Создание специальных ресурсных популяций для проведения полногеномных ассоциативных исследований (GWAS) выводит картирование QTL и идентификацию генов-кандидатов, ассоциированных с хозяйственно-значимыми признаками, на новый уровень за счет увеличения уровня точности и снижения возможности получения ложноположительных результатов. Для проведения высокоразрешающего GWAS необходимы два основных компонента: достоверная база изменчивости фенотипических признаков и полногеномные профили изучаемых животных. В отчетном году нами были заложены фундаменты для этих компонентов. Была сформирована база данных фенотипов первого поколения овец создаваемой ресурсной популяции. С этой целью выполнены исследования динамики живой массы и показателей экстерьера (по девяти промерам туловища) в возрасте 6, 42, 90, 180 и 270 дней. С целью изучения генетической изменчивости экспериментальных животных было проведено полногеномное генотипирование с помощью ДНК-чипа высокой плотности Ovine Infinium® HD SNP BeadChip (Illumina, San Diego, CA) исходных родительских форм и кроссов, полученных от их скрещивания. Генотипы были получены с помощью программы GenomeStudio 2. В PLINK v1.90 был проведен контроль качества генотипирования. MDS-анализ был проведен на основе матрицы дистанций идентичности по состоянию (IBS). Генетическая сеть Neighbour Net была построена в программе SplitsTree 4.14.5. Для анализа генетической структуры внутри семейства использовали программу Admixture. Проведенные анализы показали высокую степень генетической дифференциации исходных пород, что можно рассматривать как подтверждение правильного выбора исходных пород для скрещиваний. Получены первые данные о геномной вариабельности кроссов, полученных от скрещивания исходных родительских форм.
Промежуточный отчет 2019.
За отчётный год база фенотипической изменчивости параметров роста и развития овец ресурсной популяции была пополнена данными о живой массе и показателях экстерьера у кроссов второй генерации. Взвешивание и снятие девяти промеров туловища проводилось в динамике: в возрасте 6, 42, 90 и 180 дней. Были выявлены сравнительно высокие коэффициенты вариации по живой массе, длине туловища, высоте в холке, в крестце и спине (Cv от 13,9 до 22,7%). Все экспериментальные кроссы второго поколения были прогенотипированы с использованием ДНК-чипа высокой плотности Ovine Infinium® HD SNP BeadChip (Illumina, San Diego, CA). Были получены данные о генотипической изменчивости экспериментальных овец. Проведен сравнительный анализ параметров генетического разнообразия у кроссов второго поколения, кроссов первого поколения и родительских форм. В отчетном году были сформированы группы экспериментальных овец для скрещивания с целью получения второй серии кроссов второй генерации для расширения исследуемой выборки. В отчетном году были получены первые промежуточные результаты полногеномных ассоциативных исследований (GWAS), визуализированные в виде Манхэттенских графиков для всех фенотипических показателей в изучаемых возрастах. Были идентифицированы SNPs, достоверно ассоциированные с живой массой, глубиной груди на хромосомах 21 и 23, с косой длиной туловища на хромосоме 15, с шириной груди за лопатками на хромосомах 4, 15, 22 и 26. Функциональная аннотация идентифицированных SNPs будет проведена на заключительном этапе реализации Проекта.
Отчет.
Разведение интенсивно растущих овец – один из селекционных приоритетов в современном овцеводстве. Поэтому целью Проекта стало выявление локусов количественных признаков (QTL) и генов-кандидатов интенсивности роста овец для использования в маркерной селекции. Для достижения цели мы создали ресурсную популяцию овец на основе скрещивания контрастных по интенсивности роста родительских форм, а именно: баранов быстрорастущей породы катадин и овцематок медленнорастущей романовской породы. За время реализации Проекта было получено две группы межпородных кроссов второго поколения, которые стали объектом для поиска полногеномных ассоциаций. В рамках реализации Проекта была создана база данных фенотипической изменчивости показателей роста и развития овец, включающих живую массу и десять промеров туловища, которые фиксировались в 6, 42, 90, 180 и 270 дней. Исследуемые овцы были генотипированы с применением ДНК-чипа Ovine Infinium® HD SNP BeadChip («Illumina, Inc.», США), содержащего 600 тысяч SNP-маркеров. На основе сгенерированных SNP-профилей была изучена аутосомная изменчивость модельных животных ресурсной популяции и был проведен отбор SNP для последующего GWAS. В результате проведенного GWAS-анализа было установлено, что в разные возрастные периоды набор SNP, ассоциированный с интегральным показателем скорости роста - живой массой животного, был различным. Помимо признанных генов-кандидатов, ассоциированных с показателями роста и развития у овец, были идентифицированы новые гены-кандидаты, о влиянии которых на живую массу у овец ранее не сообщалось. Функциональная аннотация идентифицированных кандидатов показала наличие генов, влияющих на рост скелетных мышц, формирование костного каркаса, липидный и углеводный метаболизмы. Изучение дополнительных SNP внутри и рядом с этими генами обеспечит лучшее понимание причинных мутаций, влияющих на живую массу у овец. Таким образом, результаты, полученные в ходе реализации Проекта, создают научную базу для отбора генов-кандидатов и SNP-маркеров для включения в программы маркерной и геномной селекции в овцеводстве.