По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 636.082+575 DOI:10.33920/sel-03-2405-01

Перспективы применения технологии «генетического биркования» в животноводстве

С. В. Бекетов д-р биол. наук, ФГБУН «Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова» Российской академии наук, Россия, г. Москва, ORCID: 0000-0001-7947-8688, Е-mail: svbeketov@gmail.com
М. Т. Семина аспирант, ФГБУН «Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова» Российской академии наук, Россия, г. Москва, ORCID: 0000-0002-9276-0407, E-mail: magdalenasemina@gmail.com
А. С. Мокеев канд. биол. наук, Институт животноводства степных районов имени М. Ф. Иванова «Аскания-Нова» – Национального научного селекционно-генетического центра по овцеводству Национальной академии аграрных наук, Россия, Херсонская обл., п.г.т. Аскания-Нова, Е-mail: mokeev.as@mail.ru
Н. Н. Фурса ст. науч. сотр., Институт животноводства степных районов имени М. Ф. Иванова «Аскания-Нова» – Национального научного селекционно-генетического центра по овцеводству Национальной академии аграрных наук, Россия, Херсонская обл., п.г.т. Аскания-Нова, ORCID: 0000-0002-4109-8556 Е-mail: asknovinst@mail.ru
С. А. Сенатор канд. биол. наук, ФГБУН «Главный ботанический сад им. Н. В. Цицина» Российской академии наук, Россия, г. Москва, ORCID: 0000-0003-1932-2475, E-mail: stsenator@yandex.ru
В. П. Упелниек канд. биол. наук, ФГБУН «Главный ботанический сад им. Н. В. Цицина» Российской академии наук, Россия, г. Москва, ORCID: 0000-0002-6055-8861, E-mail: vla-upelniek@yandex.ru
Ю. А. Столповский д-р биол. наук, ФГБУН «Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова» Российской академии наук, Россия, г. Москва, ORCID: 0000-0003-2537-1900 Е-mail: stolpovsky@mail.ru

В работе сравнивали эффективность выделения ДНК с использованием разных методов экстракции: из хрящевой ткани наружного уха и лейкоцитарной фракции цельной крови крупного рогатого скота с последующей оценкой возможных перспектив применения технологии «генетического биркования» в животноводстве. По результатам исследования установлено, что наибольшая концентрация ДНК (146,26±13,180 нг/мкл при p < 0,001) была получена в образцах из ушных выщипов при применении способа осаждения ее реагентами по сравнению с выделением ДНК из лейкоцитарной фракции цельной крови с использованием высокоэффективных методов экстракции геномной дезоксирибонуклеиновой кислоты на магнитных частицах (22,80±3,138 нг/мкл) и на колонках (39,46±8,941 нг/мкл). При оценке загрязнения ДНК полипептидами было установлено, несмотря на то что при использовании разных методов экстракции отношение оптических плотностей при соответствующих длинах волн поглощения A260/A280 близко к оптимальному ~1,8. Наименьший разброс значений измерений был получен в образцах ДНК из ткани ушных выщипов – 1,89±0,008. В ходе последующего сравнения имеющихся технологий взятия образцов ткани ушных выщипов, применяемых для проведения генетических исследований (популяционно-генетическая характеристика, геномный анализ и др.) наиболее предпочтительной оказалась система «генетического биркования» FlexoРlusGeno. В этом случае получаемый образец ткани ушного выщипа сопряжен с соответствующими ушными визуальными или RFID-бирками, что создает «привязку» биоматериала к конкретному животному с возможностью отслеживания его на протяжении всей жизни. Рассматриваемая технология применима для сбора и хранения образцов хрящевой ткани, полученных методом ушных выщипов, у крупного и мелкого рогатого скота, свиней и оленей.

Литература:

1. Методика отбора проб ДНК свиней для генотипирования / Р. М. Зайнуллин, А. И. Рудь, А. С. Кокорев, Г. Г. Юрков // Свиноводство. – 2023. – № 2. – С. 8–12. – DOI: 10.37925/0039-713X-2023-2-8-12.

2. Оптимизация выделения ДНК из крови и ее компонентов: количественные и качественные характеристики / А. К. Лямцева, С. А. Костюк, И.В Жевнеронок и др. // БГМУ в авангарде медицинской науки и практики. – 2022. – Вып. 12. – С. 95–100.

3. Срок хранения образцов цельной крови в биобанке и выход выделенной из нее дезоксирибонуклеиновой кислоты при проведении генетических исследований / О. П. Скирко, А. Н. Мешков И. А., Ефимова и др. // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2020. – Т. 19. – № 6. – С. 179–183. – DOI: 10.15829/1728-8800-2020-2726.

4. Anderson T. L. Free Market Environmentalism / T. L. Anderson, D. R. Lealю – New York: Palgrave Macmillan, 2001. – 241 p.

5. Сhacon-Cortes D. Methods for extracting genomic DNA from whole blood samples: current perspectives / D. Chacon-Cortes, L. R. Griffi ths // Journal of Biorepository Science for Applied Medicine. – 2014. – No. 4. – P. 1–9. – DOI: 10.2147/BSAM.S46573.

6. Comparison of Eleven Methods for Genomic DNA Extraction Suitable for Large-Scale Whole-Genome Genotyping and Long-Term DNA Banking Using Blood Samples / A. Psifi di, Ch. I. Dovas, G. Bramis, T. Lazou // Plose One. – 2015. – Vol. 10. – No. 1. – P. e0115960. – DOI: 10.1371/journal. pone.0115960.

7. D’Ambra E. Racing with Death: Circus Sarcophagi and the Commemoration of Children in Roman Italy in the book of Constructions of Childhood in Ancient Greece and Italy / E. D’Ambra // Princeton: American School of Classical Studies at Athens, 2007. – P. 339–352.

8. Genetic diversity in farm animals – a review / L. F. Groeneveld J. A., Lenstra, H. Eding, M. A. Toro // Animal Genetics. – 2010. – Vol. 41. – No. 1. – P. 6–31. – DOI: 10.1111/j.1365-2052.2010.02038.x.

9. Khan S. U. The Hot History and Cold Future of Brands / S. U. Khan, O. Mufti // Journal of Managerial Sciences. – 2007. – Vоl. 1. – No. 1. – P. 75–87.

10. Pankraz A. Essential and nonessential elements in the 3’ nontranslated region of Bovine viral diarrhea virus / A. Pankraz, H. J. Thiel, P. Becher // Journal of Virology. – 2005. – Vol. 79. – No. 14. – P. 9119–9127. – DOI: 10.1128/JVI.79.14.9119-9127.2005.

11. Performance of Spectrophotometric and Fluorometric DNA Quantifi cation Methods / B. Bruijns, T. Hoekema, L. Oomens et al. // Analytica. – 2022. – No. 3. – Р. 371–384. – DOI: 10.3390/analitica3030025.

12. Pre-PCR processing: strategies to generate PCR-compatible samples / P. Rådström, R. Knutsson, P. Wolffs et al. // Mol. Biotechnol. – 2004. – Vol. 26. – No. 2. – P. 133–146.

13. Triolo M. M. Biostatistics for the Biological and Health Sciences / M. M. Triolo, M. F. Triolo, J. Royю – Harlow: Pearson Education Limited, 2018. – 720 p.

14. Tataurov A. V. Predicting ultraviolet spectrum of single stranded and double stranded deoxyribonucleic acids / A. V. Tataurov, Y. You, R. Owczarzy // Biophys. Chem. – 2008. – Vol. 133. – No. 1–3. – P. 66–70. – DOI: 10.1016/j.bpc.2007.12.004.

15. Vacuum Tubes Validation for Routine Hematological Testing / G. LimaOliveira, G. Lippi, G. L. Salvagno et al. // ISRN Hematology. – 2014. – Vol. 2012. – P. 1–5. – DOI: 10.5402/2012/875357.

1. Methodology for sampling pig DNA for genotyping / R. M. Zainullin, A. I. Rud, A. S. Kokorev, G. G. Yurkov // Pig breeding. – 2023. – No. 2. – P. 8–12. – DOI: 10.37925/0039-713X-2023-2-8-12.

2. Optimization of DNA extraction from blood and its components: quantitative and qualitative characteristics / A. K. Lyamtseva, S. A. Kostyuk, I. V. Zhevneronok et al. // BSMU at the forefront of medical science and practice. – 2022. – Is. 12. – P. 95–100.

3. Storage life of whole blood samples in a biobank and the yield of deoxyribonucleic acid isolated from it during genetic research / O. P. Skirko, A. N. Meshkov, I. A. Efi mov et al. // Cardiovascular therapy and prevention. – 2020. – Vol. 19. – No. 6. – P. 179–183. – DOI: 10.15829/1728-8800-20202726.

4. Anderson T. L. Free Market Environmentalism / T. L. Anderson, D. R. Lealю – New York: Palgrave Macmillan, 2001. – 241 p.

5. Сhacon-Cortes D. Methods for extracting genomic DNA from whole blood samples: current perspectives / D. Chacon-Cortes, L. R. Griffi ths // Journal of Biorepository Science for Applied Medicine. – 2014. – No 4. – P. 1–9. – DOI: 10.2147/BSAM.S46573.

6. Comparison of Eleven Methods for Genomic DNA Extraction Suitable for Large-Scale Whole-Genome Genotyping and Long-Term DNA Banking Using Blood Samples / A. Psifi di, Ch. I. Dovas, G. Bramis, T. Lazou // Plose One. – 2015. – Vol. 10. – No. 1. – P. e0115960. – DOI: 10.1371/journal. pone.0115960.

7. D’Ambra E. Racing with Death: Circus Sarcophagi and the Commemoration of Children in Roman Italy in the book of Constructions of Childhood in Ancient Greece and Italy / E. D’Ambra // Princeton: American School of Classical Studies at Athens, 2007. – P. 339–352.

8. Genetic diversity in farm animals – a review / L. F. Groeneveld J. A., Lenstra, H. Eding, M. A. Toro // Animal Genetics. – 2010. – Vol. 41. – No. 1. – P. 6–31. – DOI: 10.1111/j.1365-2052.2010.02038.x.

9. Khan S. U. The Hot History and Cold Future of Brands / S. U. Khan, O. Mufti // Journal of Managerial Sciences. – 2007. – Vоl. 1. – No. 1. – P. 75–87.

10. Pankraz A. Essential and nonessential elements in the 3’ nontranslated region of Bovine viral diarrhea virus / A. Pankraz, H. J. Thiel, P. Becher // Journal of Virology. – 2005. – Vol. 79. – No. 14. – P. 9119–9127. – DOI: 10.1128/JVI.79.14.9119-9127.2005.

11. Performance of Spectrophotometric and Fluorometric DNA Quantifi cation Methods / B. Bruijns, T. Hoekema, L. Oomens et al. // Analytica. – 2022. – No. 3. – Р. 371–384. – DOI: 10.3390/analitica3030025.

12. Pre-PCR processing: strategies to generate PCR-compatible samples / P. Rådström, R. Knutsson, P. Wolffs et al. // Mol. Biotechnol. – 2004. – Vol. 26. – No. 2. – P. 133–146.

13. Triolo M. M. Biostatistics for the Biological and Health Sciences / M. M. Triolo, M. F. Triolo, J. Royю – Harlow: Pearson Education Limited, 2018. – 720 p.

14. Tataurov A. V. Predicting ultraviolet spectrum of single stranded and double stranded deoxyribonucleic acids / A. V. Tataurov, Y. You, R. Owczarzy // Biophys. Chem. – 2008. – Vol. 133. – No. 1–3. – P. 66–70. – DOI: 10.1016/j.bpc.2007.12.004.

15. Vacuum Tubes Validation for Routine Hematological Testing / G. LimaOliveira, G. Lippi, G. L. Salvagno et al. // ISRN Hematology. – 2014. – Vol. 2012. – P. 1–5. – DOI: 10.5402/2012/875357.

Актуальность темы. Практика клеймения домашнего скота применялась еще в древних цивилизациях Египта и Рима, но наибольшего расцвета она достигла во второй половине XIX в. в юго-западных штатах США, где таврение скота превратилось в устойчивую систему, частично сохранившуюся до наших дней [4, 7, 9].

Первоначально маркировка скота и лошадей относилась только к термическому клеймению. В настоящее время применяются разнообразные альтернативные методы, включая таврение замораживанием (жидкий азот), нанесение татуировок, использование красителей, маркировку ушными выщипами и бирками, а также микрочипами имплантатами с радиочастотной идентификацией RFID (radio-frequency identifi cation). Если сначала сельскохозяйственных животных клеймили, прежде всего, для установления их принадлежности владельцу, то с интенсификацией животноводства главной целью маркировки скота стала идентификация отдельных особей для управления поголовьем, проведения учетных операций и контроля за здоровьем и кормлением животных.

На современном этапе индивидуальная маркировка сельскохозяйственных животных становится неотъемлемым элементом при проведении их генотипирования и для оценки генетического потенциала продуктивности [8].

Согласно Приказу Министерства сельского хозяйства РФ от 2 июня 2022 г. № 336 «Об утверждении требований к видам племенных хозяйств», в Российской Федерации одним из обязательных требований, предъявляемых к разным видам племенных хозяйств (селекционно-генетический центр, племенной завод, племенной репродуктор, генофондное хозяйство, селекционно-гибридный центр, организации по искусственному осеменению и трансплантации эмбрионов), является генетическая экспертиза индивидуальных особей на достоверность происхождения и отсутствие генетических аномалий.

Однако любое генетическое исследование предполагает наличие биологического материала, необходимого для выделения ДНК. Выбор образцов для ДНК-анализа у сельскохозяйственных животных достаточно широк. Так, это может быть кровь, волосы с луковицей, семенная жидкость и др. Чаще всего основной биологической тканью для выделения ДНК у сельскохозяйственных животных выступает цельная кровь [5].

Для Цитирования:
С. В. Бекетов, М. Т. Семина, А. С. Мокеев, Н. Н. Фурса, С. А. Сенатор, В. П. Упелниек, Ю. А. Столповский, Перспективы применения технологии «генетического биркования» в животноводстве. Главный зоотехник. 2024;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: