Выявление однонуклеотидных полиморфизмов в гене BMP-2 и их ассоциаций с продуктивными признаками радужной форели

Актуальность. Аквакультура занимает всё большее место в рыбоводстве, так как позволяет получить больше продукции на единицу площади. Выведению новых пород радужной форели в последние годы уделяют особое внимание с целью получить формы рыбы, приспособленные к условиям аквакультуры. Одно из существенных селекционных достижений — ропшинская золотая форель, отличающаяся привлекательной окраской чешуи. В связи с появлением таких форм рыбы особую актуальность приобретают исследования для выявления генетических особенностей. Ген BMP-2 является важной детерминантой роста и развития рыбы, поэтому всестороннее изучение его структуры позволит выявить наиболее благоприятные генотипы у производителей для их использования в дальнейшей селекции и разведении.

Цель работы — выявить однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) в изучаемом гене и связать их наличие у родительских форм с их продуктивными признаками.

Результаты. После секвенирования было выявлено несколько SNP в разных позициях как в интронных областях гена, так и в экзонных. Были рассчитаны частоты встречаемости генотипов у родителей и проведено измерение ряда количественных признаков у потомства в количестве 50 особей от каждого скрещивания. В отдельных случаях удалось установить статистически значимые ассоциации между выявленными SNP и продуктивными признаками у самок и самцов — родителей полученного потомства. У самок установлена ассоциация между длиной головы и SNP в одном участке гена, а у самцов показана ассоциация другого полиморфизма с объемом эякулята.

1. Коуржил Я. Аквакультура в Чешской Республике: прошлое, настоящее и будущее. Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2015; (1–2): 56–60. https://elibrary.ru/ticesd

2. Карпенко Л.Ю. и др. Анализ возрастной динамики морфологических показателей крови форели радужной в условиях аквакультуры. Международный вестник ветеринарии. 2023; 4: 236–243. https://doi.org/10.52419/issn2072-2419.2023.4.236

3. Leeds T.D., Vallejo R.L., Weber G.M., Gonzalez-Pena D., Silverstein J.T. Response to five generations of selection for growth performance traits in Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquaculture. 2016; 465: 341–351. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2016.08.036

4. Никандров В.Я., Шиндавина Н.И., Голод В.М., Терентьева Е.Г. Новое селекционное достижение – форель Ропшинская золотая. Рыбное хозяйство. 2019; 4: 83–88. https://elibrary.ru/wtklit

5. Li B., Zhang Y.-W., Liu X., Ma L., Yang J.-X. Molecular mechanisms of intermuscular bone development in fish: a review. Zoological Research. 2021; 42(3): 362–376. https://doi.org/10.24272/j.issn.2095-8137.2021.044

6. Wu Y., Sun A., Nie C., Gao Z.-x., Wan S.-M. Functional differentiation of bmp2a and bmp2b genes in zebrafish. Gene Expression Patterns. 2022; 46: 119288. https://doi.org/10.1016/j.gep.2022.119288

7. Su S.Y. et al. Molecular cloning and single nucleotide polymorphism analysis of IGF2a genes in the common carp (Cyprinus carpio). Genetics and Molecular Research. 2012; 11(2): 1327–1340. https://doi.org/10.4238/2012.May.15.3

8. Zhang W.-Z., Lan T., Nie C.-H., Guan N.-N., Gao Z.-X. Characterization and spatiotemporal expression analysis of nine bone morphogenetic protein family genes during intermuscular bone development in blunt snout bream. Gene. 2018; 642: 116–124. https://doi.org/10.1016/j.gene.2017.11.027

9. Chalbi S. et al. Haplotype structure of MSTN, IGF1, and BMP2 genes in Tunisian goats (Capra hircus) and their association with morphometric traits. Tropical Animal Health and Production. 2023; 55: 2. https://doi.org/10.1007/s11250-022-03403-4

10. Zhu C., Li N., Cheng H., Ma Y. Genome wide association study for the identification of genes associated with tail fat deposition in Chinese sheep breeds. Biology Open. 2021; 10(5): bio054932. https://doi.org/10.1242/bio.054932

11. Imran F.S., Al-Thuwaini T.M. The novel C268A variant of BMP2 is linked to the reproductive performance of Awassi and Hamdani sheep. Molecular Biology Reports. 2024; 51: 267. https://doi.org/10.1007/s11033-024-09274-2

12. Yuan M. et al. A Functional Variant Alters the Binding of Bone morphogenetic protein 2 to the Transcription Factor NF-κB to Regulate Bone morphogenetic protein 2 Gene Expression and Chicken Abdominal Fat Deposition. Animals. 2023; 13(21): 3401. https://doi.org/10.3390/ani13213401

13. Dong G. et al. Mypt1 regulates Bmp signaling to promote embryonic exocrine pancreas growth in zebrafish. Genesis. 2020; 58(2): e23345. https://doi.org/10.1002/dvg.23345

14. Christian J. A tale of two receptors: Bmp heterodimers recruit two type I receptors but use the kinase activity of only one. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2021; 118(19): e2104745118. https://doi.org/10.1073/pnas.2104745118

15. Yang G. et al. A Comparative Genomic and Transcriptional Survey Providing Novel Insights into Bone Morphogenetic Protein 2 (bmp2) in Fishes. International Journal of Molecular Sciences. 2019; 20(24): 6137. https://doi.org/10.3390/ijms20246137

16. Justice C.M. et al. A variant associated with sagittal nonsyndromic craniosynostosis alters the regulatory function of a non-coding element. American Journal of Medical Genetics — Part A. 2017; 173(11): 2893–2897. https://doi.org/10.1002/ajmg.a.38392