Біотехнологічні аспекти генетичного вдосконалення показників молочної продуктивності великої рогатої худоби

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет біоресурсів і природокористування України

УДК 577.21:575.162:636.034

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Біотехнологічні аспекти генетичного вдосконалення показників молочної продуктивності великої рогатої худоби

03.00.20 - біотехнологія

Новак Ніна Богданівна

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному університеті біоресурсів і природокористування України Кабінету Міністрів України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент НААН України Мельничук Максим Дмитрович, Національний університет біоресурсів і природокористування України, проректор з наукової та інноваційної діяльності

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, академік НААН України Безуглий Микола Дмитрович, Національна академія аграрних наук України, віце-президент біотехнологічний генетичний селекційний

кандидат біологічних наук, Городна Олександра Володимирівна, Інститут рибного господарства НААН України, завідувач лабораторії генетичних та фізіологічних досліджень риб

Захист відбудеться «11» травня 2010 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.15 у Національному університеті біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ - 41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус 3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 28

Автореферат розісланий «9» квітня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Ю.В. Коломієць

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Збільшення виробництва молока та яловичини залишається актуальною проблемою для України і багатьох країн світу. Одним з найважливіших шляхів її розв'язання є виведення нових високопродуктивних порід великої рогатої худоби (ВРХ), стійких до захворювань та адаптованих до місцевих умов утримання (Зубець М.В., 2001; Вінничук Д.Т., 2001; Безуглий М.Д., Гузеватий О.Є., 2006).

Цілеспрямоване створення таких порід ВРХ можливе за наявності знань щодо функціонування генів, які контролюють ознаки продуктивності. Нині ідентифіковано низку генів, так званих локусів кількісних ознак (QTLs) з вираженими проявами фенотипової дії, які регулюють вміст у молоці жиру, білків, відповідають за смакові якості м'яса та швидкість росту тварин (Fuji J., 1991; Montgomery G.W., 1992; Zwierzchowski L., 1998; Freeman M. E., 2000).

Сучасні біотехнологічні і молекулярно-біологічні методи дають можливість проводити комплексний аналіз генетичної структури й виявляти господарсько цінні генотипи, пов'язані з кількісними та якісними показниками продуктивності, і використовувати отриману інформацію для вирішення конкретних селекційних завдань (Andersson L., 1998; Paramentier I., 1999; Dybus A., 2001). Одним із найрозповсюдженіших і найінформативніших методів дослідження генетичної структури тварин є метод з використанням молекулярно-генетичних маркерів.

Серед широкого різноманіття наявних молекулярно-генетичних методів дослідження спадкового матеріалу (ДНК) для оцінки генофонду тварин, перевагу надають методу полімеразної ланцюгової реакції з поліморфізмом довжин рестрикційних фрагментів (ПЛР-ПДРФ) аналізу внаслідок його високої чутливості, точності та простоти виконання. Крім того, останнім часом надійно зарекомендував себе метод ПЛР в реальному часі (ПЛР-РЧ).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконували згідно з планом науково-дослідної тематики лабораторії якості та безпеки продукції АПК Національного університету біоресурсів і природокористування України (НУБіП України): «Молекулярно-генетичний моніторинг племінного поголів'я великої рогатої худоби та коней за допомогою ДНК маркерів» (номер держреєстрації 0108U001973).

Мета та завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи було: розробити біотехнологічний підхід до вирішення проблеми генетичного вдосконалення та покращення показників продуктивності ВРХ; оцінити генетичний потенціал чорно-рябої молочної породи у порівнянні з потенціалом інших локальних порід; виявити кореляційні зв'язки між генофондом та показниками молочної продуктивності корів для вдосконалення селекційного процесу у тваринницьких господарствах України.

Для досягнення поставленої мети слід було виконати такі завдання:

- розробити біотехнологічні підходи до консервування ДНК на прикладі української чорно-рябої молочної породи ВРХ та створити експериментальний кріобанк ДНК досліджуваних тварин;

- оптимізувати біотехнологічні методи діагностики провірусної ДНК вірусу лейкозу ВРХ (ВЛ ВРХ) за допомогою методу ПЛР-РЧ і порівняти результати тестування з аналізом реакції імунодифузії (РІД-аналізом);

- провести моніторинг поголів'я ВРХ в дослідному базовому господарстві НУБіП України з метою вибракування із досліджуваного стада тварин, інфікованих вірусом лейкозу;

- дослідити генетичну структуру стада за генами кількісних ознак, асоційованих з показниками молочної продуктивності;

- вивчити генетичну різноманітність української чорно-рябої молочної худоби з використанням коротких тандемних повторюваних маркерів (STR-маркерів), які рекомендовано для генетичної паспортизації порід ВРХ;

- здійснити порівняльний аналіз генофондів української чорно-рябої молочної породи з іншими локальними й інтродукованими комерційними породами за двома типами молекулярно-генетичних маркерів (QTL і STR-локуси) та виявити філогенетичні зв'язки між ними;

- виявити кореляційні зв'язки між генотипами QTL та показниками молочної продуктивності тварин;

- розробити практичні рекомендації щодо вдосконалення селекційної роботи в дослідному господарстві НУБіП України з врахуванням генетичної структури стада.

Об'єкт дослідження - поліморфізм структурних генів, пов'язаних з господарсько цінними ознаками продуктивності тварин та високо-інформативних мікросателітних локусів, які рекомендовані для генетичної експертизи.

Предмет дослідження - геном аборигенних та інтродукованих комерційних порід ВРХ.

Методи дослідження - біотехнологічні, зоотехнічні, ветеринарні, молекулярно-біологічні, популяційно-генетичні та статистичні. Загально-прийняті методики виділення та очищення тваринної ДНК. Для дослідження поліморфізму генів кількісних ознак використано методи ПЛР-ПДРФ та агарозного горизонтального гель-електрофорезу. Аналіз STR-локусів проведено методом капілярного гель-електрофорезу на генетичному аналізаторі ABI Prism 3130 (Applied Biosystems). Діагностику провірусної ДНК ВЛ ВРХ здійснено методом ПЛР-РЧ на генетичному аналізаторі ABI Prism 7000 (Applied Biosystems).

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблено біотехнологічні підходи до вирішення проблем покращення молочної продуктивності та прискорення селекційної роботи в господарствах України за рахунок використання генетичного потенціалу ВРХ.

Вперше здійснено комплексний аналіз генетичної структури стада ВРХ за вісьмома генами кількісних ознак, асоційованих з показниками молочної продуктивності (гормон росту, пролактин, лептин, STAT5A, DGAT1, к-казеїн, в-лактоглобулін, PIT1). Проведено порівняльний аналіз інформативності двох типів молекулярно-генетичних маркерів (QTL і STR-локуси) шляхом дослідження генофондів української чорно-рябої молочної худоби й деяких локальних та інтродукованих комерційних порід ВРХ країни. Встановлено філогенетичні зв'язки та запропоновано систему генетичної паспортизації порід ВРХ з використанням обох типів ДНК-маркерів.

Вперше оптимізовано та запропоновано діагностичну тест-систему на підставі методу ПЛР-РЧ з метою проведення протилейкозних заходів.

Обґрунтовано біотехнологічні аспекти використання маркерних генів, які відповідальні за функціонування господарсько цінних ознак молочної продуктивності при розробці селекційних програм, спрямованих на створення нових високопродуктивних порід ВРХ.

Практичне значення одержаних результатів. Вперше оптимізовано, відпрацьовано та запропоновано до використання в господарствах України технологію виявлення провірусної ДНК ВЛ ВРХ методом ПЛР-РЧ. Для посилення заходів щодо діагностики ВЛ ВРХ та ефективного оздоровлення господарств країни від лейкозу рекомендовано обов'язкове підтвердження даних РІД-аналізу сучасними молекулярно-генетичними методами, зокрема ПЛР-РЧ.

Створено комплексну систему оцінки генетичного потенціалу тварин шляхом дослідження молекулярно-генетичних маркерів, пов'язаних з молочною продуктивністю корів, та встановлено кореляційні зв'язки між генотипами досліджених QTL та показниками молочної продуктивності, що може бути використано для поліпшення селекційної роботи в господарствах країни.

Розроблено методичні рекомендації щодо використання методу ПЛР для діагностики ВЛ ВРХ. Ці рекомендації запропоновано для використання в науково-дослідних лабораторіях та для навчання студентів біологічних і аграрних вищих навчальних закладів України.

Методи та біотехнологічні підходи, що використані в дисертаційній роботі, застосовуються при проведенні лабораторних робіт із загального курсу «Біотехнологія» в НУБіП України.

Особистий внесок здобувача. Роботу виконано в лабораторії якості та безпеки продукції АПК (відділ молекулярно-діагностичних досліджень) НУБіП. Здобувачем самостійно виконано інформаційний пошук, аналіз літератури, експериментальні дослідження та їх статистистичну обробку, аналіз і узагальнення результатів досліджень. Відбір зразків крові та проб молока здійснювали разом з ветеринарним лікарем господарства Даниліним О.Б. Показники молочної продуктивності тварин визначено на базі лабораторії ДП «Галактон» разом із Клюваденко Н.О. Оптимізацію умов проведення ПЛР у реальному часі для визначення провірусної ДНК ВЛ ВРХ виконано спільно з к.б.н. Спиридоновим В.Г. Із матеріалів наукових експериментів та публікацій дисертант використав матеріали своєї частини досліджень.

Вибір напряму досліджень, визначення схеми, постановка завдань, розробка методичних підходів, обґрунтування і підготовка науково-практичних рекомендацій та друкованих праць здійснено під керівницвом наукового керівника д.б.н., професора, члена-кореспондента НААН України М.Д. Мельничука.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи автор доповідала на IV Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007), V міжнародній конференції „Біоресурси та віруси” (Київ, 2007), V міжнародній науковій конференції студентів, магістрів та аспірантів „Сучасні проблеми екології та геотехнологій” (Житомир, 2008), Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених „Актуальні проблеми правового забезпечення національної продовольчої безпеки і сталого розвитку сільського господарства України” (Київ, 2008), V міжнародній науково-практичній конференції „Актуальні питання та організаційно-правові засади співробітництва України та КНР у сфері високих технологій” (Київ, 2008), VI міжнародній науковій конференції студентів, магістрів та аспірантів „Сучасні проблеми екології та геотехнологій” (Житомир, 2009), V міжнародній науковій конференції студентів та аспірантів „Молодь і поступ біології ” (Львів, 2009), наукових семінарах та звітах аспірантів НУБіП України.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 17 робіт: 6 наукових статей, з них - 5 у фахових виданнях, 8 тез доповідей конференцій, 1 методичний посібник, 1 методичні рекомендації та 1 методичні вказівки.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, 6-ти розділів, узагальнення результатів досліджень, висновків, практичних пропозицій та списку використаних джерел (329 найменувань, з них 284 - зарубіжних авторів). Робота викладена на 179-ти сторінках комп'ютерного тексту, включає 40 таблиць та 26 рисунків.

Основний зміст роботи

Огляд літератури

Узагальнено результати досліджень сучасної світової науки стосовно використання біотехнологічних підходів у вирішенні актуальних проблем тваринництва, зокрема - збереження біорізноманітності, створення нових та поліпшення існуючих порід ВРХ. Розглянуто біотехнологічні та молекулярно-генетичні методи дослідження спадкового матеріалу та контролю вірусної інфекції. Обґрунтовано біотехнологічні аспекти використання маркерних генів, відповідальних за прояв господарсько цінних ознак продуктивності тварин при розробці селекційних програм, направлених на створення нових високопродуктивних порід ВРХ.

Матеріали і методи досліджень

Експериментальну частину досліджень за темою дисертаційної роботи виконували на базі Української лабораторії якості та безпеки продукції АПК Національного університету біоресурсів і природокористування України. Загальну схему експериментальних досліджень представлено на рисунку 1.

Основною моделлю в наших дослідженнях було чистопорідне поголів'я української чорно-рябої молочної породи (251 гол.), яке відтворюється в умовах дослідного господарства НУБіП України c. Пшеничне Васильківського району Київської області. Для порівняльного аналізу генетичного різноманіття досліджено ще чотири породи ВРХ - сіра українська (60 гол.), лебединська (30 гол.), червона польська (71 гол.) та голштинська (55 гол.).

Першим етапом роботи було виявлення та вилучення зі стада інфікованих ВЛ ВРХ тварин. Для цього відпрацьовано та запропоновано метод виявлення провірусної ДНК ВЛ ВРХ з використанням ПЛР-РЧ.

Для аналізу генів кількісних ознак ВРХ, які пов`язані з молочною продуктивністю, використовували метод ПЛР-ПДРФ. Всього досліджено вісім локусів: два гени - к-казеїн і в-лактоглобулін, які кодують білки молока й регулюють його вихід та процент вмісту жиру. Три гени, які кодують гормони - гормон росту, пролактин і гіпофізарно-пов`язаний фактор транскрипції PitI. Перші два задіяні в процесах лактогенезу та експресії генів молока, PitI -регуляції експресії генів гормона росту і пролактину. Фактор транскрипції STAT5A, як посередник активації генів білків молока пролактином та гормоном росту. Гени лептину і ацил-КоА-діацилгліцерол ацилтрансферази 1 - як регулятори енергетичного метаболізму та синтезу тригліцеридів.

Оцінку рівня між- та внутрішньопородної генеалогічної диференціації тварин здійснювали методом ДНК-типування мікросателітних локусів, відповідно до рекомендацій ІSAG і вимог міжнародного комітету з племінних книг (ІSBC). Даний метод дозволяє здійснювати генетичну паспортизацію ВРХ (тварин, породи або генетичної лінії) з вірогідністю 99,9%.

Для встановлення кореляційних зв'язків між генотипами досліджених QTL та показниками молочної продуктивності тварин досліджено вміст жиру та білка в молоці. Відбір проб молока і їх підготовку до аналізу здійснювали згідно з ГОСТ 13928. Визначали масову частку жиру (кислотний метод ГОСТ 5867-90) (СТ СЭВ 3838-82) та білка в молоці (колориметричний метод ГОСТ 25179-82).

Статистичну обробку результатів здійснювали шляхом аналізу розподілу алельних та генотипових частот, рівня гетерозиготності, відхилення від стану рівноваги відповідно до закону Харді-Вайнберга, кореляційним і регресійним аналізом, проведеним із використанням пакету статистичних програм «GenAlEx 6.2», «Cervus 3.0.3» та «ANOVA» (пакет STATISTICA 7). Для розрахунків генетичних дистанцій (Nei, 1976) та побудови філогенетичних дендрограм застосовували компьютерну програму «POPGENE 1.32».

Результати досліджень

Оздоровлення поголів'я української чорно-рябої молочної худоби від ВЛ ВРХ. Лейкоз ВРХ є одним із найпоширеніших захворювань сільськогосподарських тварин, що завдає значного економічного збитку не тільки внаслідок смертності, недоодержання продуктів тваринництва, але й небезпеки втрати унікального генофонду, оскільки хвороба уражає передусім високопродуктивних корів. Основним і єдиним методом боротьби із ВЛ ВРХ є вибракування хворих та ізоляція інфікованих корів, тому першочергове значення має своєчасна та точна діагностика інфекції.

Виявлення тварин, інфікованих ВЛ, було першим етапом роботи з поголів'ям чорно-рябої молочної породи ВРХ дослідного господарства НУБіП України. Діагностували ВЛ ВРХ методом ПЛР-РЧ, який добре себе зарекомендував завдяки високій чутливості, специфічності та швидкості виконання. Праймери для проведення ПЛР-РЧ було розроблено в Українській лабораторії якості та безпеки продукції АПК за допомогою комп'ютерної програми Primer Express (Aрplied Biosystems). Для виявлення провірусної ДНК ВЛ ВРХ використано праймери та зонд до консервативної ділянки гена env, який кодує поверхневий вірусний глікопротеїд gp51. В якості ендогенного контролю для перевірки виділеної ДНК та проходження ПЛР-РЧ використовували праймери до гена пріонового білка (PRNP). Умови ампліфікації оптимізували за температурою відпалу праймерів, концентрацією праймерів, зондів та MgCl2. Межа чутливості методу становила близько 10-ти копій ДНК-мішені. На рисунку 2 зображено криві ампліфікації досліджуваних на наявність провірусної ДНК ВЛ ВРХ зразків.

На момент відбору зразків наявне поголів'я в господарстві перевіряли на наявність ВЛ ВРХ методом РІД, відповідно до протилейкозних заходів в господарствах України, що регулярно проводяться. Результати перевірки показали, що з 251 тварини 6 були РІД-позитивними. Відібрані нами зразки повторно перевіряли методом ПЛР-РЧ на наявність провірусної ДНК ВЛ ВРХ в геномі. Дослідження шести РІД-позитивних тварин на наявність ВЛ ВРХ методом ПЛР-РЧ підтвердило діагноз. Серед 245 РІД-негативних тварин було виявлено ще 11 носіїв вірусу. Загальна кількість інфікованих тварин становила 17 голів (табл. 1).

Таким чином, метод ПЛР-РЧ є більш чутливим та специфічним. З огляду на це нами запропоновано включення ПЛР в систему протилейкозних заходів для своєчасного виявлення інфікованих тварин, що особливо важливо за умов тестування елітних племінних тварин та на заключному етапі оздоровлення стада від інфекції. Виявлених тварин-носіїв ВЛ ВРХ було вилучено зі стада, що дало можливість перейти до вивчення генетичної структури здорового поголів'я ВРХ української чорно-рябої молочної породи та виявлення взаємозв'язків з ознаками молочної продуктивності.

Аналіз поліморфізму генів кількісних ознак, пов'язаних з молочною продуктивністю української чорно-рябої молочної породи. Для аналізу генетичної структури поголів'я української чорно-рябої молочної породи досліджували поліморфізм генів к-казеїну, в-лактоглобуліну, пролактину, лептину, гормона росту, PIT1, STAT5A, та DGAT1. За всіма 8-ми молекулярно-генетичними маркерами виявлено поліморфізм. Розподіл алельних частот досліджуваних генів наведено в таблиці 2. За локусами к-казеїну (CSNк) і в-лактоглобуліну (BLG) визначено 2 основних алельних варіанти, типових для європейських порід ВРХ - A та В; за локусом пролактину (PRL) - алельні варіанти Prl A і Prl G; за гормоном росту (GH) - алельні варіанти Gh L й Gh V; за локусом лептину (LEP) - генетично детерміновані алельні варіанти Lep A, Lep B та рідкісний алель Lep C. Локуси DGAT1, PIT1 і STAT5A також відзначались наявністю двох алельних варіантів - A і K, A і B та C і T.

На підставі алельних частот розраховано основні показники генетичної мінливості, зокрема - гетерозиготність (Н), ефективну кількість алелей (ne), інформаційний індекс Шеннона (I) та індекс фіксації Райта (Fis) (табл. 2, 3). Розподіл алельних частот у дослідженої групи тварин, в основному, відповідав очікуваному (відповідно до закону Харді-Вайнберга), за винятком локусів пролактину, лептину і STAT5A. Найвищий рівень спостережуваної гетерозиготності (Но) зафіксовано за локусом в-лактоглобуліну (47,4%), найменший - локусом к-казеїну - 20,3%. Статистично достовірні відмінності між спостережуваною і очікуваною гетерозиготністю в дослідженій групі тварин ВРХ виявлено за трьома локусами - пролактину (Р<0,05), лептину і STAT5A (P<0,001), які характеризувались надлишком гетерозигот. Встановлено, що спектр показника ne знаходився в межах від 1,233 (кCSN) до 1,856 (BLG). Значення індексу I варіювали від 0,377 до 0,729, і були співрозмірні зі значеннями показника ne. Найменше значення зафіксовано за локусом кCSN, найбільше - LEP. Розрахунок індексу фіксації Райта Fis, що відображає інбридинг особини відносно популяції, також показав наявність надлишку гетерозигот за локусами STAT5A (Fis = -0.277), лептину (Fis = -0.149) та пролактину (Fis = -0.136).

Отже, оцінка основних параметрів генетичної різноманітності, виконана на основі поліморфізму 8-ми розглянутих локусів кількісних ознак показала, що українська чорно-ряба молочна порода характеризується високим рівнем генетичної мінливості. У поліморфному стані перебуває 100% проаналізованих локусів. Середнє число алелей на локус становить 2,13, ефективне число алелей - 1,51, середня спостережувана та середня очікувана гетерозиготність дорівнюють 0,351 і 0,327, відповідно. Виявлено високу частоту зустрічання господарсько цінних алелей за локусами в-лактоглобуліну (Blg B - 0,639), гормону росту (Gh L - 0,815), ацил-КоА-діацилгліцерол ацилтрансферази 1 (Dgat1 A - 0,683), факторів транскрипції PIT-1 (Pit1 B - 0,837) та STAT5A (Stat5A T - 0,783).

Аналіз внутрішньопородного поліморфізму української чорно-рябої молочної худоби за 11-ти мікросателітними локусами. Внутрішньо-породний поліморфізм ВРХ української чорно-рябої молочної породи оцінювали за 11-ти мікросателітними локусами, які рекомендовані ISAG/FAO (2004) для проведення міжнародних порівняльних тестів за поліморфізмом ДНК. Всі 11 досліджених локусів виявились поліморфними з кількістю алелей, що варіювала від 3 до 15 (табл. 4). На підставі алельних частот за кожним локусом розраховано інтегральні показники генетичної мінливості. Із 11-ти досліджених локусів лише 6 знаходились у стані рівноваги відповідно до закону Харді-Вайнберга. За локусами ETH3 і TGLA126 (Р<0,001), BM2113 і INRA23 (Р<0,01), BM1824 (Р<0,05) визначено статистично вірогідне порушення генетичної рівноваги, яке виявляють у надлишку гомозигот, що, імовірно, може бути пов`язано із впливом селекційних критеріїв, які використовуються при відборі тварин для племінних цілей. Найвищий рівень фактично спостережуваної гетерозиготності (Но) нами виявлено за локусом SPS115 (100%), найменший - INRA23 - 44,4%. Статистично достовірні відмінності між спостережуваною та очікуваною гетерозиготністю в досліджуваній групі тварин спостерігали за локусами - BM1824, ETH10, INRA23 і SPS115. При цьому перші три локуси відзначались нестачею гетерозигот, останній - надлишком.

Ступінь інформативності маркера визначається параметром вмісту поліморфної інформації (PIС). Згідно з критеріями Botstein D. (1980), маркери підрозділяють на високо- (PIC>0,5), помірно- (0,25<PIC<0,5) та низькоінформативні (PIC<0,25). В наших експериментах проаналізовані мікросателітні локуси виявились високоінформативними, при цьому значення показника PIC перевищувало 0,5.

Рівень генетичного різноманіття породи оцінювали за основними показниками генетичної мінливості (табл. 4). Спектр ефективної кількості алелей (ne) знаходився в межах від 2,471 (TGLA126) до 6,969 (TGLA227). Значення інформаційного індексу (I) варіювали від 1,169 до 2,119 і були співрозмірні з показниками ne. Найменше значення нами зафіксовано за локусом TGLA126, найбільше - TGLA122, TGLA53 і TGLA227 (2,021; 2,065; 2,119). Розрахунок індексу фіксації Райта (Fis), що відображає інбридинг особини відносно популяції, показав наявність надлишку гетерозигот за локусом SPS115 (Fis = -0,524) і дефіцит гетерозиготних генотипів, внаслідок інбридингу, за локусами BM1824, ETH10, ETH225, INRA23 та TGLA126.

Наявність високого рівня поліморфізму і генетичного різноманіття породи за розподілом частот алелей та інших показників генетичної мінливості дає можливість вважати досліджені STR-локуси високоінформативними молекулярно-генетичними маркерами, що придатні для характеристики генетичної структури популяції. Отримані дані вказують на необхідність вивчення характеру розподілу поліморфних алелей з метою подальшого їх використання для вирішення широкого спектра селекційних завдань, визначення ступеня гомозиготності, генетичного споріднення за чоловічою і жіночою лініями та оцінки рівня внутрішньопородної генеалогічної диференціації.

Дослідження генофондів деяких порід ВРХ України за STR-маркерами та генами кількісних ознак, що пов'язані з продуктивністю. З метою проведення моніторингу генетичної структури ВРХ України і вивчення міжпородних відмінностей з використанням 11-ти STR-маркерів та 7-ми генів кількісних ознак, було додатково залучено ще чотири породи. Три з них належать до аборигенних, типових для території України (сіра українська, лебединська і червона польська), а четверта представляє собою інтродуковану комерційну породу - голштинська худоба.

Порівняльний аналіз генетичної структури усіх п'яти порід ВРХ України виявив наявність поліморфізму за всіма 7-ми дослідженими генами кількісних ознак. Винятком був локус пролактину у лебединської породи. За більшістю поліморфних локусів розподіл частот генотипів знаходився в стані рівноваги у відповідності до закону Харді-Вайнберга. Виняток становили локуси кCSN у сірої української породи (P<0,05), BLG голштинської і сірої української порід (P<0,001), пролактину - української чорно-рябої та червоної польської порід (P<0,05 та P<0,01, відповідно), лептину української чорно-рябої (P<0,001), голштинської (P<0,05) та червоної польської (P<0,05) порід і PIT-1 у сірої української (P<0,001). Значення рівня середньої гетерозиготності на локус за дослідженими поліморфними системами знаходились в межах 30,0 - 46,2%. Найвище значення середньої гетерозиготності спостерігалося у тварин голштинської породи, найменше - сірої української.

Значення коефіцієнта Райта (Fis) варіювали від -0,193 за локусом кCSN (надлишок гетерозигот) до 0,175 за локусом PIT-1 (дефіцит гетерозигот), що становило в середньому -0,003. Коефіцієнт Fit варіював від -0,129 (лептин) до 0,192 (PIT-1) і мав позитивне середнє значення, яке дорівнювало 0,062, що вказує на 6,2% нестачу гетерозиготних генотипів виду в цілому. Невисокі середні значення Fis і Fit свідчать, що досліджені популяції знаходяться в стані, близькому до рівноваги відповідно до закону Харді-Вайнберга. Розрахунок показника Fst, що відображає ступінь підрозділеності популяцій, показав, що більше ніж 93% виявленої мінливості реалізується всередині популяції і тільки 6,5% (Fst=0,065) є розподіленими між популяціями. Найбільший внесок в міжпопуляційну мінливість вніс локус к-казеїну (Fst=0,135), найменший - PIT-1 (Fst=0,020). Низьке середнє значення Fst вказує на слабкі відмінності між дослідженими популяціями даного виду.

Аналіз генетичних взаємовідносин між дослідженими породами ВРХ виконано за використання методів розрахунку генетичної ідентичності і генетичних відстаней (M. Nei, 1972). Розбіг генетичних відстаней варіював від 0,0129 до 0,1277. Генетична відстань між двома комерційними породами становила 0,0259. В свою чергу, відстань між українською чорно-рябою молочною худобою та групою локальних порід України знаходилась в межах 0,0457 - 0,1277, а між голштинською і локальними породами в інтервалі 0,0289 - 0,1016 (табл. 5). Слід зазначити, що тварини голштинської породи виявились близькими і до однієї з аборигенних порід - червоної польської (0,0289). Подібний факт можна пояснити історією формування української чорно-рябої і червоної польської порід, які наприкінці минулого століття покращували шляхом схрещування з плідниками чорно-рябих порід голландської, німецької та датської селекцій.

На підставі розрахунку незважених індексів спорідненості між групами досліджених тварин проведено кластерний аналіз і побудовано дендрограму (рис. 3). За 7-ми поліморфними системами досліджені популяції ВРХ формують на дендрограмі два автономні кластери. В перший кластер потрапляють тварини української чорно-рябої і голштинської порід, в другий три локальні породи - сіра українська, лебединська та червона польська.

Порівняльний аналіз генетичної структури за 11-ма STR-маркерами виявив, що за одними локусами спостерігаються виражені міжпородні відмінності, водночас як за іншими - спорідненості. Значення рівня середньої гетерозиготності на локус за дослідженими поліморфними системами у розглянутих груп тварин практично не відрізняються. У всіх п`яти породах в більшості випадків розподіл генотипів знаходився в стані рівноваги (відповідно до закону Харді-Вайнберга), за винятком нестачі гетерозигот за локусом BM2113 у лебединської (P<0.05) і TGLA53 у лебединської та червоної польської порід (P<0.01).

Величина коефіцієнта Fis варіювала від -0,148 (SPS115) до 0,530 (TGLA53) і становила в середньому 0,056. Коефіцієнт Fit також мав позитивне значення і дорівнював в середньому 0,166, що вказує на 16,6% нестачу гетерозиготних генотипів у виду в дослідженій частині ареалу в цілому. Невисокі середні значення Fis і Fit підтверджують припущення, що вивчені популяції ВРХ є близькими до стану рівноваги за Харді-Вайнбергом, зробленого на підставі порівняльного аналізу спостережуваного і очікуваного розподілу генотипів. Показник Fst, що відображає ступінь розподілу популяцій, змінювався від 0,058 (ETH10) до 0,204 (SPS115). Середнє значення Fst за всіма локусами становило 0,114. Це означає, що більша частина генетичної мінливості, яка виявлена у досліджених порід ВРХ, реалізується всередині популяцій і тільки 11,4% розподіляється між ними. Отримані результати вказують на слабкий підрозділ цього виду у вивченій частині ареалу.

Особливості взаємовідносин між дослідженими породами ВРХ України чітко прослідковуються за умов оцінки генетичних дистанцій. Їх розрахунки, виконані за результатами досліджень 11-ти STR-локусів, наведено в таблиці 6. Встановлено, що розмах генетичних дистанцій між породами ВРХ варіює від 0,2185 до 0,5573. Генетична відстань між українською чорно-рябою молочною і голштинською породами становить 0,3808, водночас як між українською чорно-рябою молочною і локальними породами лежить в інтервалі 0,4850 - 0,5368. Слід зазначити, що подібних відмінностей не спостерігалось за голштинською худобою. Так, дистанції між голштинською породою і двома локальними, лебединською й червоною польською дорівнюють 0,3248 та 0,2637. Дещо відокремлено знаходиться група тварин сірої української породи.

На рисунку 4 наведено результати кластерного аналізу. Показано, що група ВРХ сірої української породи знаходиться на далекій відстані від представників інших чотирьох порід. Це може бути пов`язано з тим, що сіра українська худоба є досить древньою локальною породою, яка зберегла свою автентичність та достатньо суттєво відрізняється від порівняно молодих порід молочного напряму. Тварини голштинської, лебединської і червоної польської порід формують окремий кластер, до якого належить група тварин української чорно-рябої молочної породи.

Таким чином, отримані дані свідчать, що кожна із розглянутих порід характеризується специфічним, притаманним лише їй рисунком розподілу алелів за дослідженими локусами. В цілому, оцінка основних параметрів генетичної різноманітності, виконана на основі поліморфізму структурних генів та STR-локусів, показала, що п'ять досліджених порід ВРХ характеризуються високим рівнем генетичної мінливості. Виявлені міжпородні відмінності за 7-ми структурними генами та 11-ти STR-локусами можуть розглядатися як характеристики породи і використовуватись для паспортизації досліджених порід ВРХ.

Характеристика показників молочної продуктивності корів української чорно-рябої молочної породи. Для порівняльної характеристики показників молочної продуктивності та встановлення кореляційних зв'язків з генами кількісних ознак у тварин української чорно-рябої молочної породи в 2007-2008 рр. визначали наступні показники - жирномолочність молока (%), вміст загального білка (%), надій за 305 діб лактації, масову частку молочного жиру та білка за лактацію (кг) (табл. 7). Згідно з методикою досліджень на відмінність, однорідність та стабільність порід ВРХ, нами проведено аналіз розподілу тварин за надоєм, вмістом жиру і білка в молоці. Отримані результати свідчать, що серед наявного поголів`я 19,1% тварин характеризується високим і надзвичайно високим виходом молока, 45,8 - середнім, 25,5 - низьким і 9,6% - надзвичайно низьким. Високим відсотком жирномолочності (> 4%) характеризувалися 11,1% популяції тварин, середнім - 59,4 і низьким (< 3%) -29,5%. За вмістом білка в молоці тварин української чорно-рябої молочної породи поділили на дві групи. Тварини з відносно низькою масовою часткою білка в молоці (< 3%) склали 41,8%, високим (> 3%) - 58,2%.

Для розробки селекційної програми господарства на перспективу, з метою консолідації показників молочної продуктивності, зокрема вмісту загального білка і жиру, з`ясовували напрям і величину взаємозв'язків між основними селекційними показниками. Зокрема, розраховано кореляцію між показниками молочної продуктивності корів та дослідженими генами кількісних ознак, що напряму чи опосередковано пов'язані з ознаками молочної продуктивності (табл. 8).

Встановлено, що за умов зростання надою корів збільшується кількість молочного жиру і молочного білка. Коефіцієнти кореляції між цими показниками становили 0,793 та 0,962 (Р<0,001). Також високу позитивну кореляцію (r = 0,727; Р<0,001) виявлено між кількістю отриманого молочного жиру і білка. Низька позитивна кореляція між надоєм та вмістом білка в молоці корів (r = 0,140) дає змогу ефективніше вести селекцію тварин у напрямі збільшення виходу молока і вмісту в ньому загального білка. Високий ступінь кореляції було встановлено між генотипами гена DGAT1 та масовою часткою жиру (r = 0,748, Р<0,001) і білка в молоці (r = -0,629, Р<0,001). Обернену кореляційну залежність виявлено між геном STAT5A та кількістю загального білка (r = -0,632, Р<0,001) і виходом молока за лактацію (r = -0,633, Р<0,001).

Таким чином, оцінка основних характеристик молочної продуктивності тварин української чорно-рябої молочної породи показує, що вони відзначаються відносно високим вмістом білка в молоці за середнього рівня надою та жирномолочності. Подальша племінна робота в господарстві має бути спрямована на підвищення жирномолочності і збільшення надоїв молока за рахунок отримання тварин з бажаними генотипами генів DGAT1 та STAT5A.

Висновки

1. Вперше в Україні, на прикладі української чорно-рябої молочної породи ВРХ, розроблено комплексний підхід щодо оцінки генетичного потенціалу тварин за двома типами молекулярно-генетичних маркерів - STR-локусів та генів кількісних ознак, що пов'язані з продуктивністю.

2. Розроблено біотехнологічні підходи щодо консервування ДНК тварин та створено експериментальний кріобанк ДНК восьми порід ВРХ, що досліджували.

3. Оптимізовано умови проведення ПЛР в реальному часі для виявлення провірусної ДНК ВЛ ВРХ, доведено його високу чутливість та специфічність порівняно з РІД-діагностикою та використано для діагностики поголів'я української чорно-рябої молочної породи на наявність ВЛ ВРХ в дослідному господарстві НУБіП України.

4. Досліджено генетичну структуру української чорно-рябої молочної породи ВРХ, яка відтворюється в дослідному господарстві НУБіП України за вісьмома молекулярно-генетичними маркерами кількісних ознак. Виявлено високу частоту зустрічання господарсько цінних алелей за локусами в-лактоглобуліну, гормона росту, ацил-КоА-діацилгліцерол ацилтрансферази 1, факторів транскрипції Pit-1та STAT5A.

5. Встановлено високий рівень генетичної мінливості п'яти досліджених порід ВРХ (української чорно-рябої молочної, голштинської, сірої української, лебединської і червоної польської) за оцінкою поліморфізму одинадцяти мікросателітних локусів. Виявлено, що у поліморфному стані перебуває 100% проаналізованих локусів, середнє число алелей на локус становить 2,95, ефективне число алелей - 1,25, середня спостережувана та середня очікувана гетерозиготність дорівнюють відповідно 0,162 і 0,168.

6. Використання двох типів молекулярно-генетичних маркерів (структурних генів та мікросателітних локусів) виявило міжпорідні відмінності, що можуть розглядатися як порідні характеристики та використовуватись для паспортизації порід ВРХ.

7. Встановлено кореляційний зв'язок між масовою часткою жиру в молоці (r = 0,748, Р<0,001), масовою часткою білка в молоці (r = -0,629, Р<0,001) та генотипом КК гена ацил-КоА-діацилгліцерол ацилтрансферази 1.

8. Встановлено обернену кореляційну залежність між генотипом ТТ гена фактора транскрипції STAT5A, кількістю загального білка (r = -0,632, Р<0,001) і виходом молока за лактацію (r = -0,633, Р<0,001). Виявлені залежності засвідчують можливість використання даних кореляційних зв'язків для подальшого вдосконалення селекційного процесу та отримання високопродуктивних тварин української чорно-рябої молочної породи.

9. Розроблено практичні пропозиції щодо покращення показників молочної продуктивності в господарстві за рахунок проведення селекції в напрямі виведення тварин з генотипами АА або КК за локусом DGAT1 та ТС за локусом STAT5A.

Практичні пропозиції

1. Для генетичної паспортизації порід ВРХ рекомендуємо використовувати комплексний підхід, зокрема аналіз генів кількісних ознак, що є пов'язаними з продуктивністю та STR-локусів.

2. Для вдосконалення селекційного процесу в господарстві та отримання високопродуктивних тварин української чорно-рябої молочної породи ВРХ пропонуємо проводити селекцію в напрямі отримання тварин з генотипами АА, КК гена DGAT1 та генотипом ТС гена STAT5A.

3. Під час протилейкозних заходів в господарствах рекомендуємо підтверджувати результати РІД-діагностики методом ПЛР у реальному часі.

4. Результати досліджень з вивчення генетичної структури порід ВРХ за низкою молекулярно-генетичних маркерів можуть бути використані для лекцій з біотехнології, генетики, молекулярної біології та біології розвитку сільськогосподарських тварин.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Облап Р.В. Генетична структура української чорно-рябої породи великої рогатої худоби / Р.В. Облап, В.Г. Спиридонов, Н.Б. Новак // Науковий Вісник Національного аграрного університету. - 2007. - Вип. 117. - С. 179-183. (Дисертантом проведено експериментальні дослідження, оброблено та проаналізовано результати, підготовлено матеріали до друку).

2. Аналіз генетичної структури дійних корів української чорно-рябої молочної породи агрономічної дослідної станції НАУ „МИТНИЦЯ” за генами, пов'язаними з проявом господарсько цінних ознак / В.А. Малієнко, В.Г. Спиридонов, Н.Б. Новак, М.Д. Мельничук // Наукові доповіді НАУ. - 2008. -№1(9). - С. 1-11. - http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/nd/2008-1/08mvawpt.pdf (Дисертантом проведено експериментальні дослідження, оброблено та проаналізовано результати, підготовлено матеріали до друку).

3. Новак Н.Б. Діагностика провірусної ДНК вірусу лейкозу великої рогатої худоби / Н.Б. Новак, Р.В. Облап, М.Д. Мельничук // Вісник аграрної науки. -2008. - №11. - С. 22-24. (Дисертантом проведено експериментальні дослідження, оброблено та проаналізовано результати, підготовлено матеріали до друку).

4. Новак Н.Б. Використання молекулярно-генетичних маркерів для оцінки генетичного потенціалу української чорно-рябої породи ВРХ / Н.Б. Новак, Р.В. Облап, М.Д. Мельничук // Біологія тварин. - 2008. - Т.10, №1-2. - С. 282-286. (Дисертантом проведено експериментальні дослідження, оброблено та проаналізовано результати, підготовлено матеріали до друку).

5. Мельничук М.Д. Особливості генетичної структури української чорно-рябої худоби / М.Д. Мельничук, Н.Б. Новак, Р.В. Облап // Вісник аграрної науки. -2008. - №3. - С. 42-46. (Дисертантом проведено експериментальні дослідження, оброблено та проаналізовано результати, підготовлено матеріали до друку).

6. Новак Н.Б. Аналіз поліморфізму генів кількісних ознак, пов'язаних з молочною та м'ясною продуктивністю, в ряді порід ВРХ України / Н.Б. Новак, Р.В. Облап, М.Д. Мельничук // Збірник наукових праць Українського товариства генетиків та селекціонерів ім. М.І. Вавилова “Досягнення і проблеми генетики, селекції та біотехнології”. - 2007. - Т.1. - С. 284-288. (Дисертантом проведено експериментальні дослідження, оброблено та проаналізовано результати, підготовлено матеріали до друку).

7. Новак Н.Б. Поиск потенциальных генетических маркеров хозяйственно-ценных признаков животных / Н.Б. Новак, Р.В. Облап, М.Д. Мельничук : Сборник тезисов IV Московского международного конгресса [„Биотехнология: состояние и перспективы развития”], (Москва, 12-16 марта 2007 г.) / Правительство Москвы [и др.]. - Москва: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. - С. 181.

8. Анализ генетической структуры трех локальных пород КРС Украины по ряду генов количественных признаков / Н.Б. Новак, Р.В. Облап, В.Г. Спиридонов, М.Д. Мельничук, С.Д. Мельничук : Сборник тезисов IV Московского международного конгресса [„Биотехнология: состояние и перспективы развития”], (Москва, 12-16 марта 2007 г.) / Правительство Москвы [и др.]. - Москва: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. - С. 183.

9. Диагностика провирусной ДНК вируса лейкоза крупного рогатого скота с использованием диагностического набора «Лейко-ПЛР» / Н.Б. Новак, Л.М. Ищенко, Р.В. Облап, В.Г. Спиридонов, М.Д. Мельничук : Тези доповідей V міжнародної конференції [„Біоресурси та віруси”], (Київ, 10-13 вересня 2007 р.) / Київський національний університет ім. Тараса Шевченка. - Київ: Фітосоціоцентр, 2007. - С. 142.

10. Новак Н. Б. Дослідження генетичної структури деяких локальних та комерційних порід великої рогатої худоби України / Н. Б. Новак, М. Д. Мельничук : Тези доповідей V міжнародної наукової конференції студентів, магістрів та аспірантів [„Сучасні проблеми екології та геотехнологій”], (Житомир, 19-22 березня 2008 р.) / Міністерство освіти і науки [та ін.]. - Житомир: Видавництво ЖДТУ, 2008. - С. 261-262.

11. Новак Н. Б. ДНК-технології (поліморфізм ДНК за локусами молочної продуктивності української чорно-рябої породи ВРХ) та якість продовольства / Н. Б. Новак : Тези доповідей Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених [„Актуальні проблеми правового забезпечення національної продовольчої безпеки і сталого розвитку сільського господарства України”], (Київ, 18 квітня 2008 р.) / Національний аграрний університет [та ін.]. - Київ: Видавництво НАУ, 2008. - С.76-78.

12. Новак Н. Б. Генетическая структура ряда локальных и коммерческих пород КРС Украины / Н. Б. Новак, Р. В. Облап : Сборник тезисов V международной научно-практической конференции [„Актуальные вопросы и организационно-правовые основы сотрудничества Украины и КНР в сфере высоких технологий”], (Киев, 2008 г). / Министерство науки и образования [и др.]. - Киев: ЦНТЭИ, 2008.- С. 42-47.

13. Новак Н. Б. Характеристика генетичної структури ряду порід ВРХ України на основі STR-аналізу / Н. Б. Новак, Р. В. Облап, М. Д. Мельничук : Тези доповідей VI міжнародної наукової конференції студентів, магістрів та аспірантів [„Сучасні проблеми екології та геотехнологій”], (Житомир, 18-20 березня 2009 р.) / Міністерство освіти і науки [та ін.]. - Житомир: Видавництво ЖДТУ, 2009. - С. 190-192.

14. Новак Н. Б. Вивчення поліморфізму гену STAT5A та його зв'язку з показниками молочної продуктивності української чорно-рябої худоби /
Н. Б. Новак, Р. В. Облап, М. Д. Мельничук : Тези доповідей V міжнародної наукової конференції студентів та аспірантів [„Молодь і поступ біології”], (Львів, 12-15 травня 2009 р.) / Міністерство освіти і науки [та ін.]. - Львів: Видавництво ЛНУ ім. Івана Франка, 2009. - С. 137-138.

15. Методичні вказівки до виконання лабораторно-практичних робіт з дисципліни „Генетична інженерія” / М.Д. Мельничук, В.Г. Спиридонов, Р.В. Облап, Н.Б. Новак. - К.: Видавничий центр НАУ, 2007. - 30 с.

16. Мельничук М.Д. Використання методу полімеразної ланцюгової реакції в тваринництві : Методичний посібник / М.Д. Мельничук, Р.В. Облап, Н.Б. Новак. - К.: Видавничий центр НУБіПУ, 2009. - 127 с.

17. Методичні рекомендації щодо використання методу полімеразної ланцюгової реакції в скотарстві : Методичні рекомендації / Р.В. Облап, Н.Б. Новак, М.Д. Мельничук, Т.М. Димань, О.В. Дубін. - Біла Церква: Видавництво БНАУ, 2010. - 68 с.

Новак Н.Б. Біотехнологічні аспекти генетичного вдосконалення показників молочної продуктивності великої рогатої худоби. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.20 - біотехнологія. Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ, 2010.

Дисертаційна робота присвячена розробці біотехнологічних підходів щодо вдосконалення показників молочної продуктивності корів за рахунок використання генетичного потенціалу тварин.

Проведено комплексний аналіз генетичної структури поголів'я української чорно-рябої молочної худоби, яка відтворюється в умовах агростанції НУБіП України за вісьмома генами кількісних ознак, асоційованих з показниками молочної продуктивності ВРХ. Встановлено кореляційні зв'язки між генотипами досліджених QTL і показниками молочної продуктивності тварин та розроблено практичні рекомендації щодо покращення показників молочної продуктивності в господарстві.

Проведено порівняльний аналіз інформативності двох типів молекулярно-генетичних маркерів. Запропоновано систему генетичної паспортизації порід ВРХ з використанням обох типів ДНК-маркерів.

Вперше в Україні оптимізовано та запропоновано до використання при проведенні протилейкозних заходів діагностичну тест-систему на основі методу ПЛР у реальному часі.

Ключові слова: велика рогата худоба, гени кількісних ознак, STR-локуси, ПЛР у реальному часі, ДНК-маркери.

Новак Н.Б. Биотехнологические аспекты генетического улучшения показателей молочной продуктивности крупного рогатого скота. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.20 - биотехнология. Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, 2010.

Диссертационная работа посвящена разработке биотехнологических подходов к улучшению показателей молочной продуктивности коров путем использования генетического потенциала животных.

Проведен комплексный анализ генетической структуры стада украинской черно-пестрой молочной породы, которое воспроизводится в условиях агростанции НУБиП Украины, по восьми генам количественных признаков, связанных с показателями молочной продуктивности коров (к-казеин, в-лактоглобулин, гормон роста, пролактин, лептин, STAT5A, DGAT1, PIT1). Выявлены корреляционные связи между генотипами исследованных QTL и показателями молочной продуктивности животных. На базе полученных данных разработаны практические рекомендации по улучшению показателей молочной продуктивности в хозяйстве путем выведения животных с генотипами АА или КК по гену DGAT1 и ТС по гену STAT5A во время проведения селекционных работ.

Проведен сравнительный анализ информативности двух типов молекулярно-генетических маркеров (QTL и STR-локусы) путем исследования генофондов украинской черно-пестрой молочной породы и некоторых локальных и интродуцированных коммерческих пород крупного рогатого скота Украины. Установлены филогенетические связи между исследованными породами и предложена система генетической паспортизации пород крупного рогатого скота с использованием двух типов ДНК-маркеров.

Впервые в Украине оптимизирована и предложена к использованию при проведении противолейкозных мероприятий диагностическая тест-система на основе метода ПЦР в реальном времени.

Обосновані биотехнологические аспекты использования маркерных генов, ответственных за проявление хозяйственно-ценных признаков молочной продуктивности животных, при разработке селекционных программ, направленных на создание новых высокопродуктивных пород крупного рогатого скота.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, гены количественных признаков, STR-локусы, ПЛР в реальном времени, ДНК-маркеры.

Novak N. The biotechnological aspects of genetic improvement of milk production traits of cattle. - Manuscript.

Thesis for the candidate`s degree of agricultural sciences by specialty 03.00.20 - biotechnology. National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, 2010.

This thesis is dedicated to research on biotechnologic approaches for improvement of cattle milk production traits by using the genetic potential of animals.

The complex analysis of genetic structure of Ukrainian black-and-white dairy cattle herd was done. Cattle was analysed for 8 genes of quantitative traits, which are associated with milk production rates of cattle. The correlation relations between genotypes of analysed QTL`s and milk production rates of cattle were determined. Practical recommendations for improvement of milk production rates were designed.

The comparative analysis of information value of two types of molecular-genetic markers was done. Genetic passport system was proposed of cattle breeds with two DNA-marker types using.

PCR-Real-Time based diagnostyc test-system has been optimized and proposed for using during anti-leukosis actions for the first time in Ukraine.

Key words: cattle, quantitative trait genes, STR-locus, Real-Time PCR, DNA-markers.

Размещено на Allbest.ru

...