CC BY
10УДК 636. 082. 12
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ДНК-МАРКЕРОВ В ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ГОВЯДИНЫ ЛИМУЗИНСКОЙ ПОРОДЫ
А.А.Шарипов - аспирант; Ш.К.Шакиров - доктор сельскохозяйственных наук, профессор;
Ю.Р.Юльметьева - кандидат биологических наук, зав. лабораторией;
И.Т.Бикчантаев - кандидат биологических наук, ст.научный сотрудник.
ФГБНУ «Татарский НИИ сельского хозяйства», г.Казань (420059, г.Казань, Оренбургский
тракт, 48; +7(843) 277-51-10, e-mail: [email protected]).
Представлен количественный и качественный анализ состава туши в зависимости от полиморфного состояния генов-гормонов соматропина, тиреоглобулина, лептина (LEP), соматотропина у бычков лимузинской породы. Работа проводилась в ведущих хозяйствах Республики Татарстан, занимающихся мясным скотоводством. Условия кормления и содержания подопытных бычков были общепринятые в хозяйстве и характеризовались оптимальной полноценностью, что обеспечивало проявлению генетического потенциала животных. Контрольный убой проводился в крупнейшем в Татарстане современном убойном цехе ООО «Камский Бэкон». Установлено, что наиболее равномерной частотой встречаемости характеризуется ген-гормон соматропин (GH), поэтому дальнейшее исследование было проведено с этим геном. По результатам контрольного убоя установлено, что бычки с генотипом LL характеризовались более высоким убойным выходом, который составил 53,9%. Данный показатель больше у животных с генотипом LL, чем у особей с генотипами LV и VV на 1,4% и 1,3% соответственно. Бычки с генотипом LL также превосходили своих аналогов по выходу мякоти на 0,8-1,2%. При этом по накоплению жира в длиннейшей мышце спины и ее влагоудержи-вающей способности превосходство составило соответственно 0,9-1,5% и 1,5-2,5. Также оценивались такие параметры, как содержание мякоти, костей, жира в туше, сырого протеина, сухого вещества, рН, влагоемкость, энергетическая ценность и кулинарно-технологические характеристики мяса. По результатам исследований разработаны рекомендации хозяйствам для повышения эффективности производства высококачественной говядины с использованием достижений технологии ДНК-диагностики.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: откормочные бычки, лимузин, ген-маркер, полимеразная цепная реакция (ПЦР), генотип, мясо, мраморность.
Проблема увеличения производства говядины была и остаётся одной из первоочередных задач агропромышленного комплекса России.
Последние десятилетия ознаменовались изменением в подходах к совершенствованию сельскохозяйственных животных. Традиционно данные работы включали, как правило, многолетние наблюдения за продуктивными качествами отдельных особей с выявлением улучшателей и использование их в селекции. С развитием ДНК-технологий и накоплением фактического материала стало возможным через оценку генотипа в рамках концепции ген-маркёров признаков изучить все многообразие фенотипических форм и выявить желательные [1, 2, 3].
В частности, расшифровка геномов сельскохозяйственных животных, создание генных карт, изучение строения определенных генов послужило развитию маркёр-зависимой селек-ции(МАЗ) - селекции на основе ДНК-маркеров (определенных участков нуклеотидной последо-
вательности) [4].
Актуальной представляется эта задача в мясном скотоводстве, так как численность поголовья специализированных мясных пород невелика, а прижизненная оценка племенного молодняка не даёт полного представления о генетически заложенной мясной продуктивности животного. В связи с этим массовое внедрение в животноводство ДНК-технологий позволяет изучить гены-маркёры животных, которые контролируют и прогнозируют важные функции у животных, такие как: интенсивность роста, мраморность, влагоудерживающая способность мяса и др. В качестве позиционных и функционального генов-кандитатов мраморно-сти мяса рассматриваются ген тиреглобулина (ТС5), ген-гормон роста - соматотропин (йИ) и ген лептин (1_БР) [5,6,7].
Материалы и методы. Исследования проводились на базе ФГБНУ Татарский НИИСХ с использованием ДНК бычков мясных пород. Материалом для исследований являлись пробы крови живот-
VA ЕТЕРМНЛРНЫЙ
Врач
ных. Выделяли ДНК с помощью набора «ДНК-Со-рб-В» (ООО «ИнтерЛабСервис») согласно методике, представленной изготовителем. Полиморфизм генов выявляли методом ПЦР-ПДРФ. Для чего, фрагменты ДНК амплифицировали на программируемом термоциклере MyCycler (Bio-Rad, США), с последующей рестрикцией в термостате. Анализировали результаты методом гель-электрофореза в агарозном геле с последующей документацией результатов с помощью видеосистемы GelDoc (BioRad, США). Статистическую обработку проводили по общепринятым методикам.
Для проведения исследований было отобрано 113 голов ремонтных бычков и быков-производителей для генотипирования завезённых в республику специализированных мясных пород (абер-дин-ангусская, герефордская, лимузинская и шаролезская) по мраморности мяса. Для анализа генов использовали цельную кровь исследуемых животных, отобранных из хозяйств агрохолдинга «Ак Барс агро» (ООО «СХП «Свияга» Апастовско-го, ООО «Заволжье» Верхнеуслонского, ООО «А/Ф «Тахаръял» Буинского, ООО «А/Ф «К. Устье» Кам-ско-Устьинского, ООО «Навруз» Агрызского районов) и в ООО «Мартен» Сабинского района.
Результаты исследований. Проведённый анализ частоты встречаемости генотипов показал, что наибольшее накопление желательного генотипа LL и LV в изученных популяциях мясного скота наблюдается по гену соматропин (GH). Согласно полученным данным, животных с генотипом LL
было 62 головы, что составило 54,9%, а с генотипом [.V - соответственно 38 голов или 33,6%.
По гену тиреоглобулин распределение генотипов следующее: животных с гетерозиготным генотипом СТ составило 59,3% (67 голов), с генотипом ТТ - 10,6% (12 голов), с генотипом СС - 30,1% (34 головы). Для геналептин (1.ЕР) в данной популяции скота характерно смещение генетического равновесия в сторону накопления аллеля С. Так, особей с генотипом ТТ по гену 1.ЕР в изученной популяции откормочных бычков оказалось9,8% (11 голов), с генотипом СТ и СС, соответственно 26,8% (30 голов) и 63,4% (71 голова).
Таким образом, установлено, что наиболее равномерной частотой встречаемости характеризуется ген-гормон соматропин (йИ), поэтому дальнейшее исследование было направлено на изучение влияния полиморфного состояния именно этого гена на примере лимузинской по-родына проявление качественного и количественного состава мяса исследуемых животных.
Условия кормления и содержания подопытных бычков были общепринятые в хозяйстве, и характеризовались оптимальной полноценностью, что обеспечивало проявление генетического потенциала животных.
О влиянии генотипа на количественные и качественные показатели мясной продуктивности животных можно судить по результатам контрольного убоя, который был проведен на мясокомбинате ООО «Камский бекон» (таблица 1).
Таблица 1
Мясная продуктивность бычков различных генотипов по гену-гормону соматропину (GH)
Показатель Генотип(n=3)
LL LV VV
Предубойная живая масса, кг 385,0 380,0 390,0
Масса парной туши, кг 202,1 193,8 199,0
Выход туши, % 52,5 51,0 51,0
Масса внутреннего сала, кг 5,6 5,8 6,2
Выход внутреннего сала, % 1,5 1,5 1,6
Убойная масса, кг 207,7 199,6 205,2
Убойный выход,% 53,9 52,5 52,6
Морфологический состав туши, %:
мякоти 80,1 79,3 78,9
костей 17,4 18,9 19,0
сухожилий 2,5 1,8 2,1
Коэффициент мясности 4,9 4,5 4,5
Результаты контрольного убоя показали, что животные с генотипом имели повышенную на 8,3 и 3,1 кг, или соответственно -4,3% и 1,6%, средние массы парной туши по сравнению с аналогами по генотипам IV и УУ. Более высоким убойным выходом характеризовались также бычки с генотипом И и составили 53,9%, что больше, чем у животных с генотипами IV и УУ на 1,4% и 1,3% (Р>0,05). При этом животные с различными генотипами существенно не отличались между собой по выходу внутреннего сала.
Одним из важных показателей, характеризующих ценность туши является масса и выход мякоти после ее обвалки. В эксперименте установлено, что бычки с генотипом 1± превосходили своих аналогов с генотипом IV по массе мякоти на 4,5 кг или 5,9% и по генотипу УУ на 2,6 кг или 3,4%. Выход мякоти у них был выше соответственно на 0,8 и 1,2%, а индекс мясности - на 0,4.
Результаты химического анализа длиннейшей мышцы спины свидетельствуют о физиологической зрелости мяса у бычков всех подопытных групп (таблица 2).
Таблица 2
Химический состав длиннейшей мышцы спины подопытных бычков с разными генотипами по гену-гормону соматропину
Показатель Генотип(n=3)
LL LV VV
Сухое вещество, % 23,63 23,64 23,21
Сухой протеин,% 20,60 21,19 20,64
Сырой жир, % 4,60 3,70 3,13
РИ 5,55 5,45 5,59
Влагоемкость, % 61,09 59,59 58,62
Энергетическая ценность, МДж/кг 5,17 4,93 4,62
Однако по накоплению в мясе питательных веществ, особенно белка, превосходство имели бычки с генотипом Щ где этот показатель составил 21,2%, против 20,6% у сверстников с генотипами 1± и У/, что было выше на 0,6% (Р>0,05).
Наибольшее количество жира синтезировалось в мясе бычков с генотипом 1± и составило 4,6%. Это преимущество над бычками с генотипом составило 0,9%, а с генотипом УУ - 1,5%.
При оценке энергетической ценности мяса следует отметить преимущество бычков с генотипом И, где концентрация энергии в 1 кг мяса составила 5,2 МДж, против 4,9 и 4,6 МДж соответственно у бычков с генотипами [.У и УУ, или была выше на 6,1% и 13,0%.
Установлено, что более высокими кулинар-
но-технологическими свойствами обладает мясо от бычков с генотипом 1±, где его влагоудержи-вающая способность составила61,0%. Мясо от бычков с генотипами ЬУ и УУ отличались несколько меньшей влагоудерживающей способностью, соответственно на 1,5% и 2,5%.
Заключение. Проведёнными исследованиями установлено, что бычки лимузинской породы с генотипом 1± по гену йИ превосходили животных с другими генотипами по основным убойным качествам и технологическим свойствам. В этой связи для повышения эффективности производства высококачественной говядины необходимо максимально использовать ценный генетический материал мясной продуктивности с использованием технологии ДНК-диагностики.
Литература
1. Глазко, И.В. Введение в ДНК-технологию / И.В.Глазко, И.М.Дунин. - М.: ФГНУ «Росинформа-гротех», 2001. - 436 с.
2. Алтухов, Ю.П. Полиморфизм ДНК в популяционной генетике / Ю.П.Алтухов, Е.А.Салменкова // Генетика. - 2002. - Т. 38. - С. 1173-1195.
3. Шакиров, Ш.К. Влияние породы и генотипа по генам CSN3, DGAT, PRL, LGB на молочную продуктивность крупного рогатого скота / Ш.К.Шакиров, Ю.Р.Юльметьева, Ф.Ф.Зиннатова // Вестник РАС-ХН. - 2012. - № 5. - С. 65-67.
4. Genetic resources, genome mapping and evolutionary genomics of the pig (Susscrofa) / K.Chen [etal.] // IntJ. BiolSci. - 2007. - № 3. - P.153-165.
ЕТЕРМНЛРНЫЙ
Врач
5. The TG5 thyroglobulin gene test for a marbling quantitative trait loci evaluated in feedlot cattle / W.Barendse [et al.] // Australian Journal of Experimental Agriculture. - 2004. - Vol. 44 (7). - P. 669-674.
6. Effects of polymorphism of growth hormone (GH), Pit-1, and leptin (LEP) genes, cow's age, lactation stage, somatic cell count on milk yield and composition of Polish Black-and-White cows / L.Zwierzchowski[et al.]// Anim. Sci. Pap.Rep.. - 2002. - Vol. 20. - P. 231-227.
7. Association of a missense mutation in the bovine leptin gene with carcass fat content and leptin mRNA levels / F.C.Buchanan[et al.]// Genetics Selection Evolution. -2002. - №. 34(1). - P. 105.
USING GENETIC DNA-MARKERS TO EVALUATE BEEF QUALITY IN BULLS OF LIMOUSIN BREED
SharipovA.A. - postgraduate felow; Shakirov Sh.K. - Doctor of Agricultural Sciences, professor;
Yulmetyeva Yu.R. - Candidate of Biological Sciences;
Bikchantaev I.T. - Candidate of Biological Sciences.
Tatar Research Institute of Agriculture, Kazan (e-mail: [email protected]).
The article provides quantitative and qualitative analyses of meat composition regarding the polymorphic state of somatropin, thyroglobulin, leptin (LEP), growth hormone genes-hormones in bulls of Limousin breed. The study was carried out in the leading farms of the Republic of Tatarstan, engaged in meat cattle breeding. The conditions of feeding and housing of the experimental herds were the same in the household, and were characterized by optimal value that ensured the expression of the genetic potential of animals. The control slaughter was carried out in LLC «Kamskybekon», the largest slaughter facility in Tatarstan. The studies showed that themost frequent occurrence is characterized by somatropingene-hormone (GH), therefore, the further studies were focused on this gene. The results of the control slaughter showedthat bulls with the LL genotype were characterized by higher slaughter yield, i.e. 53.9 per cent. This parameter is higher in animals with the LL genotype than in the animals with the LVand VVgenotypes for 1.4% and 1.3% accordingly. The bulls with the LL genotype had higher values on bone-free meat yield for 0.8-1.2 %than their counterparts. In this case, the accumulation of fat in the longest muscle of the back and its water-holding capacity superiority was respectively 0.9 to 1.5% and 1.5 to 2.5. The parameters such as the content of the nutmeat, the bone, in the carcass fat, crude protein, dry matter, pH, moisture content, energy value and cookery-technological characteristics of boneless meat were also evaluated. According to results of this study the recommendations were made to the farms to improve production efficiency of high quality beef using the technology of DNA diagnostics.
KEYWORDS: fattening bulls, limousine breed, gene-marker, polymerase chain reaction (PCR), genotype, meat, marbling.
References
1. Glazko I.V. Vvedenie v DNK-technologiyu [Introduction to DNA technology] / I.V.Glazko, I.M.Dunin. -Moscow: FGNU «Rosinformagroteh», 2001. - 436p.
2. Altukhov, Yu.P. Polymorphism DNK v populyatsionnoy genetike [DNA polymorphism in population genetics ] /YP.Altukhov, E.A.Salmenkova // Genetics. - 2002. - V. 38. - P. 1173-1195.
3. Shakirov, Sh.K. Vliyanie porodi I genotipa po genam CSN3, DGAT, PRL, LGB na molochnuyu produktivnost krupnogo rogatogo skota [Effect of cattle breed and genotype on dairy production rate regarding the genes CSN3, DGAT, PRL, LGB] / Sh.K.Shakirov, Yu.R.Yulmeteva, F.F.Zinnatova // Vestnik RASKhN. - 2012. - Vol. 5. - P. 65-67.
4. Genetic resources, genome mapping and evolutionary genomics of the pig (Susscrofa) / K.Chen [et al.] // Int J. Biol Sci. - 2007. - N 3. - P.153-165.
5. The TG5 thyroglobulin gene test for a marbling quantitative trait loci evaluated in feedlot cattle / W.Barendse [et al.] // Australian Journal of Experimental Agriculture. - 2004. - Vol. 44 (7). - P. 669-674.
6. Effects of polymorphism of growth hormone (GH), Pit-1, and leptin (LEP) genes, cow's age, lactation stage, somatic cell count on milk yield and composition of Polish Black-and-White cows / L.Zwierzchowski [et al.] // Anim. Sci. Pap.Rep. - 2002. - Vol. 20. - 231-227.
7. Association of a missense mutation in the bovine leptin gene with carcass fat content and leptin mRNA levels / F.C.Buchanan [et al.] // Genetics Selection Evolution. 2002. - N. 34(1). - P.105.
