Введение
В настоящее время развивающиеся эмбрионы кур (РЭК) продолжают оставаться базой для производства вирусных вакцин. Существует потребность в селекционных решениях, направленных на получение яиц, содержащих высокий выход экстраэмбриональной жидкости (ВЭЭЖ). Повышение ВЭЭЖ приводит к увеличению титра вируса, что дает существенный экономический эффект для производителей биологических препаратов.
Генофондные породы кур отличаются фенотипическим разнообразием по сравнению с промышленной птицей, обладают высоким уровнем адаптации к различным условиям окружающей среды, качественным мясом, уникальными генетическими особенностями и внешним видом [1]. Одной из таких пород является русская белая, разведение которой началось с 1929 года со скрещивания местных цыплят с представителями породы белый леггорн, импортированной из Дании, Великобритании и США в Пятигорский и Кучинский племенные центры [2].
С 1953 года русские белые куры разводятся на базе биоресурсной коллекции «Генетическая коллекция редких и исчезающих пород кур» (ВНИИГРЖ) (http://vniigen.ru/ckp-geneticheskaya-kollekciya-redkix-i-ischezayushhix-porod-kur/). До 2003 года популяция подвергалась сильному селекционному давлению, направленному на отбор цыплят по устойчивости к низким температурам выращивания. Этот признак предположительно контролировался рецессивным геном sw, определяющим цвет пуха у суточных цыплят [3]. В настоящее время русские белые куры используется для создания линий птицы, пригодной для производства вирусных вакцин. Использование развивающихся куриных эмбрионов позволяет увеличить производство вакцин и расширить спектр вирусов, культивируемых в лаборатории [4].
Большой интерес к экстраэмбриональной жидкости куриных эмбрионов направлен на изучение ее физико-биохимической структуры [5], анализа содержащихся в ней белков [6] или иммунологических свойств [7]. В то же время генетика признака ВЭЭЖ в развивающихся эмбрионах кур изучена недостаточно, мало внимания уделяется и ассоциациям этого признака с другими показателями [8]. Сканирование генома кур русской белой породы с помощью чипа Illumina 60KBeadChip позволило выявить значимые однонуклеотидные замены, достоверно влияющие на уровень ВЭЭЖ. В первую очередь это замена С/Т в положении rs13730111 на хромосоме 2 у кур [9]. Дальнейшее изучение выявленных ассоциаций и отбор по полиморфным вариантам в этой замене может стать основой для проведения раннего отбора кур.
Цель и методика исследований
Цель нашего исследования – выявить ассоциацию замены С/Т в положении rs13730111 в геноме кур-матерей с различным уровнем ВЭЭЖ у эмбрионов, а также охарактеризовать эмбрионы кур по данным зоотехнического учета.
Материалом для исследования послужили данные по двум группам кур:
- родительская группа (n = 141), которая была прогенотипирована с помощью чипа Illumina 60KBeadChip по замене в положении rs13730111 и оценена по уровню выхода экстраэмбриональной жидкости (мл) в эмбрионах;
- 12,5-суточные эмбрионы (n = 430), полученные от потомков оцененных кур, для которых измерили следующие показатели: массу яйца (г) при снесении, массу яйца (г) на 12,5 суток инкубации, усушку (%), выход экстраэмбриональной жидкости (мл), массу эмбриона (г).
Массу яйца и эмбрионов определяли путем взвешивания на весах марки «Госметр» с точностью до 0,1 г. Объем выхода экстраэмбриональной жидкости измеряли с помощью мерного цилиндра (точность 0,1 мл). Процент усушки рассчитывали по формуле: (масса яйца на 12,5 суток инкубации / масса яйца при закладке) × 100 (%).
Данные по фенотипической вариабельности исследуемых признаков были обработаны биометрически с использованием программы Microsoft Office Excel 2007. При этом вычислены следующие величины: среднеарифметическая (М), среднеквадратическая ошибка (± m) и уровень значимости (р).
Результаты исследований
На основании полногеномного генотипирования родительской группы кур были получены частоты генотипов и аллелей по замене rs13730111. Подавляющее большинство особей в группе составили гомозиготы СС (n = 87), а реже всего встречались куры с генотипом ТТ (n = 3). В результате в изученной популяции наблюдалось преобладание аллеля С.
При этом рассчитанное для группы значение χ2 = 2,4 ниже критического (χ2 = 3,84, при f = 1), а значит, популяция находится в генетическом равновесии (таблица 1).
При сравнении уровня выхода экстраэмбриональной жидкости у кур с разными генотипами наибольшие значения наблюдались у гомозигот ТТ, которые достоверно превосходили по этому показателю кур с генотипом СС. Достоверные отличия по уровню амниотической жидкости отмечены также между курами с генотипом СС и гетерозиготами СТ (таблица 1).
Таблица 1
Выход экстраэмбриональной жидкости (ВЭЭЖ) в эмбрионах кур в зависимости от генотипов по замене rs13730111
Table 1
Output of extraembryonic fluid in chick embryos depending on genotypes by replacing rs13730111
|
Показатели Indicators |
Генотипы Genotypes |
Аллели Alleles |
|||
|
CC |
CT |
TT |
С |
Т |
|
|
Поголовье, n Livestock, n |
87 |
51 |
3 |
|
|
|
Частота Frequency |
0,62 |
0,36 |
0,02 |
0,8 |
0,2 |
|
ВЭЭЖ, мл YEF, ml |
8,96 ± 0,161,2 |
10,14 ± 0,231 |
12,20 ± 1,562 |
|
|
1,2 различия статистически значимы, р < 0,05
1, 2 the differences are statistically significant, p <0.05
На рис. 1 представлен график распределения 12,5-суточных эмбрионов (n = 430), потомков родительской популяции, по уровню выхода амниотической жидкости. Распределение приближается к нормальному, что позволит в дальнейшем выбрать для генотипирования по rs13730111 особей с разным уровнем ВЭЭЖ, чтобы оценить влияние генотипа самого эмбриона на этот показатель.
Рис. 1. Распределение 12,5-суточных эмбрионов (n = 430) по уровню выхода амниотической жидкости (по x – выход экстраэмбриональной жидкости, мл; по y – количество эмбрионов с определенным уровнем ВЭЭЖ)
Fig. 1. The distribution of 12.5-day embryos (n = 430) according to the level of amniotic fluid (x is the yield of extraembryonic fluid, ml; y is the number of embryos with a certain level of YEF)
Оценка 12,5-суточных эмбрионов по фенотипической вариабельности признаков, ассоциированных с выходом амниотической жидкости, представлена в таблице 2. Следует отметить высокую массу яйца у представителей русских белых кур (58,59 ± 5,01 г), что превышает стандарт породы по этому показателю (56–57 г) [10].
Таблица 2
Вариабельность фенотипических признаков 12,5-суточных эмбрионов (n = 430) кур русской белой породы
Table 2
Variability of phenotypic characteristics of 12.5-day embryos (n = 430) of Russian white breed chickens
|
Показатели Indicators |
M ± m |
Среднее Median |
Минимум Min |
Максимум Max |
|
Масса яйца, г Egg weight, g |
58,59 ± 5,01 |
58,3 |
45,9 |
77,0 |
|
Масса яйца на 12,5 сутки инкубации, г The weight of the eggs on the 12.5 day incubation, g |
54,3 ± 4,88 |
54,0 |
42,0 |
70,6 |
|
Масса эмбриона, г Embryomass, g |
5,69 ± 0,56 |
5,7 |
2,9 |
7,1 |
|
ВЭЭЖ, мл YEF, ml |
11,7 ± 2,06 |
12,0 |
6,5 |
17,0 |
|
Усушка, % Drying, % |
7,39 ± 1,52 |
7,2 |
2,9 |
16 |
Анализ корреляций между основными фенотипическими признаками, изучаемыми при анализе 12,5-суточных эмбрионов, показал, что наибольшая взаимосвязь наблюдалась между массой яйца при закладке на инкубацию и выходом экстраэмбриональной жидкости (r = 0,599). Отмечена отрицательная корреляция показателя ВЭЭЖ с процентом усушки (r = –0,334).
Выводы. Рекомендации
Обнаружены ассоциации показателя выхода экстраэмбриональной жидкости в куриных эмбрионах с генотипом по замене rs13730111. Наибольший ВЭЭЖ наблюдался у гомозигот ТТ, наименьший – у особей с генотипом СС. При изучении эмбрионов кур распределение по признаку ВЭЭЖ приближается к нормальному. Средний выход жидкости у эмбрионов составил 11,7 ± 2,06 мл. Отмечена высокая положительная корреляция (r = 0,599) между массой яйца при закладке на инкубацию и ВЭЭЖ. Повышение процента усушки яйца в ходе инкубации приводит к снижению выхода экстраэмбриональной жидкости в эмбрионах кур (r = –0,334). Обнаруженные закономерности можно использовать при оценке птицы в ходе селекции.
Таблица 3
Коэффициент линейной корреляции (r) между фенотипическими признаками яиц кур русской белой породы на 12,5 сутки инкубации
Table 3
The linear correlation coefficient (r) between the phenotypic characteristics of eggs of chickens of the Russian white breed on the 12.5-day incubation
|
Корреляции Correlations |
r |
|
Масса яйца – масса эмбриона Egg mass – embryo mass |
0,124 |
|
Масса яйца – ВЭЭЖ Egg mass –YEF |
0,599 |
|
Масса эмбриона – ВЭЭЖ Embryo mass – YEF |
0,183 |
|
Масса яйца – усушка, % Egg mass – drying, % |
–0,154 |
|
Масса эмбриона – усушка, % Embryo mass – drying, % |
–0,088 |
|
Усушка, % – ВЭЭЖ Drying, % – YEF |
–0,334 |
Благодарности
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России по теме Государственного задания «Изучение структурной и функциональной изменчивости животных и птиц на основе использования ДНК-маркеров с целью оценки аллельного биоразнообразия и идентификации ценных генотипов для внедрения в селекционный процесс» АААА-А18-118021590138-1.
Коллектив авторов выражает благодарность Ольге Игоревне Станишевской, руководителю Отдела генетики, разведения и сохранения генетических ресурсов сельскохозяйственных птиц ВНИИГРЖ (г. Санкт-Петербург – Пушкин) за предоставленный для работы зоотехнический и биологический материал.
