RUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesRUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство2312-797X2312-7988Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba1998610.22363/2312-797X-2024-19-1-12-18BIJLFMFactors of sustainable animal productivity: from genomics to therapyФакторы устойчивой продуктивности животных: от геномики до терапииResearch ArticleMicrosatellite analysis of Kalmyk cattleМикросателлитный анализ крупного рогатого скота калмыцкой породыhttps://orcid.org/0000-0003-0320-77711991-8614UbushievaViktoria S.УбушиеваВиктория Саналовна

Researcher, Youth laboratory

научный сотрудник молодежной лаборатории

vicki_93g@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8683-81598249-9437GorlovIvan F.ГорловИван Федорович

Doctor of Agricultural Sciences, Academician of the Russian Academy of Sciences, Scientific director

доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, научный руководитель

niimmp@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3043-091X3221-7432ChimidovaNadezhda V.ЧимидоваНадежда Васильевна

Head of the Youth laboratory

заведующая молодежной лабораторией

nadezhdatchimidova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9916-79727219-0185UbushievaAltana V.УбушиеваАлтана Вадимовна

Researcher, Youth laboratory

научный сотрудник молодежной лаборатории

ameli-altanas@mail.ruKalmyk State University named after B.B. GorodovikovКалмыцкий государственный университет им. Б.Б. ГородовиковаVolga Region Research Institute of Meat and Milk Production and ProcessingПоволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции15032024191Factors of sustainable animal productivity: from genomics to therapyФакторы устойчивой продуктивности животных: от геномики до терапии121813042024Copyright ©; 2024, Ubushieva V.S., Gorlov I.F., Chimidova N.V., Ubushieva A.V.Copyright ©; 2024, Убушиева В.С., Горлов И.Ф., Чимидова Н.В., Убушиева А.В.2024Ubushieva V.S., Gorlov I.F., Chimidova N.V., Ubushieva A.V.Убушиева В.С., Горлов И.Ф., Чимидова Н.В., Убушиева А.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/19986

Development of specialized beef cattle breeding contributes to increase in beef production, which directly affects the country’s food security. Currently, increasing productivity of animals is the major trend of cattle breeding development, which in turn requires improvement of breeding. The effectiveness of breeding work depends on the assessment of genetic value of breeding animals. To control authenticity of animal origin is a prerequisite for conducting breeding work. One of the main directions of cattle breeding in Kalmykia is breeding of Kalmyk cattle. The aim of the research was to study genetic diversity of Kalmyk cattle populations using microsatellite analysis. The study was conducted in the Regional Research and Production Center for Reproduction of Kalmyk State University. 60 Kalmyk cattle from ‘Plodovitoe’ agricultural production company in Maloderbetovsky district were studied. PCR analysis was performed by 9 microsatellite loci: BM1824, BM 2113, INRA023, SPS 115, TGLA 122, TGLA 126, TGLA 227, ETH 10, ETH 225. It was found that the average number of alleles was 10.1, while the number of alleles per locus varied from 7 (BM 1824, SPS 115, ETH 10) to 18 (TGLA 122). The loci with the largest range of alleles were BM 2113 (12), INRA 023 (12), TGLA 122 (18) and TGLA 227 (12). The most informative loci were INRA 023, TGLA 122 and TGLA 227. The level of observed heterozygosity varied from 0.67 (ETH 10) to 0.83 (SPS 115, TGLA 227, ETH 225), and expected heterozygosity - from 0.86 (BM 1824, SPS 115, ETH 10) to 0.92 (BM 2113, INRA 023, TGLA 227). Analysis of fixation index data showed that 8 loci had negative index (BM 1824 (-0.22), BM 2113 (-0.26), INRA 023 (-0.26), SPS 115 (-0.18), TGLA 122 (-0.12), TGLA 126 (-0.10), ETH 10 (-0.28), ETH 225 (-0.04) and 1 locus (TGLA 227) had positive index (1.0). The results of the analysis of microsatellite loci showed that level of genetic diversity in the studied herd of Kalmyk cattle is high.

Развитие специализированного мясного скотоводства способствует увеличению производства продукции говядины, что напрямую влияет на продовольственную безопасность страны. Увеличение продуктивности животных - основное направление развития современного скотоводства, что в свою очередь требует совершенствования племенного дела. Эффективность племенной работы зависит от оценки генетической ценности племенных животных. Племенная работа ведется при обязательном контроле достоверности происхождения животных. Одним из основных направлений скотоводства в Калмыкии является племенное разведение крупного рогатого скота (КРС) калмыцкой породы. Цель исследования - изучение генетического разнообразия популяций КРС калмыцкой породы с использованием микросателлитного анализа. Исследование было проведено на базе Регионального научно-производственного центра по воспроизводству Калмыцкого государственного университета. Для исследования был взят КРС калмыцкой породы, принадлежащий СПК «Плодовитое» Малодербетовского района, в количестве 60 голов, проведен ПЦР-анализ по 9 микросателлитным локусам: BM1824, BM 2113, INRA023, SPS 115, TGLA 122, TGLA 126, TGLA 227, ETH 10, ETH 225. Установлено, что среднее число аллелей составляет 10,1, при этом число аллелей на локус варьировалось от 7 (BM 1824, SPS 115, ETH 10) до 18 (TGLA 122). Локусы с наибольшим диапазоном аллелей - BM 2113 (12), INRA 023 (12), TGLA 122 (18) и TGLA 227 (12). Наиболее информативными оказались локусы INRA 023, TGLA 122 и TGLA 227. Уровень наблюдаемой гетерозиготности варьировал от 0,67 (ETH 10) до 0,83 (SPS 115, TGLA 227, ETH 225), а показатели ожидаемой - 0,86 (BM 1824, SPS 115, ETH 10) … 0,92 (BM 2113, INRA 023, TGLA 227). Анализ данных показателя индекса фиксации показал, что у 8 локусов данный показатель отрицательный (BM 1824 (-0,22), BM 2113 (-0,26), INRA 023 (-0,26), SPS 115 (-0,18), TGLA 122 (-0,12), TGLA 126 (-0,10), ETH 10 (-0,28), ETH 225 (-0,04) и у 1 локуса (TGLA 227) положительный (1,0). Результаты проведенного анализа по микросателлитным локусам показали, что у исследуемого стада КРС калмыцкой породы уровень генетического разнообразия высок.

Kalmyk breedmicrosatellitesgenetic diversityheterozygositypolymorphismкалмыцкий скотмикросателлитыгенетическое разнообразиегетерозиготностьполиморфизмРабота выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (№ 075–03–2022–119/1 «Особенности организации генома крупного рогатого скота мясных пород, ассоциированных с высоким адаптивным и продуктивным потенциалом, на основе высокополиморфных генетических маркеров»).The work was performed on a government assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation for 2022–2024 by Kalmyk State University (no. 075–03–2022–119/1).Kuzmina TN. The domestic beef cattle breeding’s prospects. Machinery and technologies in livestock. 2019;(2):92–97. (In Russ.).Кузьмина Т.Н. Перспективы развития отечественного мясного скотоводства // Техника и технологии в животноводстве. 2019. № 2 (34). С. 92-99.Kuzmin VN, Kuzmina TN. State of beef cattle breeding of Russian Federation. Machinery and technologies in livestock. 2020;(3):4–10. (In Russ.).Кузьмин В.Н., Кузьмина Т.Н. Состояние мясного скотоводства Российской Федерации // Техника и технологии в животноводстве. 2020. № 3 (39). С. 4-10.Vodennikov OG, Yarkova TM. The role of beef cattle-raising for food security of the region. Far East agrarian herald. 2018;(1):94–101. (In Russ.). doi: 10.24411/1999–6837–2018–11015Воденников О.Г., Яркова Т.М. Роль мясного скотоводства в обеспечении продовольственной безопасности региона // Дальневосточный аграрный вестник. 2018. № 1 (45). С. 94-101. doi: 10.24411/199 9-6837-2018-11015Gorlov IF, Shakhbazova OP, Radjabov RG, Ivanova NV, Mosolova DA. Efficiency of beef production in Rostov region. Animal husbandry and fodder production. 2018;101(1):231–238. (In Russ.).Горлов И.Ф., Шахбазова О.П., Раджабов Р.Г., Иванова Н.В., Мосолова Д.А. Эффективность производства говядины в Ростовской области // Животноводство и кормопроизводство. 2018. Т. 101. № 1. С. 231-238.Tanana LA, Epishko OA, Glinskaya NA. STR-loci in control of the origin of cattle of the Belarusian blackand-white breed. Sbornik nauchnykh trudov Stavropol’skogo nauchno-issledovatel’skogo instituta zhivotnovodstva i kormoproizvodstva. 2014;2(7):204–207. (In Russ.).Танана Л.А., Епишко О.А., Глинская Н.А. STR-локусы в контроле происхождения крупного рогатого скота белорусской черно-пестрой породы // Сборник научных трудов ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. 2014. Т. 2. № 7. С. 204-207.Khabibrakhmanova YA, Kalashnikova LA, Golubkov AI, Lefler TF, Golubkov AA, Mirvaliev FS. Genetic polymorphism of Holstein bulls of JVC ‘Krasnoyarsk agroplem’ based on microsatellite DNA markers. Bulletin of KSAU. 2019;(3):135–140. (In Russ.).Хабибрахманова Я.А., Калашникова Л.А., Голубков А.И., Лефлер Т.Ф., Голубков А.А., Мирвалиев Ф.С. Генетический полиморфизм голштинских быков ОАО «Красноярскагроплем» на основе микросателлитных маркеров ДНК // Вестник КрасГАУ. 2019. № 3. С. 135-140.Glinskaya NA, Tanana LA, Epishko OA, Kaspirovich DA. Optimizations for STR marking protokol for proof of cattle parentage. Bulletin of Palesky State University. Series in natural sciences. 2014;(2):17–24. (In Russ.).Глинская Н.А., Танана Л.А., Епишко О.А., Каспирович Д.А. Оптимизация протокола str-маркирования крупного рогатого скота при установлении происхождения потомков // Вестник Полесского государственного университета. Серия природоведческих наук. 2014. № 2. С. 17-24.Kuznetsov VM. Comparison of methods for evaluating genetic differentiation of populations by microsatellite markers. Agricultural Science Euro-North-East. 2020;21(2):169–182. (In Russ.). doi: 10.30766/2072–9081.2020.21.2.169–182Кузнецов В.М. Сравнение методов оценки генетической дифференциации популяций по микросателлитным маркерам // Аграрная наука Евро-С еверо-Востока. 2020. Т. 21. № 2. С. 169-182. doi: 10.30 766/2072-9081.2020.21.2.169-182Jarne P, Lagoda PJL. Microsatellites, from molecules to populations and back. Trends Ecol Evol. 1996;11(10):424–429. doi: 10.1016/0169–5347(96)10049–5Jarne P., Lagoda P.J.L. Microsatellites, from molecules to populations and back // Trends Ecol. Evol. 1996. Vol. 11. № 10. P. 424-429. doi: 10.1016/0169-5347(96)10049-5Glazko VI, Glazko GV. Vvedenie v genetiku, bioinformatika, DNK-tekhnologiya, gennaya terapiya, DNKekologiya, proteomika, metabolika [Introduction to genetics, Bioinformatics, DNA technology, Gene therapy, DNA ecology, proteomics, metabolics]. Moscow: KURS publ.; 2023. (In Russ.).Глазко В.И., Глазко Г.В. Введение в генетику, биоинформатика, ДНК-технология, генная терапия, ДНК-экология, протеомика, метаболика / под ред. Т.Т. Глазко. М.: КУРС, 2023. 656 с.Maudet C, Luikart G, Taberlet P. Genetic diversity and assignment tests among seven French cattle breeds based on microsatellite DNA analysis. J Anim Sci. 2002;80(4):942–950. doi: 10.2527/2002.804942xMaudet C., Luikart G., Taberlet P. Genetic diversity and assignment tests among seven French cattle breeds based on microsatellite DNA analysis // J Anim Sci. 2002. Vol. 80. № 4. Р. 942-950. doi: 10.2527/2002.804942xKojima K, Kawai Y, Misawa K, Mimori T, Nagasaki M. STR-realigner: a realignment method for short tandem repeat regions. BMC Genomics. 2016; 17(1):991. doi: 10.1186/s12864–016–3294‑xKojima K., Kawai Y., Misawa K., Mimori T., Nagasaki M. STR-realigner: a realignment method for short tandem repeat regions // BMC Genomics. 2016. Vol. 17. № 1. 991. doi: 10.1186/s12864-016-3294-xZinovyeva NA, Gladyr EA. Genetic expertise of agricultural animals: application of the test systems based on microsatellites. Achievements of Science and Technology in agro-industrial complex. 2011;(9):19–20. (In Russ.).Зиновьева Н.А., Гладырь Е.А. Генетическая экспертиза сельскохозяйственных животных: применение тест-систем на основе микросателлитов // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 9. С. 19-20.Smaragdov MG. Genome wide assessment of inter-herd genetic differences of cattle. Achievements of Science and Technology in agro-industrial complex. 2018;(4):47–49. (In Russ.). doi: 10.24411/0235–2451–2018–10411Смарагдов М.Г. Полногеномная оценка межстадного генетического различия крупного рогатого скота // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 4. С. 47-49. doi: 10.24411/0235-2451-2018-10411Chimidova NV, Ubushieva AV, Ubushieva VS, Sangadzhiev RD. Zootechnical characteristics of Kalmyk cattle in the conditions of a breeding Reproducer. In: Fundamental and applied scientific research: current issues, achievements and innovations: conference proceedings. Penza; 2022. p.88–93. (In Russ.).Чимидова Н.В., Убушиева А.В., Убушиева В.С., Сангаджиев Р.Д. Зоотехническая характеристика калмыцкого скота в условиях племенного репродуктора // Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации: сборник статей LXI Международной научно-практической конференции. Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение», 2022. С. 88-93.Otarov A. Kalmyk breed: features and advantages. Animal husbandry of Russia. 2018;(2):75–76. (In Russ).Отаров А. Калмыцкая порода: особенности и преимущества // Животноводство России. 2018. № 2. С. 75-76.