Ученые установили ключевые генетические факторы, влияющие на образование у свиней дефектов конечностей в виде шишек или наростов, которые представляют собой доброкачественные новообразования соединительной ткани. С помощью современных методов геномного анализа авторы выявили специфические варианты генов, связанные с нарушением обмена веществ, хроническим воспалением и формированием соединительной ткани. Эти маркеры будут полезны при разработке программ селекции, направленных на снижение частоты дефектов конечностей у животных и повышения эффективности свиноводства. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Animals.
Интенсивная селекция в животноводстве, направленная на улучшение экономически важных признаков, часто приводит к негативным последствиям, таким как снижение жизнеспособности животных и появление различных дефектов. В частности, дефекты конечностей — серьезная проблема в современном свиноводстве. Они приводят к выбраковке высокопродуктивных животных и создают угрозу для эффективного производства. К таким дефектам относят доброкачественные новообразования соединительной ткани в виде шишек или наростов на конечностях свиней.
Анализ геномных данных и полногеномные ассоциативные исследования позволяют выявить скрытые причины этих патологий, а изучение участков гомозиготности — последовательностей, наследуемых в виде идентичных копий от обоих родителей, — помогает понять, как селекция влияет на наследственную предрасположенность к ним. Эти знания позволят корректировать программы разведения, направленные на снижение генетического груза и сохранение продуктивности популяций.
Ученые из Донского государственного аграрного университета (Ростовская область) и Всероссийского научно-исследовательского института племенного дела (Московская область) использовали методы анализа генома, такие как поиск областей гомозиготности и полногеномный анализ ассоциаций, чтобы выявить генетические механизмы, связанные с образованием дефектов конечностей у свиней.
Авторы провели исследование на популяции из 568 свиней крупной белой породы, содержащихся в одном из ведущих племенных центров России. Авторы взяли образцы ДНК животных и провели генетический анализ, результаты которого показали, что селекционное давление может влиять на формирование современных патологий. Области гомозиготности, унаследованные животными около восьми лет назад, оказались связаны с образованием дефектов конечностей, тогда как более древние участки (более 120 лет) указывают на устойчивость к заболеваниям.
Кроме того, ученые определили, что образование дефектов конечностей свиней зависит от генетических факторов, связанных с липидным обменом, воспалительными реакциями, целостностью соединительной ткани, регенерацией мышц, ионным обменом и постоянством химического состава (гомеостазом) клеток.
«Наше исследование демонстрирует, как современные генетические методы могут использоваться для решения актуальных проблем животноводства. Процессы, связанные с липидным обменом, воспалением, целостностью соединительной ткани, регенерацией мышц, ионным обменом и клеточным гомеостазом, напрямую влияют на селекционно ценные признаки, такие как продуктивность, устойчивость к заболеваниям и качество мяса. Дальнейшие наши исследования будут направлены на интеграцию данных генома — всех генов организма — и транскриптома, то есть набора всех РНК, для более глубоко понимания их роли в формировании как дефектов, так и селекционно ценных признаков. Это откроет путь к разработке методов селекции, направленных на баланс между продуктивностью и здоровьем», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Мария Колосова, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, доцент кафедры разведения сельскохозяйственных животных, частной зоотехнии и зоогигиены имени академика П.Е. Ладана Донского государственного аграрного университета.
В условиях, когда продовольственная безопасность и устойчивое развитие агропромышленного комплекса становятся ключевыми экономическими задачами в стране, проведенное авторами исследование закладывает основу для управления продуктивностью и здоровьем животных. Ключевой фактор успеха — это совместная работа ученых, ветеринаров и селекционеров, объединяющих научные открытия и практический опыт.
***
Больше результатов исследований грантополучателей Российского научного фонда и актуальных новостей из мира науки доступны в социальных сетях РНФ Вконтакте и Телеграм