Цель

Выявление генов, контролирующих мясную продуктивность и качество воспроизводства овец на примере калмыцкой курдючной породы.

Материалы и методы

В процессе выполнения работы использованы следующие основные методы: анализ, классификация, конкретизация, синтез, обобщение, а также ресурсы поисковых систем PubMed и eLIBRARY.

Обсуждение

В работе рассматриваются вопросы обнаружения молекулярно-генетических маркеров, отвечающих за племенную ценность мелкого рогатого скота. Детально рассмотрены гены, отвечающие за мясную продуктивность и методы их анализа.

Заключение

В ходе литературного обзора были выявлены множества генов-кандидатов, которые коррелируют с мясной продуктивностью, но из этого множества выделены более изученные: BMPR-IВ, MSTN, CAPN1, GDF9, CAST, GH.

Purpose

Identification of genes that control meat productivity and quality of reproduction of sheep using the example of the Kalmyk fat-tailed breed.

Materials and Methods

The following main methods were used in the process of performing the work: analysis, classification, specification, synthesis, generalization, as well as the resources of the search engines PubMed and eLIBRARY.

Discussion

The work examines the issues of detecting molecular genetic markers responsible for the breeding value of small ruminants. The genes responsible for meat productivity and methods of their analysis are examined in detail.

Conclusion

During the literature review, many candidate genes were identified that correlate with meat productivity, but from this set the more studied ones were identified: BMPR-IV, MSTN, CAPN1, GDF9, CAST, GH.

Е. В. Карпенко

1)Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции 400066, Россия, Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6
2)Волгоградский государственный университет 400062, Россия, Волгоград, пр. Университетский, д. 100
Карпенко Екатерина Владимировна, кандидат биологических наук, 1заведующая комплексной аналитической лабораторией и 2доцент кафедры биологии и биоинженерии, Волгоградский государственный университет
E-mail: lab.niimmp@yandex.ru; тел.: 8 (8442) 39-35-66

А. А. Савельева

Волгоградский государственный университет 400062, Россия, Волгоград, пр. Университетский, д. 100
E-mail: aarsaav@yandex.ru
Савельева Арина Алексеевна, студентка

И. В. Церенов

Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции 400066, Россия, Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6
E-mail: niimmp@mail.ru
Церенов Игорь Васильевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела производства продукции животноводства

About the Authors

E. V. Karpenko

1)Volga Region Research Institute of Manufacture and Processing of Meat-and-Milk Production 6, Rokossovsky st., Volgograd, 400066, Russian Federation
2Volgograd State University 100, Universitetsky prospect, Volgograd, 400062, Russian Federation
Ekaterina V. Karpenko, PhD (Biology), 1Head of the Complex Analytical Laboratory and 2)Associate Professor, Department of Biology and Bioengineering
E-mail: lab.niimmp@yandex.ru; tel.: +7 (8442) 39-35-66

A. A. Savelieva

Volgograd State University 100, Universitetsky prospect, Volgograd, 400062, Russian Federation
E-mail: aarsaav@yandex.ru
Arina A. Savelieva, Student

I. V. Tserenov

Volga Region Research Institute of Manufacture and Processing of Meat-and-Milk Production 6, Rokossovsky st., Volgograd, 400066, Russian Federation
E-mail: niimmp@mail.ru
Igor V. Tserenov, PhD (Agriculture), Senior Researcher, Livestock Production Department

1. Биотехнологические методы изучения полиморфизма гена гормона роста / Ю.А. Колосов, П.С. Кобыляцкий, Н.В. Широкова, Л.В. Гетманцева, Н.Ф. Бакоев // Дальневосточный аграрный вестник. 2017. № 2 (42). С. 82-86.
2. Войтюк М.М., Мачнева О.П. Современное состояние овцеводства в России // Эффективное животноводство. 2021. № 4 (170). С. 102-105. https://doi.org/10.24412/cl-33489-2021-4-102-105.
3. Генетические маркеры мясной продуктивности овец (Ovis aries L.). Сообщение I. миостатин, кальпаин, кальпастатин / В.И. Трухачев, М.И. Селионова, А.Ю. Криворучко, А.М.М. Айбазов // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53, № 6. С. 1107-1119. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.6.1107rus.
4. Глазко Т.Т., Комаров А.Б., Борзаковская Е.В. ДНК-технологии для повышения мясной продуктивности // Известия ТСХА. 2008. № 1. С. 75-80.
5. Зулаев М.С., Надбитов Н.К., Яблуновский М.Ю. Современное состояние овцеводства Калмыкии и пути его дальнейшего развития // Сельскохозяйственный журнал. 2017. Т. 1, № 10. С. 144-150.
6. Зулаев М.С., Яблуновский М.Ю. Овцеводство Калмыкии и его совершенствование // Сборник научных трудов Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства. 2017. Т. 6, № 1. С. 8-12.
7. Колосов Ю.А. Мясное овцеводство как элемент стратегии отрасли // Сборник научных трудов СКНИИЖ. 2017. Т. 6, № 1. С. 47-51.
8. Куликова А.Я., Юлдашбаев Ю.А., Салаев Б.К. Шерстная продуктивность и физико-механические свойства неоднородной шерсти калмыцких курдючных овец // Сборник научных трудов СКНИИЖ. 2017. Т. 6, № 3. С. 47-54.
9. Мамонтова Т.В., Айбазов М.М. Генетические маркеры в селекции животных: опыт и перспективы // Сельскохозяйственный журнал. 2016. Т. 1, № 9. С. 480-485.
10. Мельникова Е.В. Овцеводство и козоводство: тенденции к развитию // Символ науки. 2016. Т. 4, № 4. С. 61-64.
11. Мухина Ж.М., Дубина Е.В. Молекулярные маркеры и их использование в селекционно-генетических исследованиях // Научный журнал КубГАУ. 2011. № 66. С. 386-496.
12. Мясная продуктивность и качество мяса калмыцких курдючных овец / М.С. Зулаев, Н.К. Надбитов, М.Ю. Яблуновский, Т.Х. Надбитова // Вестник Института комплексных исследований аридных территорий. 2012. № 1 (24). С. 45-49.
13. Новая порода овец – калмыцкая курдючная / Ю.А. Юлдашбаев, А.Н. Арилов, М.С. Зулаев, Б.Е. Гаряев // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2013. № 3. С. 109-112.
14. Оптимизация техники проведения ПЦР-ПДРФ для генотипирования овец / Н.В. Широкова, Ю.А. Колосов, Л.В. Гетманцева, А.В. Радюк, Н.Ф. Бакоев // Научный журнал КубГАУ. 2015. № 113. С. 1473-1481.
15. Особенности минерального состава мяса калмыцких курдючных овец выводимого типа / И.Ф. Горлов, М.И. Сложенкина, С.А. Князева, И.В. Церенов, Е.В. Карпенко, Е.С. Воронцова, Н.И. Мосолова // Известия НВ АУК. 2022. Т. 2, № 66. С. 185-190. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2022-02-23.
16. Оценка возможности использования козьего и овечьего молока в производстве йогуртов / А.Б. Оспанов, Е.М. Щетинина, Ш.М. Велямов, Р.К. Макеева // Ползуновский вестник. 2022. Т. 1, № 4. С. 154-159. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.04.020.
17. Перспективы индустриализации овцеводства России / И.В. Церенов, Ю.А. Юлдашбаев, А.М. Абдулмуслимов, А.К. Натыров // Индустриальная экономика. 2022. Т. 2, № 4. С. 190-196. https://doi.org/10.47576/2712-7559_2022_4_2_190.
18. Погодаев В.А., Кононова Л.В., Адучиев Б.К. Полиморфизм генов кальпастатина и соматотропина у овец Калмыцкой курдючной породы и помесей (1/2 калмыцкая курдючная + 1/2 дорпер) // Вестник Ульяновской ГСХА. 2019. Т. 3, № 47. С. 141-145. https://doi.org/10.18286/1816-4501-2019-3-141-145.
19. Полиморфизм гена CAST, особенности жирнокислотного состава липидов крови овец разных генотипов в онтогенезе / Л.Н. Чижова, Е.С. Суржикова, Е.Д. Луцива, Н.И. Ефимова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 6. С. 47-51. https://doi.org/10.18551/issn1997-0749.2020-06.
20. Полиморфизм гена GH, особенности жирнокислотного состава крови овец разных генотипов в онтогенезе / Л.Н. Чижова, Е.С. Суржикова, А.К. Михайленко, Е.Д. Луцива, Н.И. Ефимова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 5. С. 111-116. https://doi.org/10.18551/issn1997-0749.2020-05.
21. Продуктивные признаки и пищевое поведение баранов при различных условиях кормления / Н. Бойко, И. Корх, И. Помитун, Н. Косова, Е.И. Чигринов // Разведение животных и генетика. 2022. № 63. С. 20-28.
22. Результаты скрещивания овец калмыцкой курдючной породы с баранами создаваемого скороспелого типа / А.А. Омаров, Л.Н. Скорых, Д.В. Коваленко, Р.Г. Гусейнова // Сельскохозяйственный журнал. 2017. Т. 1, № 10. С. 236-241.
23. Сорокина И.Н. Теоретические модели структуры популяций и генетические маркеры, используемые в популяционно-генетических исследованиях // Актуальные проблемы медицины. 2013. Т. 11, № 154. С. 166-169.
24. Суховеева А.В. Генетические маркеры в селекции овец // Сельскохозяйственный журнал. 2020. № 5 (13). С. 79-83. https://doi.org/10.25930/2687-1254/013.5.13.2020.
25. Фоминова И.О., Скорых Л.Н., Коваленко Д.В. Биотехнологические методы исследования полиморфизма генов саматотропина и кальпастанина // Сельскохозяйственный журнал. 2020. № 5 (13). С. 83-88. https://doi.org/10.25930/2687-1254/014.5.13.2020.
26. Хозяйственно-полезные качества и биологические особенности овец, полученных от скрещивания пород калмыцкая курдючная и дорпер в условиях аридной зоны Калмыкии / В.А. Погодаев, Н.В. Сергеева, Ю.А. Юлдашбаев, А.И. Ерохин, Е.А. Карасев, Т.А. Магомадов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2019. Вып. 4. С. 58-76. https://doi.org/10.34677/0021-342-2019-4-58-76.
27. Чесноков Ю.В. Генетические маркеры: сравнительная классификация молекулярных маркеров // Овощи России. 2018. № 3 (41). С. 11-15.
28. Чижова Л.Н., Шарко Г.Н., Михайленко А.К. Генетические маркеры в мясном скотоводстве // Сельскохозяйственный журнал. 2016. Т. 2, № 9. С. 258-264.
29. Чортонбаев Т.Д., Осмонова Б.М. Трансферриновые маркеры у овец и их использование в селекции // Животноводство и кормопроизводство. 2015. Т. 92, № 4. С. 24-29.
30. Юлдашбаев Ю.А., Салаев Б.К. Сравнительная характеристика продуктивных особенностей курдючных овец Калмыкии // Сельскохозяйственный журнал. 2017. Т. 1, № 10. С. 333-339.
31. Genetic variations in the Myostatin gene affecting growth traits in sheep / NM Osman, HI Shafey, MA Abdelhafez, AM Sallam, KF Mahrous // Vet World. 2021. Vol. 14, № 2. Р. 475-482. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.475-482.
32. Mirhoseini SZ, Zare J. The role of myostatin on growth and Carcass traits and its application in animal breeding // Life Science Journal. 2012. Vol. 3, № 9. Р. 2353-2357.
33. Polymorphism of CLPG gene in three sheep breeds grown in the steppe zone of the Russian Federation / IF Gorlov, NV Shirokova, YA Kolosov, AY Kolosov, LV Getmantseva, MI Slozhenkina, NI Mosolova, EY Anisimova, VV. Ponomariov // J Adv Vet Anim Res. 2019. Vol. 7, № 1. Р. 51-55. https://doi.org/10.5455/javar.2020.g392.
34. Recent advances in understanding genetic variants associated with growth, carcass and meat productivity traits in sheep (Ovis aries): an update / AS Zlobin, NA Volkova, PM Borodin, TI Aksenovich, YA Tsepilov // Arch Anim Breed. 2019. Vol. 62, № 2. Р. 579-583. https://doi.org/10.5194/aab-62-579-2019.
35. Whole-Genome Selective Scans Detect Genes Associated With Important Phenotypic Traits in Sheep (Ovis aries) / Xu SS, Gao L, Shen M, Lyu F // Front Genet. 2021. Vol. 12. Article number: 738879. https://doi.org/10.3389/fgene.2021.738879.

References

1. Kolosov YuA, Kobylyazki PS, Shirokova NV, Getmanceva LV, Bakoyev NF. Biotechnological methods of study of growth hormone gene polymorphism. Dal'nevostochnyj agrarnyj vestnik = Far East Agrarian Bulletin. 2017;42(2):82-86. (In Russ.).
2. Voytyuk MM, Machneva OP. The current state of sheep breeding in Russia. Effektivnoe zhivotnovodstvo = Efficient livestock farming. 2021;170(4):102-105. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/cl-33489-2021-4-102-105.
3. Trukhachev VI, Selionova MI, Krivoruchko AYu, Aibasov AMM. Genetic markers of meat productivity of sheep (ovis aries L.). I. myostatin, calpain, calpastatin. Sel'skohozyajstvennaya biologiya = Agricultural biology. 2018;53(6):1107-1119. (In Russ.). https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.6.1107rus.
4. Glazko TT, Komarov AB, Borzakovskaya EV. DNA technologies to improve meat productivity. Izvestiya Timiryazevskoj sel'skohozyajstvennoj akademii = Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2008;(1):75-80. (In Russ.).
5. Zulaev MS, Nadbitov NK, Yablunovsky MYu. The current state of sheep breeding in Kalmykia and ways of its further development. Sel'skohozyajstvennyj zhurnal = Agricultural journal. 2017;10(1):С. 144-150. (In Russ.).
6. Zulaev MS, Yablunovsky MYu. Sheep breeding in Kalmykia and its improvement. Sbornik nauchnyh trudov Severo-Kavkazskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta zhivotnovodstva = Collection of scientific papers of the North Caucasus Research Institute of Animal Husbandry. 2017;6(1):8-12. (In Russ.).
7. Kolosov JA. Mutton sheep breeding as an industry strategy. Sbornik nauchnyh trudov Severo-Kavkazskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta zhivotnovodstva = Collection of scientific papers of the North Caucasus Research Institute of Animal Husbandry. 2017;6(1):47-51. (In Russ.).
8. Kulikova AYa, Yuldashbaev YuA, Salaev BK. Wool productivity and physical-and-mechanical properties of heterogeneous wool of Kalmyk fat-rumped sheep. Sbornik nauchnyh trudov Severo-Kavkazskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta zhivotnovodstva = Collection of scientific papers of the North Caucasus Research Institute of Animal Husbandry. 2017;6(3):47-54. (In Russ.).
9. Mamontova TV, Aybazov MM. Genetic markers in animal breeding: experience and prospects. Sel'skohozyajstvennyj zhurnal = Agricultural journal. 2016;9(1):480-485. (In Russ.).
10. Melnikova EV. Sheep and goat farming: development trends. Simvol nauki = Symbol of science. 2016;4(4):С. 61-64. (In Russ.).
11. Mukhina ZhM, Dubina EV. Molecular markers and how to use them in breeding and genetic researchers. Nauchnyj zhurnal KubGAU = Scientific Journal of KubSAU. 2011;(66):386-496. (In Russ.).
12. Zulaev MS, Nadbitov NK, Yablunovsky MYu, Nadbitova T.Kh. Meat productivity and quality of meat of Kalmyk fat-tailed sheep. Vestnik Instituta kompleksnyh issledovanij aridnyh territorij = Bulletin of the Institute for Comprehensive Research of Arid Territories. 2012;24(1):С. 45-49. (In Russ.).
13. Yuldashbaev YuA, Arilov AN, Zulaev MS, Garyaev BYe. A new sheep breed – Kalmyk fat-tailed. Izvestiya Timiryazevskoj sel'skohozyajstvennoj akademii = Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2013;(3):109-112. (In Russ.).
14. Shirokova NV, Kolosov YuA, Getmantseva LV, Raduk AV, Bakoev NF. Optimization techniques for PCR-RFLP for genotyping sheep. Nauchnyj zhurnal KubGAU = Scientific Journal of KubSAU. 2015;(113):1473-1481. (In Russ.).
15. Gorlov IF, Slozhenkina MI, Knyazeva SA, Cerenov IV, Karpenko EV, Vorontsova ES, Mosolova NI. The features of the mineral composition of the meat of the Kalmyk breeds of sheep of «Kurdyuk» type. Izvestiya NV AUK = Proc. of the Lower Volga AgroUniversity Comp. 2022;66(2):185-190. (In Russ.). https://doi.org/10.32786/2071-9485-2022-02-23.
16. Ospanov AB, Shchetinina EM, Velyamov ShM, Makeeva RK. Evaluation of the possibility of using goat and sheep milk in yoghurt production. Polzunovskij vestnik = Polzunovskiy vestnik. 2022;4(1):154-159. (In Russ.). https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.04.020.
17. Tserenov IV, Yuldashbaev YuA, Abdulmuslimov AM, Natyrov AK. Prospects for the industrialization of sheep breeding in Russia. Industrial'naya ekonomika = Industrial economy. 2022;4(2):190-196. (In Russ.). https://doi.org/10.47576/2712-7559_2022_4_2_190.
18. Pogodayev VА, Kononova LV, Aduchiyev BК. Polymorphism of calpastatine genes and somatotropin of Kalmyk fat-tailed breed and crossbreed (½ Kalmyk fat-breed + ½ Dorper). Vestnik Ul'yanovskoj GSKHA = Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. 2019;47(3):141-145. (In Russ.). https://doi.org/10.18286/1816-4501-2019-3-141-145.
19. Chizhova LN, Surzhikova ES, Lutsiva ED, Efimova NI. CAST gene polymorphism, features of fatty acid composition of blood lipids of sheep different genotypes in ontogenesis. Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii = Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. 2020;(6):47-51. https://doi.org/10.18551/issn1997-0749.2020-06.
20. Chizhova LN, Surzhikova ES, Mikhailenko AK, Lutsiva ED, Efimova NI. GH gene polymorphism, features of the fatty acid composition in the sheep blood of different genotypes in ontogenesis. Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii = Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. 2020;(5):111-116. (In Russ.). https://doi.org/10.18551/issn1997-0749.2020-05.
21. Boyko N, Korkh I, Pomitun I, Kosova N, Chigrinov EI. Productive traits and feeding behavior of rams under different feeding conditions. Genetika i razvedenie zhivotnyh = Genetics and breeding of animals. 2022;(63):20-28. (In Russ.).
22. Omarov AA, Skorykh LN, Kovalenko DV, Huseynova RG. Results of crossing Kalmyk fat-tailed sheep with rams of the created early ripening type. Sel'skohozyajstvennyj zhurnal = Agricultural journal. 2017;10(1):236-241. (In Russ.).
23. Sorokina IN. Theoretical models of population structure and genetic markers used in population genetic studies. Aktual'nye problemy mediciny = Challenges in modern medicine. 2013;154(11):166-169. (In Russ.).
24. Sukhoveeva AV. Genetic markers in sheep breeding. Sel'skohozyajstvennyj zhurnal = Agricultural journal. 2020;13(5):79-83. (In Russ.). https://doi.org/10.25930/2687-1254/013.5.13.2020.
25. Fominova IO, Skorykh LN, Kovalenko DV. Biotechnological methods of studying gene polymorphism of somatotropin and calpastatin. Sel'skohozyajstvennyj zhurnal = Agricultural journal. 2020;13(5):83-88. (In Russ.). https://doi.org/10.25930/2687-1254/014.5.13.2020.
26. Pogodayev VA, Sergeyeva NV, Yuldashbaev YuA, Erokhin AI, Karasev YeA, Magomadov TA. Economically valuable qualities and biological peculiarities of sheep obtained from crossing the Kalmykian and the Dorper breeds under the conditions of the arid zone of Kalmykia. Izvestiya Timiryazevskoj sel'skohozyajstvennoj akademii = Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2019;(4):58-76. (In Russ.). https://doi.org/10.34677/0021-342-2019-4-58-76.
27. Chesnokov YuV. Genetic markers: comparative classification of molecular markers. Ovoshchi Rossii = Vegetable crops of Russia. 2018;41(3):11-15. (In Russ.).
28. Chizhova LN, Sharko GN, Mikhailenko AK. Genetic markers in beef cattle breeding. Sel'skohozyajstvennyj zhurnal = Agricultural journal. 2016;9(2):258-264. (In Russ.).
29. Chortonbaev TD, Osmonova BM. Transferrin markers of sheep and their use in selection. Zhivotnovodstvo i kormoproizvodstvo = Animal Husbandry and Fodder Production. 2015;92(4):24-29. (In Russ.).
30. Yuldashbaev YuA, Salaev BK. Comparative characteristics of the productive characteristics of fat-tailed sheep of Kalmykia. Sel'skohozyajstvennyj zhurnal = Agricultural journal. 2017;10(1):333-339. (In Russ.).
31. Genetic variations in the Myostatin gene affecting growth traits in sheep / NM Osman, HI Shafey, MA Abdelhafez, AM Sallam, KF Mahrous. Vet World. 2021;14(2):475-482. https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.475-482.
32. Mirhoseini SZ, Zare J. The role of myostatin on growth and Carcass traits and its application in animal breeding. Life Science Journal. 2012;9(3):2353-2357.
33. Polymorphism of CLPG gene in three sheep breeds grown in the steppe zone of the Russian Federation / IF Gorlov, NV Shirokova, YA Kolosov, AY Kolosov, LV Getmantseva, MI Slozhenkina, NI Mosolova, EY Anisimova, VV. Ponomariov. J Adv Vet Anim Res. 2019;7(1):51-55. https://doi.org/10.5455/javar.2020.g392.
34. Recent advances in understanding genetic variants associated with growth, carcass and meat productivity traits in sheep (Ovis aries): an update / AS Zlobin, NA Volkova, PM Borodin, TI Aksenovich, YA Tsepilov. Arch Anim Breed. 2019;62(2):579-583. https://doi.org/10.5194/aab-62-579-2019.
35. Whole-Genome Selective Scans Detect Genes Associated With Important Phenotypic Traits in Sheep (Ovis aries) / SS Xu, L Gao, M Shen, F Lyu. Front Genet. 2021;(12):738879. https://doi.org/10.3389/fgene.2021.738879.