CC BY
12
DOI 10.31588/2413 -4201 -1883-248-4-62-66
УДК 636. 082. 12
АССОЦИАЦИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ГЕНОТИПОВ ГЕНОВ DGAT1, CSN3, LGB С ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМИ ПРИЗНАКАМИ БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
Зиннатов Ф.Ф.1 - к.б.н., доцент, Якупов Т.Р.1 - д.вет.н., профессор, Зиннатова Ф.Ф.2 - к.б.н., Харисова Ч.А.1 - ассистент
1ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины
имени Н.Э. Баумана»
2Татарский НИИАХП - обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАН
Ключевые слова: ДНК, ПЦР-ПДРФ анализ, генотип, быки-производители Keywords: DNA, PCR-PDRF analysis, genotype, breeding bulls
Важнейшим генетическим резервом дальнейшего улучшения молочного поголовья коров являются быки-производители, полученные от лучших представителей генофонда породы. Улучшение генетики молочного поголовья на 85-90 % зависит от племенной ценности быков-производителей. При интенсивном использовании выдающихся быков и их лучших сыновей, внуков, правнуков в странах США и Европы, в том числе и в Российской Федерации, созданы молочные стада высокопродуктивных коров. Рентабельность отбора определяется степенью подкрепляющего эффекта племенных быков, применяемых в каждом поколении. При этом, как показывают работы отечественных ученых, племенная ценность быков состоит из ряда характеристик и показателей. Отбор и идентификация быков-производителей по их способности передать желаемые экономически значимые признаки обеспечивают положительную динамику селекционной работы [3, 5].
Идентификация аллельных
вариантов генов позволяет осуществлять прямой отбор на уровне ДНК в дополнение к традиционному отбору животных. Преимущество анализа ДНК в том, что с помощью ДНК-анализа можно определить генотип биологического объекта независимо от возраста, пола и физиологического состояния, что является важнейшим пунктом в племенной работе [4, 7].
Генетический маркер - ген,
полиморфный признак,
идентифицируемый методами
молекулярной биотехнологии на уровне ДНК [1, 6]. Рассматриваемые нами генетические маркеры это: Ген диацилглицерин-O-ацилтрансферазы (DGAT1), выявлен как генетический маркер, влияющий на качество молока. Этот ген используется в биосинтезе липидов и связан с жирномолочностью коровьего молока. Ген капа-казеина (CSN3) связан с технологическими свойствами молока и молочным белком, указывает на оптимальные технологические свойства молока при производстве сыра. Ген лактоглобулина (LGB), который кодирует белок бета-лактоглобулин в молоке, отвечает за белок молока и идентифицирован как индикатор ценности молока и молочных продуктов [7].
Таким образом, целью работы является ДНК идентификация ассоциации комплексных генотипов генов DGAT1, CSN3, LGB с хозяйственно-ценными признаками быков-производителей и коров основного стада.
Материал и методы исследований. Для исследований были отобраны образцы крови от быков голштино-фризкой породы в количестве 17 голов, черно-пестрой - 46 голов племпредприятий и
племрепродукторов Республики Татарстан ГУП ГПП «Элита» ООО АФМ «Лельвиж», ООО «Смаиль». Для проведения генетического мониторинга с целью увеличения этой популяции в племенной работе учитывали их родительский индекс
(РИБ). Показатель РИБ соответственно определяли по молочной продуктивности женских предков.
ДНК выделяли из лейкоцитов крови быков-производителей в количестве 100 мкл с применением стандартного набора ДНК-сорб-В (ООО «ДНК-технологии»), по методике представленной изготовителем. В работе была оптимизирована программа проведения ПЦР с некоторыми поправками в температурных и временных режимах реакции, что обеспечило оптимальную ПЦР апмлификацию фрагментов.
ПЦР-фрагменты генов
диациглицерол-О-ацил трансферазы
(DGAT1), капа-казеина (CSN3) и лактоглобулина (LGB) были подвергнуты гидролизу с применением ферментов рестриктаз AcoI, Hinf I и Hae III соответственно. Рестрикция проводилась по рекомендациям изготовителя. Молекулярный масса продуктов ПЦР-ПДРФ анализа определяли методом горизонтального электрофореза в 2,4-3 % агарозном геле.
Обработку данных производили с помощью программного обеспечения Microsoft Excel.
Частоту встречаемости генотипов определяли по формуле: p=n/N, где p-частота определения генотипа, n-количество особей, имеющих
определенный генотип, N - число особей.
Результат исследований. В процессе ПЦР-ПДРФ анализа ДНК лейкоцитов крови быков-производителей были получены специфические фрагменты гена DGAT1 длиной 411 пар нуклеотидов,
выявлено два аллеля - А и К и соответственно три генотипа - ВОАТ^^ БОАТ1кк, БОАТ1Ак. Гомозиготному генотипу АА соответствует 208/203 п.н., гетерозиготному генотипу АК -411/208/203 п.н., гомозиготному генотипу КК - 411 п.н. Частота встречаемости гомозиготного генотипа АА составила 9,5 %, гетерозиготного генотипа АК -87,3 %, гомозиготного генотипа КК - 3,2 %. Частота встречаемости аллеля А- 0,53, К -0,47 (Таблица 1).
После проведения ПЦР-ПДРФ анализа ДНК крови быков-производителей, нами были получены специфические фрагменты гена CSN3 длиной 265 пар нуклеотидов, выявлено два аллеля - А и В и три генотипа - СБШАА, СБШВВ , С8ШАВ. Гомозиготному генотипу АА соответствует 134-132/89 п.н., гетерозиготному генотипу АВ - 265/134-132/89 п.н., гомозиготному генотипу ВВ - 265/89 п.н. Частота встречаемости гомозиготного генотипа АА составила 73,1 %, гетерозиготного генотипа АВ - 20,6 %, гомозиготного генотипа ВВ -6,3 %. Частота встречаемости аллеля А-0,83, В - 0,17 (Таблица 2).
В результате ПЦР-ПДРФ анализа ДНК лейкоцитов крови быков-производителей с парой праймеров были получены специфические фрагменты гена LGB длиной 153 пар нуклеотидов. Выявлено два аллеля А и В и три генотипа Ь0БАА, ЬОБАв, ЬОБвв. Гомозиготному генотипу АА соответствуют фрагменты 153/109 п.н., гетерозиготному генотипу АВ - 153/109-74/79 п.н., гомозиготному генотипу ВВ - 109-74/79 п.н. (Рисунок 1).
АА АК КК Частота аллелей
n % n % n % А К
6 9,5 55 87,3 2 3,2 0,53 0,47
Таблица 1 - Полиморфизм гена DGAT1 у быков-производителей
Таблица 2 - Полиморфизм гена CSN3 у быков-производителей
АА АВ ВВ Частота аллелей
n % n % n % А В
46 73,1 13 20,6 4 6,3 0,83 0,17
Рисунок 1 - Электрофореграмма результата ПЦР-ПДРФ анализа гена бета- лактоглобулина (ЬОБ). Обозначения: М-ДЖ - маркеры 1500-50 Ьр (СибЭнзим); 1, 2, 3, 4, 5 - генотип АВ (153/109/74-79); 6, 7, 8, 9, 10 - генотип ВВ (109/74-79 Ьр)
Таблица 3 - Полиморфизм гена ЬОБ у быков-производителей
АА АВ ВВ Частота аллелей
п % п % п % А В
10 15,9 34 54 19 30,1 0,43 0,57
Таблица 4 - РИБ быков-производителей в зависимости от комплексных генотипов генов РОАТ1, CSN3 и LGB_
Генотип Количество РИБ быков-производителей
п % удой, кг массовая доля, % количество молочного, кг
жира белка жира белка
БОАТ1ААС8№ААЬОБАА 1 1,6 7923,5 3,1 3,2 245,6 253,6
БОАТ1ААС8№ААЬОБАБ 2 3,2 7424,35+940,6 3,4+0,3 3,7+0,4 255,2+54,3 278,5+64,5
БОАТ1ААС8№ААЬОБББ 2 3,2 7089,6+260,1 3,5 3,95+0,15 248,1+9,1 279,6+0,36
БОАТ1ААС8№АБШБББ 1 1,6 7336,7 3,2 3,7 234,8 271,5
БОАТ1АКС8№ААЬОБАА 6 9,5 7385,5+992,2 3,3+0,3 3,4+0,3 247,01+45,2 249,9+46,3
БОАТ1АКС8№ААЬОБАБ 22 34,9 7220,4+691,2 3,5+0,3 3,6+0,2 251,5+35,6 258,5+31,2
БОАТ1АКС8№ААШБББ 11 17,5 7224,6+248,9 3,4+0,2 3,7+0,14 243,2+18,7 268,6+13,6
БОАТ1АКС8№АБШБАА 5 7,9 8039,42+365,8 3,6+0,2 3,62+0,2 288,4+25,6 290,9+21,1
БОАТ1АКС8№АБШБАБ 4 6,4 7269,5+614,9 3,4+0,18 3,6+0,29 246,2+12,5 262,1+14,3
БОАТ1АКС8№АБШБББ 3 4,7 7845,3+1519 3,53+0,3 3,83+0,2 279,9+68,9 304+73,1
БОАТ1АКС8№ББШБАБ 3 4,7 7075,6+500,6 3,7+0,08 4,2+0,09 262,2+23,9 295,1+25,8
БОАТ1АКС8№ББШБбб 1 1,6 9261,5 3,7 4,2 342,68 388,9
БОАТ1ККС8К3ААЬОБАб 1 1,6 6483,8 3,1 3,3 200,9 213,9
БОАТ1ккС8№ААШБбб 1 1,6 9151,3 3,9 3,7 356,9 338,6
Частота встречаемости
гомозиготного генотипа АА составила 15,9 %, гетерозиготного генотипа АВ -54 %, гомозиготного генотипа ВВ - 30,1 %. Частота встречаемости аллеля А- 0,43, В -0,57 (Таблица 3).
Особые сочетания генотипов имеют влияние на количество жира и белка в молоке. Поэтому было решено проследить закономерность сочетания генотипов генов DGAT1, CSN3 и LGB. Всего выявлено у 63 животных 14 различных комплексных
генотипов (Таблица 4).
Наивысшие показатели
продуктивности по РИБ принадлежат животным с сочетанием генотипов БОАТ1АкС8ШббШБбб - 9261,5 кг и 3,7 % жира и 4,2 % белка. Коровы с этим же сочетанием генотипов отличаются высоким выходом жира и белка - 342,6 кг и 388,9 кг.
Заключене. Для увеличения в стадах животных с наивысшими показателями хозяйственно-ценных
признаков следует проводить ДНК
тестирование поголовья коров и быков-производителей по генам липидного и белкового обмена в животноводческих предприятиях Российской Федерации, что позволит повысить экономическую эффективность, молочную продуктивность и улучшить качество молока.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Ахметов, Т.М. Использование методов маркер-вспомогательной селекции в молочном скотоводстве Республике Татарстан / Т.М. Ахметов// Автореф. дис. докт. биол. наук. - Казань, 2009. - 50 с.
2. Амерханов, Х.А. Нормы оценки племенных качеств крупного рогатого скота мясного направления продуктивности / Х.А. Амерханов, И.М. Дунин, В.И. Шаркаев [и др.]. -Москва, 2010. - 36 с.
3. Габидулин, В.М. Русская комолая и аберин-ангусская породы в России и методы их совершенствования / В.М. Габидулин, М.В. Тарасов // Вестник мясного скотоводства. - 2010. - № 63 (2). -С. 7-11.
4. Зиннатова, Ф.Ф. Анализ родительского индекса ремонтных-бычков и генотипирование их по генам каппа-казеина (CSN3), жирномолочности (DGAT) и BLAD / Ф.Ф. Зиннатова, A.M. Алимов, Ф.Ф. Зиннатов //Ученые записки КГАВМ. -Казань. - 2011. - Т. 206. - С. 81-85.
5. Зиннатова, Ф.Ф. Изучение влияния комплексных генотипов генов CSN3, DGAT1, TG5, PRL, LGB на показатели родительского индекса быков / Ф.Ф. Зиннатова, А.М. Алимов, Ш.К. Шакиров, Ф.Ф. Зиннатов // Ученые записки Казанской ГАВМ им. Н. Э. Баумана. - 2013. - Т. 215. - С. 126-129.
6. Идиатулин, Р.И. Совершенствование мер обеспечения безопасности продовольствия / Р.И. Идиатулин, Н.М. Калишин, Д.А. Орехов //Вопросы нормативно правового регулирования в ветеринарии. -
2012. - № 3. - С. 7-15.
7. Орлова, Д.А. Изучение показателей качества сыров, фальсифицированных компонентами немолочного происхождения. / Д.А. Орлова, Т.В. Калюжная, А.С. Смолькина, А.Н. Токарев, А.В. Дрозд // Международный вестник ветеринарии. -2018. - № 2. - С. 82-86.
8. Рахматов, Л.А. Химический состав молока свиноматок разного генотипа / Л.А. Рахматов, М.А. Сушенцова // Актуальные проблемы животноводства, ветеринарной медицины, переработки сельскохозяйственной продукции и товароведения. Материалы международной научно-практической конференции ФГОУ ВПО ВГАУ. - Воронеж. - 2010. - С. 65-66.
9. Рахматов, Л.А. Экстерьерные особенности поросят, полученных от свиноматок различных продуктивных т и пов / Л . А. Рахматов, М.А. Сушенцова // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2013. - № 216. - С. 280-283.
10. Рахматов, Л.А. Взаимосвязь и развитие поросят с молочностью и химическим составом молока свиноматок // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана. - 2011. - № 205. - С. 177-184.
11. Роженцов, А.Л. Биохимический статус крови коров в зависимости от качества кормов / А.Л. Роженцов, С . Ю . Смоленцев // Зоотехния. - 2009. - № 12. - С. 9-10.
12. Хайруллин, Д.Д. Влияние углеводно-витаминно-минерального концентрата на морфологрический состав крови дойных коров / Д.Д. Хайруллин, Ш.К . Шакиров, А.Р. Кашаева // Вестник АПК Ставрополья. - 2019. - № 4 (36). -С.36-39.
АССОЦИАЦИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ГЕНОТИПОВ ГЕНОВ DGAT1, CSN3, LGB С ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМИ ПРИЗНАКАМИ БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
Зиннатов Ф.Ф., Якупов Т.Р., Зиннатова Ф.Ф., Харисова Ч.А.
Резюме
Проведенные исследования с применением ДНК-анализа среди комплексных генотипов генов DGAT1, CSN3 и LGB показали, что у 63 животных идентифицировано 14 различных комплексных генотипов. Наивысшие показатели продуктивности принадлежат животным с сочетанием генотипов DGAT1ak CSN3bb LGBbb - 9261,5 кг и 3,7 % жира и 4,2 % белка. Их насчитывается 1,6 % из числа исследованных. Коровы с этим же сочетанием генотипов отличаются высоким выходом жира и белка - 342,6 кг и 388,9 кг.
ASSOCIATION OF COMPLEX GENOTYPES OF DGAT1, CSN3, LGB GENES WITH ECONOMICALLY VALUABLE SIGNS OF BIRD BULLS
Zinnatov F.F., Yakupov T.R., Zinnatova F.F., Kharisova Ch.A.
Summary
Using DNA analysis among the complex genotypes of the DGAT1, CSN3 and LGB genes, it was revealed that 14 different complex genotypes were identified in 63 animals and the highest productivity indices belong to animals with a combination of DGAT1AK CSN3BB LGBBB genotypes - 9261.5 kg and 3.7 % fat and 4,2 % protein. They account for 1.6 % of those studied. Also, cows - mothers with the same combination of genotypes have a high yield of fat and protein -342.6 kg and 388.9 kg.
