Научная статья на тему 'Молекулярно-генетические аспекты селекции мясного скота по мраморности мяса'

Молекулярно-генетические аспекты селекции мясного скота по мраморности мяса Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

CC BY
228
49
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЯСНОЙ СКОТ / BEEF CATTLE / СЕЛЕКЦИЯ / SELECTION / ГЕНОТИП / GENOTYPE / ПЦР-ПДРФ / PCR-RFLP / ГЕН TG5 / ГЕН GH / ГЕН LEP / TG5 GENE / GH GENE / LEP GENE

Аннотация научной статьи по животноводству и молочному делу, автор научной работы — Шарипов Алмаз Айдарович, Шакиров Шамиль Касымович, Юльметьева Юлиана Рустэмовна, Гафурова Лейсан Илхамовна

В результате проведенных исследований, выявлена значительная вариабельность показателей частоты встречаемости аллелей и генотипов таких генов, как TG5, GH и LEP в изученных популяциях крупного рогатого скота мясного направления.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по животноводству и молочному делу , автор научной работы — Шарипов Алмаз Айдарович, Шакиров Шамиль Касымович, Юльметьева Юлиана Рустэмовна, Гафурова Лейсан Илхамовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Молекулярно-генетические аспекты селекции мясного скота по мраморности мяса»

Таблица 2. Технологические показатели вымени подопытных групп первотелок (Х ± mK)

Показатели Группа

I контрольная II контрольная I опытная II опытная

Суточный удой (кг) 6,9±0,41 13,3±0,50 8,0±0,63 14,2±0,43

Время доения (мин.) 8,62±0,62 10,23±0,53 8,00±0,49 9,46±0,31

Скорость молокоотдачи

(кг/мин.) 0,8±2,90 1,3±3,10 1,0±3,00 1,5±3,2

Индекс вымени (%) 46,4±0,73 47,3±0,65 47,2±0,41 48,2±0,39

Продолжительность доения значительно влияет на пригодность коров к машинному доению и производительность труда операторов. Меньше времени затрачивалось на выдаивание помесных групп коров по сравнению с красными степными животными. Разница между контрольными группами по продолжительности доения составила 1,61 мин., или 18,6%, между опытными - 1,46 мин. или 18,2% (Р > 0,95).

В стадах молочного и комбинированного скота при использовании голштинской породы с улучшением морфологических свойств вымени у улучшенных животных повышаются и функциональные свойства [2].

Наибольшей скоростью молокоотдачи характеризовались помеси генотипа 1/2 к.с. + 1/2 г, которые превосходили сверстниц красной степной породы на 0,5 кг/мин. (Р < 0,95).

При отборе коров существенным показателем является индекс вымени, который в наших опытах имел тенденцию превосходства у животных помесных групп над первотелками красной степной породы на 0,9-1,0%.

Следовательно, при использовании генофонда голштинской породы на коровах красной степной породы улучшаются основные показатели вымени у помесного потомства по сравнению с животными материнской породы.

Литература

1. Дунин И.М., Шаркаев В., Кочетков А. Настоящее и будущее отечественного скотоводства // Молочное и мясное скотоводство. 2012. № 6. С. 2-5.

2. Кондратьев А.А., Стрекозов Н.И., Есин В.Д. Факторы повышения продуктивности молочного скота // Смоленск, 1997. 152 с.

3. Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников // М., 1969. 256 с.

4. Стрекозов Н.И., Амерханов Х.А., Первов Н.Г. Молочное скотоводство России // М., 2006. 604 с.

5. Стрекозов Н.И. Молочное скотоводство России и направления его развития // Проблемы увеличения производства продуктов животноводства и пути их решения: матер. междунар. науч.-практ. конф.: научные труды ВИЖа / ГНУ ВНИИЖ. Дубровицы: ВНИИЖ, 2008. Вып. 64. С. 28-32.

6. Шевхужев А.Ф., Улимбашев М.Б. Молочное скотоводство Северного Кавказа // М.: Илекса, 2013. 276 с.

Наумов Михаил Константинович, старший научный сотрудник Оренбургского НИИ сельского хозяйства, 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел.: 8(3532)71-05-20

УДК 636.082.12

Молекулярно-генетические аспекты селекции мясного скота по мраморности мяса

А.А.Шарипов, Ш.К.Шакиров, Ю.Р.Юльметьева, Л.И.Гафурова

ГНУ ТатНИИСХ Россельхозакадемии

Аннотация. В результате проведенных исследований, выявлена значительная вариабельность показателей частоты встречаемости аллелей и генотипов таких генов, как TG5, GH и LEP в изученных популяциях крупного рогатого скота мясного направления.

Summary. As a result of the research, significant variabilities in genotypic and allelic frequencies of TG5, GH and LEP genes were revealed among the studied populations of beef cattle.

Ключевые слова: мясной скот, селекция, генотип, ПЦР-ПДРФ, ген TG5, ген GH, ген LEP.

Key words: beef cattle, selection, genotype, PCR-RFLP, TG5 gene, GH gene, LEP gene.

Проблема увеличения производства говядины была и остается одной из первоочередных задач агропромышленного комплекса России. Последние десятилетия ознаменовались изменением в подходах к совершенствованию домашних 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 через оценку генотипа в рамках концепции ген-маркеров признаков стало возможным изучить все многообразие фенотипических форм и выявить желательные [1].

В частности, расшифровка геномов сельскохозяйственных животных, создание генных карт, изучение строения определенных генов послужило развитию маркер-зависимой селекции (MAS, англ.) - селекции на основе ДНК-маркеров (определенных участков нуклеотидной последовательности) [2].

Особенно актуальной представляется эта задача в мясном скотоводстве, так как численность поголовья специализированных мясных пород невелика, а прижизненная оценка племенного молодняка не дает полного представления о генетически заложенной мясной продуктивности животного. В связи с этим массовое внедрение в животноводство ДНК-технологий позволяет изучить гены-маркеры животных, которые контролируют и прогнозируют племенную ценность животного и вероятность получения от него мясной продукции высокого качества. В качестве позиционных и функционального ге-нов-кандитатов мраморности мяса рассматривается ген тиреглобулина (TG5), ген-гормон роста - сома-тотропин (GH) и ген лептин (LEP) [3, 4, 5].

Материалы и методы. Исследования проводились на базе ГНУ Татарский НИИСХ Россельхо-закадемии с использованием ДНК ремонтных бычков и быков-производителей мясных пород. Материалом для исследований являлись пробы крови животных. Выделение ДНК проводили с помощью набора «ДНК-Сорб-В» (фирма ООО «ИнтерЛабСервис») согласно методике, представленной изготовителем. Полиморфизм генов выявляли методом ПЦР-ПДРФ. Для чего, фрагменты ДНК амплифицировали на программируемом термоциклере MyCycler (Bio-Rad, США). Рестрикцию проводили на программируемом термоциклере в соответствии с рекомендациями изготовителя. Анализ результатов проводили методом гель-электрофореза в агарозном геле с последующей документацией результатов с помощью видеосистемы GelDoc (Bio-Rad, США). Статистическую обработку проводили по общепринятым методикам.

В 2013 году было отобрано 113 голов ремонтных бычков и быков-производителей для геноти-пирования и пополнения базы данных по предварительной оценке скота по мясной продуктивности, завезенных в республику зарубежных пород. Для анализа генов использовали цельную кровь исследуемых животных, отобранных из хозяйств агрохолдинга «Ак Барс агро» (ООО «СХП «Свияга» Апастов-ского, ООО «Заволжье» Верхнеуслонского, ООО «А/Ф «Тахаръял» Буинского, ООО «А/Ф «К. Устье» Камско-Устьинского, ООО «Навруз» Агрызского районов) и в ООО «Мартен» Сабинского района.

Выделение ДНК проводили с помощью набора «ДНК-Сорб-В» (фирма ООО «ИнтерЛабСер-вис») согласно методике, представленной изготовителем. Полиморфизм генов выявляли методом ПЦР-ПДРФ. Для чего, фрагменты ДНК амплифицировали на программируемом термоциклере MyCycler (Bio-Rad, США). Рестрикцию проводили на программируемом термоциклере в соответствии с рекомендациями изготовителя. Анализ результатов проводили методом гель-электрофореза в агарозном геле с последующей документацией результатов с помощью видеосистемы GelDoc (Bio-Rad, США). Статистическую обработку проводили по общепринятым методикам.

Первичный анализ частоты встречаемости генотипов показал, что наибольшее накопление желательного генотипа LL и LV в изученных популяциях наблюдается по гену соматотропина (GH) (табл. 1). Согласно данным ПЦР, наиболее желательного генотипа LL в исследованной популяции было 54,9% (62 головы), а генотипа LV - 33,6% (38 голов). Остальные 11,5% (13 голов) приходятся на нежелательный генотип VV.

По литературным данным, для генов лептина (LEP) и тиреоглобулина (TG5) генотипы ТТ и СТ связаны с высокими вкусовыми и питательными качествами мяса. Анализ показывает, что накопление желательных генотипа по этим генам недостаточна. Так, быков-производителей и бычков с генотипом ТТ в исследованной популяции 10,6% (12 голов) по гену LEP и 9,8% (11 голов) по гену TG5. Соответственно, животных с генотипом СТ оказалось 59,3% от изученного поголовья скота (67 голов) по гену LEP и 26,8% (30 голов) по гену TG5. По гену соматропину распределение особей с полиморфными генотипами следующее: с желательным генотипом LL и LV 88,5% от всего поголовья или 100 голов.

Таблица 1. Частота встречаемости генотипов по всем популяциям пород

Генотип GH ЦЕР TG5

LL цу УУ СС СТ ТТ СС СТ ТТ

п 62 38 13 34 67 12 71 30 11

% 54,9 33,6 11,5 30,1 59,3 10,6 63,4 26,8 9,8

мрамор-ность ++ + - - + ++ - + ++

Распределение частот полиморфных вариантов изучаемых генов представлено в таблице 2.

Таблица 2. Частота встречаемости аллелей по всем популяциям пород

Аллели GH (п=113) Цер (п=113) TG5 (п=112)

pL яУ рС ЯТ рС ЯТ

0,72 0,28 0,60 0,40 0,77 0,23

мрамор- + + +

ность

Видно, что наиболее редко в популяции мясного скота встречается желательная аллель Т генов тиреглобулин и лептин, частота их встречаемости 0,28 и 0,23, соответственно. Однако по гену соматро-пин наоборот, желательный аллель L преобладает в изучаемой популяции скота.

Несомненно, порода животных также является определяющим фактором формирования мясной продуктивности. Определенный, уникальный набор генов, формирующих в итоге само животное, называется породой. Ни один ген в организме не работает один. Они работают в системе генов, в кластерах, активируя, подавляя или даже изменяя действие гена на фенотип. Именно поэтому, один и тот же ген может по-разному проявлять себя в различных породах.

Исследованиями установлено по гену соматотропина ^Н), желательный генотип LL наибольшую долю имел в породах лимузинская (77,4% - 24 головы) и абердино-ангусская (50% - 15 голов) (табл. 3).

Таблица 3. Распределение генотипов и аллелей по гену GH у бычков и быков-производителей различных пород мясного скота в РТ

Порода

Генотип абердино-ангусская герефордская лимузинская шаролезская

кол. % кол. % кол. % кол. %

LL 15 50,0 7 38,9 24 77,4 16 47,1

цу 12 40,0 8 44,4 5 16,1 13 38,2

VV 3 10,0 3 16,7 2 6,5 5 14,7

Итого 30 100 18 100 31 100 34 100

Аллели

0,70 0,61 0,85 0,66

V 0,30 0,39 0,15 0,34

В породах герефордская и шаролезская эти показатели были 38,9% (7 голов) и 47,1% (16 голов), соответственно. Условно полезный гетерозиготный генотип LV больше накопился в породах абердино-ангусская (40% - 12 голов) и герефордская (44,4% - 8 голов). По сумме всех полезных генотипов (LV+LL) лидирует лимузинская порода. Это можно увидеть по долям аллелей L и V в популяциях- у лимузинской породы доля аллеля L - 0,85, у абердино-ангусской - 0,70, у шаролезской - 0,66 и у гере-фордской - 0,61. Тот факт, что у всех пород доля полезного генотипа L превышает за 50%, говорит о положительной тенденции накопления этого ценного аллеля в популяции мясного скота РТ.

В распределении генотипов по гену лептина (LEP) в разрезе различных пород преобладает генотип СТ (табл. 4). Желательного генотипа ТТ выявлено мало: 13,3% (4 головы) у абердино-ангусской, 11,1% (2 головы) у герефордской, 9,7% (3 головы) у лимузинской и 8,8% (3 головы) у шаролезской пород.

Таблица 4. Распределение генотипов и аллелей по гену LEP у бычков и быков-производителей

различных пород мясного скота в РТ

Порода

Генотип абердино-ангусская герефордская лимузинская шаролезская

кол. % кол. % кол. % кол. %

CC 10 33,4 4 22,2 4 12,9 16 47,1

CT 16 53,3 12 66,7 24 77,4 15 44,1

TT 4 13,3 2 11,1 3 9,7 3 8,8

Итого 30 100 18 100 31 100 34 100

Аллели

С 0,60 0,56 0,52 0,69

Т 0,40 0,44 0,48 0,31

Тем не менее, из-за значительной доли желательного генотипа СТ (77,4% (24 головы) у лимузинской, 66,7% (12 голов) у герефордской, 53,3% (16 голов) у абердино-ангусской и 44,1% (15 голов) у шаролезской пород доля полезного аллеля Т приближается к 0,5. У лимузинской породы доля аллеля Т - 0,48, у герефордской - 0,44, у абердино-ангусской - 0,40 и у шаролезской - 0,31.

Анализ распределения генотипов по гену тиреоглобулина (TG5) также показал, что полезного генотипа ТТ в популяциях различных пород мясного скота в РТ не много (табл. 5).

Таблица 5. Распределение генотипов и аллелей по гену TG5 у бычков и быков-производителей

различных пород мясного скота в РТ

Порода

Генотип абердино-ангусская герефордская лимузинская шаролезская

кол. % кол. % кол. % кол. %

CC 17 56,6 16 88,9 15 48,4 23 69,7

CT 11 36,7 2 11,1 9 29,0 8 24,2

TT 2 6,7 0 0,0 7 22,6 2 6,1

Итого 30 100 18 100 31 100 33 100

Аллели

С 0,75 0,94 0,63 0,82

Т 0,25 0,06 0,37 0,18

У герефордской породы не было обнаружено ни одной особи с этим генотипом. У лимузинской породы он составил 22,6% (7 голов), абердино-ангусской - 6,7% (2 головы) и шаролезской - 6,1% (2 головы). В отличие от гена ЦЕР, в распределении генотипов по гену TG5 было мало условно полезного генотипа СТ. Так, у абердино-ангусской породы этот генотип составил 36,7% (11 голов), лимузинской -29% (9 голов), шаролезской - 24,2% (8 голов) и у герефордской - 11,1% (2 головы). Отсюда и низкие доли полезного для мясности аллеля Т: 0,25, 0,37, 0,18 и 0,06, соответственно.

Из всего вышесказанного следует, что наиболее ценной породой мясного скота в Республике Татарстан из исследованных является лимузинская порода (рис. 1).

Рис. 1 - Распределение полезных аллелей по породам

По всем трем изученным генам он занимает лидирующую позицию по доле полезного аллеля: по гену GH - 0,85 (аллель L), по гену LEP - 0,48 (аллель Т) и по гену TG-5 - 0,37 (аллель Т).

Из полученных данных следует, что завезенный мясной скот в Республике Татарстан не несет достаточно высокий генетический потенциал высокой мясной продуктивности. Тем не менее, представленное поголовье животных по изучаемым полиморфным генам как по значениям частот аллелей, так и по аллельному составу предполагает возможность направленной селекции на повышение качества товарной говядины в хозяйствах республики.

Поэтому с целью контроля генетического разнообразия мясного скота и эффективного использования их в селекционном процессе рекомендуется проводить молекулярно-генетическое тестирование мясных пород скота по генам GH, TG5 и LEP для объективной оценки генетической ситуации и накопление в стадах желательных комплексных генотипов, позволяющих повысить мясные качества животных.

Литература

1. Глазко И.В., Дунин И.М. Введение в ДНК-технологию. М: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.

436 с.

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

2. Chen K, Baxter T, Muir W, Groenen M, Schook L. Genetic resources, genome mapping and evolutionary genomics of the pig (Susscrofa) // Int J. Biol Sci. 2007. N.3. P.153-165.

3. Barendse W. The TG5 thyroglobulin gene test for a marbling quantitative trait loci evaluated in feedlot cattle / Barendse W., Bunch R., Thomas M., Armitage S., Baud S., Donaldson N. // Australian Journal of Experimental Agriculture. 2004. Vol. 44 (7). P. 669-674.

4. Zwierzchowski L. 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 / Zwierzchowski, L., Krzyzewski, J., Strzalkowska, N., Siadkowska, E., Ryniewicz, Z. // Anim. Sci. Pap.Rep. -2002. Vol. 20. P. 231-227.

5. Buchanan F.C. Association of a missense mutation in the bovine leptin gene with carcass fat content and leptin mRNA levels / Buchanan FC, Fitzsimmons CJ, Van Kessel AG с соавторами // Genetics Selection Evolution. 2002. N. 34(1). P. 105.

Шарипов Алмаз Айдарович, аспирант ГНУ ТатНИИСХ Россельхозакадемии Шакиров Шамиль Касымович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ГНУ Тат-НИИСХ Россельхозакадемии

Юльметьева Юлиана Рустэмовна, кандидат биологических наук, ГНУ ТатНИИСХ Россель-хозакадемии

Гафурова Лейсан Илхамовна, студент КФУ [email protected], тел.: 8(843) 277-51-10

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.