agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2020.21.4.453-461agronauka-584Research ArticleЗООТЕХНИЯISSR-полиморфизм кур-несушек родительского стада бройлеров, различающихся по темпам роста и показателям продуктивностиISSR polymorphism of laying hens of broiler parental stock distinguished by rates of growth and productivity indicatorshttps://orcid.org/0000-0001-6296-4962ГригорьеваМ. А.GrygorievaM. A.

Григорьева Марина Алексеевна, аспирант Института биологии; ведущий технолог

ул. Пирогова, д. 3, г. Тюмень, 625043

с. Каскара, Тюменская обл., Тюменский район, 625512

Marina A. Grigorieva, postgraduate; Leading Technologist

Pirogov St., 3, Tyumen, 625043

village of Kaskara, Tyumen Region, 625512

M.GRIGOREVA@tumen.prodo.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2448-0689ВеличкоО. А.VelichkoO. A.

Величко Оксана Александровна, доктор с.-х. наук, директор

с. Каскара, Тюменская обл., Тюменский район, 625512 

Oksana A. Velichko, DSc in Agricultural Science, Director

village of Kaskara, Tyumen Region, 625512 

voa@tumen.prodo.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3782-3014ЖигилеваО. Н.ZhigilevaO. N.

Жигилева Оксана Николаевна, доктор биол. наук, профессор кафедры экологии и генетики Института биологии

ул. Пирогова, д. 3, г. Тюмень, 625043

Oksana N. Zhigileva, DSc in Biological science, professor

Pirogov St., 3, Tyumen, 625043

zhigileva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7038-2583ПакИ. В.PakI. V.

Пак Ирина Владимировна, доктор биол. наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и генетики Института биологии

ул. Пирогова, д. 3, г. Тюмень, 625043

Irina V. Pak, DSc in Biological science, professor, Head of the Department of Ecology and Genetics

Pirogov St., 3, Tyumen, 625043

pakiv57@mail.ruВиноградскийИ. А.VinogradskyI. A.

Виноградский Иван Александрович, студент 5 курса Института биологии

ул. Пирогова, д. 3, г. Тюмень, 625043

Ivan A. Vinogradsky, student

Pirogov St., 3, Tyumen, 625043

vinogradskiy.vanechka@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7046-8405РустамовР. Д.RustamovR. D.

Рустамов Ризван Дилман оглы, аспирант кафедры экологии и генетики Института биологии

ул. Пирогова, д. 3, г. Тюмень, 625043

Rizvan D. Rustamov, postgraduate

Pirogov St., 3, Tyumen, 625043

rizvanich@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0086-1180ТрофимовО. В.TrofimovO. V.

Трофимов Олег Владимирович, кандидат биол. наук, доцент кафедры экологии и генетики Института биологии  

ул. Пирогова, д. 3, г. Тюмень, 625043

Oleg V. Trofimov, PhD in Biological science, associate professor

Pirogov St., 3, Tyumen, 625043

oleg_v_trofimov@mail.ruФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет»; АО «ПРОДО Тюменский бройлер»РоссияTyumen State University; PRODO Tyumen broilerRussian FederationАО «ПРОДО Тюменский бройлер»РоссияPRODO Tyumen broilerRussian FederationФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет»РоссияTyumen State UniversityRussian Federation202022082020214453461Copyright © Григорьева М.А., Величко О.А., Жигилева О.Н., Пак И.В., Виноградский И.А., Рустамов Р.Д., Трофимов О.В., 20202020Григорьева М.А., Величко О.А., Жигилева О.Н., Пак И.В., Виноградский И.А., Рустамов Р.Д., Трофимов О.В.Grygorieva M.A., Velichko O.A., Zhigileva O.N., Pak I.V., Vinogradsky I.A., Rustamov R.D., Trofimov O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/584

Поиск биомаркеров высокой продуктивности у кур в настоящее время является одной из актуальных задач, стоящих перед птицеводством. В связи с этим целью нашего исследования явилось изучение генетических особенностей кур-несушек родительского стада гибридного кросса «Arbor Acres Plus», различающихся по признакам продуктивности. Работы проведены на предприятии АО «ПРОДО Тюменский бройлер», г. Тюмень, Тюменской области в 2018-2019 гг. на трех группах кур, численностью от 6000 до 6085 голов. Выращивание, оценку курнесушек проводили в соответствии с руководством и нормативами по выращиванию родительского поколения Arbor Acres Plus и с разработанным на их основе и принятым на предприятии регламентом по технологии содержания родительского стада и взвешиванию птицы. Практика выращивания гибридного кросса производства «Arbor Acres Plus» показала, что в период роста наблюдается отчетливая дифференциация кур-несушек по массе тела. При этом выделяются быстрорастущие «крупные» особи, «мелкие» особи и особи «средние», занимающие промежуточное положение. В начале опыта на 18 неделе средняя масса кур «мелкие» была на 106 г меньше, чем у кур из группы «средние»; средняя масса кур из группы «средние» была меньше показателей группы «крупные» на 139 г, а различия между «крупными» и «мелкими» курами составили 245 г. Подобные различия сохранялись до 35-ой недели, впоследствии в значительной степени нивелировались. Различия между группами кур наблюдались также и в показателях яйценоскости, которые с увеличением возраста кур-несушек (31-33 недели) уменьшаются (количество яиц на несушку в неделю в среднем составило в группе «мелкие» 71,1%; «средние» – 72,8%; «крупные» – 74,4%). Для оценки генетического полиморфизма кур применяли метод ISSR-PCR. При этом было использовано семь праймеров: (AG)8G, (AG)8T, (CA)8G, (GT)8C, (AC)8T, (TC)8C, (TG)8A. По результатам установили, что экспериментальные группы кур-несушек различались как по частотам ISSR-бэндов, так и по средним показателям полиморфизма. Более высокие показатели доли полиморфных бэндов (Р), генетического разнообразия (h), наблюдаемого (nе) и эффективного числа аллелей (na) отмечены в группе кур-несушек «крупные», в то время как группы «средние» и «мелкие» имели более низкие показатели и достоверно не различались по уровню полиморфизма между собой. Более высокие показатели ISSR-полиморфизма, полученные в группе быстрорастущих («крупные») кур-несушек, могут быть маркером более высокого уровня генетического разнообразия этой группы в сравнении с курами двух других групп. Проведенные исследования показали, что ISSR-маркеры могут быть рекомендованы в качестве простого инструмента для мониторинга генетического разнообразия стад кур-несушек.

Searching for biomarkers of high productivity in chickens is currently one of the relevant tasks facing poultry farming. Thus, the research was aimed at studying genetic traits of laying hens. The hens belonged to parental stock of the «Arbor Acres Plus» hybrid cross and varied according to the productivity abilities. The study was carried out in 2018-2019 at the PRODO Tyumen Broiler factory located in Tyumen, Tyumen region on three groups of chickens numbering from 6000 to 6085 bird units. Raising and evaluation of laying hens were carried out in accordance with the «Arbor Acres Plus» guidelines and standards for breeding of the parental generation and the regulations for the technology of the parent stoсk management and bird weighing which were developed on the basis of those guidelines and standards and adopted at the factory. The practice of raising the «Arbor Acres Plus» hybrid cross revealed a distinct differentiation of laying hens by body weight during the growth period. There were distinguished fast-growing «large» individuals, «small» individuals and «medium» individuals occupying an intermediate position. At the beginning of the experiment, during the 18th week of age the average mass of «small» chickens was 106 g less than that of chickens from the «medium» group. The average mass of chickens from the «medium» group was 139 g less than the indications in the «large» group, and the differences between the «large» and the «small» hens amounted to 245 g. Such differences remained until the 35th week, and then they leveled out substantially. The differences between groups of chickens were observed also in egg production rates, which decreased with increasing the age of laying hens (by 31-33 weeks). The amount of eggs per layer per week averaged out at 71.1 % for “small” hens, 72.8 % for the «medium», and 74.4 % for the «large» ones. To assess the genetic polymorphism of chickens the ISSR-PCR method was applied. Seven primers were used to study the genetic polymorphism of laying hens: (AG)8G, (AG)8T, (CA)8G, (GT)8C, (AC)8T, (TC)8C, (TG)8A. The experimental groups of laying hens differed both in the frequencies of ISSR bands and in the average indicators of polymorphism. Higher parameters of the proportion of polymorphic bands (P), genetic diversity (h), apparent (ne) and effective number of alleles (na) were observed in the group of «large» laying hens, while the «medium» and «small» groups had lower rates and did not significantly differ in the level of polymorphism among themselves. Higher rates of ISSR polymorphism observed in the group of fast-growing («large») laying hens could be a marker of a higher level of genetic diversity in this group compared to chickens from the other two groups. The conducted studies showed that ISSR markers can be recommended as a simple tool for monitoring the genetic diversity of stocks of laying hens.

скорость ростаяйценоскостьбиомаркерыполимеразная цепная реакцияISSR-бэндыgrowth rateegg productionbiomarkerspolymerase chain reaction (PCR)ISSR bandsРабота выполнена при поддержке АО «ПРОДО Тюменский бройлер» и ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет».The research was supported by PRODO Tyumen Broiler and Tyumen State University.ReferencesBoulton K., Nolan M. J., Wu Z., Psifidi A., Riggio V., Harman K., Bishop S. C., Kaiser P., Abrahamsen M. S., Hawken R., Watson K. A., Tomley F. M., Blake D. P., Hume D. A. Phenotypic and genetic variation in the response of chickens to Eimeria tenella induced coccidiosis. Genetics Selection Evolution. 2018; 50(1):63. DOI: https://doi.org/10.1186/s12711-018-0433-7Boulton K., Nolan M. J., Wu Z., Psifidi A., Riggio V., Harman K., Bishop S. C., Kaiser P., Abrahamsen M. S., Hawken R., Watson K. A., Tomley F. M., Blake D. P., Hume D. A. Phenotypic and genetic variation in the response of chickens to Eimeria tenella induced coccidiosis. Genetics Selection Evolution. 2018; 50(1):63. DOI: https://doi.org/10.1186/s12711-018-0433-7Wolc A., Arango J., Jankowski T., Dunn I., Settar P., Fulton J. E., O'Sullivan N. P., Preisinger R., Fernando R. L., Garrick D. J., Dekkers J. C. M. Genome-wide association study for egg production and quality in layer chickens. Journal of Animal Breeding and Genetics. 2014; 131(3):173-182. DOI: https://doi.org/10.1111/jbg.12086Wolc A., Arango J., Jankowski T., Dunn I., Settar P., Fulton J. E., O'Sullivan N. P., Preisinger R., Fernando R. L., Garrick D. J., Dekkers J. C. M. Genome-wide association study for egg production and quality in layer chickens. Journal of Animal Breeding and Genetics. 2014; 131(3):173-182. DOI: https://doi.org/10.1111/jbg.12086Bennett A. K., Hester P. Y., Spurlock D. E. M. Polymorphisms in vitamin D receptor, osteopontin, insulinlike growth factor 1 and insulin, and their associations with bone, egg and growth traits in a layer - Broiler cross in chickens. Animal Genetics. 2006; 37(3):283-286. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2006.01439.xBennett A. K., Hester P. Y., Spurlock D. E. M. Polymorphisms in vitamin D receptor, osteopontin, insulinlike growth factor 1 and insulin, and their associations with bone, egg and growth traits in a layer - Broiler cross in chickens. Animal Genetics. 2006; 37(3):283-286. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2006.01439.xHonkatukia M., Tuiskula-Haavisto M., De Koning D.-J., Virta A., Mäki-Tanila A., Vilkki J. A region on chicken chromosome 2 affects both egg white thinning and egg weight. Genetics Selection Evolution. 2005; 37(5):563-577. DOI: https://doi.org/10.1051/gse:2005016Honkatukia M., Tuiskula-Haavisto M., De Koning D.-J., Virta A., Mäki-Tanila A., Vilkki J. A region on chicken chromosome 2 affects both egg white thinning and egg weight. Genetics Selection Evolution. 2005; 37(5):563-577. DOI: https://doi.org/10.1051/gse:2005016Dunn I. C., Joseph N. T., Bain M., Edmond A., Wilson P. W., Milona P., Nys Y., Waddington D. Polymorphisms in eggshell organic matrix genes are associated with eggshell quality measurements in ped igree Rhode Island Red hens. Animal Genetics. 2009; 40(1):110-114. DOI: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1365-2052.2008.01794.xDunn I. C., Joseph N. T., Bain M., Edmond A., Wilson P. W., Milona P., Nys Y., Waddington D. Polymorphisms in eggshell organic matrix genes are associated with eggshell quality measurements in ped igree Rhode Island Red hens. Animal Genetics. 2009; 40(1):110-114. DOI: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1365-2052.2008.01794.xJiang R. S., Xie Z., Chen X. Y., Geng Z. Y. A single nucleotide polymorphism in the parathyroid hormone gene and effects on eggshell quality in chickens. Poultry Science. 2010; 89(10):2101-2105. DOI: https://doi.org/10.3382/ps.2010-00888Jiang R. S., Xie Z., Chen X. Y., Geng Z. Y. A single nucleotide polymorphism in the parathyroid hormone gene and effects on eggshell quality in chickens. Poultry Science. 2010; 89(10):2101-2105. DOI: https://doi.org/10.3382/ps.2010-00888Dunn I. C., Meddle S. L., Wilson P. W., Wardle C. A., Law A. S., Bishop V. R., Hindar C., Hocking P. M. Decreased expression of the satiety signal receptor CCKAR is responsible for increased growth and body weight during the domestication of chickens. American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism. 2013; 304(9):909-921. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpendo.00580.2012Dunn I. C., Meddle S. L., Wilson P. W., Wardle C. A., Law A. S., Bishop V. R., Hindar C., Hocking P. M. Decreased expression of the satiety signal receptor CCKAR is responsible for increased growth and body weight during the domestication of chickens. American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism. 2013; 304(9):909-921. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpendo.00580.2012Hansen C., Yi N., Zhang Y. M., Xu S., Gavora J., Cheng H. H. Identification of QTL for production traits in chickens. Animal Biotechnology. 2005; 16(1):67-79. DOI: https://doi.org/10.1081/ABIO-200055016Hansen C., Yi N., Zhang Y. M., Xu S., Gavora J., Cheng H. H. Identification of QTL for production traits in chickens. Animal Biotechnology. 2005; 16(1):67-79. DOI: https://doi.org/10.1081/ABIO-200055016Buyarov V. S., Chervonova I. V., Buyarov A. V., Aldobaeva N. A. So-vremennye myasnye i yachnye krossy kur: zootekhnicheskie i ekonomicheski aspekty. [Modern meat and egg crosses of chicken: zootechnical and economic aspects. vestnik of voronezh state agrarian university]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Voronezh state agrarian university. 2018; 2(57):88-99. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=35258002Buyarov V. S., Chervonova I. V., Buyarov A. V., Aldobaeva N. A. So-vremennye myasnye i yachnye krossy kur: zootekhnicheskie i ekonomicheski aspekty. [Modern meat and egg crosses of chicken: zootechnical and economic aspects. vestnik of voronezh state agrarian university]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Voronezh state agrarian university. 2018; 2(57):88-99. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=35258002Mitrofanova O. V., Dement'eva N. V., Krutikova A. A. Polimorfizm v promotore gena prolaktina i ego assotsiatsiya s napravleniem pro-duktivnosti u kur. [Polymorphism in promoter of prolactin gene and its association with production traits in chickens]. Nauchnyy zhurnal KubGAU = Scientific Journal of KubSAU. 2015; 111(7):1-10. (In Russ.). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/polimorfizm-v-promotore-gena-prolaktina-i-egoasso-tsiatsiya-s-napravleniem-produktivnosti-u-kurMitrofanova O. V., Dement'eva N. V., Krutikova A. A. Polimorfizm v promotore gena prolaktina i ego assotsiatsiya s napravleniem pro-duktivnosti u kur. [Polymorphism in promoter of prolactin gene and its association with production traits in chickens]. Nauchnyy zhurnal KubGAU = Scientific Journal of KubSAU. 2015; 111(7):1-10. (In Russ.). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/polimorfizm-v-promotore-gena-prolaktina-i-egoasso-tsiatsiya-s-napravleniem-produktivnosti-u-kurZietjiewicz E., Rafalski А., Labuda D. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR)- anchored polymerase chain reaction amplification. Genomics. 1994; 20(2):176-183. DOI: https://doi.org/10.1006/geno.1994.1151Zietjiewicz E., Rafalski А., Labuda D. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR)- anchored polymerase chain reaction amplification. Genomics. 1994; 20(2):176-183. DOI: https://doi.org/10.1006/geno.1994.1151Williams J.G.K., Kubelik A.R., Livak K.J. DNA polymorphism amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Research. 1990; 18(22): 6531–6535.Williams J.G.K., Kubelik A.R., Livak K.J. DNA polymorphism amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Research. 1990; 18(22): 6531–6535.Bender W., Pierre S., Hognes D.S. Chromosomal walking and jumping to isolate DNA from Ace and rosy loci of bithorax complex in Drosophila melanogaster. Journal of Molecular Biology. 1983; 168:17-33. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-2836(83)80320-9Bender W., Pierre S., Hognes D.S. Chromosomal walking and jumping to isolate DNA from Ace and rosy loci of bithorax complex in Drosophila melanogaster. Journal of Molecular Biology. 1983; 168:17-33. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-2836(83)80320-9

The authors declare that there are no conflicts of interest present.