Взаимосвязь полиморфизма генов CSN3, BLGB и PRL с молочной продуктивностью у коров симментальской породы Республики Саха (Якутия)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Взаимосвязь полиморфизма генов CSN3, BLGB и PRL с молочной продуктивностью у коров симментальской породы Республики Саха (Якутия)

Павлова Н.И.^*, Филиппова Н.П.**, Додохов В.В.**, Куртанов Х.А.*

*Якутский научный центр комплексных медицинских проблем

^**Якутская государственная сельскохозяйственная академия

Аннотация

пролактин корова животное генотип

Проведенное исследование выявило полиморфизм всех рассматриваемых генов. В изученной выборке коров наблюдается значительное преобладание животных с генотипом AB (55,4%) по гену CSN3. Частота встречаемости аллели А составила 0,652, аллели B - 0,348. По гену bLGB установлено, что чаще встречались животные с генотипом ВВ (46,4%), частота аллели В (0,634) преобладала над частотой аллели А (0,366). В отношении гена PRL установлено, что наиболее распространенным генотипом среди изученных коров являлся АА (75%), при этом частота аллели А преобладала над частотой аллели B более чем в четыре раза и составляла 0,875. В данной выборке коров не обнаружено животных с генотипом ВВ гена PRL. Наибольшим удоем и содержанием жира в молоке обладали животные с генотипом ВВ по гену CSN3 (1827,50±100,74; 4,14±0,34), с генотипом АА по гену bLGB (1820,36±87,98; 3,99±0,09), с генотипом АА по гену Prl (1766,55±39,78). Наименьшие показатели удоя имели животные с генотипом АВ (1703,77±46,87) по гену каппа-казеина, с генотипом АА (1657,46±45,6) по гену бета-лактоглобулина и с генотипом АВ (1605,64±67,44) по гену пролактина. При исследовании зависимости молочной продуктивности от генотипа в комплексе CSN3/bLGB/Prl показатели по удою были выше у животных с генотипом АА/АВ/АА (1839,83±135,46), а по содержанию жира в молоке - с генотипом АВ/АА/АА (4,13±0,24).

Ключевые слова: ГЕН, КАППА-КАЗЕИН, БЕТА-ЛАКТОГЛОБУЛИН, ПРОЛАКТИН, АЛЛЕЛЬ, ГЕНОТИПЫ, ПОЛИМОРФИЗМ, КРУПНЫЙ РОГАТЫЙ СКОТ

Для наращивания производства продукции животноводства, наряду с увеличением кормовой базы, совершенствованием технологий кормления, технологий содержания скота, необходимо совершенствование селекционно-племенной работы. На данный момент селекционная работа в Республике Саха (Якутия) производится только по фенотипическим показателям, то есть по собственной продуктивности. Это является длительным процессом, который приводит к экономическим затратам при выращивании менее продуктивных особей. Маркерная селекция, основанная на генотипировании генов, действующих на хозяйственно-полезные признаки, позволит на ранних сроках определить генетический потенциал животных, что, в свою очередь, позволит хозяйствам определять дальнейшее направление выращивания животного.

В настоящее время за рубежом и уже во многих племенных хозяйствах РФ оценка генов - кандидатов хозяйственно-полезных признаков племенных животных является основной мерой в селекционной работе. При оценке животных по генотипу применяется метод ПЦР-ПДРФ анализа, так как он имеет высокую чувствительность, точность, быстроту и простоту выполнения. В молочном скотоводстве наиболее распространены такие генетические маркеры, как ген каппа-казеина (CSN3), ген бета-лактоглобулина (bLGB) и ген гормона пролактин (PRL).

Каппа-казеин обеспечивает оптимальные технологические свойства молока при производстве сыра, поэтому его ген рассматривают в качестве одного из основных маркеров племенной ценности КРС. Многими зарубежными и отечественными исследователями установлена ассоциация B-аллели гена CSN3 с более высоким содержанием белка в молоке и выходом сыра, а также с лучшими коагуляционными свойствами молока у КРС [1].

Бета-лактоглобулин представляет собой очень ценный компонент молока, необходимый для роста молодняка, поэтому является главным белком молочной сыворотки. Ген бета-лактоглобулина (bLGB) отвечает за белковомолочность и показатель биологической ценности молока. Вариант bLGB B связан с высоким содержанием в молоке казеиновых белков, высоким процентом жира, а вариант bLGB A характеризуется высоким содержанием сывороточных белков [1, 2].

Пролактин (PRL) - один из самых универсальных гормонов гипофиза с точки зрения его биологической активности. Он участвует в дифференцировке эпителиальных клеток молочной железы, инициации и поддержании лактации, регуляции синтеза молочных белков и жиров. Таким образом, ген пролактина является потенциальным генетическим маркером признаков молочной продуктивности в животноводстве [1].

С учетом вышеизложенного, целью нашей работы явилось проведение исследований по изучению полиморфизма по генам CSN3, bLGB И PRL методом ПЦР-ПДРФ анализа и корреляция их генотипов с показателями молочной продуктивности.

Материал и методы

Экспериментальные исследования проводились на базе лаборатории генетики и селекции животных ФГБОУ ВО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия» и в лаборатории наследственной патологии ФГБНУ ЯНЦ КМП.

Материалом для исследований послужила цельная кровь коров СПК «Лена» Усть-Алданского района. Кровь для выделения ДНК отбирали из ярёмной вены в объёме 6 мл в вакуумные пробирки с сухим ЭДТА К3. Геномную ДНК выделяли общепринятым стандартным фенол-хлорофорным методом [3].

С помощью ПЦР исследовано всего 50 голов коров симментальской породы.

Метод генотипирования с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) и последующего анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ) основан на том, что изменения нуклеотидной последовательности в аллельных вариантах гена приводят к появлению или исчезновению сайтов рестрикции эндонуклеаз. Для проведения ПЦР использовали специфичные праймеры (ЗАО «Синтол», Москва):

CSN3 F: 5'-ATAGCCAAATATATCCCAATTCAGT-3',

CSN3 R: 5'-TTTATTAATAAGTCCATGAATCTTG-3', D. Denicourt et al, 1990;

bLGB F: 5'-GTCCTTGTGCTGGACACCGACTACA-3'

bLGB R: 5'-CAGGACACCGGCTCCCGGTATATGA-3'; J.F. Medrano et al, 1990

PRL F: 5'-CGAGTCCTTATGAGCTGATTCTT-3',

PRL R: 5'-GCCTTCCAGAAGTCGTTTGTTTTC-3', Mitra et al, 1995.

Для проведения ПЦР (30-35 циклов) применяли следующие температуры отжига: CSN3 - 58^°, bLGB - 55^°, PRL - 59^°. Амплификаты гена CSN3 расщепляли эндонуклеазой HindIII, гена bLGB - HaeIII, гена PRL - RsaI («Сибэнзим»). Число и длину фрагментов рестрикции определяли электрофорезом в 2,5%-ном агарозном геле в УФ-свете с помощью компьютерной системы гель-документирования.

Результаты и обсуждение

Сельскохозяйственный кооператив «Лена» Усть-Алданского улуса занимается разведением чистопородного симментальского скота.

На 1 января 2016 г. поголовье стада составило 217 голов, из них коров - 118 голов; продуктивность одной фуражной коровы - 1953 кг с 4%-ным содержанием жира; валовый надой - 66420 кг молока. Продолжительность сервис-периода в среднем длится 118 дней, сухостойный период - 87 дней, при этом у большей половины коров сухостойный период свыше 70 дней, что приводит к укорочению лактационного периода, тем самым снижая молочную продуктивность.

Проведенное исследование выявило полиморфизм всех рассматриваемых генов. В изученной выборке коров наблюдается значительное преобладание животных с генотипом AB (55,4%) по гену CSN3. Генотип AA, менее желательный при производстве молока [4], был выявлен у 21 коровы (37,5%). Частота встречаемости аллели А составила 0,652, аллели B - 0,348. По гену bLGB установлено, что чаще встречались животные с генотипом ВВ (46,4%), частота аллели В (0,634) преобладала над частотой аллели А (0,366). В отношении гена PRL установлено, что наиболее распространенным генотипом среди изученных коров являлся АА (75%), при этом частота аллели А преобладала над частотой аллели B более чем в четыре раза и составляла 0,875. В данной выборке коров не обнаружено животных с генотипом ВВ гена PRL. Нами была изучена молочная продуктивность коров по трем рассматриваемым генам за время первой лактации в зависимости от различных генотипов (табл. 1).

Таблица 1. Молочная продуктивность коров симментальской породы в зависимости от генотипов (за 305 дней первой лактации)

Наибольшим удоем и содержанием жира в молоке обладали животные с генотипом ВВ по гену CSN3 (1827,50±100,74; 4,14±0,34), с генотипом АА по гену bLGB (1820,36±87,98; 3,99±0,09), с генотипом АА по гену Prl (1766,55±39,78).

Наименьшие показатели удоя имели животные с генотипом АВ (1703,77±46,87) по гену каппа-казеина, с генотипом АА (1657,46±45,6) по гену бета-лактоглобулина и с генотипом АВ (1605,64±67,44) по гену пролактина. В исследуемой популяции крупного рогатого скота всего обнаружено 14 комплексных генотипов, что свидетельствует о достаточно высоком биологическом разнообразии, которое обеспечивает лучшие адаптационные качества в экстремальных природно-климатических условиях [5].

Таблица 2. Молочная продуктивность коров симментальской породы с различными комплексными генотипами за первую лактацию

Из 14 выявленных комплексных генотипов нами учтено шесть, частота встречаемости которых превышала 9%. Как видно из таблицы 2, показатели по удою и количеству молочного жира были выше у животных с комплексным генотипом АА/АВ/АА, а по содержанию жира в молоке - с генотипом АВ/АА/АА.

Заключение

Таким образом, при разведении и совершенствовании животных симментальской породы КРС с целью повышения уровня и качества получаемого от них молока хозяйствам как племенных, так и товарных стад целесообразно рассматривать полученные результаты как дополнительный критерий при ведении селекционно-племенной работы с использованием ДНК-маркеров при отборе и подборе животных. Однако следует отметить, что для массового применения установленных закономерностей на практике необходима проверка их универсальности на больших выборках животных.

Список использованных источников

1. Перчун А.В., Лазебная И.В., Белокуров С.Г. и др. Полиморфизм генов CSN3, BPRLи BGH у коров костромской породы в связи с показателями молочной продуктивности // Фундаментальные исследования. - 2012, №11-2. - С. 304-308.

2. Федотова Н.В., Лозовая Г.С. Полиморфизм бета-лактоглобулина и оценка молочной продуктивности черно-пестрых коров разных генотипов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011, №6 (80). - С. 57-60.

3. Калашникова Л.А., Дунин И.М., Глазко В.И. ДНК-технологии оценки сельскохозяйственных животных // - Московская область, Лесные Поляны: Изд-во ВНИИплем. - 1999. - 148 с.

4. Калашникова Л.А., Труфанов В.Г. Влияние генотипа каппа-казеина на молочную продуктивность и технологические свойства молока коров холмогорской породы // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2006, № 4. - С. 43-44.

5. Баранов А.В. Проблемы сохранения биоразнообразия в животноводстве // Достижения науки и техники АПК. - 2011, № 9. - С. 21-22.

6. Павлова Н.И., Филиппова Н.П., Додохов В.В., Куртанов Х.А. Взаимосвязь полиморфизма генов CSN3, BLGB и PRL с молочной продуктивностью у коров симментальской породы Республики Саха (Якутия) // АгроЭкоИнфо. - 2018, №1.

Размещено на Allbest.ru