The object of research, development or design (in Russian) : Крупный рогатый скот казахской белоголовой породы

The object of research, development or design (in Kazakh) : Қазақтың ақбас тұқымды ірі қара малы

Aim of work (in Russian) : проведение ресеквенирования и транскриптомного анализа крупного рогатого скота казахской белоголовой породы, разводимой в Республике Казахстан, характеристика генофонда, выявление конкретных генетических вариантов под давлением отбора, ассоциированных с хозяйственно-полезными признаками.

Aim of work (in Kazakh) : Қазақстан Республикасында өсірілетін қазақтың ақбас тұқымды ірі қара малын қайта секвенирлеу және транскриптомдық талдау жүргізу, генофондтың сипаттамасы, шаруашылыққа пайдалы белгілермен байланыстырылған нақты генетикалық нұсқаларды анықтау.

Методы исследования (на русском) : Отбор биоматериала проводился в Западно-Казахстанской области, Жанибекского района. Волосяные луковицы отбирали в количестве не менее 20-30 волос от одного животного в бумажные конверты выщипыванием, а цельную кровь - в стерильные вакутайнеры с ЭДТА2, с помощью стерильных одноразовых игл из яремной вены животного. Проведен сбор бонитировочных данных (живая масса, высота в холке, высота в крестце, косая длина туловища, обхват груди, обхват пясти, глубина груди, ширина груди). Выделение ДНК проведено наборами «ДНК Экстран-2», «PureLink Genomic DNA Mini Kit». Качество ДНК проверяли в 1 %-ном агарозном геле. Концентрацию ДНК измеряли на спектрофотометре Agilent Cary 60. Образцы для анализа были подготовлены к секвенированию с помощью набора VAHTS Universal DNA Library Prep Kit for MGI. Контроль качества полученных пулов библиотек был проведен с помощью системы Qsep400, количественная оценка проводилась на приборе Qubit 2.0. Секвенирование образцов проводилось по типу cPAS на платформе DNBSEQ-G400 в режиме парноконцевого секвенирования длиной 150 п.н. с генерацией не менее 9 ГБ данных на образец. Последовательности были выравнены на референсный геном ARS-UCD1.2, сборка INSDC GCA_002263795.2. Использованные программы для выравнивания генома: bowtie2 и BWA-MEM, для обработки и фильтрации выравненных данных использовался инструмент Picard. Расчет индекса гетерозиготности, а также других статистических показателей генома проводился пакетом программ R/Bioconductor, PLINK1.9.

Методы исследования (на казахском) : Биоматриал Батыс Қазақстан облысының Жәнібек ауданында іріктеп алынды. Шаш түйіндері әр жануардан 20-30 дана мөлшеренде жұлып алынып, қағаз хатқалмаларға салынды, ал қан жануарды мойын тамырынан бір рет пайдаланалатын стерильді инемен алынып, ішінде ЭДТА2 бар стерилді вакутайнерлерге құйылды. Бонитирлеу деректерін жинау жүргізілді (тірі масса, шоқтықтың биіктігі, құйымшақтың биіктігі, дененің қиғаш ұзындығы, кеуде шеңбері, метакарпальды шеңбер, кеуде тереңдігі, кеуде ені). ДНҚ-ны бөлу "ДНҚ ЭКСТРАН-2", "PureLink Genomic DNA Mini Kit" жиынтықтарымен жүзеге асырылады. ДНҚ сапасы 1% агарозды гельде тексерілді. ДНҚ концентрациясы Agilent Cary 60 спектрофотометрінде өлшенді. Талдауға арналған сынамалар VAHTS Universal DNA Library Prep Kit for MGI жиынтығымен секвенирлеуге дайындалды. Алынған кітапхана пулдарының сапасын бақылау Qsep400 жүйесінің көмегімен жүргізілді, сандық бағалау Qubit 2.0 құралында жүргізілді. Үлгілерді секвенирлеу cPAS типі бойынша DNBSEQ-G400 платформасында бір үлгіге кемінде 9 ГБ деректерді генерациялай отырып, ұзындығы 150 ж.н. жұп ұшты секвенирлеу келтіру режимінде жүргізілді. Тізбектер ARS-UCD1.2 референстік геноміне теңестірілді, INSDC GCA_002263795.2 құрастыруы. Геномды теңестіру бағдарламалары: bowtie2 и BWA-MEM, теністірілген деректерді өңдеу және сүзу үшін Picard құралы қолданылды. Гетерозиготалық индексін, сондай-ақ геномның басқа статистикалық көрсеткіштерін есептеу R/bioconductor, PLINK1.9 бағдарламалар пакетімен жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Сформирована выборка крупного рогатого скота казахской белоголовой породы. Собраны следующие данные: индивидуальный номер животного, пол, возраст, фенотипические данные. Взяты образцы цельной крови и волосяных луковиц типичных представителей казахской белоголовой породы. Отобраны образцы от 12 быков казахской белоголовой породы. Выделена ДНК с использованием наборов «ДНК Экстран-2» «PureLink Genomic DNA Mini Kit». Средняя концентрация ДНК составила 82,5 ng/ul. Секвенирование образцов проводилось по типу cPAS на платформе DNBSEQ-G400 в режиме парноконцевого секвенирования длиной 150 п.н. с генерацией не менее 54 ГБ данных на образец. Последовательности, прошедшие первичную фильтрацию, выравнивали на референсный геном. Всего в геноме пар оснований 2,715,853,792. Было обнаружено кодирующих генов – 21,880, некодирующих – 5,235. Также в сборке имеется 492 псевдогена. Обнаружено 43,984 транскриптов генов, однако прогнозы транскриптов Genscan составляет 46 441. Данные секвенирования охватывали 98,56% и 91,53% общего эталонного генома. Проведен анализ индекса гетерозиготности казахской белоголовой породы с помощью пакета программ R/Bioconductor. Выполнено сравнение генетических вариантов казахского белоголового скота с данными зарубежных пород крупного рогатого скота, находящимися в открытом доступе. По результатам анализа впервые охарактеризована вариабельность генома казахской белоголовой породы КРС в сравнении с референсным геномом коровы.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Қазақтың ақбас тұқымды ірі қара малының іріктеме қалыптастырылды. Келесі деректер жиналды: жануардың жеке нөмірі, жынысы, жасы, фенотиптік деректер. Қазақтың ақбас тұқымының типтік өкілдерінің тұтас қан мен қыл талшықтарының үлгілері алынды. Қазақтың ақбас тұқымды 12 бұқасынан үлгілер іріктеліп алынды. "PureLink Genomic DNA Mini Kit " және " ДНҚ Экстран-2 " жиынтығын пайдаланып ДНҚ бөлінді. ДНҚ-ның орташа концентрациясы 82,5 ng / ul болды. Үлгілерді секвенирлеу DNBSEQ-G400 платформасында cPAS типі бойынша бір үлгіге кемінде 54 ГБ деректерді генерациялай отырып, ұзындығы 150 ж.н. жұп ұшты секвенирлеу режимінде жүргізілді. Бастапқы сүзуден өткен тізбектер референстік геномға теңестірілді. Жалпы геномда 2,715,853,792 ж.н. құрайды. 21,880 кодтаушы және 5,235-кодтталмаушы гендері табылды. Сондай-ақ, жинақта 492 псевдоген бар. 43,984 гендік транскрипт табылды, бірақ Genscan транскриптінің болжамдары 46 441 құрайды. Секвенирлеу деректері жалпы эталондық геномның 98,56% және 91,53% қамтыды. R/Bioconductor бағдарламалар пакетінің көмегімен қазақ ақбас тұқымының гетерозиготалық индексіне талдау жүргізілді. Қазақ ақбас малының генетикалық нұсқаларын шетелдік ірі қара мал тұқымдарының ашық қолжетімді деректерімен салыстыру орындалды. Талдау нәтижелері бойынша алғаш рет сиырдың референсті геномымен салыстырғанда қазақ ақбас ірі қара тұқымының вариабельді геномының өзгергіштігі сипатталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Результаты исследований станут основой для разработки программ разведения и эффективного управления селекционным процессом в мясном скотоводстве, сохранения и совершенствования генетических ресурсов с целью социально-экономического развития в масштабах Республики Казахстан.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелері Қазақстан Республикасы ауқымында әлеуметтік-экономикалық даму мақсатында генетикалық ресурстарды сақтау және жетілдіру, етті ірі қара мал шаруашылығындағы селекциялық процесті тиімді басқару және өсіру бағдарламаларын әзірлеуде негіз болады.

Level of implementation (in Russian) : Результаты исследований станут основой для разработки программ разведения и эффективного управления селекционным процессом в мясном скотоводстве, сохранения и совершенствования генетических ресурсов с целью социально-экономического развития в масштабах Республики Казахстан.

Level of implementation (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелері Қазақстан Республикасы ауқымында әлеуметтік-экономикалық даму мақсатында генетикалық ресурстарды сақтау және жетілдіру, етті ірі қара мал шаруашылығындағы селекциялық процесті тиімді басқару және өсіру бағдарламаларын әзірлеуде негіз болады.

Efficiency (in Russian) : В результате нашего исследования мы создадим списки генетических вариантов (генов-кандидатов, геномных районов), которые ассоциированы с хозяйственно-полезными признаками, которые можно будет использовать для проведения геномной и маркер-ориентированной селекции для казахской белоголовой породы. В продолжение исследований возможна будет разработка кастомного чипа, предназначенного для выявления уникальных или специфических генетических вариантов казахской белоголовой породы. Как следствие, мы будем оказывать услуги по генетическому тестированию крупного рогатого скота животноводческим предприятиям. Таким образом, наши данные могут быть использованы для селекции КРС на улучшение хозяйственно-полезных признаков в условиях Республики Казахстан, тем самым способствуя созданию более эффективного и экологически чистого животноводства.

Efficiency (in Kazakh) : Зерттеу нәтижесінде біз қазақтың ақбас тұқымы үшін геномдық және маркерге бағдарланған селекцияны жүргізу үшін пайдалануға болатын шаруашылыққа пайдалы белгілермен байланысты генетикалық нұсқалардың (кандидат гендер, геномдық аудандар) тізімдерін жасаймыз. Зерттеуді жалғастыра отырып, қазақтың ақбас тұқымының бірегей немесе ерекше генетикалық нұсқаларын анықтауға арналған арнайы чип әзірлеуге болады. Нәтижесінде біз мал шаруашылығы кәсіпорындарына ірі қара малды генетикалық тестілеу бойынша қызметтер көрсететін боламыз. Осылайша, біздің деректеріміз Қазақстан Республикасы жағдайында шаруашылыққа пайдалы белгілерді жақсарту үшін ІҚМ селекциясында пайдаланылуы мүмкін, осылайша тиімді әрі экологиялық таза мал шаруашылығын құруға ықпал етеді.

Field of application (in Russian) : Область применения - животноводство, в частности скотоводство; целевые потребители - организации, занимающиеся товарным разведением, селекционно-племенной работой в скотоводстве, научно-исследовательские институты.

Field of application (in Kazakh) : Қолдану саласы – мал шаруашылығы, атап айтқанда ірі қара мал шаруашылығы; мақсатты тұтынушылары – мал шаруашылығында тауарлық мал өсірумен, селекциялық-асыл тұқымдық жұмыстарды жүзеге асыратын ұйымдар, ғылыми-зерттеу институттары.