Идентификация полиморфизмов локуса BoLA-DRB3.2 в образцах черно-пестрого скота разных временных периодов

Вирус лейкоза вызывает персистентный лимфоцитоз у крупного рогатого скота, приводит к значительным экономическим потерям. Существуют генетические механизмы устойчивости к развитию заболевания. Важно проводить мониторинг стад крупного рогатого скота на носительство вируса лейкоза и генотипировать животных для выявления аллелей, связанных с устойчивостью к развитию лейкоза.

Цель работы — оценить изменения частот аллелей локуса BoLA-DRB3.2 в черно-пестрой породе крупного рогатого скота под влиянием проводимой селекционной работы.

Исследованы образцы биологического материала современных представителей черно-пестрой породы (BLWT_MOD, n = 10), архивные образцы животных, использовавшихся в племенной работе в конце 70-х — начале 80-х годов ХХ века (BLWT_OLD, n = 10). На основании полных последовательностей 2-го экзона определен аллельный полиморфизм локуса BoLA-DRB3.2. Наблюдалось снижение аллельного разнообразия: в современной популяции выявлены 14 уникальных аллелей, в архивной популяции — 17. Под влиянием селекционной работы в современной популяции доля устойчивых аллелей выросла на 33,33%, а доля чувствительных — на 50% по сравнению с архивной. Доля нейтральных аллелей или аллелей с неизвестным статусом в современной популяции несколько снизилась (на 23,08%). Насыщение современной популяции черно-пестрого скота аллелями, связанными с чувствительностью к лейкозу, может быть связано как с привнесением их в генофонд в результате голштинизации, так и с проводимой селекционной работой, направленной на повышение молочной продуктивности. Значительные экономические потери в результате низкого продуктивного долголетия чувствительных к лейкозу животных требуют корректировки проводимой селекционной работы с учетом аллельного статуса.

1. Marin-Flamand E. et al. Relationship of persistent lymphocytosis, antibody titers, and proviral load with expression of interleukin-12, interferon-γ, interleukin-2, interleukin-4, interleukin-10, and transforming growth factor-β in cows infected with bovine leukemia virus from a high-prevalence dairy complex. Canadian Journal of Veterinary Research. 2022; 86(4): 269–285.

2. Lo C.-W. et al. BoLA-DRB3 Polymorphism is Associated with Differential Susceptibility to Bovine Leukemia Virus-Induced Lymphoma and Proviral Load. Viruses. 2020; 12(3): 352. https://doi.org/10.3390/v12030352

3. Maccari G. et al. IPD-MHC 2.0: an improved inter-species database for the study of the major histocompatibility complex. Nucleic Acids Research. 2017; 45(D1): D860–D864. https://doi.org/10.1093/nar/gkw1050

4. Takeshima S.-N., Aida Y. Structure, function and disease susceptibility of the bovine major histocompatibility complex. Animal Science Journal. 2006; 77(2): 138–150. https://doi.org/10.1111/j.1740-0929.2006.00332.x

5. Ilie D.E. et al. Kompetitive Allele Specific PCR Genotyping of 89 SNPs in Romanian Spotted and Romanian Brown Cattle Breeds and Their Association with Clinical Mastitis. Animals. 2023; 13(9): 1484. https://doi.org/10.3390/ani13091484

6. Itenge T.O., Haikukutu L., Lyaku J.R. The Bovine Major Histocompatibility Complex and Its Role in Tick and Tick-borne Disease Resistance and Immune Responsiveness in Bos Indicus and their Crosses with Bos Taurus in SubSaharan Africa: A Review. Welwitschia International Journal of Agricultural Sciences. 2020; 2: 67–80. https://doi.org/10.32642/wijas.v2i.1408

7. Макаров В.В. Лейкоз крупного рогатого скота. Российский ветеринарный журнал. 2020; (2): 18–25. https://doi.org/10.32416/2500-4379-2020-2-18-26

8. Lohr C.E. et al. Phenotypic Selection of Dairy Cattle Infected with Bovine Leukemia Virus Demonstrates Immunogenetic Resilience through NGS-Based Genotyping of BoLA MHC Class II Genes. Pathogens. 2022; 11(1): 104. https://doi.org/10.3390/pathogens11010104

9. Сермягин А.А., Нарышкина Е.Н., Недашковский И.С., Ермилов А.Н., Богданова Т.В. Оценка эффекта голштинизации в популяции чернопестрого скота Подмосковья. АгроЗооТехника. 2018; 1(3): 1. https://doi.org/10.15838/alt.2018.1.3.1

10. Vasimuddin M., Misra S., Li H., Aluru S. Efficient Architecture-Aware Acceleration of BWA-MEM for Multicore Systems. 2019 IEEE Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS). IEEE. 2019; 314–324. https://doi.org/10.1109/IPDPS.2019.00041

11. Danecek P. et al. Twelve years of SAMtools and BCFtools. GigaScience. 2021; 10(2): giab008. https://doi.org/10.1093/gigascience/giab008

12. Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11. Molecular Biology and Evolution. 2021; 38(7): 3022–3027. https://doi.org/10.1093/molbev/msab120

13. Xu A., van Eijk M.J., Park C., Lewin H.A. Polymorphism in BoLA-DRB3 exon 2 correlates with resistance to persistent lymphocytosis caused by bovine leukemia virus. Journal of Immunology. 1993; 151(12): 6977–6985. https://doi.org/10.4049/jimmunol.151.12.6977

14. Гладырь Е.А., Зиновьева Н.А., Быкова А.С., Виноградова И.В., Эрнст Л.К. Молочная продуктивность коров в зависимости от инфицированности вирусом лейкоза и генотипа по BoLA-DRB3. Достижения науки и техники АПК. 2012; (8): 46–49. https://elibrary.ru/pcybit

15. Сермягин А.А. и др. Связь генотипов BoLA-DRB3 с племенной ценностью по показателям молочной продуктивности в российской популяции молочного скота. Сельскохозяйственная биология. 2016; 51(6): 775–781. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.6.775rus

16. Yang Y. et al. Dairy Cows Experimentally Infected With Bovine Leukemia Virus Showed an Increased Milk Production in Lactation Numbers 3–4: A 4-Year Longitudinal Study. Frontiers in Microbiology. 2022; 13: 946463. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.946463

17. Nakatsuchi A., Matsumoto Y., Aida Y. Influence of BoLA-DRB3 Polymorphism and Bovine Leukemia Virus (BLV) Infection on Dairy Cattle Productivity. Veterinary Sciences. 2023; 10(4): 250. https://doi.org/10.3390/vetsci10040250

18. Norby B., Bartlett P.C., Byrem T.M., Erskine R.J. Effect of infection with bovine leukemia virus on milk production in Michigan dairy cows. Journal of Dairy Science. 2016; 99(3): 2043–2052. https://doi.org/10.3168/jds.2015-10089

19. Nekouei O., VanLeeuwen J., Stryhn H., Kelton D., Keefe G. Lifetime effects of infection with bovine leukemia virus on longevity and milk production of dairy cows. Preventive Veterinary Medicine. 2016; 133: 1–9. https://doi.org/10.1016/j.prevetmed.2016.09.011