Исследование крупного рогатого скота бурятской породы с использованием генов-кандидатов Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

многочисленной группой ароматических соединений. Основным действующим веществом Уснеи являются усниновая кислота и горечи, также в ней содержится много йода, аскорбиновой кислоты [2, с. 2].

Уснея - это лишайник рода Шпеа, произрастающий только в экологически чистых районах. Слоевище уснеи бородатой свисающее, кустистое, серовато-зелёного цвета, длинной до 1- 2 метров. Минеральный состав её идентичен минеральному составу коры дерева, на котором она растёт, поэтому уснея, произрастающая на разных деревьях, имеет несколько различный минеральный состав [2, с. 3].

С лечебной целью заготавливают слоевища Уснеи, которые собирать можно в любое время года. Затем готовится водный экстракт, который является объектом исследования [4, с. 67]. В ходе исследования были определены содержание аскорбиновой кислоты титрометрическим методом, содержание фенольных веществ, колориметрическим методом. Так же в работе проведена оценка влияния исследуемых препаратов на скорость окисления липидов.

Таким образом, установлено Шпеа ШШББта 8Й11 обладает антиоксидантной активностью. Положительные эффекты от употребления водных

экстрактов уснеи можно объяснить и присутствием антиоксидантов.

Список литературы:

1. Баранова Т.В., Сорокопудов В.Н., Ступа-ков А.Г. Антиоксидантная активность некоторых интродуцентов в условиях центрального Черноземья // Научные ведомости. Серия Естественные науки. 2012. № 21. Выпуск 21/1. - С. 78 - 81.

2. Кривощёкова О.В. Изучение биологически активных веществ лишайников Приморского края // Вестник Тихоокеанского института биоорганической химии. - 2009. - № 6. - С. 23 - 28.

3. Царева А. А. Антиоксидантная активность фитопрепаратов, содержащих фенилпропаноиды, при токсическом поражении печени : диссертация кандидата медицинских наук : 14.00.25 / Царева А. А.; - Уфа, 2007.- 177 с.: ил.

4. Общие методы анализа. Лекарственное сырье. Настои и отвары // Государственная фармакопея СССР. 11-е изд. Вып. 2. — М:, 1990. — С. 147. 5. Яшин Я. И., Рыжнев В. Ю., Яшин А. Я., Черно-усова Н. И. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и их влияние на здоровье и старение человека. — М:, 2009.

ИССЛЕДОВАНИЕ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА БУРЯТСКОЙ ПОРОДЫ _С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ_

Лазебная Ирина Викторовна

старший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва

Перчун Алексей Валерьевич

научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва

Lazebnaya@mail.ru

АННОТАЦИЯ

Впервые исследована генетическая изменчивость генов пролактина (PRL-Rsal), гормона роста (bGH-Alul) и каппа-казеина (CSN3) в выборке бурятских коров, численностью 50 животных. Использованы стандартные методы молекулярно-генетического анализа (ПЦР-ПДРФ) и статистической обработки данных с применением пакетов программ Statistica 6.0 и Genepop 3.2. Установлено распределение частот генотипов и аллелей перечисленных генов, значения ожидаемой гетерозиготности, соответствие выявленных распределений частот генотипов теоретически ожидаемым по Харди-Вайнбергу. Приводим данные параметры для каждого гена отдельно в соответствии с порядком перечисления: ген PRL-Rsal - AA -62%, AB - 32%, BB - 6%, A - 78%, B - 22%, Hexp=0.35; ген bGH-Alul - LL - 76%, LV- 20%, VV - 4%, L - 86%, V- 14%, Hexp=0.24 и ген каппа-казеина CSN3 - AA - 20%, AB - 56%, BB - 24%, A - 48%, B - 52%, Hexp=0.50. Установлена высокая доля B-аллеля гена CSN3, ассоциированного с технологической пригодностью к сыроварению, высокая доля L-аллеля гена bGH-Alul и A-аллеля гена PRL-Rsal, связанных с параметрами молочной продуктивности.

ABSTRACT

Polymorphisms of the prolactin (PRL-Rsal), growth hormone (bGH-Alul) and kappa-casein (CSN3) genes were studied in 50 cows of Buriat cattle using PCR-RLFP technique. Data obtained were treated with Statistica v. 6.0 and Genepop v. 3.2 softwares. Genotype and allele frequencies of the genes studied were calculated as well as their expected heterozygosity. Distributions of the observed genotype frequencies were in good agreement with the expected ones. Values of the population genetics parameters for each gene studied follow: PRL-Rsal gene -AA - 62%, AB - 32%, BB - 6%, A - 78%, B - 22%, Hexp = 0.35; bGH-Alul gene - LL -76%, LV - 20%, VV -4%, L - 86%, V - 14%, Hexp = 0.24, and CSN3 gene - AA - 20%, AB - 56%, BB - 24%, A - 48%, B - 52%,. Hexp = 0.50. High proportions of the allele B of CSN gene associated with technological suitability for cheese making, allele L of GH gene, and allele A of PRL gene related to milk production parameters were revealed.

Ключевые слова: бурятский крупный рогатый скот, полиморфизм генов, ген bGH, ген PRL, ген CSN3.

Keywords: Buriat cattle breed, polymorphism, bGH gene, PRL gene, CSN3 gene.

Генетические исследования бурятской породы крупного рогатого скота являются важной основой сохранения породы, ассоциированной с традиционным природопользованием в суровых климатических условиях Бурятии (Бурятская республика, Россия). Бурятская порода крупного рогатого скота разводится на свободном выпасе, обладает высокой иммунобиологической устойчивостью к болезням и адаптивной способностью к условиям обитания, высокой жирностью молока и хорошими мясными качествами, характеризуется быстрой окупаемостью при низких затратах на ее содержание. В настоящее время имеются данные о группах крови коров бурятской породы [4]. Информация о генетической изменчивости генов-кандидатов на связь с признаками молочной продуктивности нам не известна. В то время, как многие породы турано-мон-гольского корня, такие как якутская, калмыцкая, к которому относится бурятская порода крупного рогатого скота, изучены по традиционным генетическим маркерам селекционно-ценных признаков молочной и мясной продуктивности [1, 2]. В первую очередь, это значимая нуклеотидная замена в эк-зоне 5 гена гормона роста bGH [11] с изменением в белковом продукте аминокислоты валин на лейцин и синонимичная замена в экзоне 3 гена пролактина PRL [10], а также А- и 5-аллельный полиморфизм экзона 4 гена каппа-казеина CSN3, связанный с

двумя аминокислотными заменами в 136 (Thrille) и 148 (Asp^-Ala) положениях полипептидной цепи, вызванных соответствующими точковыми мутациями в позициях 5309 (С^Т) и 5345 (A^C) [9].

Целью настоящего исследования являлось получение оценок изменчивости генов пролактина (PRL-RsaI) гормона роста (bGH-AluI) и каппа-казеина (CSN3) в выборке бурятских коров.

Исследовали выборку коров крупного рогатого скота бурятской породы, численностью 50 животных из СХПК "Шулуута" Кижингинского района республики Бурятия. Молекулярно-генетиче-ский анализ проводили методом ПЦР-ПДРФ с использованием следующих наборов реагентов: DIAtom™ DNA Prep (IsoGene lab., Москва, Россия) для выделения ДНК из цельной крови, "GenPakR PCR Core" (IsoGene lab., Москва, Россия) для амплификации анализируемых участков генов, эндо-нуклеазы рестрикции фирмы MBI Fermentas (Литва): AluI для экзона 5 гена bGH, RsaI для экзона 3 гена bPRL, и TaqI и Hinfl для экзона 4 гена CSN3 [5, 8, 12]. Статистическая обработка данных выполнена с применением пакетов программ Statistica 6.0 и Genepop 3.2.

Распределение частот генотипов и аллелей и другие показатели изменчивости в исследованной выборке бурятского крупного рогатого скота представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Частоты генотипов, аллелей генов ЪОИ, РЯЬ, SCN3 и другие показатели изменчивости в исследо-

Генотипы Частота генотипа s.e. Hexp Аллели Частота ал-леля s.e.

Ген GH-AluI

LL 0.760 0.060 0.738 L 0.860 0.035

LV 0.200 0.057 0.243 V 0.140 0.035

VV 0.040 0.028 0.018

Ген PRL-RsaI

AA 0.620 0.069 0.607 A 0.780 0.041

AB 0.320 0.066 0.347 B 0.220 0.041

BB 0.060 0.034 0.047

Ген CSN3

AA 0.200 0.057 0.228 A 0.480 0.050

AB 0.560 0.070 0.504 B 0.520 0.050

BB 0.240 0.060 0.268

Обозначения: s.e. - стандартная ошибка частоты генотипа или аллеля, Hexp - ожидаемая гете-розиготность.

Распределение частот генотипов исследованных генов bGH, PRL и SCN3 по выбранным локусам не отклоняется от распределения по Харди-Вайн-бергу (Р>0.05) и является сходным по генам bGH и PRL, что выражается в значительном преобладании гомозигот одного типа над гомозиготами другого типа и среднем уровне ожидаемой гетерозиготно-сти. Так, гомозигота LL гена bGH составляет 76%, а гомозигота ЛЛ гена PRL - 62%, при этом доля

наблюдаемых гететерозигот составляет 20% и 32%, соответственно. Иная картина выявлена по гену CSN3: гетерозиготы составляют более 50%, и оба типа гомозигот имеют близкую частоту. Аллельное равновесие по гену bGH значительно смещено в сторону L-аллеля (86%). Такая особенность данного локуса гена bGH характерна и для якутской породы (66%) [2]. В ряде работ отмечены ассоциации генотипов гена bGH с признаками молочной продуктивности [3, 6, 8]. Для 5-аллеля гена CSN3 ассоциации с технологическими свойствами мо-

лока известны давно [7]. Отметим, что наблюдаемая у бурятского крупного рогатого скота по этому гену высокая доля ценного для производства сыров 5-аллеля (52%), установлена также у калмыцкой (32%), костромской (41%) и ярославской аборигенных пород (48%) [5]. Ценность жирного молока в регионах с суровым климатом востребована национальными предпочтениями населения и заключается в изготовлении из такого молока высококалорийных продуктов более длительного хранения -

сметаны, жирного творога, усвоение кальция из которого выше по сравнению с нежирным.

Ранее нами были установлены комбинированные генотипы генов bGH и bPRL у ярославской породы крупного рогатого скота, характеризующиеся высоким содержанием молочных белка и жира [3]. Большая часть из них выявлена нами и у бурятской породы крупного рогатого скота (таблица 2).

Таблица 2.

Частоты комбинированных генотипов генов bGH и bPRL.

Генотип Частота Генотип Частота

LLAA 0.500 LVBB** 0.020

LLAB* 0.220 VVAB** 0.040

LLBB* 0.040

LVAA 0.120

LVAB 0.060

Примечание: * - комбинированные генотипы, ассоциированные с высоким содержанием молочного белка, ** - комбинированные генотипы, ассоциированные с высоким содержанием молочного жира.

Суммарная частота комбинированных генотипов по генам bGH и PRL у бурятского крупного рогатого скота с потенциально высоким содержанием белка (LLAB и LLBB) и жира в молоке (LVBB и VVAB), составляет соответственно, 6% и 26% (более половины объема выборки).

Таким образом, анализ генетической структуры исследованной выборки бурятской породы крупного рогатого скота показал по всем трем использованным маркерам генов bGH, PRL и SCN3 соответствие распределению по Харди-Вайнбергу (P>0.05), что свидетельствует о равновесном состоянии выборки. Установлено, что только по гену SCN3 наблюдается значительная доля гетерозиготных особей, исследованные маркеры генов bGH и PRL демонстрируют значительное смещение ал-лельного равновесия в сторону одного из аллелей, соответственно, L- 86% и A- 78%, что наблюдается у отдельных российских пород.

Полученные результаты являются первыми данными по генетической изменчивости бурятской породы с использованием генов-кандидатов. Исследования в этом направлении позволят охарактеризовать внутрипородную структуру с целью выявления её особенностей, что может быть востребовано при проведении мониторинга состояния породы и мероприятий по ее сохранению и выявлению генетического потенциала.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Подпрограммы "Генофонды живой природы и их сохранение" Программы фундаментальных исследований Президиума РАН "Биоразнообразие природных систем" на 2016 год (ГЗ № 01122015-0015).

Список литературы:

1. Горлов Ф., Федюнин А. А., Ранделин Д. А., Сулимова Г. Е. Полиморфизм генов bGH, RORC и DGAT1 у мясных пород крупного рогатого скота России // Генетика. 2014. Т. 50. № 12. С. 1448-1454.

2. Лазебная И. В., Лазебный О. Е., Сулимова Г. Е. Исследование генетической изменчивости якутской породы (Bos taurus L.) крупного рогатого

скота с использованием генов пролактина bPRL, гормона роста bGH и транскрипционного фактора bPitI // Генетика. 2010. Т. 46. № 3. С. 425-428.

3. Лазебная И. В., Лазебный О. Е., Макси-менко В. Ф., Сулимова Г. Е. Полиморфизм генов гормона роста и пролактина в связи с признаками качества молока у крупного рогатого скота ярославской породы // Сельскохозяйственная биология. 2012. №2. С. 39-44.

4. Моисеева И. Г., Уханов С. В., Столповский Ю. А., Сулимова Г. Е., Каштанов С. Н. Генофонды сельскохозяйственных животных: генетические ресурсы животноводства России; отв. ред. И. А. Захаров. М.: Наука, 2006. 478 с.

5. Сулимова Г. Е., Ахани Азари М., Ростамза-дех Д., Мохаммад Абади М. Р., Лазебный О. Е. Ал-лельный полиморфизм гена каппа-казеина (CSN3) у Российских пород крупного рогатого скота и его информативность как генетического маркера // Генетика. 2007. Т. 43. № 1. С. 88-95.

6. Хатами C. Р., Лазебный О. Е., Максименко В. Ф., Сулимова Г. Е. ДНК-полиморфизм генов гормона роста и пролактина у ярославского и черно-пестрого скота в связи с молочной продуктивностью // Генетика. 2005. Т. 41. № 2. С. 229-236.

7. Bosze Z., Dohy J. lmprovement of the quality of milk protein by new biotechnological methods // Hungarian Agricultural Research. 1993. V. 2. № 1. P. 26-29.

8. Dybus A., Grzesiak W., Kamieniecki H., Szat-kowska l., Sobek Z., Blaszczyk P., Czerniawska-Piat-kowska E., Zych S., Muszynska M. Association of genetic variants of bovine prolactin with milk production traits of Black-and-White and Jersey cattle // Arch. Tierz. 2005. V. 48. № 2. P. 149-156.

9. Grosclaude F., Mahe M. F., Mercier J. C., Rib-adeau-Dumas B. Localization des substitutions d'acides amines differenciant les variants A et B de la caseine bovine // Genet. Sel. Anim. 1972. V. 4. P. 515521.

10. Lewin H. A., Schmitt K., Hubert R., van Eijk M. J., Arnheim N. Close linkage between bovine prolactin and BoLA-DRB3 genes: genetic mapping in cattle by single sperm typing // Genomics. 1992. V. 13. № 1. P. 44-48.

11. Lucy M. C., Hauser S. D., Eppard P. J., Krivi G. G., Clark J. H., Bauman D. E. Variants of somato-tropin in cattle: gene frequencies in major dairy breeds

and associated milk production // Domest. Anim. En-docrinol. 1993. V. 10. № 4. P. 325-333.

12. Mitra A., Schlee P., Balakrishnan C. R., Pirch-ner F. Polymorphisms at growth hormone and prolactin loci in Indian cattle and buffalo // Journal of Animal Breeding and Genetics. 1995. V. 112. P. 71-74.

ФУНКЦИИ БЕЛКОВ С МЕТАФИЗИЧЕСКОЙТОЧКИ ЗРЕНИЯ _(НАБРОСКИ)_

Ложкина Анна Николаевна

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Читинская государственная медицинская академия, г. Чита

1осккта@таИ. ги

АННОТАЦИЯ

Резкий рост информации в базах данных (протеом, геном, транскриптом, микробиом и пр.) требует разработки методологии биоинформатики для крупномасштабного анализа и синтеза. В данной работе сделана попытка разделения белков по функциям с метафизической точки зрения.

ABSTRACT

The sharp increase in information in databases (proteome, genome, transcriptome, etc..) requires development of bioinformatics methodologies for large-scale analysis and synthesis. In this paper attempt to divide proteins into functions (metaphysical point of view).

Ключевые слова: метафизика, методология, общая биология, протеом, белки. Keywords:metaphysics, methodology, general biology, proteomics, protein.

Сложности в развитии науки требуют упорядочивания и, по возможности, упрощения, в т.ч. в виде формулировки закона или принципа. Принципы структуризации информации могут быть разными, в том числе метафизичские.

Упрощенно белки делят на запасные (белки семян растений, яичный белок), транспортные, защитные, рецепторные, регуляторные, каталитические, питательные, сократительные, структурные,

цитоскелетные (формирование внутри- и внеклеточных структур) и др. В базе данных протеома, к примеру, [ http://ppdb.tc.cornell.edu/ ] описано множество функций белков растений (http://ppdb.tc.cornell.edu/dbsearch/mapman.aspx ). О функциях белков написаны книги [5, 6 и др.]. В частности, интересен перечень (Таблица 1) D. Whit-ford (2013 год) . [6]

Таблица 1.

Функции белков [по 6]

Функции белков Примеры

Ферменты или каталитические белки Трипсин, ДНК-полимераза, лигаза

Сократительные белки Актин, миозин, тубулин, кинезины

Структурные и цитоскелетные белки Кератин, тропоколлаген

Транспортные белки Гемоглобин, церулоплазмин, трансферрин

Эффекторные белки Инсулин, эпидермальный фактор роста,тиреотропный гормон

Защитные белки Иммуноглобулины, тромбин, токсины

Белки электронтранспортной цепи Цитохромоксидазы, ферредоксин, пластоцианин

Рецепторы CD4, рецептор для ацетилхолина

Репрессорные белки Jun, Fos, Cro

Шапероны GroEL, DnaK

Белки-хранители Ферритин

Метафизический подход может быть философским (без законов; лишь в виде мировоззренческой позиции) и синергетическим (с выводами принципов самоорганизации природы). В философии естествознания выделяют противоречия внешнего и внутреннего, континуального и дискрет-ного(поле - частица, полимеры - мономеры, фила-ментозные вирусы - сферические вирусы,

фибриллярные белки - глобулярные белки ...). Данные диады можно рассматривать через тетрады (октадами; написаны через слеш - «/»), но данное сложно и не всегда осмысливается.

Предыдущими работами показана раскладка составляющих самоорганизующихся систем по триаде «флуктуации-функции-структура» [1], а