Применение SNP-панелей для целевого секвенирования при генотипировании молодняка овец породы российский мясной меринос

Таргетное секвенирование является перспективным методом для генетических исследований в сельском хозяйстве. Он отличается высокой точностью, масштабируемостью и экономичностью и благодаря этим характеристикам становится важным инструментом для селекции, контроля качества и генетического анализа животных. Создание специализированных панелей локусов, таких как AgriSeq, позволяет фокусироваться на конкретных участках генома, таких как SNP, связанных с хозяйственно ценными признаками (например, мясная продуктивность), позволяющих селекционерам целенаправленно отбирать животных с желаемыми характеристиками. Это исключает случайность традиционных методов селекции, ускоряет процесс и повышает его точность за счет прямого воздействия на целевые гены. Панели разрабатываются с использованием биоинформационных инструментов, которые анализируют геномные данные и выбирают наиболее информативные SNP. Цель исследования заключается в изучении эффективности выявления и распространенности локусов из ранее предложенного набора SNP при обследовании новых поколений овец породы российский мясной меринос. Объектом исследования являлись бараны породы российский мясной меринос 2021 и 2022 гг. рождения в возрасте 12 мес. (n = 110). Разработанная нами панель локусов по технологии AgriSeq содержит 544 SNP, пригодных для оценки родства овец и 295 SNP, связанных с мясной продуктивностью животных. После корректировки первичного перечня локусов для генотипирования секвенированием у овец породы российский мясной меринос установили, что выбранные полиморфизмы могут быть информативны в течение достаточно длительного времени. Анализ результатов показал, что после модификации набора локусов панель для генотипирования секвенированием у баранчиков показала высокую эффективность выявления всех вариантов генотипов. Предложенная панель SNP-локусов соответствует требованиям российского законодательства для определения достоверности происхождения в племенных хозяйствах и позволяет обеспечить прозрачность и надежность генетической информации, что важно для сертификации племенных животных.

1. Comparing BeadChip and WGS genotyping: non-technical failed calling is attributable to additional variation within the probe target sequence / M. Gershoni [et al.] // Genes. – 2022. – Vol. 13, № 3. – P. 485. – DOI: 10.3390/genes13030485.

2. Rapid low-cost microarray-based genotyping for genetic screening in primary immunodeficiency / N. Suratannon [et al.] // Frontiers in Immunology. – 2020. – Vol. 11. – P. 614. – DOI: 10.3389/fimmu.2020.00614.

3. Design and characterization of a high-resolution multiple-SNP capture array by target sequencing for sheep / Y. Guo [et al.] // Journal of Animal Science. – 2023. – Vol. 101. – Art. skac383. – DOI: 10.1093/jas/skac383.

4. Genome wide association for a dominant pigmentation gene in sheep / J.W. Kijas [et al.] // Journal of Animal Breeding and Genetics. – 2013. – Vol. 130. – P. 468–475. – DOI: 10.1111/jbg.12048.

5. Whole-genome resequencing of wild and domestic sheep identifies genes associated with morphological and agronomic traits / X. Li [et al.] // Nature Communications. – 2020. – Vol. 11, № 1. – P. 2815. – DOI: 10.1038/s41467020-16485-1.

6. Development and application of a target capture sequencing SNP-genotyping platform in rice / C. Lee [et al.] // Genes. – 2022. – Vol. 13, № 5. – P. 794. – DOI: 10.3390/genes13050794.

7. Whole-genome selective scans detect genes associated with important phenotypic traits in sheep (Ovis aries) / S.S. Xu [et al.] // Frontiers in Genetics. – 2021. – Vol. 12. – Art. 738879. – DOI: 10.3389/fgene.2021.738879.

8. The origin of domestication genes in goats / Z. Zheng [et al.] // Science Advances. – 2020. – Vol. 6, № 21. – Art. eaaz5216. – DOI: 10.1126/sciadv.aaz5216.

9. Выявление молекулярных маркеров и генов-кандидатов породной принадлежности северокавказских мясошерстных овец методом полногеномного поиска ассоциаций / А.Ю. Криворучко, А.В. Скокова, О.Я. Яцык [и др.] // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Сер. аграрных навук. – 2024. – Т. 62, № 1. – С. 57–67. – DOI: 10.29235/1817-7204-2024-62-1-57-67.

10. Genome-Wide Search for Associations with Meat Production Parameters in Karachaevsky Sheep Breed Using the Illumina BeadChip 600 K / A. Krivoruchko [et al.] // Genes. – 2023. – Vol. 14, № 6. – P. 1288. – DOI: 10.3390/genes14061288.

11. Refining the genomic profiles of North African sheep breeds through meta-analysis of worldwide genomic SNP data / I. Baazaoui [et al.] // Frontiers in Veterinary Science. – 2024. – Vol. 11. – Art. 1339321. – DOI: 10.3389/fvets.2024.1339321.

12. Johnsson M. Genomics in animal breeding from the perspectives of matrices and molecules // Hereditas. – 2023. – Vol. 160, № 1. – Art. 20. – DOI: 10.1186/s41065-023-00285-w.

13. Использование таргетного секвенирования для генотипирования овец породы джалгинский меринос / А.Ю. Криворучко, А.А. Каниболоцкая, Л.Н. Скорых [и др.] // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2024. – Т. 25, № 3. – С. 453–464. – DOI: 10.30766/2072-9081.2024.25.3.453-464.

14. Target-enrichment strategies for next-generation sequencing / L. Mamanova [et al.] // Nature Methods. – 2010. – Vol. 7, № 2. – P. 111–118. – DOI: 10.1038/nmeth.1419.

15. Goodwin S., McPherson J.D., McCombie W.R. Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies // Nature Reviews Genetics. – 2016. – Vol. 17, № 6. – P. 333–351. – DOI: 10.1038/nrg.2016.49.

16. Tortereau F., Moreno C.R., Tosser-Klopp G. Development of a SNP panel dedicated to parentage assignment in French sheep populations // BMC Genetics. – 2017. – Vol. 18. – Art. 50. – DOI: 10.1186/s12863-017-0518-2.

17. SNP Data Quality Control in a National Beef and Dairy Cattle System and Highly Accurate SNP Based Parentage Verification and Identification / M.C. McClure [et al.] // Frontiers in Genetics. – 2018. – Vol. 9. – Art. 84. – DOI: 10.3389/fgene.2018.00084.

18. Genome-wide search polymorphisms using illumina beadchip in Russian meat Merino sheep for future genotyping by sequencing / A. Krivoruchko [et al.] // Genetika. – 2024. – Vol. 56, № 2. – P. 357–368. – DOI: 10.2298/GENSR2402357K.