Идентификация полиморфных SNP в генах IGF2BP2 и BMPR1B у оренбургской и карачаевской пород коз

Актуальность. Репродуктивные качества коз имеют высокую экономическую ценность. В качестве генов-кандидатов, ассоциированных с репродуктивными способностями коз, были предложены гены IGF2BP2 and BMPR1B. Однако их роль в формировании мно­гоплодия у коз малоизучена. В связи с этим более детальное изучение полиморфизма в генах IGF2BP2 и BMPR1B может углубить знания о генетических механизмах, лежащих в основе многоплодия коз, поэтому были выбраны эти гены как целевые для проведе­ния эксперимента.

Методы. Полногеномное секвенирование методом NGS позволило получить последо­вательности полных геномов коз оренбургской (n = 15) и карачаевской (n = 15) пород коз. Из полных геномов были извлечены полные последовательности генов-кандидатов, влияющих на репродуктивные способности коз (IGF2BP2 и BMPR1B), в которых был осу­ществлен поиск однонуклеотидных полиморфизмов (SNP). Наиболее различающиеся SNPs в анализируемых генах выбирали на основании расчета значений FT для каж­дого SNP внутри каждого гена, выполненного с использованием программного обес­печения PLINK 2.

Результаты. При сравнении нуклеотидной последовательности генов IGF2BP2 и BMPR1B у коз карачаевской и оренбургской пород были выявлены наиболее различающиеся SNPs на основании расчета значений F_ST. Наибольшие различия в последо­вательностях были выявлены в гене BMPR1B: 11 SNPs со значениями F_ST от 0,513305 до 0,596852. В то время как в гене IGF2BP2 было выявлено всего 2 SNPs (F_ST = 0,453078).

1. Селионова М.И., Трухачев В.И., Айбазов А.-М.М., Столповский Ю.А., Зиновьева Н.А. Генетические маркеры в козоводстве (обзор), Сельскохозяйственная биология. 2021; 56(6): 1031–1048. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.6.1031rus

2. Ерохин А.И., Карасев Е.А., Юлдашбаев Ю.А., Ерохин С.А., Сычева И.Н. Генетические основы многоплодия овец, Овцы, козы, шерстяное дело. 2022; (4): 11–16. https://doi.org/10.26897/2074-0840-2022-4-11-16

3. E G.-X., Zhao Y.-J., Huang Y.-F. Selection signatures of litter size in Dazu black goats based on a whole genome sequencing mixed pools strategy. Molecular Biology Reports. 2019; 46(5): 5517–5523. https://doi.org/10.1007/s11033-019-04904-6

4. Зиновьева Н.А. и др. Роль ДНК-маркеров признаков продуктив­ности сельскохозяйственных животных, Зоотехния. 2010; (1): 8–10. https://elibrary.ru/jwjhpv

5. Liu Y. et al. Effect of Upregulation of Transcription Factor TFDP1 Binding Promoter Activity Due to RBP4 g.36491960G>C Mutation on the Proliferation of Goat Granulosa Cells. Cells. 2022; 11(14): 2148. https://doi.org/10.3390/cells11142148

6. Кошкина О.А., Денискова Т.Е., Романов М.Н., Зиновьева Н.А. Геномные исследования домашних коз (Capra hircus L.): совре­менное состояние и перспективы (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2024; 59(4): 587–604. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2024.4.587rus

7. Deng K. et al. IGF2BP2 regulates the proliferation and migration of endometrial stromal cells through the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway in Hu sheep. Journal of Animal Science. 2024; 102: skae129. https://doi.org/10.1093/jas/skae129

8. Song Y., Han J., Cao F., Ma H., Cao B., An X. Endometrial genome-wide DNA methylation patterns of Guanzhong dairy goats at days 5 and 15 of the gestation period. Animal Reproduction Science. 2019; 208: 106124. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2019.106124

9. Xin D. et al. Insertion/deletion variants within the IGF2BP2 gene identified in reported genome-wide selective sweep analysis reveal a correlation with goat litter size. Journal of Zhejiang University SCIENCE B. 2021; 22(9): 757–766. https://doi.org/10.1631/jzus.B2100079

10. Yang J. et al. Structural variant landscapes reveal convergent signatures of evolution in sheep and goats. Genome Biology. 2024; 25: 148. https://doi.org/10.1186/s13059-024-03288-6

11. Piper L.R., Bindon B.M., Davis G.H. The single gene inheritance of the high litter size of the Booroola Merino. Land R.B., Robinson D.W. (eds.). Genetics of reproduction in Sheep. London: Butterworths. 1985; 115–125.

12. Dutta R. et al. Polymorphism and nucleotide sequencing of BMPR1B gene in prolific Assam hill goat. Molecular Biology Reports. 2014; 41(6): 3677–3681. https://doi.org/10.1007/s11033-014-3232-4

13. Pourali Dogaheh S. et al. Investigating the Polymorphism of Bone Morphogenetic Protein Receptor-1B (BMPR1B) Gene in Markhoz Goat Breed. Animals. 2020; 10(9): 1582. https://doi.org/10.3390/ani10091582

14. Song T. et al. Polymorphisms Analysis of BMP15, GDF9 and BMPR1B in Tibetan Cashmere Goat (Capra hircus). Genes. 2023; 14(5): 1102. https://doi.org/10.3390/genes14051102

15. Ahlawat S., Sharma R., Roy M., Mandakmale S., Prakash V., Tantia M.S. Genotyping of Novel SNPs in BMPR1B, BMP15, and GDF9 Genes for Association with Prolificacy in Seven Indian Goat Breeds. Animal Biotechnology. 2016; 27(3): 199–207. https://doi.org/10.1080/10495398.2016.1167706

16. Shokrollahi B., Morammazi S. Polymorphism of GDF9 and BMPR1B genes and their association with litter size in Markhoz goats. Reproduction in Domestic Animals. 2018; 53(4): 971–978. https://doi.org/10.1111/rda.13196

17. Polley S. et al. Polymorphism of fecundity genes (BMPR1B, BMP15 and GDF9) in the Indian prolific Black Bengal goat. Small Ruminant Research. 2009; 85(2–3): 122–129. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2009.08.004

18. Ullah I. et al. Association of polymorphism in the promotor area of the caprine BMPR1B gene with litter size and body measurement traits in Damani goats. Tropical Animal Health and Production. 2024; 56(4): 137. https://doi.org/10.1007/s11250-024-03991-3

19. Петров Н.И. Продуктивность и наследование масти потомством оренбургских коз. Вестник мясного скотоводства. 2015; (4): 47–50. https://elibrary.ru/vhjbix

20. Мамонтова Т.В., Гаджиев З.К., Айбазов А.-М.М. Продуктивные и воспроизводительные особенности местных карачаевских коз. Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследова­тельского института животноводства и кормопроизводства. 2011; 4(1): 15–17. https://elibrary.ru/oolwfn

21. Селионова М.И., Мамонтова Т.В., Айбазов А.-М.М. Особенно­сти репродуктивной функции карачаевских коз в зависимости от разных географических районов разведения. Известия Тимиря­зевской сельскохозяйственной академии. 2021; (2): 114–122. https://doi.org/10.26897/0021-342X-2021-2-114-122

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

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

24. Yin H. et al. Variants in BMP7 and BMP15 3’-UTRs Associated with Reproductive Traits in a Large White Pig Population. Animals. 2019; 9(11): 905. https://doi.org/10.3390/ani9110905