Роль полиморфизма гена IGF1 в предрасположенности коров к кетозу

В статье приводятся результаты исследования 2024 года по определению влияния полиморфизма гена IGF1 на предрасположенность коров к кетозу. Объектом исследования послужили новотельные коровы костромской породы племенных хозяйств Костромской области (n = 127). В первые 10 дней после отела у клинически здоровых коров проводили анализ периферической крови на содержание кетоновых тел, вследствие чего разделили животных на 1-ю и 2-ю группы с содержанием кетоновых тел 0–1,2 ммоль/л и выше 1,2 ммоль/л соответственно. Из цельной крови подопытных животных выделяли образцы ДНК и проводили их генотипирование по локусу rs109763947 гена IGF1 методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) с плавлением флуоресцентных зондов. Установлено, что исследуемая популяция скота полиморфна по локусу IGF1 и характеризуется полным отсутствием носителей генотипа AA, преобладанием и статистически значимым (P<0,001) избытком гетерозигот AG (0,551–0,714), сопровождающихся повышенным на 0,05 ммоль/л уровнем кетоновых тел в крови (P<0,001) и положительной корреляцией концентрации кетонов в крови с содержанием белка в молоке (rho = 0,349, P<0,05), что указывает на возможное селекционное преимущество гетерозигот. Частота аллеля А в 1-й группе оказалась на 0,078 меньше, чем во 2-й (P<0,001), что согласуется с тенденцией носительниц аллеля А попадать в группу здоровых животных в 2,06 раза реже, чем в группу коров с субклиническим кетозом. Однако соотношение шансов для данных событий незначимо, а высокое значение коэффициента вариации уровня кетоновых тел среди коровносительниц генотипов AG и GG 2-й группы (43,05 и 64,40 % соответственно) по сравнению с 1-й (5,60 и 5,96 % соответственно), свидетельствует о влиянии на предрасположенность к кетозу других генетических факторов, что говорит о необходимости изучения локуса rs109763947 в комплексе с другими ДНК-маркерами.

1. Partridge L. N., Alic N., Bjedov I., Piper M. D. W. Ageing in drosophila: the role of the insulin/Igf and TOR signalling network. Experimental Gerontology. 2011;46(5):376–381. DOI: https://doi.org/10.1016/j.exger.2010.09.003

2. Белая Е. В., Михайлова М. Е. SnaBI-полиморфизм гена инсулиноподобного фактора роста (bIGF-I) у крупного рогатого скота. Молекулярная и прикладная генетика. 2009;9:153–159. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38553705 EDN: LTPZMA

3. Nikolić-Judith A., Šamanch H., Kovačević M. Serum concentrations of insulin-like growth factors and thyroid hormones in healthy and ketotic dairy cows during the puerperium. Acta Veterinaria. 2001;51(2):73 –88. DOI: https://doi.org/10.2298/AVB1106489P

4. Kim J. W. Modulation of the somatotropic axis in periparturient dairy cows. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2014;27(1):147–154. DOI: https://doi.org/10.5713/ajas.2013.13139

5. Petruh I., Simonov M., Vlizlo V., Ostapiv D. The role of insulin-like growth factor and leptin in the pathogenesis of internal non-contagious pathology of dairy cows. Ukrainian journal of veterinary and agricultural sciences. 2018;1(2):19–22. DOI: https://doi.org/10.32718/ujvas1-2.05

6. Gross J., van Dorland H. A., Schwarz F. J., Bruckmaier R. M. Endocrine changes and liver mRNA abundance of somatotropic axis and insulin system constituents during negative energy balance at different stages of lactation in dairy cows. Journal of Dairy Science. 2011;94(7):3484–3494. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2011-4251

7. Михайлова М. Е., Белая Е. В., Волчок Н. М. Влияние полиморфных вариантов генов соматотропинового каскада (bPit-1, bPrl, bGH, bGHR, bIGF-1) на признаки молочной продуктивности крупного рогатого скота чёрно-пёстрой породы белорусского разведения. Научный вестник Национального университета биоресурсов и природопользования Украины. 2011;160(2):273–280.

8. Загидуллин Л. Р., Гилемханов И. Ю., Ахметов Т. М., Шайдуллин Р. Р., Тюлькин С. В. Молочная продуктивность и качество молока коров с разными генотипами по гену IGF1. Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2021;(4(67)):135–139. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47405598 EDN: WTRTZZ

9. Ge W., Davis M. E., Hines H. C., Irvin K. M., Simmen R. C. Association of a genetic marker with blood serum insulin-like growth factor-I concentration and growth traits in Angus cattle. Journal of Animal Science. 2001;79(7):1757–1762. DOI: https://doi.org/10.2527/2001.7971757x

10. Бейшова И. С., Траисов Б. Б., Косилов В. И. Характеристика генетической структуры селекционного поголовья аулиекольской и казахской белоголовой пород по полиморфным генам соматотропинового каскада. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017;(6(68)):261–265. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=3227789 EDN: YLSHIE

11. Гаджиев З. К., Суржикова Е. С., Евлагина Д. Д., Суров А. И., Шумаенко С. Н. ДНК-тестирование аллельного полиморфизма генов IGF-1, GDF5, GH, у молодняка мясного скота. Аграрный научный журнал. 2023;(9):82–87. DOI: https://doi.org/10.28983/asj.y2023i9pp82-87 EDN: DEXXXF

12. Дубовскова М. П. Генотипирование скота герефордской породы по генам GHR, IGF-1 и GDF5. Животноводство и кормопроизводство. 2022;105(3):47–55. DOI: https://doi.org/10.33284/2658-3135-105-3-47 EDN: MZEQQC

13. Arslan K., Taheri S., Şener E. F., Akyüz B., Akçay A., Özkul Y., İşcan K. M. Investigation of the promoter polymorphisms of the growth hormone (GH1), growth hormone receptor (GHR), insulin-like growth factor (IGF-I), and prolactin (PRL) genes and the correlation between gene expression and milk yields in Holstein cattle raised in Central Anatolia. Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences. 2016;40(5):609–615. DOI: https://doi.org/10.3906/vet-1510-66

14. Li C., Sun D., Zhang S., Yang S., Alim M. A., Zhang Q. et al. Genetic effects of FASN, PPARGC1A, ABCG2 and IGF1 revealing the association with milk fatty acids in a Chinese Holstein cattle population based on a post genome-wide association study. BMC Genetics. 2016;17:110. DOI: https://doi.org/10.1186/s12863-016-0418-x

15. Ulyanov V. A., Kubekova B. Z., Beishova I. S., Belaya A. V., Papusha N. V. Preferred and undesirable genotypes of bGH and bIGF-1 genes for the milk yield and quality of black-and-white breed. Veterinary World. 2021;14(5):1202–1209. DOI: https://doi.org/10.14202/vetworld.2021.1202-1209

16. Çobanoğlu Ö., Ardiçli S. Genetic variation at the OLR1, ANXA9, MYF5, LTF, IGF1, LGB, CSN3, PIT1, MBL1, CACNA2D1, and ABCG2 loci in Turkish Grey Steppe, Anatolian Black, and East Anatolian Red cattle. Turkish Journal of Veterinary & Animal Sciences. 2022;46(3):494–504. DOI: https://doi.org/10.55730/1300-0128.4220

17. Beishova I. S., Ulyanov V. A., Shaikamal G., Papusha N. V., Belaya E. V. Features of holstein cattle bred in kazakhstan by the polymorphic genes of the somatotropin cascade. Advances in Animal and Veterinary Sciences. 2019;7(s1):60–65. DOI: https://doi.org/10.17582/journal.aavs/2019/7.s1.60.65

18. De la Rosa Reyna X. F., Montoya H. M., Castrellón V. V., Rincón A. M. S., Bracamonte M. P., Vera W. A. Polymorphisms in the IGF1 gene and their effect on growth traits in Mexican beef cattle. Genetics and Molecular Research. 2010;9(2):875–883. DOI: https://doi.org/10.4238/vol9-2gmr745

19. Gerasimov N. P., Dzhulamanov K. M., Lebedev S. V., Kolpakov V. I. Effect of IGF-1 C472T, GH C2141G, and GHR T914A polymorphisms on growth performance and feed efficiency in young Kazakh white - headed cattle. Veterinary World. 2023;16(8):1584–1592. DOI: https://doi.org/10.14202/vetworld.2023.1584-1592

20. Saleh A. A., Hassan T. G. M., EL-Hedainy D. K. A., El-Barbary A. S. A., Sharaby M. A., Hafez E. E., Rashad A. M. A. IGF-I and GH Genes polymorphism and their association with milk yields, composition and reproductive performance in Holstein–Friesian dairy cattle. BMC Veterinary Research. 2024;20:341. DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-024-04188-4

21. Lirón J. P., Prando J., Fernández M. E., Ripoli M. V., Rogberg-Muñoz A., Goszczynski D. E. et al. Association between GNRHR, LHR and IGF1 polymorphisms and timing of puberty in male Angus cattle. BMC Genetics. 2012;13:26. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2156-13-26

22. Soares R. A. N., Vargas G., Duffield T., Schenkel F., Squires E. J. Genome-wide association study and functional analyses for clinical and subclinical ketosis in Holstein cattle. Journal of Dairy Science. 2021;104(9):10076-10089. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2020-20101

23. Wu X., Huang K., Wei C., Chen F., Pan C. Regulation of cellular glutathione peroxidase by different forms and concentrations of selenium in primary cultured bovine hepatocytes. The Journal of Nutritional Biochemistry. 2010;21(2):153–161. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2008.12.006