vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RAS10.18699/VJ21.074vavilov-3139Research ArticleГЕНЕТИКА ЖИВОТНЫХANIMAL GENETICSНеобычная врожденная полидактилия мини-свиней селекционной группы ИЦиГ СО РАНUnusual congenital polydactyly in mini-pigs from the breeding group of the Institute of Cytology and Genetics (Novosibirsk, Russia)https://orcid.org/0000-0002-8239-5450НикитинС. В.NikitinS. V.

Новосибирск

Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0002-4767-0795КнязевС. П.KnyazevS. P.

Новосибирск

Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0003-0454-8359ТрифоновВ. А.TrifonovV. A.

Новосибирск

Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0003-3812-4853ПроскуряковаА. А.ProskuryakovaA. A.

Новосибирск

Novosibirsk

ШмидтЮ. Д.ShmidtYu. D.

Новосибирск

Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0002-0885-2772ШатохинК. С.ShatokhinK. S.

Новосибирск

Novosibirsk

true_genetic@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1337-5093ЗапорожецВ. И.ZaporozhetsV. I.

Новосибирск

Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0001-9725-3888БашурД. С.BashurD. S.

Новосибирск

Novosibirsk

КоршуноваЕ. В.KorshunovaE. V.

Новосибирск

Novosibirsk

ЕрмолаевВ. И.ErmolaevV. I.

Новосибирск

Novosibirsk

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наукРоссияInstitute of Cytology and Genetics of the Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationНовосибирский государственный аграрный университетРоссияNovosibirsk State Agrarian UniversityRussian FederationИнститут молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наукРоссияInstitute of Molecular and Cellular Biology of the Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФедеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный аграрный университетРоссияInstitute of Cytology and Genetics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State Agrarian UniversityRussian Federation202122102021256652660Copyright © Никитин С.В., Князев С.П., Трифонов В.А., Проскурякова А.А., Шмидт Ю.Д., Шатохин К.С., Запорожец В.И., Башур Д.С., Коршунова Е.В., Ермолаев В.И., 20212021Никитин С.В., Князев С.П., Трифонов В.А., Проскурякова А.А., Шмидт Ю.Д., Шатохин К.С., Запорожец В.И., Башур Д.С., Коршунова Е.В., Ермолаев В.И.Nikitin S.V., Knyazev S.P., Trifonov V.A., Proskuryakova A.A., Shmidt Y.D., Shatokhin K.S., Zaporozhets V.I., Bashur D.S., Korshunova E.V., Ermolaev V.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/3139

Приведено описание нового для мини-свиней селекционной группы Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН феномена – полидактилии (многопалости). Она отличается от описанных ранее у Sus scrofa проявлений этой аномалии тем, что дополнительные пальцы располагаются либо на латеральной стороне конечностей, либо и на латеральной, и на медиальной. Аномалия впервые была обнаружена в 2017 г. у взрослых животных, предназначенных для выбраковки по причине неправильной постановки ног («медвежья лапа»). Таким образом, полидактилия мини-свиней ИЦиГ имеет явно выраженный негативный селекционный эффект. Проведено визуальное обследование поголовья и составлено описание этой аномалии. Полидактилия мини-свиней ИЦиГ является изолированной и не входит в состав каких-либо синдромов. Особи с полидактилией могут иметь дополнительные пальцы или на грудных, или на грудных и тазовых конечностях. На грудных конечностях могут присутствовать либо по одному латеральному дополнительному пальцу, либо латеральный палец и медиально расположенное зачаточное копытце. 

На тазовых конечностях встречаются только латеральные дополнительные пальцы. Анатомо-морфологические исследования показали, что латеральный дополнительный палец – анатомически достаточно полноценная структура, тогда как медиальный зачаток представлен только копытцем без остальных, свойственных нормальным пальцам, структур. Цитологическое исследование не выявило кариотипических особенностей, за исключением ранее описанной для мини-свиней ИЦиГ робертсоновской транслокации Rb 16;17. Впрочем, результаты исследований не указывают на сцепление полидактилии и робертсоновской транслокации. Генеалогический анализ и результаты скрещиваний позволяют принять в качестве рабочей гипотезы предположение о рецессивном наследовании признака. В целом исследование показало, что данная форма полидактилии анатомически и морфологически уникальна и не типична для вида S. scrofa, у которого ранее были описаны только формы полидактилии с медиальными дополнительными пальцами, как правило, наследуемые по доминантному типу с неполной пенетрантностью. В нашем случае результаты анализирующих скрещиваний указывают на рецессивное и, возможно, немоногенное наследование признака с варьирующей экспрессией и неполной пенетрантностью, из-за которой слабо выраженные мутантные фенотипы визуально не фиксируются.

The article describes a new phenomenon in the breeding group of mini-pigs at the Institute of Cytology and Genetics (ICG, Novosibirsk): polydactyly (extra digits), which is unusual because the additional digits are situated at the lateral surface of legs or at the lateral and medial ones. This anomaly was first found here in 2017 in adult animals intended for culling due to incorrect positioning of the legs caused by flexor tendon laxity and resulting in weight-bearing on the palmar surface of the proximal phalanges (“bear’s paw”). Therefore, the polydactyly of mini-pigs has a pronounced negative selection effect. A visual survey of the livestock was conducted, and a description of the detected anomaly was compiled. The polydactyly in mini-pigs is a stand-alone trait and is not part of any syndromes. Individuals with polydactyly may have extra digits either on pectoral or on pectoral and pelvic limbs. On thoracic limbs, there may be either one lateral digit or a lateral digit and a medially located rudimentary hooflet. On pelvic limbs, only lateral extra digits can occur. Anatomical and morphological analyses showed that the lateral extra digit is an anatomically complete (“mature”) structure, whereas the medial rudimentary digit consists of only a hooflet without other structures characteristic of normal digits. Cytological examination revealed no specific karyotypic features, except for Robertsonian translocation Rb 16;17 previously reported for the mini-pigs of the same livestock. Cytological findings indicated that the polydactyly and Robertsonian translocation are not linked genetically. Genealogical analysis and results of crosses are consistent with a working hypothesis of recessive inheritance of the trait. Overall, the study shows that this type of polydactyly is anatomically and morphologically unique and not typical of Sus scrofa. In this species, only polydactyly types with medial accessory toes have been described and are usually inherited as a dominant trait with incomplete penetrance. In our case, the results of test crosses indicate recessive inheritance of the trait with varying expression and incomplete penetrance, because of which poorly expressed phenotypes are not visually detectable.

полидактилиямногопалостьлатеральное и медиальное положениемини-свиньи ИЦиГ СО РАНрецессивное наследованиенеполная пенетрантностьpolydactylymulti-fingerednesslateral and medial positionmini-pigs of ICG SB RASrecessive inheritanceincomplete penentranceThe work was supported by government funding within project No. 0259-2021-0015. The English language was corrected and certified by shevchuk-editing.comReferencesBeklemisheva V.R., Perelman P.L., Lemskaya N.A., Kulemzina A.I., Proskuryakova A.A., Burkanov V.N., Graphodatsky A.S. The ancestral carnivore karyotype as substantiated by comparative chromosome painting of three pinnipeds, the walrus, the Steller sea lion and the Baikal seal (Pinnipedia, Carnivora). PloS One. 2016;11(1): e0147647. DOI 10.1371/journal.pone.0147647.Beklemisheva V.R., Perelman P.L., Lemskaya N.A., Kulemzina A.I., Proskuryakova A.A., Burkanov V.N., Graphodatsky A.S. The ancestral carnivore karyotype as substantiated by comparative chromosome painting of three pinnipeds, the walrus, the Steller sea lion and the Baikal seal (Pinnipedia, Carnivora). PloS One. 2016;11(1): e0147647. DOI 10.1371/journal.pone.0147647.Glagolev P.A., Ippolitova V.I. Anatomy of Farm Animals with the Basics of Histology and Embryology. Moscow: Kolos Publ., 1977. (in Russian)Glagolev P.A., Ippolitova V.I. Anatomy of Farm Animals with the Basics of Histology and Embryology. Moscow: Kolos Publ., 1977. (in Russian)Gorbach D., Mote B., Totir L., Fernando R., Rothschild M. Polydactyl inheritance in the pig. J. Hered. 2010;101(4):469-475. DOI 10.1093/jhered/esq037.Gorbach D., Mote B., Totir L., Fernando R., Rothschild M. Polydactyl inheritance in the pig. J. Hered. 2010;101(4):469-475. DOI 10.1093/jhered/esq037.Graphodatsky A.S., Perelman P.L., O’Brien S.J. Atlas of Mammalian Chromosomes. 2nd ed. N.Y.: Wiley-Blackwell. USA, 2020.Graphodatsky A.S., Perelman P.L., O’Brien S.J. Atlas of Mammalian Chromosomes. 2nd ed. N.Y.: Wiley-Blackwell. USA, 2020.Graphodatsky A.S., Radzhabli S.I., Baranov O.K. Chromosomes of Farm and Laboratory Mammals: Atlas. Novosibirsk: Nauka Publ., 1988. (in Russian)Graphodatsky A.S., Radzhabli S.I., Baranov O.K. Chromosomes of Farm and Laboratory Mammals: Atlas. Novosibirsk: Nauka Publ., 1988. (in Russian)Ivanchuk V.A. Biogenetic characteristics of rare and endangered breeds of pigs. Veterinariya Sel’skokhozyaystvennykh Zhivotnykh = Veterinary Medicine of Farm Animals. 2011;2:55-60. (in Russian)Ivanchuk V.A. Biogenetic characteristics of rare and endangered breeds of pigs. Veterinariya Sel’skokhozyaystvennykh Zhivotnykh = Veterinary Medicine of Farm Animals. 2011;2:55-60. (in Russian)Kudryavtsev P.N. Breeding Business in Pig Husbandry. Moscow: OGIZ-Selkhozgiz Publ., 1948. (in Russian)Kudryavtsev P.N. Breeding Business in Pig Husbandry. Moscow: OGIZ-Selkhozgiz Publ., 1948. (in Russian)Lakin G.F. Biometrics. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1990. (in Russian)Lakin G.F. Biometrics. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1990. (in Russian)Lange A., Muller G.B. Polydactyly in development, inheritance, and evolution. Q. Rev. Biol. 2017;92(1):1-38. DOI 10.1086/690841.Lange A., Muller G.B. Polydactyly in development, inheritance, and evolution. Q. Rev. Biol. 2017;92(1):1-38. DOI 10.1086/690841.Lebedev M.I., Zelenevsky N.V. Tutorial on the Anatomy of Farm Animals. St. Petersburg: Agropromizdat Publ., 1995. (in Russian)Lebedev M.I., Zelenevsky N.V. Tutorial on the Anatomy of Farm Animals. St. Petersburg: Agropromizdat Publ., 1995. (in Russian)Malynicz G.L. Complete polydactylism in Papua New Guinea village pig, with otocephalic homozygous monsters. Ann. Genet. Sel. Anim. 1982;14(3):415-420. DOI 10.1186/1297-9686-14-3-415.Malynicz G.L. Complete polydactylism in Papua New Guinea village pig, with otocephalic homozygous monsters. Ann. Genet. Sel. Anim. 1982;14(3):415-420. DOI 10.1186/1297-9686-14-3-415.Nikitin S.V., Knyazev S.P., Shatokhin K.S. Miniature pigs of ICG as a model object for morphogenetic research. Rus. J. Genet. Appl. Res. 2014;4(6):511-522.Nikitin S.V., Knyazev S.P., Shatokhin K.S. Miniature pigs of ICG as a model object for morphogenetic research. Rus. J. Genet. Appl. Res. 2014;4(6):511-522.Ptak W. Polydactyly in wild boar. Acta Theriologica. 1963;6:312-314.Ptak W. Polydactyly in wild boar. Acta Theriologica. 1963;6:312-314.Seabright M. A rapid banding technique for human chromosomes. Lancet. 1971;2:971-972. DOI 10.1016/s0140-6736(71)90287-x.Seabright M. A rapid banding technique for human chromosomes. Lancet. 1971;2:971-972. DOI 10.1016/s0140-6736(71)90287-x.Sokolov V.E. Taxonomy of Mammals. Pt. 3. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1979. (in Russian)Sokolov V.E. Taxonomy of Mammals. Pt. 3. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1979. (in Russian)Stanyon R., Galleni L. A rapid fibroblast culture technique for high resolution karyotypes. Ital. J. Zool. 1991;58:81-83. DOI 10.1080/11250009109355732.Stanyon R., Galleni L. A rapid fibroblast culture technique for high resolution karyotypes. Ital. J. Zool. 1991;58:81-83. DOI 10.1080/11250009109355732.Tickhonov V.N., Kochneva M.L., Bobovich V.E. Introduction of karyotypic polymorphism (2n = 36, 37, 38) in genome of domestic pigs Sus scrofa domestica. Informatcionny Vestnik VOGiS = The Herald of Vavilov Society for Geneticists and Breeding Scientists. 2010;14(4):647-653. (in Russian)Tickhonov V.N., Kochneva M.L., Bobovich V.E. Introduction of karyotypic polymorphism (2n = 36, 37, 38) in genome of domestic pigs Sus scrofa domestica. Informatcionny Vestnik VOGiS = The Herald of Vavilov Society for Geneticists and Breeding Scientists. 2010;14(4):647-653. (in Russian)Wiesner E., Wheller Z. Veterinärmedizinische Pathogenetik. Jena, 1974. (Russ. ed.: Wiesner E., Wheller Z. Veterinary Pathogenetics. Moscow: Kolos Publ., 1979. (in Russian))Wiesner E., Wheller Z. Veterinärmedizinische Pathogenetik. Jena, 1974. (Russ. ed.: Wiesner E., Wheller Z. Veterinary Pathogenetics. Moscow: Kolos Publ., 1979. (in Russian))

The authors declare that there are no conflicts of interest present.