• Ешқандай Нәтиже Табылған Жоқ

© 2021 Al-Farabi Kazakh National University ISSN 1563-0218; eISSN 2617-7498 Experimental Biology. №2 (87). 2021 https://bb.kaznu.kz

102

МРНТИ 68.39.55 https://doi.org/10.26577/eb.2021.v87.i2.10 М.Д. Амандыкова1,2* , А.М. Тленшиева1,2 ,

А.С. Мусаева2 , Н. Сайто3

1 Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы

2 РГП «Институт генетики и физиологии» КН МОН РК, Казахстан, г. Алматы

3Отдел популяционной генетики, Национальный институт генетики, Япония, г. Мисима

*e-mail:makpal_30.01@mail.ru

ГЕНОТИПИРОВАНИЕ ВЕРБЛЮДОВ АЛМАТИНСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ГЕНУ CSN2 МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ

Верблюжьему молоку придается особое значение из-за его целебных свойств и высокой пищевой ценности. В сравнении с молоком других сельскохозяйственных животных, молоко верблюдов, а также получаемые из него продукты легко усваиваются организмом человека. Таким образом, изучение генетического разнообразия и селекция верблюдов по «предпочтительным»

генотипам является важным составляющим верблюдоводства Казахстана.

Белок β-казеин составляет наибольшую часть казеиновой фракции верблюжьего молока, а кодирующий его ген CSN2 считается основным геном наличия аллелей, связанных с различным уровнем экспрессии казеиновых белков. Транзиция g.2126A>G, расположенная в регионе ТАТА-бокса промотора гена CSN2, по предположениям, влияет на активность связывания фактора транскрипции, что в дальнейшем определяет интенсивность экспрессии данного гена. В изученных нами популяциях верблюдов, разводимых в Алматинской области (53 головы), частота аллеля G составила 0,36, тогда как частота аллеля А составила 0,64. Также, выявлено равновесие Харди-Вайнберга, которое было равно 8,589. Уровень полиморфизма был высоким в 1-, 2- и 4-популяциях, составив 100%, тогда как в 3-популяции данный показатель был равен 66,67%.

Для изученных популяций были установлены такие статистические показатели, как частота встречаемости генотипов, выявленное и эффективное количество аллелей, разнообразие генов по Nei и др., которые дают популяционно-генетическую характеристику популяций.

Ключевые слова: верблюды, верблюжье молоко, β-казеин, PCR-RFLP анализ, SNP, генетическое разнообразие.

M.D. Amandykova1,2 *, A.M. Tlenshiyeva1,2, A.S. Mussayeva2, N. Saitou3

1Аl-Farabi Kazakh National University, Кazakhstan, Almaty

2«Institute of Genetics and Physiology» SC MES RK, Кazakhstan, Almaty

3Division of Population Genetics, National Institute of Genetics, Japan, Mishima

* e-mail: makpal_30.01@mail.ru Genotyping of camels of Almaty region

by CSN2 dairy productivity gene

Camel milk is especially important for its healing properties and high nutritional value. Compared to milk of other farm animals, camel milk, as well as products obtained from it, are easily absorbed by the human body. Thus, the study of genetic diversity and selection of camels according to “preferred”

genotypes is considered as a principal part of camel breeding in Kazakhstan.

The β-casein protein makes up the largest part of the casein fraction of camel milk, and the CSN2 gene encoding it is considered as the main gene for the presence of alleles associated with different levels of expression of casein proteins. Transition g.2126A> G, located in the TATA box region of the CSN2 gene promoter, is supposed to affect the activity of binding of the transcription factor, which fur- ther determines the expression intensity of this gene. In the populations of camels bred in Almaty region studied by us (53 animals), the frequency of the G allele was 0.36, while the frequency of the A allele was 0.64. Also, the Hardy-Weinberg equilibrium was found to be 8.589. The polymorphism was high in 1-, 2- and 4-populations, amounting to 100%, while in the 3-population this indicator was 66.67%.

For the studied populations there were identified such statistical indicators as the genotypes occurrence frequency, the observed and effective number of alleles, gene diversity by Nei etc., which give the popu- lation genetic characteristics of populations.

Key words: camels, camel milk, β-casein, PCR-RFLP analysis, SNP, genetic diversity.

103 М.Д. Амандыкова и др.

М.Д. Aмaндыкoвa1,2 *, А.М. Тленшиева1,2, A.C. Мycaeвa2, Н. Caйтo3

1Әл-Фapaби aтындaғы Қaзaқ ұлттық yнивepcитeтi, Қaзaқcтaн, Алматы қ.

2ҚP БҒМ ҒК «Гeнeтикa жәнe физиология инcтитyты», Қaзaқcтaн, Алматы қ.

3Пoпyляциялық гeнeтикa бөлiмi, Ұлттық гeнeтикa инcтитyты, Жaпoния, Мисима қ.

* e-mail: makpal_30.01@mail.ru

Алматы облысы түйелерін сүттіліктің CSN2 гені бойынша генотиптеу

Түйе сүтіне оның шипалық қасиеттері мен тағамдық құндылығының жоғары болуына байланысты ерекше мән беріледі. Басқа ауылшаруашылығы жануарларының сүтіне қарағанда, түйе сүті және одан дайындалатын өнімдер адам ағзасына жеңіл сіңіріледі. Осылайша, түйелердің генетикалық әртүрлілігін зерттеу және оларды «жағымды» генотиптер бойынша сұрыптау жұмыстарын жүргізу Қазақстандағы түйе шаруашылығының маңызды құрамдас бөлігі болып табылады.

β-казеин белогы түйе сүтінің казеинді фракциясының басым бөлігін құрайды, ал оны кодтайтын CSN2 гені казеин белоктарының экспрессияның әртүрлі деңгейлерімен байланысты болатын аллельдердің болу-болмауының негізгі гені болып саналады. g.2126A>G транзициясы CSN2 генінің промоторының ТАТА-бокс аймағында орналасқан және болжам бойынша, осы геннің экспрессиясының қарқындылығын анықтайтын транскрипция факторының байланысу белсенділігіне әсер етеді. Зерттеуге алынған Алматы облысында өсірілетін түйелер популяцияларында (53 бас) G аллелінің жиілігі 0,36 көрсеткішіне ие болды, ал А аллелінің жиілігі 0,64 құрады. Сонымен қатар, Харди-Вайнберг тепе-теңдігі анықталды және оның мәні 8,589 тең болды. Полиморфизм деңгейі 1-, 2- және 4-популяцияларда жоғары болып 100% құраса, 3-популяцияда бұл көрсеткіш 66,67% тең болды. Зерттелген популяцияларда генотиптердің кездесу жиілігі, анықталған және эффективті аллельдер саны, Nei бойынша гендердің әртүрлілігі және т.б. статистикалық көрсеткіштер анықталды. Бұл көрсеткіштер популяцияларға популяциялық-генетикалық сипаттама береді.

Түйін сөздер: түйелер, түйе сүті, β-казеин, PCR-RFLP анализ, SNP, генетикалық әртүрлілік.

Введение

Среди ведущих в мире производителей вер- блюжьего молока Казахстан занимает лидиру- ющие позиции. В настоящее время поголовье верблюдов в Республике Казахстан составля- ет 243,2 тыс. голов, увеличившись на 4,1% за 2019-2020 годы [1]. Наиболее острой проблемой верблюдоводства сегодня является повышение продуктивности и племенных качеств живот- ных, а именно, направленное развитие молоч- ного верблюдоводства, которое обусловлено быстрорастущим спросом на верблюжье молоко над фактической возможностью его производ- ства. К основным проблемам, препятствующим увеличению производства верблюжьего молока, которое удовлетворило бы потребности рынков Казахстана и зарубежных стран можно отне- сти: незначительную молочную продуктивность верблюдов, небольшую численность поголовья направленного молочного типа казахских бак- трианов, дромедаров, а также, их гибридов в со- отношении с общим поголовьем популяций вер- блюдов Казахстана. Однако, стоит отметить, что жирность верблюжьего молока, производимого в Республике Казахстан, очень высокая (4,0% и выше) по сравнению с молоком производимым в

других верблюдоразводящих странах (3,2-3,5%).

И связано это с тем, что молоко, получаемое от отечественных пород верблюдов, а именно, ка- захских бактрианов, обладает жирностью 5,0- 6,0%, у туркменских одногорбых верблюдов этот показатель равен 3,2-3,5%, а у гибридов бактриана и дромедара 3,8-5,0%. Верблюжье молоко с таким высоким процентом жирности используется для производства казахской наци- ональной молочной продукции – шубат и кымы- ран, которые не имеют аналогов в мировой ин- дустрии молочной продуктивности [2].

Казахстанские породы верблюдов, также, от- личаются биологическим разнообразием своего генофонда, в сравнении с большинством стран Центральной Азии. Тем не менее, в последнее время наблюдаются некие изменения в породно- популяционном аспекте, которые указывают на генетическую утрату разнообразия верблюдов.

Из чего следует, что для сохранения биологиче- ского разнообразия верблюдов в стране необхо- димо провести ряд мер по оценке состояния вер- блюдоводства в стране, реализовать опись скота, проводить работы по сохранению природных и полученных благодаря возможностям селекции популяций чистопородных верблюдов и их ги- бридов, при этом учитывая происходящие про-

104

Генотипирование верблюдов Алматинской области по гену CSN2 молочной продуктивности

цессы природного и антропогенного происхож- дения. Таким образом, особенностью селекци- онно-генетической работы в верблюдоводстве Казахстана должно являться применение на- правленных селекционных работ по увеличению поголовья животных с желаемым генотипом, ввиду доступности современных методов [2].

Верблюжье молоко отличается своим спец- ифическим солоноватым вкусом, богат макро и микроэлементами, сочетание аминокислот, со- держащихся в нем, считается идеальным для ор- ганизма человека, что делает его наиболее близ- ким к молоку человека. Считается, что верблю- жье молоко обладает лечебными свойствами по отношению к таким заболеваниям, как гепатит С, болезнь Альцгеймера и др., благодаря содер- жанию в нем антител. Также, имеются исследо- вания направленные на определение роли вер- блюжьего молока в сокращении симптомов диа- бета и ряда сердечных заболеваний. В сравнении с молоком крупного рогатого скота, содержание витамина С и содержание железа в молоке вер- блюдов в несколько раз выше [2].

Схожесть вербльюжьего молока с чело- веческим также объясняется его уникальным составом, в котором более высокую концен- трацию составляет β-казеин (65%) и более низ- кую κ-казеин (3,5%), αs1-казеин (22 %), и αs2- казеин (9,5%) [3]. Из 4 генов кодирующих дан- ные белки, полиморфизм был изучен у CSN2, CSN3 и CSN1S1. SNP g.2126A>G в гене CSN2 и g.1029T>C в гене CSN3 играют важную роль в изменении консенсусных последовательностей факторов транскрипции (TATA-box и HNF-1, со- ответственно) [4, 5]. Напротив, для гена CSN1S2 имеется противоречивая информация о количе- стве экзонов, и до сих пор не сообщалось о SNP для αs2-казеина, несмотря на то, что ряд альтер- нативных вариантов сплайсинга был уже описан [6]. Однако, в этом отношении полезные данные могут быть получены из анализа генома, сборка которого доступна онлайн для одичавших, дву- горбых и одногорбых верблюдов, а также для альпаки. Полная последовательность генома со- стоит из примерно 2000 Mbase для каждого вида, но изолированные геномные последователь- ности все еще не размещены в общедоступных базах данных и их аннотация почти полностью отсутствует [7]. Это наблюдение подчеркивает необходимость сбора дополнительных данных для аннотации генома верблюда. Кроме того, учитывая тесную связь между генами казеина, оценку взаимосвязи между вариантами казеина и характеристиками молочной продуктивности

можно улучшить, рассматривая гаплотипы казе- ина вместо отдельных генов [8].

Сообщается, что на распределение кальция и стабильность мицелл казеина влияют разные уровни фосфорилирования β-казеина, поэтому данный белок является важным компонентом верблюжьего молока, играя ключевую роль в определении его питательных и технологиче- ских свойств [9]. У верблюдов ген β-казеина (CSN2) состоит из 9 экзонов и 7819 нуклеоти- дов [4]. Несколько исследований у жвачных животных показали связь полиморфизма гена β-казеина с важными с экономической точки зрения характеристиками, такими как удой и со- став молока крупного рогатого скота, овец и др.

[10, 11]. Ранее, Pauciullo с соавторами [4] изучил транзицию g.2126A>G в промоторной области CSN2 у четырех популяций суданских одногор- бых верблюдов. Этот SNP 2126A/G расположен на три нуклеотида ниже ТАТА-бокса и может влиять на связывание РНК-полимеразы к ТАТА- боксу, подвергая к изменению экспрессию гена [12].

Фракция β-казеина была глубоко изучена у жвачных животных и хорошо охарактеризова- на как на уровне белка, так и на уровне ДНК.

Многие аллели, связанные с разной скоростью синтеза белка, были идентифицированы в соот- ветствующем кодирующем гене (CSN2). Сооб- щалось о по меньшей мере 6 генетических ва- риантах у овец [13], тогда как по меньшей мере 8 аллелей, соответствующих 7 вариантам β-CN, были идентифицированы у коз [14] и по крайней мере 17 аллелей, соответствующих 12 вариантам β-CN, были идентифицированы у крупного рога- того скота [15, 16, 17]. У верблюдов же β-казеин был подробно охарактеризован на белковом уровне, генетические варианты гена β-казеина были изучены у зарубежных популяций верблю- дов [4], тогда как подобная генетическая харак- теристика отсутствует для популяций казахстан- ских верблюдов.

В проведенных нами ранее работах по из- учению генов молочной продуктивности мы описали 4 популяции верблюдов, разводимых в Алматинской области по гену CSN3 κ-казеина вербльюжьего молока, где дали характеристи- ку относительно распределению желаемого ге- нотипа по этому гену [18]. В данной статье из- учена частота распределения генотипов по гену β-казеина CSN2 и проведен статистический ана- лиз, где определены частота встречаемости ге- нотипов, выявленное и эффективное количество аллелей, разнообразие генов по Nei и др.

105 М.Д. Амандыкова и др.

Материалы и методы

Сбор материалов. Для исследования были собраны образцы крови у 53 отобраных голов из 4 популяций верблюдов, разводимых в Алматин- ской области. Образцы были собраны в вакуум- ные ЭДТА пробирки для предотвращения свер- тывания крови и транспортированы в лаборато- рию в специальных охладительных контейнерах (40С-80С). Образцы хранились в морозильной камере до использования для выделения ДНК.

Выделение геномной ДНК. Выделение геном- ной ДНК из образцов крови было проведено с использованием набора для экстракции ДНК из крови и тканей «ДНК-сорб-В» (АмплиСенс, Россия), по рекомендованой производителем ме- тодике. Выделенные образцы ДНК хранились в морозильнике при температуре -200С [19].

Определение качества и концентрации ДНК.

Для определения качества и концентрации ДНК были использованы ДНК-фотометр (Biofotometer Plus, Eppendorf, Германия) и метод агарозного гель-электрофореза [20]. Изучение качества ДНК и проверка на присутсвие РНК проводилось в 0,8% агарозном гель-электрофорезе. Визуализа- ция молекул ДНК проводилась с помощью гель- документирующей системы (Quantum-ST5-1100 Vilber Lourmat, Франция).

PCR-RFLP-анализ. Амплификация гена CSN2, длина которого составляет 659 п.н., с це- лью определения g.2126A/G SNP проводилась с использованием Mastercycler (Eppendorf, Thermo Fisher Scientific, США) в следующих условиях:

950С (4 мин), 35 циклов при 950С (60 с), отжиг при 530С (45 с), 720С (90 с) и 720С (10 мин). Ти- пичная смесь для реакции ПЦР (20 µl) состоя- ла из PCR Master Mix (Thermo Fisher Scientific, США) и следующей парой праймеров, синтези- рованых на базе «Института генетики и физио- логии»: смысловой праймер 5′-GTT TCT CCA TTA CAG CAT C-3′ и антисмысловой праймер 5′-TCA AAT CTA TAC AGG CAC TT-3′. Про- дукты ПЦР проверялись в 1,5% агарозном гель- электрофорезе, для окрашивания использовался бромистый этидий [20]. Далее образцы продук- тов ПЦР были использованы для генотипирова- ния животных по g.2126А>G SNP методом PCR- RFLP. Рестрикция ПЦР продукта была проведена с использованием эндонуклеазы HphI (5′…GGT- GAN8↓…3′) (ThermoScientific, США) при темпе- ратуре 370С. Смесь для рестрикции состояла из 5µl ПЦР продукта, 9µl dH2O, 1,25µl 10×Buffer B и 0,75µl рестрикционной эндонуклеазы HphI.

Продукты рестрикции были проанализированы

с использованием 5% полиакриламидного гель- электрофореза при окрашивании красителем SYBR Gold Nucleic Acid Gel Stain (ThermoSci- entific, США) в 1×TBE буфере. Визуализация результатов проводилась с помощью гель- документирующего оборудования (Quantum- ST5-1100 Vilber Lourmat, Франция). Во всех исследованых популяциях были рассчитаны частота аллелей и равновесие Харди-Вайнберга (χ2). При проведении статистических рассчетов для установления таких показателей, как часто- та встречаемости генотипов, разнообразие генов по Nei, выявленное и эффективное количество аллелей и др. была использована программа POPGENE Software.

Результаты и их обсуждение

Производство высококачественного молока и переработанных молочных продуктов явля- ется важным шагом на пути к успеху развития молочного верблюдоводства [21]. Это иссле- дование было направлено на выявление поли- морфизма гена CSN2 у 4 популяций верблюдов Алматинской области. Результаты анализа PCR- RFLP показали наличие трех различных паттер- нов рестрикции у исследованных животных. Ре- стрикция продукта ПЦР размером 659 п.н. фер- ментом HphI привело к получению двух фраг- ментов размером 608 и 51 п.н. для образцов A/A, тогда как фрагмент 608 п.н. дополнительно был разделен на два фрагмента размером 352 и 256 п.н. в случае образцов G/G. Паттерн рестрикции гетерозиготных образцов A/G показал четыре фрагмента (608, 352, 256 и 51 п.н.). На рисунке 1 видно, что в изученных нами популяциях выяв- лены все 3 генотипа гена CSN2: генотип GG был выявлен по фрагментам длиною в 352 п.н., 256 п.н. и 51 п.н.; генотип АА – 608 п.н. и 51 п.н.; ге- терозиготный генотип AG – 608, 352, 256 и 51 п.н. Фрагмент длиною в 51 п.н. присутствует во всех трех генотипах, но слабо визуализируется на рисунке из-за очень короткой длины.

По полученным нами результатам исследо- вания можно заметить, что в 4 популяциях вер- блюдов, разводимых в Алматинской области генотипы по изучаемому гену CSN2 встречают- ся неравномерно. Среди 53 протестированных верблюдов генотип A/А встречался с самой вы- сокой частотой – 52,8%, в то время как геноти- пы G/G и A/G встречались с частотой 24,6% и 22,6%, соответственно (таблица 1). Эти резуль- таты значительно отличаются от данных выяв- ленных Pauciullo и его соавторов, которые иден-

106

Генотипирование верблюдов Алматинской области по гену CSN2 молочной продуктивности

тифицировали вышеуказанные генотипы CSN2 – A/G (51%), A/A (40%) и G/G (9%) – в четырех популяциях суданских верблюдов (Шанбали, Кали, Лахаой и Араби) методом PCR-RFLP [4].

По этим данным можно заметить, что по срав-

нению с популяциями суданских верблюдов, в изученных нами популяциях преобладает ге- нотип A/A (52,8%), затем генотип G/G (24,6%), гетерозиготный же генотип имеет наименьшую частоту распределения (А/G).

Рисунок 1 – Генотипирование верблюдов Алматинской области по гену CSN2 g.2126A>G рестриктазой HphI ПЦР-ПДРФ методом.

М – молекулярный маркер (ThermoScientific, США). Описание в тексте.

Таблица 1 – Распределение генотипов по гену CSN2 и частота аллелей в популяциях верблюдов Алматинской области Популяции

верблюдов

Выявленные генотипы Частота аллелей, %

АА АG GG Всего А G

1 5 2 1 8 0,75 0,25

2 4 2 3 9 0,6 0,4

3 18 2 0 20 0,95 0,05

4 1 6 9 16 0,25 0,75

Всего 28 12 13 53 0,64 0,36

χ2 = 8,589– pЈ

Что касается отдельных аллелей, показатели частоты аллеля А варьировались от 0,25 до 0,95, показав наивысшее значение в первой популя- ции и наименьшее в четвертой. Частота встре- чаемости аллеля G в изученных популяциях ко- леблась от 0,05 (в третьей популяции) до 0,75 (в четвертой популяции).

Важно отметить, что в первых трех популяци- ях преобладает генотип A/A, тогда как в 4-попу- ляции больше всего встречается противополож-

ный генотип G/G, что показывает генетическое отличие 4-популяции от других по изучаемому гену. Второй наиболее часто встречающийся генотип в этой же популяции – это гетерози- готный генотип А/G, что также отличает его от других популяций. У животных из 3-популяции гомозиготный генотип G/G вовсе отсутствовал, а гетерозиготный генотип А/G встречался толь- ко у 2 из 18 изученных животных, что говорит о низком уровне аллеля G в данной популяции

107 М.Д. Амандыкова и др.

(0,05). Из этого следует, что данная популяция нуждается в направленной селекционной ра- боте по увеличению аллеля G, для увеличения желательного генотипа А/G и сохранения гене- тического разнообразия популяции. Напротив, по тем же причинам 4-популяция нуждается в увеличении аллеля A.

Равновесие Харди-Вайнберга по всем 4 по- пуляциям составило 8,589. Стоит отметить, что

на этот показатель могли повлиять ряд таких факторов, как недостаточное количество вы- борки, ограниченность системы спаривания, т.д.

или др.

Как показал статистический анализ, уро- вень полиморфизма был высоким в 1-, 2- и 4-популяциях составив 100%, тогда как в 3-по- пуляции данный показатель был равен 66,67%

(таблица 2).

Таблица 2 – Анализ генетического разнообразия 4 популяций верблюдов на основе изучения полиморфизма гена CSN2 Популяции

верблюдов Количество

животных Генотип Na Ne h I

1 8

АА 2.0000 1.9038 0.4747 0.6677

AG 2.0000 1.3022 0.2321 0.3939

GG 2.0000 1.1374 0.1208 0.2394

Среднее

значение 2.0000 1.4478±0.4337 0.2759±0.1810 0.4034±0.2169

2 9

AA 2.0000 1.6119 0.3796 0.5674

AG 2.0000 1.2631 0.2083 0.3631

GG 2.0000 1.4279 0.2997 0.4767

Среднее

значение 2.0000 1.4343±0.1745 0.2958±0.0857 0.4690±0.1024

3 20

AA 2.0000 1.7620 0.4325 0.6240

AG 2.0000 1.1079 0.0974 0.2024

GG 1.0000 1.0000 0.0000 0.0000

Среднее

значение 1.6667±0.5774 1.2899±0.4123 0.1766±0.2269 0.2755±0.3184

4 16

AA 2.0000 1.0655 0.0615 0.1408

AG 2.0000 1.4951 0.3311 0.5132

GG 2.0000 1.8112 0.4479 0.6401

Среднее

значение 2.0000 1.4573±0.3743 0.2802±0.1982 0.4314±0.2595

* Na – наблюдаемое количество аллелей Ne – Эффективное количество аллелей [22]

h – Разнообразие генов по Nei [23]

I – Информационный индекс Шеннона [24]

Гетерозиготность считается наиболее по- пулярным критерием оценки генетической из- менчивости в популяции. Эффективное число аллелей считается мерой генетического раз- нообразия как отдельных видов, так и попу- ляций, представляя собой функцию от доли полиморфных локусов, числа аллелей на ло- кус и выравненности частот аллелей. Мера, обратная гомозиготности оценивается эффек- тивным числом аллелей. При одинаковой ча-

стоте этих аллелей в популяции гетерозигот- ность будет в равной мере с фактической [25].

Среднее значение наблюдаемого количества аллелей (Na), которое показывает фактическое количество аллелей обнаруженное в изучае- мых популяциях, было одинаковым (2.0000) во всех изученных нами популяциях по всем генотипам, показав отличие только в третьей популяции (1.6667±0.5774) из-за низкого по- казателя генотипа GG.

108

Генотипирование верблюдов Алматинской области по гену CSN2 молочной продуктивности

Средний показатель эффективного ко- личества аллелей (Ne) был наивысшим в 1-популяции (1.4478±0.4337) и наименьшим в третьей (1.2899±0.4123). Этот показатель описы- вает количество аллелей с одинаковой часто- той, которое потребуется для достижения той же ожидаемой гетерозиготности, что и в иссле- дуемой популяции. Что касается разнообразия генов, этот показатель имел почти одинаковое значение в 1-, 2- и 4-популяциях, с максимальным значением (0.2958±0.0857) во второй популяции и минимальным (0.1766±0.2269) в третьей.

Индекс Шеннона, который показывает меру

разнооб разия генов, также был наиболее высоким во второй популяции (0.4690±0.1024) и наимень шим в третьей (0.2755±0.3184).

Далее нами было составлено филогенети- ческое дерево для оценки родственной близо- сти популяций по разнообразию гена молоч- ной продуктивности СSN2 (Рисунок 2). По нему можно увидеть, что наиболее близкород- ственными являются популяции 1 и 2, далее они имеют сходство с популяцией 4, тогда как популяция 3 находится на самой отдаленной от всех популяций ветке филогенетического дерева.

Рисунок 2 – Филогенетическое дерево, построенное на основе стандартной генетической дистанции Nei между четырьмя популяциями верблюдов

Измерение генетических изменений опреде- ляется двумя параметрами: генетическая иден- тичность (I), которая оценивает долю генов, ко- торые идентичны в двух популяциях, и генети- ческое расстояние (D), которое оценивает долю изменений генов, которые произошли в ходе эво- люции двух популяций. Значение I может иметь размах от 0 до 1, что соответствует экстремаль- ным ситуациям, в которых ни один или все гены не идентичны, соответственно; значение D может

находиться в диапазоне от нуля до бесконечно- сти. D может превышать 1, потому что каждый ген может изменяться более одного раза в од- ной или обеих популяциях, поскольку эволюция продолжается в течение многих поколений [26].

Для проверки достоверности построенного нами филогенетического дерева были использованы данные рассчетов генетической идентичности и генетической дистанции между популяциями, представленные ниже в таблице (таблица 3).

Таблица 3 – Оригинальные меры генетической идентичности и генетической дистанции по Nei [21]. Генетическая идентич- ность (вверху по диагонали) и генетическая дистанция (под диагональю).

Популяция 1 2 3 4

1 **** 0.9851 0.9595 0.9042

2 0.0150 **** 0.9058 0.9616

3 0.0414 0.0990 **** 0.7577

4 0.1007 0.0391 0.2774 ****

109 М.Д. Амандыкова и др.

К примеру, генетическая идентичность 1- и 2- популяций равна 0,9851, а генетическая дис- танция равна 0,015, что доказывает их близко- родственную связь, показанную в филогенети- ческом дереве. Далее, наиболее родственными являются 2- и 4-популяция с генетической иден- тичностью 0,9616; затем 1- и 3- с генетической идентичностью 0,9595. Генетическая идентич- ность 1- и 4-, а также 2- и 3-популяций име- ют примерно одинаковое значение (0.9042 и 0.9058). Напротив, самыми отдаленными друг от друга популяциями являются 3- и 4-популя- ции, так как генетическая идентичность этих по- пуляций равна 0,7577, а генетическая дистанция составляет 0,2774.

Заключение

Выявление генетического полиморфизма по генам молочной продуктивности верблю- дов является наиболее полезным методом на- правленной селекции для улучшения количе-

ственных и качественных показателей молока.

Полученные нами данные могут быть исполь- зованы для описании генетического потен- циала изученных популяций по гену молоч- ной продуктивности CSN2. Результаты дают возможность предоставить рекомендации верблюдоводческим хозяйствам по проведению дальнейших селекционных работ внутри популяций. Также, эти данные могут послужить полезным материалом для изучения генетического разнообразия других популяций верблюдов по гену CSN2. Дальнейшие работы будут направлены на изучение полиморфизма гена CSN1S1, кодирующего белок казеин-α-s1, на проведение сравнительного анализа и ха- рактеристики 4 популяций по всем изученным нами генам белков казеина.

Конфликт интересов

Все авторы ознакомлены с содержанием ста- тьи и не имеют конфликта интересов

Литература

1 https://forbes.kz/news/2020/06/12/newsid_227295. В Казахстане увеличилось поголовье скота.

2 https://www.kazportal.kz/verblyudovodstvo-v-kazahstane/. Верблюдоводство в Казахстане.

3 Berhe T., Seifu E., Ipsen R., Kurtu M.Y., Hansen, E.B. Processing challenges and opportunities of camel dairy products //

Int. J. Food Sci. – 2017. – Vol. 2. – P. 1–8.

4 Pauciullo A., Giambra I., Iannuzzi L., Erhardt G. The β-casein in camels: molecular characterization of the CSN2 gene, promoter analysis and genetic variability // Gene. – 2014. – Vol. 547. – P. 159–168.

5 Pauciullo A., Shuiep E.S., Cosenza G., Ramunno L., Erhardt G. Molecular characterization and genetic variability at β-casein gene (CSN3) in camels // Gene. – 2013. – Vol. 513. – P. 22-30.

6 Ryskaliyeva A., Henry C., Miranda G., Faye B., Konuspayeva G., Martin P. Alternative splicing events expand molecular diversity of camel CSN1S2 increasing its ability to generate potentially bioactive peptides // Sci. Rep. – 2019. – Vol. 9. – P. 5243.

7 Avila F., Baily M.P., Perelman P., Das P.J., Pontius J., Chowdhary R. et al. A comprehensive whole-genome integrated cytogenetic map for the alpaca (Lama pacos) // Cytogenet. Genome Res. – 2014a. – Vol. 144. – P 196–207.

8 Pauciullo A, Shuiep E.T., Ogah M.D., Cosenza G., Di Stasio L., Erhardt G. Casein Gene Cluster in Camelids: Comparative Genome Analysis and New Findings on Haplotype Variability and Physical Mapping // Front. Genet. – 2019. – Vol. 10, – No 748.

9 Amigo L., Recio I., Ramos M. Genetic polymorphism of ovine milk proteins: its influence on technological properties ofmilk – a review // Int. Dairy J. – 2000. -Vol. 10. – P. 135–149.

10 Soyudal B., Ardicli S., Samli H., Dincel D., Balci F. Association of polymorphisms in the CSN2, CSN3, LGB and LALBA genes with milk production traits in Holstein cows raised in Turkey // J. Hellenic Vet. Med. Soc. – 2018. – Vol. 69. – P. 1271–1282.

11 Corral J., Padilla J., Izquierdo M. Associations between milk protein genetic polymorphisms and milk production traits in Merino sheep breed // Livest. Sci. – 2010. – V. 129. – P. 73–79.

12 Lee S.M., Kim H.M., Moon S.J., Kang M.J. Cloning and molecular characterization of porcine β-casein gene (CNS2) //

Asian-Austral. J. Anim. – 2012. – V. 25. – P. 421–427.

13 Chessa S., Rignanese D., Berbenni M., Ceriotti G., Martini M., Pagnacco G., Caroli A. New genetic polymorphisms within ovine β- and αs2-caseins // Small Ruminant Res.- 2010. – Vol. 88. – P. 84-88.

14 Cosenza G., Pauciullo A., Colimoro L., Mancusi A., Rando A., Di Berardino D., Ramunno L. An SNP in the goat CSN2 promoter region is associated with the absence of β -casein in milk // Anim. Genet. – 2007. – Vol. 38. – P. 655-658.

15 Caroli A.M., Chessa S., Erhardt G.J. Milk protein polymorphisms in cattle: effect on animal breeding and human nutrition // J. Dairy Sci. – 2009. – Vol. 92. – P. 5335-5352.

16 Suteu M., Vlaic A., Daraban S.V. Characterization of a novel porcine CSN2 polymorphism and its distribution in five European breeds // Animals. – 2019. – Vol. 9. – No 7. – P. 419.