CC BY
26
УДК 636.2.054.082.2
ДНК-ТЕСТИРОВАНИЕ БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ В РУП «ВИТЕБСКОЕ ПЛЕМПРЕДПРИЯТИЕ» ПО ГЕНУ CD18 (BLAD-СИНДРОМ ИММУНОДЕФИЦИТА) И ГЕНУ CSN3 (КАППА-КАЗЕИНА)
А.В. ВИШНЕВЕЦ, Р.В. БЕКИШ, В.К. СМУНЕВА УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины» г. Витебск, Республика Беларусь, 230008
(Поступила в редакцию 12.01.2011)
Введение. Совершенствование крупного рогатого скота молочного направления продуктивности предполагает наряду с традиционными селекционно-генетическими методами использование результатов мо-лекулярно-генетических исследований, направленных на выявление ДНК-маркеров, обуславливающих развитие технологически ценных свойств молочного сырья, установление частоты встречаемости желательного аллеля у различных особей с последующим обоснованием применения методики выявления маркеров при селекции высокотехнологичных типов крупного рогатого скота. Это позволит проводить селекцию непосредственно на уровне генотипа животных [3].
Постоянно обновляемая база данных крупного рогатого скота молочного направления продуктивности будет включать в себя показатели селекционно-генетической оценки животных разных генотипов, что позволит контролировать выявление особей-носителей желательных, а также нежелательных аллельных вариантов, представляющих «генетический груз» для популяции. Это позволит эффективно осуществлять совершенствование пород скота с заданными параметрами продуктивности и даст возможность повысить генетический потенциал молочной продуктивности коров на 2 - 3 тыс. килограммов за лактацию и обеспечить получение среднего удоя в сельскохозяйственных и иных организациях (их филиалах) не менее 6000 кг молока от коровы в год [5, 6].
Следовательно, выявление ценных генотипов, которые наиболее ассоциированы с селекционными признаками и могут обеспечить их ускоренное совершенствование, является актуальным.
Цель работы - провести ДНК-тестирование по гену CD18 (BLAD-синдром иммунодефицита) и по гену CSN3 (каппа-казеина) быков-производителей, оцениваемых в РУП «Витебское племпредприятие».
Материал и методика исследований. ДНК-тестирование быков-производителей по гену CSN3 (каппа-казеина) и гену CD18 (BLAD-синдром иммунодефицита) проводили в ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси», используя «Методические рекомендации по применению ДНК-тестирования в животноводстве Беларуси» (утверждены научно-техническим советом Минсельхозпрода Республики Беларусь, г. Жодино, протокол №11 от 27.11.2006 г.).
56
Объектом исследований служили образцы ДНК быков-производителей черно-пестрой породы, полученных в РУП «Витебское племпредприя-тие» из спермодоз быков-производителей (всего 16 голов).
BLAD - наследственное заболевание, распространенное у скота голштинской породы (до 15%). Оно обусловлено мутацией в кодирующей части гена CD 18 и приводит к нарушению иммунного ответа на инфекционные агенты. В гомозиготном состоянии эта рецессивная мутация вызывает заметную иммунную дисфункцию (иммунодефицит), что приводит к предрасположенности животных к респираторным инфекциям, диареям, низкой естественной резистентности организма к бактериальным инфекциям и заканчивается летальным исходом. Болезнь фенотипически проявляется только у рецессивных гомозигот CD18bl l, у животных с гетерозиготным генотипом CD18TLBL клинических проявлений не выявлено [4].
Международными племенными службами введены обязательные проверки производителей на данный генетический дефект и запись в родословные племенных каталогов носителей данной мутации.
ДНК-тестирование быков-производителей по мутации BLAD (синдрома иммунодефицита) гена CD 18 проводили с использованием следующих праймеров для амплификации фрагмента гена BLAD-синдрома:
BLAD1: 5' -TGA GAC CAG GTC AGG CAT TGC GTT СА- 3';
BLAD2: 5'- ССС CCA GCT TCT TGA CGT TGA CGA GGT С - 3'.
ПЦР - программа: «горячий старт» - 5 мин при 93° С; 35 циклов: денатурация - 1 мин при 93° С, отжиг - 1 мин при 60° С, синтез -1 мин при 72° С; достройка - 5 мин при 72° С. Длина амплифициро-ванного фрагмента - 132 п.о.
При расщеплении продуктов амплификации рестриктазой TaqI при 65° С идентифицируются следующие генотипы:
- свободные от мутации (CD18TLTL) - 71 и 61 п.о.;
- гетерозиготные носители мутации (CD 18 L) - 132, 71, 61 п.о.;
- гомозиготные носители мутации (CD 18 LBL) - 132 п.о. [4].
Значительную помощь селекции в молочном животноводстве может оказать генетическая информация об аллельных вариантах генов, кодирующих молочные белки. Каппа-казеин - один из немногих известных генов, однозначно связанный с признаками белковомолочно-сти и технологическими свойствами молока [7,8].
ДНК-тестирование животных по гену молочного белка - каппа-казеина (CSN3) проводилось методом ПЦР-ПДРФ с использованием следующих праймеров:
CAS1: 5' -ATA GCC AAA TAT ATC CCA ATT CAG T- 3'
CAS2: 5'- TTT ATT AAT AAG TCC ATG AAT CTT G -3'
ПЦР - программа: «горячий старт» - 5 мин при 95оС; 35 циклов; денатурация - 1 мин при 94оС; отжиг - 1 мин при 58оС; синтез - 1 мин при 72оС; эллонгация - 5 мин при 72оС [4].
Для проведения рестрикции применялась эндонуклеаза HindIII. Электрофорез проводили в 2%-ном агарозном геле 30 мин при 130 В.
Результаты расщепления продуктов ПЦР-ПДРФ оценивались элек-трофоретическим методом в агарозном геле, окрашенном бромистым этидием, с помощью трансиллюминатора в УФ-свете. Для анализа распределения рестрикционных фрагментов ДНК использовали компьютерную видеосистему и программу VITran.
Результаты исследований и их обсуждение. Особенности ведения современного сельского хозяйства приводят к появлению ряда проблем. Интенсивный обмен генетическим материалом между разными странами сопровождается распространением различных заболеваний, вызываемых редкими мутациями, возникающими у выдающихся представителей коммерческих пород [1]. Генные мутации распространяются по всему миру с импортом сельскохозяйственных животных.
Использование зарубежного племенного материала пород для совершенствования белорусской черно-пестрой породы крупного рогатого скота может сопровождаться передачей наследственных заболеваний, в том числе синдрома иммунодефицита (BLAD - Bovine Leucocyte Adhesion Deficiency - дефицит адгезивности лейкоцитов).
BLAD-синдром получил распространение в породах черно -пестрого корня благодаря широкому использованию выдающихся голштинских быков, имевших эту мутацию в скрытом виде.
Опасность распространения данной мутации связана с использованием современной технологии размножения животных. Анализ данных показывает, что если на первом этапе поток мутантных генов в популяции идет в основном через быков-производителей, глубокоза-мороженную сперму и трансплантацию эмбрионов, то дальнейшее его распространение связано с использованием гетерозиготных быкопро-изводящих коров.
Единственным существующим к настоящему времени методом, позволяющим безошибочно выявить носительство мутаций, является ДНК-диагностика с использованием метода ПЦР-ПДРФ. Результаты исследований оцениваемых 16 быков-производителей, принадлежащих РУП «Витебское племпредприятие», приведены в табл. 1.
Таблица 1. Характеристика быков-производителей по гену CD18
Кличка и номер быка-производителя Линия, ветвь Ген CD18
1 2 3
Честер 200171 Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа TL/TL
Челси 200190 Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа TL/TL
Чикаго 200170 Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа TL/TL
Иртыш 200315 Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа TL/TL
Окончание табл. 1
1 2 3
Ирис 200316 Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа TL/TL
Мох 200312 Рефлекшн Соверинга 198998 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа TL/TL
Март 200311 Рефлекшн Соверинга 198998 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа TL/TL
Астролог 200310 Вис Айдиала 933122 ветви Тайди Бек Элевейшна TL/TL
Арбат 200314 Вис Айдиала 933122 Ветви Тайди Бек Элевейшна TL/TL
Ливерпуль 200313 Вис Айдиала 933122 ветви Тайди Бек Элевейшна TL/TL
Оригинал 200189 Монтвик Чифтейна 95679 ветви Осборндэйл Иванхое TL/TL
Тегеран 200169 Вис Айдиала 933122 ветви Тайди Бек Элевейшна TL/TL
Оркестр 200254 Монтвик Чифтейна 95679 ветви Осборндэйл Иванхое TL/TL
Основатель 200255 Монтвик Чифтейна 95679 ветви Осборндэйл Иванхое TL/TL
Чаровник 200234 Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа TL/TL
Орнамент 200256 Монтвик Чифтейна 95679 ветви Осборндэйл Иванхое TL/TL
Из табл. 1 видно, что в результате проведенного исследования наличие мутации BLЛD у 16 быков-производителей не выявлено.
Современные методы молекулярной генетики позволяют идентифицировать аллельные варианты генов, ответственных за некоторые количественные признаки сельскохозяйственных животных. При оценке коров молочных пород важное значение имеют не только количественные, но и технологические показатели молока [2].
Основной задачей в области молочного животноводства является получение высокопродуктивных животных, дающих молоко с большим содержанием белка, обладающего хорошими технологическими свойствами. Существующие в настоящее время методы ДНК-диагностики позволяют проводить точную идентификацию генотипов животных, несущих желательные фенотипические особенности, используемые в крупномасштабной селекции.
Внимание исследователей в последнее время привлекает локус гена одного из основных молочных белков каппа-казеина. Каппа-казеин -один из немногих известных генов, однозначно связанный с признаками белковомолочности и технологическими свойствами молока.
На сегодняшний день описано семь аллелей гена CSN3: Л, B, С, Б, E, Б, в, Н. Наиболее часто у КРС встречаются А- и В-аллельные варианты каппа-казеина, отличающиеся двумя аминокислотными заменами в 136 и 148 положениях полипептидной цепи, вызванными соответствующими точковыми мутациями в позициях 5309 (С^-Т) и 5345
59
(А—>С) (3). Показано, что аллель В каппа-казеина положительно коррелирует с более высоким содержанием общего протеина в молоке, повышенным содержанием каппа-казеина, а также лучшими сыродельными характеристиками молока [7, 8].
Ранее генотипы молочных белков не включали в показатели селекции, так как полиморфизм молочных белков можно было оценить только у лактирующих коров, а быки-производители могли быть оценены только путем типирования молочных белков их дочерей. Благодаря методу ДНК-диагностики стало возможным идентифицировать генотипы молочных белков у быков-производителей, что позволяет эффективно использовать генотипирование по локусу гена каппа-казеина в селекционном процессе.
При отборе быков-производителей вначале обращают внимание на происхождение, в частности на показатели молочной продуктивности матерей оцениваемых быков. Данный анализ дает основание для предвидения будущих продуктивных и племенных качеств животных.
Характеристика быков-производителей РУП «Витебское плем-предприятие» по гену CSN3 и продуктивность их матерей представлены в табл. 2.
Таблица 2. Характеристика быков-производителей по гену С8№ и продуктивности матерей быков-производителей
Кличка и номер быка-производителя Ген С8Ш Продуктивность матери быка
Удой, кг Содержание жира, % Содержание белка, %
Иртыш 200315 АА 12347 3,88 3,24
Ирис 200316 ВВ 11897 3,90 3,29
Честер 200171 АА 10233 4,10 3,1
Астролог 200310 АА 12586 3,90 3,21
Арбат 200314 АА 11197 3,83 3,27
Март 200311 АВ 10491 3,84 3,6
Мох 200312 АВ 11353 3,89 3,37
Челси 200190 АА 11693 4,5 3,6
Чикаго 200170 АА 10779 4,0 3,4
Оригинал 200189 АВ 12240 4,15 3,47
Тегеран 200169 АВ 10521 4,80 3,2
Оркестр 200254 АВ 12697 3,77 3,21
Основатель 200255 АА 11725 3,75 3,19
Чаровник 200234 АА 14326 3,89 3,04
Орнамент 200256 АВ 11520 3,82 3,19
Ливерпуль 20031311 АА 11842 3,9 3,29
На основании результатов анализа генотипов по каппа-казеину всех быков разделили на три группы - с генотипами каппа-казеина АА, АВ и ВВ. Из анализа табл. 2 видно, что по гену CSN3 выявлен предпочтительный генотип ВВ у одного быка-производителя - Ирис 200316. Аллель ВВ гена каппа-казеина (CSN3 ) ассоциирован с более высоким содержанием белка в молоке, лучшими коагуляционными свойствами молока: большей стабильностью при нагревании и замораживании, более коротким временем коагуляции, коагулятом более плотной консистенции, а также более высоким выходом творога и сыра (на 560
10%). Генотип АВ выявлен у быков Орнамент 200256, Оркестр 200254, Тегеран 200169, Оригинал 200189, Мох 200312, Март 200311, которых необходимо также использовать в большей степени.
Высококачественные твердые сыры могут быть изготовлены только из молока, полученного от коров, имеющих генотип - ВВ и АВ каппа-казеина.
Самую высокую молочную продуктивность имеет мать быка Чаровника 200234 линии Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа, удой которой составил 14326 кг молока. Но содержание белка в молоке у нее самое низкое и составляет 3,04 %.
Мать быка-производителя Тегерана 200169 линии Вис Айдиала 33122, ветви Тайди Бек Элевейшна 1271810 имеет самый низкий удой, но по содержанию жира она превосходит всех матерей на 0,30-1,03 % с содержанием белка в молоке 3,2 %.
Для повышения содержания жира в молоке коров можно использовать быков Челси 200190 и Честера 200171 линии Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа 1427381, быка Тегерана 200169 линии Вис Айдиала 933122 ветви Тайди Бек Элевейшна 1271810, а также быка Оригинала 200189 линии Монтвик Чифтейна 95679, ветви Осборндэйл Иванхое, так как у матерей этих быков содержание жира в молоке составляет 4,1-4,8 %.
Для повышения содержания белка в молоке у коров можно использовать быков Март 200311 и Челси 200190 линии Рефлекшн Соверинга 198999 ветви Пони Фарм Арлинда Чифа 1427381, так как у матерей этих быков содержание белка в молоке составляет 3,6 %.
Заключение. В результате проведенного исследования наличие мутации BLAD у 16 быков-производителей не выявлено. Рекомендуем проводить ДНК-диагностику синдрома иммунодефицита крупного рогатого скота (по локусу гена BLAD) с целью исключения импорта быков-производителей носителей генетически обусловленной мутации, обеспечения ввода в племенные стада здоровых животных и решения проблемы повышения резистентности племенного поголовья и сохранности молодняка, создания резистентных к данному заболеванию стад.
Установлено, что по гену каппа-казеина все быки разделились на три группы - с генотипами АА, АВ и ВВ. Используя быков-производителей с генотипами АВ и ВВ, можно увеличить в стаде количество коров с генотипами АВ и ВВ для увеличения содержания белка в молоке и повышения его качества.
Выявлено, что у быков-производителей, принадлежащих РУП «Витебское племпредприятие», продуктивность матерей высокая. Использование этих быков позволяет вести селекционную работу для повышения удоя коров, содержания жира и белка в молоке.
ЛИТЕРАТУРА
1. Глазко, В.И. Анализ возможных причин быстрого распространения мутации ВЬАЭ / В. И. Глазко, Л. А. Пешук // Сб. науч. тр. Докл. УНАП. 1997. №5. С. 192-196.
2. Караба, В.И. Разведение сельскохозяйственных животных / В.И. Караба, В.В. Пилько, В. М. Борисов. Горки: БГСХА, 2005. 368 с.
3. Ковалюк, Н. Использование генетических маркеров в селекционно-племенной работе / Н. Ковалюк, А. Ковалюк, Е. Чурилова // Молочное и мясное скотоводство. 2004. №8. С. 20-21.
4. Методические рекомендации по применению ДНК-тестирования в животноводстве Беларуси / И. П. Шейко [и др.] // Утверждены НТС Минсельхозпрода Республики Беларусь (протокол .№11 от 27.11.2006 г.). Жодино, 2006. 26 с.
5. Республиканская программа по племенному делу в животноводстве на 2007-2010 годы. Основные зоотехнические документы по селекционно-племенной работе в животноводстве: сборник технологической документации; разраб. Н.А. Попков [и др.]. Жодино: Науч.-практ. центр НАН Беларуси по животноводству, 2008. 475 с.
6. Республиканская программа развития молочной отрасли в 2010-2015 годах / Постановление Совета Министров РБ от 12.11.2010. № 1678. 18 с.
7. Яцына, О.А. Генотипирование популяции быков-производителей по локусу гена каппа-казеина / О.А. Яцына // Экология и инновации: матер. VII Междунар. науч.-практ. конф. Витебск. 2008. С. 316-317.
8. Ortnet, M. Ebl Alois. Zuchterische Bedeutung des kappa-caseins und anderer Milchproteine beim Rind Forderungsdienst. 1995. 43,7. С. 210-211.
УДК 636.082.2
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕНОФОНДА СЕМЕЙСТВ В ПОПУЛЯЦИЯХ КРУПНОЙ БЕЛОЙ И БЕЛОРУССКОЙ МЯСНОЙ ПОРОД СВИНЕЙ
Т.В. ВИДАСОВА, В.Ф. СОБОЛЕВА УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины» г. Витебск, Республика Беларусь, 230008
(Поступила в редакцию 12.01.2011)
Введение. При интенсификации отрасли свиноводства перспективным является плановое использование эффекта гетерозиса, позволяющего не только реализовать в товарном молодняке средний уровень наследственного потенциала основного стада, но и получить дополнительную продукцию.
Для проявления устойчивого эффекта гетерозиса при гибридизации необходимы систематический интенсивный отбор по основным хозяйственно полезным признакам в стадах отцовских и материнских форм и проверка их на сочетаемость. С целью изучения селекционных тестов в свиноводстве использовали метод генетического анализа и синтеза в сетевых пробных скрещиваниях, что дало возможность, не прибегая широко к промышленному скрещиванию, в короткий срок провести ассоциативный отбор родительских форм [2].
Концепция ассоциативных генетических систем основана на целостном подходе к генотипу организма, на учете связей и соотношений между генетическими элементами. При этом подходе фенотип организма можно рассматривать как систему ассоциированных признаков, для чего использована новая генетико-статистическая мера - результирующий параметр (Y).
