

Ключові слова: свині, гаплотип, мітохондріальний геном, D-петля, асоціація гаплотипу мітохондріальної ДНК, клада, кластер, ПЛР-ПДРФ, зоотехнічний аналіз, AGE100, ADG

Анотація

Результати проведеного дослідження свідчать про те, що мінливість мтДНК свиней є одним із способів оцінки та прогнозування продуктивності гібридних свиней за фенотиповими ознаками. Метою дослідження було проведення зоотехнічного аналізу для визначення наявності асоціації гаплотипів мтДНК з ознаками відгодівльної продуктивності у гібридних свиней (велика біла × ландрас). Дослідження проведено на експериментальній вибірці свиней (n = 18), котрі є результатом прямого (велика біла × ландрас) та реципрокного схрещування (ландрас× велика біла). Екстракція ДНК проведена з епітеліальної тканини з використанням набору DNA-sorb-B nucleic acid extraction kit від ТОВ «ІнтерЛабСервіс-Україна». У попередньому дослідженні виявлено 4 гаплотипи мтДНК серед гібридних свиней ірландської селекції, три з яких згруповані зі свинями європейського походження «клада Е» – представники гаплотипу С (ландрас, гемпшир, велика біла, дика свиня); G (уельс, дика свиня); O (ландрас, дика свиня). Свині з гаплотипом N (велика біла, беркшир, азіатська дика свиня) згруповані зі свинями азіатського походження. Свині азіатського типу з мітохондріальним гаплотипом N належать до азіатського кластера «клада А». Визначено спільне походження гібридних свиней та з’ясовано, як ці мітохондріальні гаплотипи впливають на відгодівельну продуктивність. Передбачувані основні фенотипові показники являють собою наступні середні значення по відношеню до мітохондріальних гаплотипів у свиней (С, G, O, N): a) середньодобовий приріст за період відгодівлі, кг/г – гаплотип С (867 g), N (835 g) 77%; для гаплотипа G (761 г) 74% і 75% (789 г) для гаплотипа О. b) час перебування в групі відгодівлі (днів), становить 10% (107 днів) для всіх гаплотипів (C, G, O, N). c) вік досягнення живої маси 100 кг/дн., для гаплотипа С (144 дн.), N (141 дн.) 13%; 16% (165 дн.) для гаплотипа G і 15% (156 дн.) для гаплотипа О. Переведення в групу дорощування проводили в тому ж віці 63 дні, але з досить великою різницею у вазі 5 і 9,2 кг, адже середнє значення при постановці на відгодівлю повинно бути 30 кг. Це також свідчить про нерівномірність росту досліджуваної вибірки гібридних свиней. Це чітко відображається протягом життя досліджуваних свиней у наступних показниках: вік досягнення живої маси 100 кг/днів за обліковий період від народження до забою, для гаплотипу С – 144 і N – 141 днів порівняно зі свинями з гаплотипом О – 156 і G – 165 днів з різницею у 13 і 22 дні. Вік досягнення живої маси 100 кг/днів за обліковий період від дня відгодівлі до забою, для гаплотипу С – 150 та N – 145 днів порівняно зі свинями з гаплотипом О – 159 та G – 166 днів з різницею в 11 і 18 днів. Свині з гаплотипами C і N характеризуються рівномірним середньодобовим приростом за період відгодівлі в середньому 851 г з різницею -76 г з гаплотипами O і G. Варто зазначити, що свині з гаплотипами С (0,696 г), G (0,605 г), О (0,642 г), N (0,715 г) – характеризуються рівномірно низьким середньодобовим приростом за весь період вирощування (від народження до зняття з відгодівлі). Логічним припущенням є те, що існують переваги життєвого пріоритету для народжених свиней, які мають достатню вагу при народженні, щоб бути прибутковими. Ці факти підтверджують перспективність продовження досліджень асоціації гаплотипів мтДНК як детермінант продуктивності.

Посилання

1. Anderson S., Bankier A. T., Barrell B. G., Bruijn M. H. L., Coulson A. R., Drouin J., Eperon I. C., Nierlich D. P., Roe B. A., Sanger F., Schreier P. H., Smith A. J. H., Staden R., Young I. G. (1981). Sequence and organization of the human mitochondrial genome [Nature volume]. 290, 457–465. DOI: https://doi.org/10.1038/290457a0
2. Björn M. Ursing, Ulfur Arnason. (1998). The Complete Mitochondrial DNA Sequence of the Pig (Sus scrofa) [Journal of Molecular Evolution]. 47, 302–306. DOI: https://doi.org/10.1007/PL00006388
3. Budakva Ye.O., Pochernyaev K. F., Korinnyi S. M., Povod M. G. (2022). The use of mitochondrial genome polymorphism to establish pro-maternal breeds in the final hybrids of pigs [Grail of Science]. (12–13), 198–204. DOI: https://doi.org/10.36074/grail-of-science.29.04.2022.030
4. Budakva Ye. O. (2022). Determination of the genetic structure of pro-maternal pig breeds of Irish selection using mitochondrial DNA markers [The Animal Biology]. 24(2), 3–8. DOI: https://doi.org/10.15407/animbiol24.02.003
5. Budakva Ye. O. (2022). Identification of a biological representative (Sus scrofa domestica) using mitochondrial DNA markers [The Animal Biology]. 24(2), 28. DOI: http://aminbiol.com.ua/images/Journal/2022/2/AB_2022_24_2.pdf
6. Eduardo Ruiz-Pesini, Dan Mishmar, Martin Brandon, Vincent Procaccio, Douglas C Wallace. (2004). Effects of purifying and adaptive selection on regional variation in human mtDNA [Science]. 303(5655), 223–226. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1088434
7. Guanghui Yu, Hai Xiang, Jianhui Tian, Jingdong Yin, Carl A. Pinkert, Qiuyan Li, Xingbo Zhao. (2015). Mitochondrial Haplotypes Influence Metabolic Traits in Porcine Transmitochondrial Cybrids [Scientific Reports]. 5, 13118. DOI: https://doi.org/10.1038/srep13118
8. Ghiselli F, Milani L. (2019). Linking the mitochondrial genotype to phenotype: a complex endeavor [Phil. Trans. R. Soc B.]. 375, 20190169. DOI : http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2019.0169
9. Häggman J., P. Uimari. (2016). Novel harmful recessive haplotypes for reproductive traits in pigs [Animal Breeding and Genetics]. 134(2), 129–135. DOI: https://doi.org/10.1111/jbg.12240
10. Hieu Duc Nguyen, Tuan Anh Bui, Phuong Thanh Nguyen, Oanh Thi Phuong Kim, Thuy Thi Bich Vo. (2017). The complete mitochondrial genome sequence of the indigenous I pig (Sus scrofa) in Vietnam [Asian-Australas J Anim Sci]. 30(7), 930–937. DOI: https://doi.org/10.5713%2Fajas.16.0608
11. Jeffrey H. Schwartz. (2021). Evolution, systematics, and the unnatural history of mitochondrial DNA [Mitochondrial DNA Part A]. 32(4), 126–151. DOI: https://doi.org/10.1080/24701394.2021.1899165
12. Justin C. St. John, Te-Sha Tsai. (2018). The association of mitochondrial DNA haplotypes and phenotypic traits in pigs [BMC Genet]. 19(41). DOI: https://doi.org/10.1186%2Fs12863-018-0629-4
13. Kanis E., De Greef K. H., Hiemstra A., Van Arendonk J. A. M. (2005). Breeding for societally important traits in pigs [Journal of Animal Science]. 83(4), 948–957. DOI: https://doi.org/10.2527/2005.834948x
14. Luiz F. Brito, Hinayah R. Oliveira, Betty R. McConn, Allan P. Schinckel1, Aitor Arrazola, Jeremy N. Marchant-Forde, Jay S. Johnson. (2020). Large-Scale Phenotyping of Livestock Welfare in Commercial Production Systems: A New Frontier in Animal Breeding [Front. Genet]. 11, 793. DOI: https://doi.org/10.3389/fgene.2020.00793
15. Madonna Benjamin, Steven Yik. (2019). Precision Livestock Farming in Swine Welfare: A Review for Swine Practitioners [Animals]. 9(4), 133. DOI: https://doi.org/10.3390/ani9040133
16. Mareike Pfeifer, Armin Otto Schmitt, Engel Friederike Hessel. (2020). Animal Welfare Assessment of Fattening Pigs: A Case Study on Sample Validity [Animals]. 10(3), 389. DOI: https://doi.org/10.3390/ani10030389
17. Milani L, Ghiselli F. (2019). Faraway, so close. The comparative method and the potential of non-model animals in mitochondrial research [Phil. Trans. R. Soc. B]. 375, 20190186. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0186
18. Pocherniaiev K. F., Berezovskyi M. D. (2014). Vykorystannia mitokhondrialnykh DNK-markeriv dlia kontroliu dostovirnosti pokhodzhennia henealohichnykh struktur svynomatok. [The use of mitochondrial DNA markers to control the authenticity of origin of genealogical structures of sows: a methodical recommendations]. Poltava : Firm Techservice LLC. (in Ukrainian).
19. Pochernyaev K. F. (2005). Sposib vyznachennia mitokhondrialnykh haplotypiv svynei. [Method of determination of mitochondrial haplotypes of pigs : a declaration patent of Ukraine no. A61D7/00 with priority from 16.05.2005]. Ukraine : Base of patents of Ukraine (in Ukrainian).
20. Sanjana Saravanan, Caitlin J. Lewis, Bhavna Dixit, Matthew S. O’Connor, Alexandra Stolzing, Amutha Boominathan (2022). The Mitochondrial Genome in Aging and Disease and the Future of Mitochondrial Therapeutics [Biomedicines]. 10(2), 490. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedicines10020490
21. Te-Sha Tsai, Sriram Rajasekar, Justin C. St. John. (2016). The relationship between mitochondrial DNA haplotype and the reproductive capacity of domestic pigs (Sus scrofa domesticus) [BMC Genetics]. 17(67). DOI: https://doi.org/10.1186/s12863-016-0375-4
22. Thomas Pfeiffer, Stefan Schuster, Sebastian Bonhoeffer. (2001). Cooperation and Competition in the Evolution of ATP-Producing Pathways [Science]. 292(5516), 504–507. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1058079
23. Yen N. T., Lin C. S., Ju C. C., Wang S. C., Huang M. C. (2007). Mitochondrial DNA Polymorphism and Determination of Effects on Reproductive Trait in Pigs [Reproduction in Domestic Animals]. 42(4), 387–392. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1439-0531.2006.00797.x