Научная статья на тему 'Анализ полиморфизма генов каппа-казеина, β-лактоглобулина, пролактина, ген рилизинг-фактора и соматотропина по AluI и MspI маркерам у коров айрширской породы'

Анализ полиморфизма генов каппа-казеина, β-лактоглобулина, пролактина, ген рилизинг-фактора и соматотропина по AluI и MspI маркерам у коров айрширской породы Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

CC BY
181
60
Поделиться
Ключевые слова
АИРШИРСКАЯ ПОРОДА / КАППА-КАЗЕИН / ПРОЛАКТИН / СОМАТОТРОПИН / БЕТА-ЛАКТОГЛОБУЛИН / ГИПОТАЛАМИЧЕСКИЙ ФАКТОР ТРАНСКРИПЦИИ / ПЦР-ПДРФ

Аннотация научной статьи по агробиотехнологии, автор научной работы — Дроздов Е. В., Заякин В. В., Нам И. Я.

Исследована генетическая структура стада коров айрширской породы СПХ «Сельцо» на территории Брянской области по генам каппа-казеина, пролактина, соматотропина, бета-лактоглобулина, гипоталамического фактора транскрипции, связанных с молочной продуктивностью. Отмечен высокий уровень гомозиготизации и отсутствие селекционно-ценных вариантов некоторых генов.

Похожие темы научных работ по агробиотехнологии , автор научной работы — Дроздов Е. В., Заякин В. В., Нам И. Я.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Анализ полиморфизма генов каппа-казеина, β-лактоглобулина, пролактина, ген рилизинг-фактора и соматотропина по AluI и MspI маркерам у коров айрширской породы»

6. Сукачева В.Н. Методические указания к изучению типов леса. М.: 1957. 114.с

7. Спиридонов С.И., Алексахин Р.М., Фесенко С.В., Санжарова Н.И. Чернобыль и окружающая среда // Радиационная биология и радиоэкология , 2007. Т.47, №2. С. 196-203.

8. Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» от 09. 01.1996, №3 Ф-3.11//Собрание законодательства РФ,1996. № 11 . С. 1362.

9. Fesenko S.V., Vogit G., Spiridonov S.I. et al. // Radiat Enverion. Biophs. 2000. V.39. P.291-300.

Об авторах

А. Д.Булохов -док. проф. Брянского государственного университета им. акдемика И.Г. Петровского, kafbot2002@mail.ru.

Е. В. Борздыко - канд. стар. препод. Брянского государственного университета им. академика И.Г. Петровского, kafbot2002@mail.ru

Н. Н. Панасенко - канд. стар. препо. Брянского государственного университета им академика И.Г. Петровского, kafbot2002@mail.ru.

Н. А. Сковородникова- канд. стар. преп. Брянского государственного университета им. академика И.Г. , kafbot2002@mail. ru

УДК 575.113.2+575.17:577.213/217:636.2

АНАЛИЗ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ КАППА-КАЗЕИНА, В-ЛАКТОГЛОБУЛИНА, ПРОЛАКТИНА, ГЕН РИЛИЗИНГ-ФАКТОРА И СОМАТОТРОПИНА ПО АЬШ И М8Р1 МАРКЕРАМ У КОРОВ АЙРШИРСКОЙ ПОРОДЫ.

ЕВ. Дроздов, ВВ. Заякин, И.Я. Нам

Исследована генетическая структура стада коров айрширской породы СПХ «Сельцо» на территории Брянской области по генам каппа-казеина, пролактина, соматотропина, бета-лактоглобулина, гипоталамического фактора транскрипции, связанных с молочной продуктивностью. Отмечен высокий уровень гомозиготиза-ции и отсутствие селекционно-ценных вариантов некоторых генов.

Ключевые слова: Аирширская порода, каппа-казеин, пролактин, соматотропин, бета-лактоглобулин, ги-поталамический фактор транскрипции, ПЦР-ПДРФ

Начиная с середины 60-х годов XX века в популяционных и эволюционных исследованиях, а также в селекции всё шире стали использовать данные о биохимическом полиморфизме белков. Позже прогресс в биотехнологии и молекулярной генетике позволил привлекать сведения об изменчивости непосредственно молекул ДНК. Это позволило выявить наличие разнообразных аллельных вариантов, т.е. полиморфизм генов и генотипов искусственных и природных популяций, - необходимое условие успешной селекции.

Развитие животноводства на современном этапе невозможно без внедрения методов оценки признаков продуктивности сельскохозяйственных животных, базирующихся непосредственно на анализе наследственной информации. Большинство хозяйственно-полезных признаков сельскохозяйственных животных относятся к полигенным призна-кам.[1]

Наиболее полно в молекулярно-генетическом аспекте изучен крупный рогатый скот. Большинство известных на сегодня маркеров продуктивности выявлено именно у КРС. Большинство этих маркеров связаны с показателями молочной продуктивности. Этот количественный признак детерминируется большим числом генов, с разным инди-

видуальным участием. Эти гены функционально связанные в блоки локусов количественных признаков^ТЬ). Различное сочетание аллельных вариантов этих генов будут по-разному определять характеристики молочной продуктивности КРС. Для объективной оценки количественных признаков следует учитывать полиморфный вклад многих генов QTL.

Основными белковыми компонентами молока являются казеины - 2,6%, бета-лактоглобулин - 0,3%. В инициации и поддержании лактации принимают участие гормоны пролактин и соматотропин . Интенсивность их экспрессии находится под контролем клеток гипоталамической области, выделяющих стимулирующий рилизинг фактор -PIT-1. Активное участие этих генов в формировании признака молочной продуктивности служит основанием для поиска значимых ассоциации их полиморфных вариантов.

Целью данной работы является оценка генофонда по полиморфным вариантам генов каппа-казеина (CSN3), Р-лактоглобулина (BLG), пролактина (PRL), гена рилизинг-фактора (PIT-1) и соматотропина (GH) в стаде коров айрширской породы СПХ Сельцо.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводились на образцах ДНК, полученных из крови коров айрширской породы(п=50) СПХ Сельцо. В качестве антикоагулянта использовали ЭДТА (0,5М).

Из образцов крови выделяли ДНК стандартным методом[ ] с перерасчётом объемов растворов на 500мкл цельной крови.

У каждой коровы определяли полиморфизм локусов влияющих на молочную продуктивность: каппа-казеина, P-лактоглобулина(BLG), пролактина(РКЬ), гена рили-зинг-фактора(Р1Т-1) и соматотропина^Н) по AluI и MspI маркерам.

Для всех локусов при изучении полиморфизма ДНК был использован метод по-лимеразой цепной реакции с последующим рестрикционным анализом продуктов амплификации (ПЦР-ПДРФ).

Табл. 1. Последовательность праймеров и температура отжига

Маркер Последовательность праймера, 5'-3' Tемпература отжига, °С Методика

CSN3 TAT-CAT-TTA-TGG-CCA-TTG-GAC-CA CTT-CTT-TGA-TGT-CTC-CTT-AGA-GTT 56 Сулимова, 1991 [2]

BLG CTA-TTG-TCC-TCG-TAGAGG-AAG-C A-AGA-AAG-CCC-TGG-ATA-AGC-AGC-C 62 Гладырь, 2001[3]

PRL CGA-GTC-CTT-ATG-AGC-TTG-ATT-CTT GCC-TTC-CAG-AAG-TCG-TTT-GTT-TTC 59 Mitra A., 1995[4]

GH\MspI CCC-ACG-GGC-AAG-AAT-GAG-GC TGA-GGA-ACT-GCA-GGG-GCC-CA 62 Mitra A., 1995[4]

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

GHAluI GCT-GCT-CCT-GAG-GGC-CCT-TCG GCG-GCG-GCA-CTT-CAT-GAC-CCT 59 Schlee, 1994[5]

PIT-1 CAA-TGAGAAAGTTGGTGC TCT-GCATTCGAGATGCTC 54 Moody, 1995[6]

Типирование аллелей генов проводили в соответствии с оригинальными методиками авторами, указанных в таблице 1.

Реакцию проводили в амплификаторе «Терцик» фирмы «ДНК-технология». ДНК денатурировали при 94°С в течение 4 минут, а затем проводили 35 циклов амплификации в следующем режиме: 94°С - 1мин., отжиг праймеров - 1мин., 72°С - 1мин. Конечный этап синтеза проводили при 72°С в течение 4 мин. Температуры отжига праймеров указаны в таблице 1.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Нами были определены генотипы по анализированным генам 50 коров айрширской породы СПХ Сельцо.

Анализ полиморфизма анализируемых генов показан на рисунке 1. На рисунке 1 показан пример электрофоретического анализа полиморфизма анализируемых генов.

1 г "i

I_CJ 1 1

! I I ' I-

AA AB BB AB AA AB А В

1-3 11

Рис.1. Электрофоретический анализ продуктов рестрикции фрагментов исследуемых генов: а - GH по MspI- маркеру, б -PRL по RsaI-маркеру, в - GH по Alu-маркеру, г - PIT-1 по сайту рестрикции эн-донуклеазы Hihfl, д - BLG по PvuII-

В таблице 2 представлены частоты генотипов анализированных генов.

В группе коров аирширской породы ожидаемая гетерозиготность (Hex) по анализируемым генетическим маркерам в разной степени превышает значение наблюдаемой(Hobs). Исключением является маркер GH\MspI. По этому маркеру наблюдается небольшое превышение Hobs над Hex. Гомозиготизация по всем анализируемым локусам происходит неравномерно, преимущественно по одному аллелю, что вероятно может привести исчезновению второго аллеля. Так, при анализе полиморфизма гена пролактина аллель В присутсвовал только гетерозиготах (АВ - 0.125, ВВ - 0), а В-вариант гена каппа-казеина не обнаружен. В литературных источниках имаются сообщения о резком снижении частоты В-аллеля гена каппа-казеина, а в ряде случаев полному его отсутствию у других пород КРС. [3,7,8]. При анализе частот генотипов анализируемых генов в группе айршиского скота, отмечается соответствие с результатами других исследователей. Так в работах [9, 10] приводятся приближенные к нашим значения частота генотипа ВВ пролактина в стадах чёрно-пёстрой немецкой и красно-пёстрой. В некоторых работах отмечается полное отсутствие (-/-) генотипа гена гормона роста и низкая частота VV-генотипа по AluI-маркеру. [ 9, 11, 12,]. Преобладание генотипа ВВ локу-са PIT-1 отмечается в работе [13], аллель В этого гена широко представлен в группах коров чёрно-пестрой породы в хозяйствах Польши.[14]. Почти одинаковая встречаемость аллелей гена бета-лактоглобулина отмечается в работах [15, 16] Результаты наших исследований также показывают тенденцию по снижению полиморфизма и исчезновению некоторых вариантов анализируемых генов.

Табл.2. Генетическая структура популяции коров айрширской породы СПХ Сельцо по анализируемым генам.

CSN3 BLG PRL GH\MspI GH\AluI PIT-1

AA 1 AA 0.062 AA 0.875 +/+ 0.68 LL 0.553 AA 0.113

AB - AB 0.312 AB 0.125 +/- 0.297 LV 0.361 AB 0.227

BB - BB 0.625 BB - -/- 0.02 VV 0.085 BB 0.659

Hobs 0.312 0.0816 0.298 0.362 0.227

Hex 0.348 0.115 0.282 0.390 0.351

Среди выявленных сочетаний аллелей анализируемых генов, найдено наиболее часто встречая комбинация- CSN3 - АА, PRL - AA, BLG - BB, GH\MspI - +/-, GH\AluI -LL, PIT-1-BB. Все остальные сочетания встречались реже, некоторые были единичны.

There was investigated the genetic structure of the of Aurshire breed cows herd at Bryansk region. to the of genes quantitative attributes connected with milk productivity. There was appear that of selective valuable allele variants for к-casein, prolactin, growth-gormone, PIT-1 has low content in investigated herd.

The key word: Aurshire breed, к-casein, prolactin, growth-gormone, в-lactoglobulin, pituitary transcription factor 1 (PIT-1)

Список литературы

1. Зиновьева Н.А. Проблемы биотехнологии и селекции сельскохозяйственных животных. Дубровицы, ВИЖ, 2006, 342с.

2. Сулимова Г.Е., Шайхаев Г.О. Берберов Э.М. и др Генотипирование локуса каппа-казеина у крупного рогатого скота с помощью полимеразной цепной реакции // Генетика. 1991. Т.27. №12. С. 2053-2062

3. Гладырь Е. А. ДНК-диагностиеа вариантов генов каппа-казеина и беталактоглобулина у крупного рогатого скота // Автореф. дисс. канд. биол. наук, Дубровицы, ВИЖ, 2001.

4. Mitra A., Schlee P., Balakrishnan C.R. et al. Polimorphism at growth hormone and prolactin loci in Indian cattle and buffalo // J. Anim. Breed. Genet. 1995. V. 112.P.71-74.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Schlee P., Graml R., et al. Influence of growth hormone genotypes on breed-ing values of Simmental bulls // J. Anim. Breed. Genet. 1994a. 111. P. 253-256.

6. Moody D.E., Pomp D., Barendse W. Restriction fragment length polymorphism in amplification products of the bovine Pit-1 gene and assignment of Pit-1 to bovine chromosome 1 // J. Animal Genetics. 1995. 26. 45-47

7. Журавель Е.В.,Глазко В.И. Полиморфизме по локусу к-казеина молока у различных пород крупного рогатого скота // Сельскохозяйственная биология. 1999. № 2. 120-124

8. Костюнина О.В. // Автореферат дисс. канд. биол. наук, Дубровицы. ВИЖ, 2004, 22 с.

9. Хатами С.Р. ДНК-полиморфизм генов пролактина и гормона роста у ярославской и черно-пестрой породы крупного рогатого скота // Автореф. дисс. канд. биол. наук, Москва, 2004.

10. Алипанах Массуд. Хозяйственно-полезные признаки коров с различными генотипами каппа-казеина и пролактина // Автореф. дисс. канд. биол. наук, Москва, 2006.

11. Luci M.C., Hauser S.D., Eppard P.J., Krivi G.G., Bauman D.E., Variants of somatotropin in cattle: gene frequencies in major dairy breeds and associated milk production // Domestic Animal Endocrinology - 1993 - 10, 325 - 333/

12. Dybus A. Association of growth hormone (GH) and prolactin (PRL) genes polymorphisms with milk production traits in Polish Black-and-White cattle // J. Animal Science Papers and Reports. 2002. V. 20. 203-212

13. Cosier V. et al., Research concerning the genetic structure of Romanian simental and maramures brown breeds at the pituitary transcription factor locus // Lucrari §tiintifice Zootehnie §i Biotehnologii. 2008. V. 41(1). 45-49

14. Dybus A. et all. PIT1-HinfI gene polymorphism and its associations with milk production traits in polish Black-and-White cattle // Arch. Tierz., Dummerstorf/ 2004. V 6. 557-563

15. Усенбеков Е.С. Автореферат дисс. канд. биол. наук, Санкт-Петербург -Пушкин, 1995, 17с.

16. Graml R., Buchberger J., Klostermeyer H., Pirchner F. Untersuchungen über die Genfrequenzen der Caseine und ß-Lactoglobuline bei der bayerischen Braunviehpopulation // Züchtungskunde. 1984. 56, (4) S. 221-230.

Об авторах

Е.В. Дроздов- аспирант Брянского государственного университета им. академика И.Г. Петровского, drozdov2008@yandex.ru.

В.В Заякин. - док., проф. Брянского государственного университета им. академика И.Г. Петровского, drozdov2008@yandex.ru.

И.Я. Нам - док. проф. Брянского государственного университета им. академика И.Г. Петровского, drozdov2008@yandex.ru.

УДК 581.1:631.584.5

ВЛИЯНИЕ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ

НА ОДНОВИДОВЫЕ И СМЕШАННЫЕ ПОСЕВЫ ЛЮПИНА И ЯЧМЕНЯ

А.С. Кононов, И.В. Белоус, Б.А. Петрушин

Были установлены преимущества растений люпина и ячменя обработанных штаммом 363 а в смешанных посевах по сравнению с контрольными посевами без обработки. Установлено усиление в смешанных посевах ростовых процессов, интенсивности транспи-рации, интенсивности фотосинтеза, содержания хлорофилла, ЧПФ, которые тесно взаимосвязаны между собой.

Ключевые слова: смешанные посевы, рост, хлорофилл, люпин, ячмень, интенсивность транспирации.

Одна из многих задач физиологии растений - нахождение путей эффективного повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, что позволяет при удачном исходе решить ряд продовольственных и технических проблем. Существует несколько вариантов решения этой проблемы. В данном случае нами были проведены исследования над однови-довыми посевами люпина, смешанными посевами люпина и ячменя без обработки, а также смешанными посевами люпина и ячменя, обработанного штаммом клубеньковых бактерий.

Цель исследований - изучить влияние клубеньковых бактерий на одновидовые и смешанные посевы люпина и ячменя.

Методика исследований. Полевые исследования проводились на опытном поле БГУ в 2009 году. Объектами исследований были одновидовой посев люпина, смешанный посев люпина и ячменя без обработки, смешанный посев люпина и ячменя, обработанный штаммом 363 а. Для проведения исследований опытные образцы были высажены на трех вариантах в пятикратной повторности. Ширина делянки 1 метр, длина 2.5 метра.

Рост растений определяется методом измерения высоты стебля с точностью до одного знака после запятой. Для этого в каждом варианте берется случайная выборка 10 растений и измеряется их высота до верхнего листа. Измерения проводятся в два срока. Интервал проведения измерений составляет 5 дней. Среднесуточный прирост определяется как разностью между последним измерением высоты растений и первым. Интенсивность транспирации растений определялась весовым методом. Определение интенсивности фотосинтеза проводили