Генетическое разнообразие и оценка аутозиготности в популяциях дикого европейского кабана и домашних свиней

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Свиньи — одни из самых распространенных домашних животных. Исследование их генетического разнообразия и локусов отбора представляет большой интерес как в области генетики и селекции животных, так и в аспекте сохранения и развития племенных ресурсов и продовольственной безопасности. Цель представленной работы состоит в оценке аутозиготности и распределения сегментов аутозиготности (HBD) у диких кабанов и домашних свиней основных коммерческих пород: крупная белая, ландрас и дюрок, а также в поиске локусов отбора, связанных с адаптацией к условиям обитания и селекционному давлению. По результатам сканирования генома средние значения аутозиготности у кабанов и свиней находились в диапазоне 0,23–0,29, но у кабанов около 0,08 доли генома покрыта сегментами HBD, предположительно происходящими от предков, живших около 206 лет назад; у свиней — происходящими от предков, живших около 64 лет назад. Критериям топ-HBD (частота не менее 60 % и не менее 10 SNP) у кабанов соответствовали только три сегмента. У свиней пород крупная белая, ландрас и дюрок определено 18, 9 и 35 сегментов соответственно. В целом анализ сегментов HBD показал, что они отражают основные селекционные стратегии, направленные на формирование коммерческого поголовья свиней.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Сирождин Юсуфович Бакоев

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Email: SBakoev@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0002-0324-3580
SPIN-код: 4908-9038

канд. биол. наук

Россия, Москва

Тимофей Сергеевич Романец

Донской государственный аграрный университет

Email: timofey_8877@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0690-4217
SPIN-код: 5720-7935

канд. с.-х. наук

Россия, п. Персиановский

Анна Васильевна Коробейникова

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Email: AKorobeinikova@cspfmba.ru
ORCID iD: 0009-0003-0556-9343
Россия, Москва

Арина Игоревна Мишина

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Email: amishina@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0003-1134-9366
SPIN-код: 2157-1051

канд. биол. наук

Россия, Москва

Мария Анатольевна Колосова

Донской государственный аграрный университет

Email: m.leonovaa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2979-7108
SPIN-код: 2285-8785

канд. с.-х. наук

Россия, п. Персиановский

Елена Андреевна Романец

Донской государственный аграрный университет

Email: lena9258@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2824-9564
SPIN-код: 9391-9975
Россия, п. Персиановский

Анатолий Юрьевич Колосов

Донской государственный аграрный университет

Email: kolosov777@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6583-8942
SPIN-код: 8231-1295

канд. с.-х. наук

Россия, п. Персиановский

Любовь Владимировна Гетманцева

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Автор, ответственный за переписку.
Email: LGetmantseva@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0003-1868-3148
SPIN-код: 7571-1264

д-р биол. наук

Россия, Москва

Список литературы

  1. Larson G., Piperno D.R., Allaby R.G., et al. Current perspectives and the future of domestication studies // PNAS USA. 2014. Vol. 111, No. 17. P. 6139–6146. doi: 10.1073/pnas.1323964111
  2. Zeder M.A. The origins of agriculture in the near east // Curr Anthropol. 2011. Vol. 52, No. S4. P. S221–S235. doi: 10.1086/659307
  3. Frantz L.A., Haile J., Lin T., et al. Ancient pigs reveal a near-complete genomic turnover following their introduction to Europe // PNAS USA. 2019. Vol. 116, No. 35. P. 17231–17238. doi: 10.1073/pnas.1901169116
  4. Larson G., Cucchi T., Fujita M., et al. Phylogeny and ancient DNA of Sus provides insights into neolithic expansion in Island Southeast Asia and Oceania // PNAS USA. 2007. Vol. 104, No. 12. P. 4834–4839. doi: 10.1073/pnas.0607753104
  5. Larson G., Dobney K., Albarella U., et al. Worldwide phylogeography of wild boar reveals multiple centers of pig domestication // Science. 2005. Vol. 307, No. 5715. P. 1618–1621. doi: 10.1126/science.1106927
  6. Scandura M., Iacolina L., Crestanello B., et al. Ancient vs. recent processes as factors shaping the genetic variation of the European wild boar: are the effects of the last glaciation still detectable? // Mol Ecol. 2008. Vol. 17, No. 7. P. 1745–1762. doi: 10.1111/j.1365-294X.2008.03703.x
  7. Данилкин А.А. О недопустимости тотальной депопуляции кабана (Sus scrofa L.) в связи с африканской чумой свиней // Вестник охотоведения. 2019. Т. 16, № 2. С. 123–131.
  8. Wilkinson S., Lu Z.H., Megens H.-J., et al. Signatures of diversifying selection in European pig breeds // PloS Genet. 2013. Vol. 9. ID e1003453. doi: 10.1371/journal.pgen.1003453
  9. Bakoev S., Getmantseva L., Kostyunina O., et al. Genome-wide analysis of genetic diversity and artificial selection in Large White pigs in Russia // PeerJ. 2021. Vol. 9. ID e11595. doi: 10.7717/peerj.11595
  10. Ceballos F.C., Joshi P.K., Clark D.W., et al. Runs of homozygosity: windows into population history and trait architecture // Nat Rev Genet. 2018. Vol. 19. P. 220–234. doi: 10.1038/nrg.2017.109
  11. Peripolli E., Stafuzza N.B., Munari D.P., et al. Assessment of runs of homozygosity islands and estimates of genomic inbreeding in Gyr (Bos indicus) dairy cattle // BMC genomics. 2018. Vol. 19. ID 34. doi: 10.1186/s12864-017-4365-3
  12. Mastrangelo S., Tolone M., Sardina M.T., et al. Genome-wide scan for runs of homozygosity identifies potential candidate genes associated with local adaptation in Valle del Belice sheep // Genet Sel Evol. 2017. Vol. 49. ID 84. doi: 10.1186/s12711-017-0360-z
  13. Saura M., Fernández A., Varona L., et al. Detecting inbreeding depression for reproductive traits in Iberian pigs using genome-wide data // Genet Sel Evol. 2015. Vol. 47. ID 1. doi: 10.1186/s12711-014-0081-5
  14. Schiavo G., Bovo S., Bertolini F., et al. Runs of homozygosity islands in Italian cosmopolitan and autochthonous pig breeds identify selection signatures in the porcine genome // Livest Sci. 2020. Vol. 240. ID 104219. doi: 10.1016/j.livsci.2020.104219
  15. Gorssen W., Meyermans R., Janssens S., Buys N. A publicly available repository of ROH islands reveals signatures of selection in different livestock and pet species // Genet Sel Evol. 2021. Vol. 53. ID 2. doi: 10.1186/s12711-020-00599-7
  16. Bakoev S., Kolosov A., Bakoev F., et al. Analysis of homozygous-by-descent (HBD) segments for purebred and crossbred pigs in Russia // Life (Basel). 2021. Vol. 11, No. 8. ID 861. doi: 10.3390/life11080861
  17. datadryad.org [Электронный ресурс]. DRYAD [дата обращения: 21.07.2023]. Режим доступа: https://datadryad.org/
  18. Iacolina L., Scandura M., Goedbloe D., et al. Genomic diversity and differentiation of a managed island wild boar population // Heredity. 2016. Vol. 116. P. 60–67. doi: 10.1038/hdy.2015.70
  19. Purcell S., Neale B., Todd-Brown K., et al. PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses // Am J Hum Genet. 2007. Vol. 81, No. 3. P. 559–575. doi: 10.1086/519795
  20. Druet T., Gautier M. A model-based approach to characterize individual inbreeding at both global and local genomic scales // Mol Ecol. 2017. Vol. 26, No. 20. P. 5820–5841. doi: 10.1111/mec.14324
  21. Bertrand A.R., Kadri N.K., Flori L., et al. RzooRoH: An R package to characterize individual genomic autozygosity and identify homozygous-by-descent segments // Methods Ecol Evol. 2019. Vol. 10, No. 6. P. 860–866. doi: 10.1111/2041-210X.13167
  22. Rabiner L.R. A tutorial on hidden markov models and selected applications in speech recognition // Proceedings of the IEEE. 1989. Vol. 77, No. 2. P. 257–284. doi: 10.1109/5.18626
  23. Fonseca P.A.S., Suárez-Vega A., Marras G., Cánovas Á. GALLO: An R package for genomic annotation and integration of multiple data sources in livestock for positional candidate loci // GigaScience. 2020. Vol. 9, No. 12. ID giaa149. doi: 10.1093/gigascience/giaa149
  24. Stringer O.W., Li Y., Bossé J.T., Langford P.R. JMM Profile: Actinobacillus pleuropneumoniae: a major cause of lung disease in pigs but difficult to control and eradicate // J Med Microbiol. 2022. Vol. 71, No. 3. ID 001483. doi: 10.1099/jmm.0.001483
  25. Reiner G., Bertsch N., Hoeltig D., et al. Identification of QTL affecting resistance/susceptibility to acute Actinobacillus pleuropneumoniae infection in swine // Mamm Genome. 2014. Vol. 25. P. 180–191. doi: 10.1007/s00335-013-9497-4
  26. Bovo S., Mazzoni G., Bertolini F., et al. Genome-wide association studies for 30 haematological and blood clinical-biochemical traits in Large White pigs reveal genomic regions affecting intermediate phenotypes // Sci Rep. 2019. Vol. 9. ID 7003. doi: 10.1038/s41598-019-43297-1
  27. Schielke A., Sachs K., Lierz M., et al. Detection of hepatitis E virus in wild boars of rural and urban regions in Germany and whole genome characterization of an endemic strain // Virol J. 2009. Vol. 6. ID 58. doi: 10.1186/1743-422X-6-58
  28. Risalde M.A., Rivero-Juárez A., Romero-Palomo F. Persistence of hepatitis E virus in the liver of non-viremic naturally infected wild boar // PloS ONE. 2017. Vol. 12. ID e0186858. doi: 10.1371/journal.pone.0186858

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Приложение 1
Скачать (1MB)
Метаданные
3. Приложение 2
Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 1. Распределение коэффициента инбридинга

Скачать (163KB)
Метаданные
5. Рис. 2. Аутозиготность в соответствии с возрастом предков породы. На горизонтальной оси указаны классы HBD

Скачать (212KB)
Метаданные
6. Рис. 3. Разделение генома в различных классах гомозиготного происхождения. Результаты построения для 15 случайно выбранных свиней пород крупная белая, ландрас, дюрок и кабана. Высота каждого столбца представляет собой долю генома, связанного с классом HBD соответствующего цвета

Скачать (181KB)
Метаданные
7. Рис. 4. Аутозиготность в соответствии с возрастом предков породы на индивидуальном уровне

Скачать (361KB)
Метаданные
8. Рис. 5. Распределение сегментов HDB по хромосомам у свиней пород крупная белая, ландрас, дюрок и кабана

Скачать (235KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 65617 от 04.05.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах