Russian Journal of GeneticsRussian Journal of GeneticsГенетика0016-67583034-5103The Russian Academy of Sciences66721310.31857/S0016675824080046bfrmebГЕНЕТИКА ЖИВОТНЫХResearch ArticleCalpastatin CAST and Androgen Receptor AR Gene Polymorphism Studyas Meat Quality Predictors in Reindeer Rangifer tarandusИзучение изменчивости полиморфизма генов кальпастатина CAST и андрогенового рецептора AR как потенциальных факторов мясной продуктивности Rangifer tarandusKonorovE. A.КоноровЕ. А.
Russian Federation
casqy@yandex.ruKurbakovK. A.КурбаковК. А.
Russian Federation
casqy@yandex.ruSeminaM. T.СеминаМ. Т.
Russian Federation
casqy@yandex.ruStolpovskyYu. A.СтолповскийЮ. А.
Russian Federation
casqy@yandex.ruLayshevK. A.ЛайшевК. А.
Russian Federation
casqy@yandex.ruVavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of SciencesИнститут общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наукGorbatov Federal Research Center for Food Systems, Russian Academy of SciencesФедеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наукCenter for Interdisciplinary Research of Food Security ProblemsСеверо-Западный центр междисциплинарных исследований проблем продовольственного обеспечения15082024608485326022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0016-6758/article/view/667213

Marker-based selection on reindeer meat productivity is in the early stages of development, which requires the study of variability in candidate genes for meat productivity. We chose the calpastatin and androgen receptor genes as such genes to study. Polymorphisms and indels in the androgen receptor gene have been associated with height and weight characteristics in different domesticated animal species. Variation in the region of the calpastatin CAST gene, according to the results of many studies, has been associated with meat quality and meat productivity of livestock. Principal component analysis of CAST variability has grouped together wild and domestic deer from Yakutia, as well as wild and domestic deer from the Amur region, which implies gene flow between local breeds of domesticated deer and wild populations. Moreover, in the case of three microsatellite loci found in this study in the intron of the androgen receptor, principal component analysis separated wild and domestic deer.

Маркерная селекция для повышения мясной продуктивности северного оленя находится в начальной стадии разработки, для которой требуется изучение изменчивости в генах-кандидатах мясной продуктивности. В качестве таких генов нами были выбраны гены кальпастатина и андрогенового рецептора для изучения их изменчивости у северного оленя. Полиморфизм и индели в гене андрогенового рецептора связывают с характеристиками роста и веса у разных видов одомашненных животных. Изменчивость в регионе гена кальпастатина CAST по результатам многих исследований была ассоциирована с качеством мяса и мясной продуктивностью скота. Анализ главных компонент по изменчивости CAST объединил диких и домашних оленей Якутии, а также диких и домашних оленей из Амурской обл., что подразумевает поток генов между локальными породами одомашненного оленя и дикими популяциями. При этом в случае обнаруженных в данном исследовании трех микросателлитных локусов в интроне андрогенового рецептора анализ главных компонент разделил диких и домашних оленей.

Rangifer tarandusmeat quality markerscalpastatinandrogen receptorRangifer tarandusгены продуктивностикальпастатинандрогеновый рецепторРоссийский научный фонд (проект)Russian Science Foundation (project)22-16-00062Trakooljul N. Molecular and association analyses of the androgen receptor gene as a candidate for production and reproduction traits in pigs. Göttingen: Cuvillier Verlag, 2004. 127 р.Трухачев В.И., Криворучко А.Ю., Скрипкин В.С. и др. Новые однонуклеотидные замены (SNP) в гене андрогенного рецептора (AR) у российской породы овец Джалгинский меринос //Генетика. 2016. Т. 52. № 10. С. 1169–1175. https://doi.org/10.7868/S0016675816100131Xiong J., Yang F., Hua G. et al. Identification of genetic variants within androgen receptor gene of Sika deer and its association with antler production // J. of Animal and Veterinary Advances. 2012. V. 11. № 12. P. 2059–2063.Ramadevi B., Kumari B. P., Sudhakar K. et al. Polymorphism of the Ovine Calpastatin (CAST) gene and its association with productive traits in Nellore sheep // J. of Animal Res. 2020. V. 10. № 6. P. 881–887. https://doi.org/10.1088/1755-1315/613/1/012130Corva P., Soria L., Schor A. et al. Association of CAPN1 and CAST gene polymorphisms with meat tenderness in Bos taurus beef cattle from Argentina // Genet. Mol. Biol. 2007. V. 30. P. 1064–1069. https://doi.org/10.1590/S1415-47572007000600006Li X., Ekerljung M., Lundström K., Lundén A. Association of polymorphisms at DGAT1, leptin, SCD1, CAPN1 and CAST genes with color, marbling and water holding capacity in meat from beef cattle populations in Sweden // Meat Science. 2013. V. 94. № 2. P. 153–158. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2013.01.010Ropka-Molik K., Bereta A., Tyra M. et al. Association of calpastatin gene polymorphisms and meat quality traits in pig // Meat Science. 2014. V.. 97. № 2. P. 143–150. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2014.01.021Kholodova M.V., Baranova A.I., Mizin I.A. et al. A genetic predisposition to chronic wasting disease in the reindeer Rangifer tarandus in the Northern European part of Russia // Biology Bulletin. 2019. V. 46. P. 555–561. https://doi.org/10.1134/S1062359019060074Курбаков К.А., Коноров Е.А., Семина М.Т., Столповский Ю.А. Распространение ассоциированных с болезнью хронического изнурения аллелей гена PRNP у диких и домашних северных оленей Rangifer tarandus на территории России // Генетика. 2022. Т. 58. № 2. С. 163–168. https://doi.org/10.31857/S0016675822020102Ye J., Coulouris G., Zaretskaya I. et al. Primer-BLAST: A tool to design target-specific primers for polymerase chain reaction // BMC Bioinformatics. 2012. V.. 13. № 1. P. 1–11. https://doi.org/10.1186/1471-2105-13-134Kluesner M.G., Nedveck D.A., Lahr W.S. et al. EditR: A method to quantify base editing from Sanger sequencing // The CRISPR J. 2018. V.. 1. № 3. P. 239–250. https://doi.org/10.1089/crispr.2018.0014Edgar R.C. MUSCLE: Multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput // Nucl. Ac. Res. 2004. V.. 32. № 5. P. 1792–1797. https://doi.org/10.1093/nar/gkh340Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms // Mol. Biol. Evol. 2018. V. 35. № 6. P. 1547–1549. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096Peakall R.O.D., Smouse P.E. GENALEX 6: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research // Mol. Ecol. Notes. 2006. V. 6. № 1. P. 288–295. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.xLê S., Josse J., Husson F. FactoMineR: An R package for multivariate analysis // J. Stat. Software. 2008. V.. 25. P. 1–18. https://doi.org/10.18637/jss.v025.i01Suleman M., Khan S.U., Riaz M.N. et al. Calpastatin (CAST) gene polymorphism in Kajli, Lohi and Thalli sheep breeds // African J. Biotechnology. 2012. V. 11. № 47. P. 10655–10660. https://doi.org/10.5897/AJB11.2478Calvo J.H., Iguácel L.P., Kirinus J.K. et al. A new single nucleotide polymorphism in the calpastatin (CAST) gene associated with beef tenderness // Meat Science. 2014. V.. 96. № 2. P. . 775–782. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2013.10.003Svishcheva G., Babayan O., Sipko T. et al. Genetic differentiation between coexisting wild and domestic Reindeer (Rangifer tarandus L. 1758) in Northern Eurasia // Genetic Res. 2022. V. 3. № 6. P.. 1–14. https://doi.org/10.46265/genresj.UYML5006Zhao H., Wu M., Wang S. et al. Identification of a novel 24 bp insertion–deletion (indel) of the androgen receptor gene and its association with growth traits in four indigenous cattle breeds // Archives Animal Breeding. 2018. V. 61. № 1. P. 71–78. https://doi.org/10.5194/aab-61-71-2018Li Y.C., Korol A.B., Fahima T. et al. Microsatellites: Genomic distribution, putative functions and mutational mechanisms: A review // Mol. Ecology. 2002. V. 11. № 12. P. 2453–2465. https://doi.org/10.1046/j.1365-294X.2002.01643.x