Порівняльний аналіз ДНК-поліморфізму структурних генів у корів

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 636.2.034:575.17

Порівняльний аналіз ДНК-поліморфізму структурних генів у корів

М. І. Гиль,

д.с.-г.н., професор, Миколаївський національний аграрний університет

О. І. Каратєєва,

аспірант, Миколаївський національний аграрний університет

Вивчено порівняльний аналіз Днк-поліморфізму структурних генів (LEP, CSN3, GH та BLG) та їх вплив на ознаки молочної продуктивності залежно від інтенсивності формування організму тварини. Встановлено можливість застосування генетичних маркерів в селекції корів різних порід молочного напряму продуктивності.

Ключові слова: інтенсивність формування організму, поліморфізм, локус,капа-казеїн, лептин, соматотропін, вета-лактоглобулін

Постановка проблеми. Останніми роками в галузі молочного скотарства все активніше здійснюють пошук нових альтернативних методик для прискорення селекційно-племінної роботи з конкретно взятою породою чи стадом [1]. Одним із таких досягнень сучасної генетики є відкриття поліморфних генетичних систем у сільськогосподарських тварин, які спадково обумовлені і «зчеплені» з бажаними ознаками молочної продуктивності. Основним методом у здійсненні даної оцінки виступають ДНК-маркери за допомогою, яких на рівні алельних варіантів генів можна визначити генотип тварин та передбачити їх продуктивність незалежно від їх фізіологічного стану, віку, статі [5].

Аналіз останніх досліджень і публікацій, у яких започатковано розвя'зання проблеми. В зв'язку з підвищеними вимогами до якості молока виникає потреба використання в селекційній роботі генетичних маркерів пов'язаних з ознаками молочної продуктивності. За даними Копилової К.В., М.І. Гиль існує два основних методи напрямки пошуку «головних» генів кількісних ознак [1, 2, 4, 6]. Один із контролює поліморфізм структурних генів, які потенційно пов'язані з фізіологічними процесами. Інший припускає локалізацію «головних» генів кількісної ознаки в окремо взятих ділянках хромосом відміченими мікросателітними локусами [2, 4, 5, 6].

Основними білками молока є: капа-казеїн (CSN3) - який пов'язаний з вмістом білку в молоці, його технологічними властивостями, якістю та виходом білкововмісних продуктів, оскільки виконує роль стабілізуючого фактору в утворенні міцел [13, 16, 24, 25]; бета-лактоглобулін (LBG) - крім того, що бере участь у синтезі білків молока, є важливою ланкою в селекційному процесі оскільки має суттєвий вплив на створення на створення активного імунітету у телят, тим самим підвищує збереженість молодняку [19, 21, 23]; лептин (LEP) - синтезуючись в адіпоцитах відповідає за регуляцію маси тіла тварини, споживання нею корму та її жирові відкладення, а також бере участь у синтезі жирів молока [10, 20, 22]; соматотропні (GH) - крім соматичного регулятора росту тварини він володіє лактогенною, інсуліноподібною, діабетогенною, жиромобілізуючою і нейротропною дією [9, 12]. селекція корова поліморфізм ген

Мета досліджень. Не зважаючи на численні дослідження в даному аспекті, нами було взято за мету дослідити поліморфізм структурних генів і їх зв'язок з молочною продуктивністю, оскільки інформативність даного питання має невичерпні ресурси, а можливість прогнозування продуктивності корів за їх структурними генами залежно від типу формування організму тварини є досить новим прийомом.

Матеріал і методика дослідження. В досліді було відібрано 134 тварини - (n=134): червоної степової (ЧС; n=45), української чорно-рябої молочної (УЧРМ; n=44), української червоної молочної (УЧМ; n=45), які належать двом провідним господарствам Миколаївської області: перші дві - ДП «ПР Степовий», а остання - ПСГП «Козирське». В межах кожної породи були сформовані дві групи тварин - з помірним та швидким типом інтенсивності формування організму, використавши при цьому індекс інтенсивності формування організму (Дt) згідно методики В.П. Коваленка [3]. Кров для досліджень брали з яремної вени з наступною консервацією гепарином (у розрахунку 25 МО препарату на 1 мл крові). Електрофоретичні дослідження проводили методами горизонтального крохмального (14 %) і вертикального поліакриламідного (12 %) електрофорезів з наступним гістохімічним фарбуванням за загальноприйнятими методиками із власними модифікаціями в умовах лабораторії інституту рибництва НААН України м. Київ [15]. Сумарну ДНК виділяли із клітин периферійної крові в представників вищезазначених порід за нижче наведеною методикою. До 200 мкл гепаринізованої цільної крові додавали 1 мл деіонізованої H2O, далі зразок заморожували-відтаювали. Центрифугували 5 хв. при 7 тис. об/хв. Супернатант зливали, додавали 1 мл деіонізованої H2O, струшували на вортексі й повторювали процедуру до появи безбарвного осаду. Останній суспензували в 500 мкл розчину, що містить 25 мМ ЕДТА, рН 8,0 і 75 мМ NаС1. Зразок інкубували 120 хв. при t+56°С, струшуючи кожні 30 хв. на вортексі, після чого суміш екстрагували рівним обсягом хлороформу й знову інкубували 30 хв. при кімнатній температурі. Центрифугували 5 хв. при 14 тис. об/хв. З водної фази ДНК здійснювали преципітацію 2,5 обсягами 96 % етанолу або рівним обсягом ізопропанолу. Зразок витримували від 30 до 60 хв. при t 20°С, і центрифугували 15 хв. при 14 тис. об/хв. ДНК-осад промивали 70 % етанолом, підсушували при кімнатній температурі й розчиняли в 50 мкл деіонізованої Н2О. Для полімеразної ланцюгової реакції (ПЦР) використали стандартну реакційну суміш обсягом 10 мкл: H2O деіонізованої - 4,3 мкл; буфер ПЦР - 5-х (15 м Мg 1,0 мол) 2,0 мкл; DNTP суміш 10-х (2 мМ кожного) - 0,8 мкл; два праймери (70 ng кожного) - 0,8 мкл; Taq-полімераза (1мл/1000 U) - 0,1 мкл; DNA 50-100 ng - 2,0 мкл. Для проведення ПЦР використали ампліфікатор фірми «Eppendorf» (Німеччина). Електрофорез проводили в 2 % агарозному гелі з використанням 1х Твебуферу, зони ДНК типували в ультрафіолетовому світлі після фарбування гелю бромистим етідієм. Для ПЦР-ампліфікації поліморфізму гену соматотропного гормону (GH), фрагменту гену в-лактоглобуліну (BLG), фрагменту гену к-казеїну (CSN3) та лептину (LEP) використали спеціально підібрані праймеры. Температурний режим для фрагменту гена к-казеїну (CSN3) включав початкову денатурацію 2 хв. при t+95°С з такими 35 циклами: денатурація - 30 с при 95°С, відпал праймерів - 30 с при 61°С та синтез - 1 хв. при 72°С. Завершував реакцію кінцевий синтез - 5 хв. при 72°С. При використанні рестриктази Hind III виявляли два алельних варіанти А та В. У носіїв генотипу АА сайт рестрикції для цієї рестриктази відсутній, в той час як присутній нерестриктний продукт ампліфікації розміром 273 п.н. і складався він з ділянки 4 екзону й 4 інтрону гену [17]. У тварин з генотипом ВВ після рестрикції виявляється два фрагменти довжиною 182 і 91 п.н. [11, 16, 23]. Умови ПЦР для фрагменту гену в-лактоглобуліну (BLG) включали початкову денатурацію 95°С - 2 хв., наступні 40 циклів: 95°С - 30 с, 58°С - 30 с, 72°С - 1 хв. і кінцевий синтез - 72°С - 5 хв. Ділянка ампліфікації, довжиною 247 п.н. складалась із фрагмента 4-го екзону й 4-го інтрону [18, 23]. Після обробки рестриктазою Hae III генотип АА має один сайт рестрикції й у результаті на фореграмі продуктів ампліфікації виявляються два фрагменти довжиною 148 і 99 п.н., а в носіїв генотипу ВВ є присутнім другий сайт рестрикції, що призводить до формування трьох фрагментів рестрикції довжиною 99 і двох фрагментів з довжиною 74 п.н. [7]. Умови ПЦР для гену соматотропного гормону (GH) включали початкову денатурацію 95°С - 2 хв., наступні 35 циклів: 95°С - 20 с, 62°С - 20 с, 72°С - 40 с, і кінцевий синтез - 72°С - 5 хв. У цих умовах ампліфікувався фрагмент 5-го екзону GH довжиною в 223 п.н. [14, 12]. При використанні рестриктази Alu I у цій ділянці виявлено два алельні варіанти, позначені як L (лейцин у позиції 127) і V (валін у цій же позиції). У носіїв LL після рестрикції виявляються два фрагменти довжиною 171, 52 п.н., а в VV сайт рестрикції відсутній і виявляється нерестриктний фрагмент довжиною в 223 п.н. [8, 22]. Умови ПЛР для гену лептину (LEP) містили в собі початкову денатурацію 95°С - 2 хв., наступних 35 циклів: 95°С - 20 с, 62°С - 20 с, 72°С - 40 с, і кінцевий синтез 72°С - 5 хв. Аналіз поліморфізму за локусом LEP проводили шляхом оцінки довжин рестрикційних фрагментів, одержуваних після обробки продукту ампліфікації (1830 п.н.) рестриктазою Sau3AI. За допомогою електрофорезу в агарозному гелі розподіляли продукти рестрикції, фарбували бромистим етідієм та здійснювали візуалізацію результатів під УФ променями при довжині хвилі 380 нм. Визначали розміри рестриктів за допомогою маркера молекулярної ваги 0,1-kb DNA Ladder (Gibco BRL). Біометричну обробку даних здійснено на ПЕОМ за допомогою програм MS Office.

Результати досліджень та їх обговорення. Велику увагу приділяють локусу капа-казеїну - основного білку молока, який сприяє стабілізації казеїнової фракції у сироварінні. Між локусом капа-казеїну і продуктивністю тварин встановлено певний зв'язок залежно від генетичної належності тварин та їх швидкісних змін організму під час їх розвитку (табл. 1). Так вищими надоями відзначились тварини з генотипом АВ за всі лактації серед УЧРМ та ЧС худоби, в той час коли коровам УЧМ породи кращі надої характерні генотипам ВВ, що також зумовлює і найбільшу кількість молочного жиру у цих тварин. А ось кількість жиру суттєво не відрізняється між гомо і гетерозиготними генотипами. Слід відмітити, що представниці швидкого типу росту гомо і гетерозиготи відзначаються вищими показниками продуктивності в порівнянні з протилежними аналогами.

Дослідженнями встановлено про наявність десяти варіантів BLG-глобуліну, але найбільш зустрічаємі - А, В, С, Д [19]. Вплив гомо або гетерозиготного стану BLG-глобуліну на ознаки продуктивності менш помітний (табл. 2). Так найменшим надоєм характеризуються ЧС і УМЧ ( І і ІІ лактації), УЧРМ (І, ІІІ, і вища лактації), а найбільшим кожен з варіантів почергово протягом онтогенезу. Вищими значеннями продуктивності також відмічаються гомо і гетерозиготні генотипи швидкої інтенсивності росту.

Дослідження соматотропного гормону або фактору росту, який забезпечує різноманітні молекулярні і кліткові ефекти, що призводять до росту і розвитку організму, та лактогенну і інсуліногенну функції слід відмітит, що встановлена певна тенденція зв'язку соматотропіну з подальшою молочною продуктивністю (табл. 3). Представниці швидкого темпу росту УЧРМ худоби гомозиготного генотипуVV відзначаються вищим рівнем надою протягом онтогенезу хоча частота їх зустрічає мості дуже не велика. Серед аналогів ЧС групи вищими надоями характеризуються, навпаки, гомозиготні генотипи LL. Ровесниці УЧМ худоби одностайної переваги за продуктивністю не мають, а відзначаються почерговою ротацією, як гомо і гетерозигот протягом онтогенезу, так і типів формування організму.

Таблиця 1. Продуктивні показники корів різних генотипів локусу К-казеїну (CSN3)

Таблиця 2. Продуктивні показники корів різних генотипів локусу BL- Глобуліна (BLG)

За локусом лептину, який відповідає за масу тіла тварини, жировідкладення і сприяє синтезу жирів молока, нами було встановлено три генотипи: СС, СТ, ТТ (табл. 4). Відмічено, що гомозиготи УЧРМ мають вищі значення продуктивності СС за першу і другу лактацію, а ТТ за третю і вищу, аналогічна тенденція спостерігається і серед аналогів ЧС худоби. Представниці УЧМ породи ТТ генотипів мають вищі значення надою. За вмістом жиру в молоці відзначаються всі дослідні групи тварин, які належать генотипу ТТ. За локусом лептину здебільшого встановлена перевага на користь ровесниць повільної швидкості росту.

Таким чином, отримані нами результати однозначної залежності продуктивних показників від генотипів особин за розглянутими локусами не встановили. Але слід відмітити за геном CSN3 генотипи АВ більшості дослідних груп протягом онтогенезу мали вищі надої, а за LEP - гомозиготи СС і ТТ. Представниці швидкої інтенсивності формування організму не залежно від гомо чи гетерозиготності відзначаються вищими продуктивними показниками, за виключенням локусу лептину де здебільшого переважали представниці повільної швидкості росту.

Аналіз розподілу генотипів за геном k-казеїну дає підставу стверджувати що частота найбільш цінного алеля В вища у представниць УЧМ худоби повільної інтенсивності формування організму (0,455), а найменша у аналогів швидкої інтенсивності росту тієї ж дослідної групи (0,196) (табл. 5). А тварини більш бажаного фенотипу ВВ зустрічаються в межах кожної групи хоча їх частота становить у ровесниць швидкого темпу росту від 8,7% до 17,4%, а у аналогів повільного типу - 4,6 - 22,7%. Співставлення показників фактичної і очікуваної гетерозиготності дає можливість стверджувати, що найменша відмінність відмічається у представниць УЧМ худоби з уповільненим ростом, дещо вища у УЧРМ корів також повільного типу і найвища у протилежного типу УЧРМ генотипу, що пояснюється кількістю гомозиготна алелем В в дослідних групах.

Таблиця 3. Продуктивні показники корів різних генотипів локусу гормону росту (GH)

Таблиця 4. Продуктивні показники корів різних генотипів локусу лептину (LEP)

Подобные документы

• Молочна продуктивність голштинських корів залежно від типу формування їх організму

  Опис практичного досвіду селекції молочного скотарства. Аналіз основних показників ознак молочної продуктивності корів голштинської породи залежно від типу інтенсивності формування організму. Вплив прискорених процесів під час росту на продуктивність.
  
  статья [25,9 K], добавлен 07.11.2017
  

• Господарсько-корисні ознаки корів української чорно-рябої молочної породи в ПСП "Правда" Млинівського району Рівненської області

  Продуктивні якості корів української чорно-рябої молочної породи. Характеристика господарсько-корисних ознак корів української чорно-рябої молочної породи. Технологічні особливості вим’я корів. Оцінка корів за придатністю їх до машинного доїння.
  
  дипломная работа [68,5 K], добавлен 28.11.2010
  

• Основи наукових досліджень у молочному виробництві

  Вивчення впливу годівлі корів на їх молочну продуктивність. Утворення молока і молоковіддача. Характеристика молочної продуктивності. Хімічний склад молока. Дози і правила годівлі корів коренеплодами. Вимоги ГОСТ, які пред'являються до молочної продукції.
  
  реферат [20,7 K], добавлен 26.04.2011
  

• Статистичне вивчення продуктивності корів

  Система показників статистики тваринництва. Оцінка індексів продукції тваринництва та чинників, що на неї впливають. Ряди розподілу, їх графічне зображення. Кореляційний аналіз продуктивності корів і чинників, що її формують. Поняття рангової кореляції.
  
  курсовая работа [321,4 K], добавлен 15.03.2014
  

• Вміст жирних кислот в еритроцитах та відтворна здатність корів різної молочної продуктивності за впливу екстракту алое

  Забезпечення високої репродуктивної здатності корів і тривалого продуктивного використання як проблеми молочного скотарства. Зв’язок між продуктивністю, репродуктивною функцією, підвищення резистентності тварин до акушерських, гінекологічних захворювань.
  
  статья [39,5 K], добавлен 18.08.2013
  

• Особливості екстер’єрного типу корів-первісток української чорно-рябої молочної породи Сумського регіону

  Класифікації молочної худоби. Будова та структура вимені. Вимоги до екстер’єру корів бажаного (модельного) типу. Оцінка корів-первісток української чорно-рябої молочної породи за екстер’єром у ТОВ "Владана" та ТОВ АФ "Косівщинська" Сумського району.
  
  статья [30,1 K], добавлен 02.07.2016
  

• Продуктивні та відтворні якості чорно-рябої молочної та червоно-рябої молочної породи корів

  Основи ведення господарства та охорона праці. Молочна продуктивність корів. Фактори, які впливають на неї: тривалість сухостійного та сервіс-періоду у корів; морфологічні та функціональні властивості вим'я; вплив віку та живої маси при першому осіменінні.
  
  курсовая работа [234,8 K], добавлен 01.12.2013
  

• Дисковий подрібнювач кормів для молочної ферми на 400 корів

  Розробка параметрів дискового подрібнювача кормів для молочної ферми з поголів'ям у 400 корів. Заходи з охорони праці при приготуванні кормів на фермі. Аналіз економічної ефективності проектних рішень. Річний план-графік технічного обслуговування машин.
  
  курсовая работа [324,7 K], добавлен 12.01.2012
  

• Аналіз виробництва продукції молочного скотарства

  Аналіз рівня інтенсивності молочного скотарства, поголів’я, продуктивності тварин, забезпеченості корів кормами, продуктивності праці, собівартості молока і приплоду, прибутків і рентабельності. Резерви здешевлення виробництва продукції скотарства.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.05.2012
  

• Ефективність лінійного розведення української бурої молочної породи племінного заводу "Михайлівка"

  Важливість структурних елементів в системі селекції молочної худоби. Роль лінійного способу розведення племінної худоби в удосконаленні порід та стад. Первинна обробка молока, його очищення, теплова обробка, охолодження, зберігання та транспортування.
  
  дипломная работа [1,4 M], добавлен 03.01.2014
  

• Червона степова порода великої рогатої худоби

  Характеристика червоної степової породи корів як породи молочної продуктивності. Основні характерні ознаки і якості тварин, фактори поширення. Жирність молока і продуктивність його виробництва. Оцінка витрат на утримання худоби, рентабельності розведення.
  
  презентация [167,3 K], добавлен 26.12.2013
  

• Організація нормованої годівлі тільних корів

  Поняття повноцінної годівлі тільних корів у сухостійний період, вплив цього фактору на їх фізіологічний стан та продуктивність. Зоотехнічні вимоги до якості кормів. Симптоми та профілактика отруєнь корів. Технологія заготівлі кормів, аналіз раціону.
  
  курсовая работа [75,3 K], добавлен 23.11.2014
  

• Статистичний аналіз продуктивності та валового приросту молодняку великої рогатої худоби та тварин на відгодівлі

  Аналіз рівня факторів продуктивності корів і валового виробництва молока методами аналітичного групування. Динаміка показників продуктивності молодняку методом укрупнення періодів, ковзної середньої, абсолютному приросту і способом найменших квадратів.
  
  курсовая работа [633,5 K], добавлен 18.04.2011
  

• Годівля корів

  Якість і поживна цінність зерна. Зерна злаків і бобових у годівлі корів. Підготовка зерна до згодовування та потреба в ньому тварин: плющення, флакування, підсмажування, осолоджування, мікронізація, екструзія, гранулювання цілого зерна, дріжджування.
  
  курсовая работа [39,9 K], добавлен 06.02.2008
  

• Технологія виробництва молока

  Характеристика молочних порід корів. Особливості відтворення поголів'я. Технологія виробництва молока у спеціалізованих господарствах. Складання раціонів годівлі корів на зимовий та літній періоди. Визначення потреби в кормах на періоди годівлі.
  
  курсовая работа [74,8 K], добавлен 25.11.2015
  

• Удосконалення технології роздоювання корів за умов прив’язного утримання

  Організація годівлі корів, корми, їх підготовка до згодовування, засоби роздавання. Водопостачання і поїння тварин. Доїння корів та обробка молока. Видалення гною на фермі. Вирощування ремонтного молодняку. Розрахунок потреби в кормах для поголів’я.
  
  курсовая работа [69,8 K], добавлен 18.03.2014
  

• Характеристика технологічного процесу виробництва молока

  Особливості відтворення молочної худоби. Розвиток розведення порід тварин в Україні. Орієнтовний добовий раціон для дійних корів по періодах року. Організація утримання тварин на підприємстві. Технологічна схема виготовлення сухих молочних продуктів.
  
  курсовая работа [76,1 K], добавлен 01.04.2014
  

• Використання преміксів та балансуючих кормових добавок при організації повноцінної годівлі корів протягом виробничого циклу

  Годівля корів у перші дні після отелення. Організація повноцінної годівлі дійних корів з використанням преміксів та балансуючих кормових добавок. Норми введення преміксів протягом виробничого циклу. Спосіб приготування комбікорму для молочних корів.
  
  реферат [29,2 K], добавлен 03.11.2014
  

• Лікування корів з ендометритами в умовах господарства ПАТ "Племзавод "Червоний Велетень"

  Характеристика ПАТ "Племзавод "Червоний Велетень". Поширеність, сезонність та вікова залежність прояву ендометритів корів. Розробка та впровадження способу лікування корів з післяродовими ендометритами, його терапевтична та економічна ефективність.
  
  дипломная работа [496,1 K], добавлен 22.06.2012
  

• Адаптивні реакції корів при машинному доїнні

  Фізіологічні основи машинного доїння. Адаптивні реакції корів до доїння та при доїнні в доїльних установках. Характеристики процесу молоковиведення. Безумовні і умовні рефлекси молоковіддачі як пристосувальні реакції корів при машинному доїнні.
  
  реферат [15,4 K], добавлен 27.04.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам