CC BY
21РАЗВЕДЕНИЕ, СЕЛЕКЦИЯ И ГЕНЕТИКА
УДК 636.028:57.089.3:636.082.4
МОЛОЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОКА, ПОЛУЧЕННОГО ОТ КОРОВ С РАЗНЫМИ ГЕНОТИПАМИ ПО ЛОКУСАМ ГЕНОВ КАППА-КАЗЕИНА И БЕТА-ЛАКТОГЛОБУЛИНА
Грашин В.А., Грашин А.А.
ВНИИ племенного дела, Лесные Поляны Московской обл., Российская Федерация
Целью было изучение молочной продуктивности и технологических свойств молока в зависимости от частоты встречаемости аллелей и генотипов по локусам гена каппа-казеина (СБЫЗ), бета-лактоглобулина (ЬОВ) и комплексных генотипов у голштинизированных коров cамарского типа чёрно-пёстрой породы в четырёх хозяйствах Самарской области. В целом из четырех хозяйств популяции самарского типа по надою молока за 305 дней лактации преимущество имели коровы-первотелки с генотипом СБЫЗ АА в двух хозяйствах и с генотипом АВ и ВВ — в одном хозяйстве. По локусу ЬОВ преимущество имели коровы с генотипом АА в одном хозяйстве, с генотипом АВ — в трех хозяйствах. По содержанию белка преимущество над АА генотипом имели коровы с генотипом СБЫЗ ВВ в двух хозяйствах (3.06 и 3.15%), с генотипом СБЫЗ АВ — в двух хозяйствах (3.07 и 3.17%), а с генотипом ЬОВ ВВ преимущество имели коровы во всех четырех хозяйствах (3,06, 3,05, 3,16 и 3,17%). Оптимальным сочетанием показателей вкуса и консистенции обладает сыр, приготовленный из молока от коров с генотипом СБЫЗ ВВ. Количество сыра после созревания, полученного из молока от коров с генотипом ВВ, было выше по сравнению с генотипом АВ на 5,2% и по сравнению с генотипом АА — на 13,6%. Полученные данные предполагается использовать в работе по повышению качества молока и улучшению его технологических свойств с использованием генотипированных быков-производителей, имеющих в своем геноме желательные аллельные варианты В генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, генотипы, полиморфизм генов, каппа-казеин, бета-лактоглобулин. молочная продуктивность
Проблемы биологии продуктивных животных, 2016, 2: 20-З1
Введение
Основной задачей селекции молочного скота является получение высокопродуктивных животных, дающих молоко с большим содержанием жира и белка, обладающее хорошими технологическими свойствами. Однако селекционная работа, построенная на традиционных подходах, имеет небольшой селекционный эффект, который у высокопродуктивных животных за год дает прирост 1-3%, что не может удовлетворять потребности сегодняшнего дня.
С развитием молекулярной генетики и молекулярной биологии, становится возможной идентификация генов, напрямую или косвенно связанных с хозяйственно-полезными признаками животных. Суть его заключается в поиске и анализе генов, позволяющих маркировать ло-кусы количественных хозяйственно-полезных признаков и вести отбор с помощью маркеров («маркер - зависимая селекция») (Дунин и др., 2013; Калашникова и др., 2009; Lir6n et а1., 2002; Strzalkowska et а1., 2002; СИгепек et а1., 2003; Tsiaras et а1., 2005; Fe1enczak et а1., 2008; Бо1ескоуа et а1., 2012; Грашин, Грашин, 2015). Преимущество ДНК- технологий заключается также в том, что генотип животного можно определить в раннем возрасте, генетический маркер является
пожизненным, не зависит от возраста, физиологического состояния и изменений внешних условий, что является важным фактором в селекционной работе. Исследования по изучению генетического полиморфизма молочных белков, определению частот встречаемости генотипов у различных пород крупного рогатого скота признаны в ведущих центрах мира как инновационные в области селекции. Выявление предпочтительных вариантов таких генов позволит дополнительно к традиционному отбору животных проводить селекцию непосредственно по генотипу, то есть на уровне ДНК. При отборе таких животных, несущих необходимые варианты генов, эффективность селекционно-племенной работы может существенно возрасти.
Влияние полиморфизма гена каппа-казеина на молочную продуктивность изучалось многими авторами. Показано, что первотелки с генотипом ВВ имели более высокий удой, процент содержания жира и белка в молоке, а также выход молочного жира и белка, по сравнению с первотелками опытных групп с генотипами АА и АВ (Tsiaras et al., 2005, Дунин и др., 2010; Калашникова и др., 2010; Грашин, Грашин 2011, 2012; Дунин и др., 2013).
Черно-пестрая порода занимает первое место в численности племенного крупного рогатого скота молочного направления в Российской Федерации. Поголовье племенного крупного рогатого скота в Российской Федерации в 2015 г. составило 1447 тыс., в том числе 881,7 тыс. коров. Пробонитированное поголовье относится к 24 породам и 23 типам, среди которых доминирующее положение по численности занимают животные чёрно-пёстрой породы - 839,6 тыс. (58%), в том числе 499,2 тыс. коров (56,6%). В черно-пестрой породе прошли бонитировку следующие типы: бессоновский, вологодский, ирменский, красноярский, ленинградский, петровский, прибайкальский, приобский, самарский, уральский. Всего численность поголовья этих типов черно-пестрой породы составляет 5,9%, в том числе коров — 29,3 тыс.
Целью данной работы было изучение молочной продуктивности и технологических свойств молока в зависимости от частоты встречаемости аллелей и генотипов по локусам гена каппа-казеина, бета-лактоглобулина и комплексных генотипов у голштинизированных коров самарского типа чёрно-пёстрой породы.
Материал и методы
Исследования по генотипированию коров на CSN3 - ген каппа-казеина (далее — CSN3) и LGB - ген бета-лактоглобулина (далее - LGB) проводились в лаборатории ДНК-технологий ВНИИплем. Для исследования использовалась кровь, взятая из яремной вены у лактирующих коров. Выделение ДНК из крови, ПЦР-анализ на CSN3 и LGB проводили по ранее отработанной технологии (Калашникова и др., 2001; Калашникова и др., 2013, 2015). Образцы для анализа были взяты у коров cамарского типа в четырёх племенных хозяйствах Самарской области: ЗАО Луначарск (хозяйство-оригинатор), ООО «ПЗ «Дружба», АО «ПЗ «Кряж», СПК им. Куйбышева.
Частоту встречаемости генотипов (Р) определяли по соотношению: P = n/N, где n — количество особей с данным генотипом, N — общее количество животных.
Частоту аллелей A и B определяли по формулам: (Меркурьева, 1977):
Pa = (2ПАА+ПАВ)Ш, QB = (2ПВВ+ПАВ)Ш
Оценку избытка гетерозигот в изучаемых выборках животных производили с использованием критерия X (Меркурьева, 1977):
_е 2
Не
z2 =z (Ho-He)2
где: Ho и He - наблюдаемое и ожидаемое число генотипов соответственно.
Соответствие фактического и ожидаемого распределения генотипов проверяли методом хи-квадрат. Ожидаемые частоты генотипов в исследуемой популяции рассчитывали по закону Харди-Вайнберга.
Молочную продуктивность коров контролировали по данным ежемесячного контрольного доения. Для характеристики технологических свойств и изготовления сыра в производственных условиях были отобраны пробы молока от коров с генотипом СБЫЗ и определена кислотность, плотность, температура, содержание жира и белка на приборе «Лактан 1-4». сухих веществ, сычужно-бродильная проба и соотношение белок:жир. Сычужно-бродильную пробу проводили согласно ГОСТу 9225-84.
Из молока коров каждой опытной группы на 5-6 месяце лактации был изготовлен сыр пошехонского типа, согласно существующей инструкции по выработке твердых сычужных сыров.
Результаты и обсуждение
Результаты исследования популяции коров чёрно-пёстрой породы, принадлежащих ЗАО «Луначарск», ПЗ «Дружба», СПК им. Куйбышева и АО «ПЗ «Кряж» по гену СБЫЗ представлены в табл. 1 и по гену ЬОВ — в табл. 2.
Таблица 1. Полиморфизм гена CSN3 в популяции самарского типа черно-пестрой породы
Частота генотипов, % Частота аллелей, % - X2
Хозяйства п Генотипы п АА % п АВ % п ВВ % А В
Луначарск 57 Н* О* 41 71,93 70,92 14 24,56 26,59 2 3,51 2,49 0,842 0,158 0,33
Дружба 70 Н* О* 57 81,4 82,3 13 18,6 16,8 0 0,90 0,907 0,093 0,73
им. Куйбышева 53 Н* О* 32 60,4 57,0 16 30,2 37,0 5 9,4 6,0 0,755 0,245 1,81
Кряж 60 Н* О* 40 66,67 69,46 20 33,34 27,80 0 2,78 0,833 0,167 2,38
Примечания: здесь и в табл. 2: *Н - наблюдаемое число генотипов; О - ожидаемое число генотипов
В исследованной популяции коров самарского типа черно-пестрой породы генотипы СБЫЗ АА и АВ встречаются во всех четырех хозяйствах, и только в двух из них встречается гомозиготный генотип ВВ, а генотипы ЬОВ АА, АВ и ВВ — во всех хозяйствах. В ЗАО «Луначарск» — хозяйстве-оригинаторе самарского типа количество коров с генотипом локуса СБЫЗ АА составило 41 (71,9%), АВ - 14 (24,6%), ВВ - 2 (3,5%). Частота аллеля А составила 0,842, В - 0,158. В целом в популяции самарского типа соотношение генотипов СБЫЗ АА составило — 60,4-81,4%, АВ — 18,6-33,34%, ВВ — 3,51-9,4%, частота аллеей А — 0,755-0,907, В - 0,093-0,245. Наблюдаемые частоты встречаемости гомозиготных генотипов СБЫЗ АА и ВВ незначительно превышали ожидаемые значения, за исключением хозяйств ООО «ПЗ «Дружба» и АО«ПЗ «Кряж». В хозяйствах ЗАО «Луначарск» и СПК им. Куйбышева наблюдаемая частота гетерозиготного генотипа СБЫЗ АВ была ниже.
Исследование коров-первотелок по гену ЬОВ (табл. 2) показало, что в ЗАО «Луначарск» чаще встречается гетерозиготный генотип АВ — 42,37%, доля гомозиготных генотипов АА — 25,42, ВВ — 32,91. В целом в популяции самарского типа соотношение генотипов ЬОВ АА составило 6,67-73,58%, АВ - 11,32-58,57%, ВВ - 12,86-35,00%. Отмечено повышение частоты аллеля ЬОВ В от 0,208 до 0,642 и снижение аллеля А от 0,358 до 0,792 по сравнению с частотой алелей СБЫЗ А и В. Наблюдаемые частоты встречаемости гомозиготных генотипов ЬОВ АА и ВВ незначительно превышали ожидаемые значения в ЗАО «Луначарск», а в других хо-
зяйствах популяции наблюдается тенденция роста наблюдаемого числа гетерозиготного генотипа АВ.
В исследованной популяции cамарского типа черно-пестрой породы сохраняется генетическое равновесие по генотипам ЬОВ.
Таблица 2. Полиморфизм гена ЬвБ в популяции самарского типа черно-пестрой породы
Хозяйства П Генотипы Частота генотипов, % Частота аллелей, % X2
П АА % П АВ % п ВВ % А В
Луначарск 59 Н* О* 15 25,42 21,73 25 42,37 49,77 19 32,91 28,50 0,466 0,534 1,30
Дружба 70 Н* О* 20 28,57 33,5 41 58,57 17,7 9 12,86 48,8 0,579 0,421 2,83
им. Куйбышева 53 Н* О* 39 73,58 62,79 6 11,32 4,31 8 15,10 32,90 0,792 0,208 2,38
Кряж 60 Н* О* 4 6,67 12,82 35 58,34 45,98 21 35,00 41,22 0,358 0,642 4,32
По результатам тестирования коров-первотелок были сформированы три группы (АА, АВ, ВВ) с генетическими вариантами СБЫЗ и ЬОВ (табл. 3 и 4). По локусу СБЫЗ (табл. 3) в четырех хозяйствах преимущество по молочной продуктивности за 305 дней лактации имели коровы-первотелки с генотипом АА в двух хозяйствах (5774 и 5792 кг), генотипы АВ и ВВ в одном хозяйстве (5431 и 6143 кг).
По локусу ЬОВ (табл. 4) преимущество имели коровы с генотипом АА в одном хозяйстве (5892 кг), генотипы АВ - в трех хозяйствах (5926, 5362 и 5799 кг). В целом продолжительность лактации у всех групп первотелок варьировала в пределах 324-409 дней, живая масса — 465-553 кг.
В хозяйстве-оригинаторе ЗАО «Луначарск» выявлены две первотелки с генотипом СБЫЗ ВВ. За 305 дней первой лактации они продуцировали на 348 кг молока больше, чем первотелки с генотипом АА, и на 468 кг по сравнению с генотипом АВ. Жирность молока коров-первотелок с генотипом ВВ составила 4,32%; выявлено существенное преимущество на 0,16% ^<0,001) по сравнению с генотипом АА и на 0,23% ^<0,01) по сравнению с генотипом АВ. По выходу молочного жира также некоторое превосходство имели коровы-первотелки с генотипом ВВ с разницей по АА - 23,9 и по АВ - 28,1 кг.
По содержанию белка в молоке первотелки с генотипом СБЫЗ ВВ незначительно превышали сверстниц с АА генотипом — на 0,05% и с АВ генотипом — на 0,01%, по выходу молочного белка — на 15,3 и 12,7 кг соответственно. Таким образом, первотелки с генотипом СБЫЗ ВВ характеризуются более высоким удоем, выходом молочного жира и молочного белка по сравнению с генотипами СБЫЗ АА и АВ.
В ООО «ПЗ «Дружба» молочная продуктивность первотёлок с генотипом СБЫЗ АА была несколько выше по отношению к генотипу АВ. Генотип СБЫЗ ВВ в стаде не выявлен. Разница между выборками с разными генотипами СБЫЗ по удою и содержанию жира оказалась не столь значительной. Так, надои молока за лактацию оказались более высокими у животных с генотипом АА, по сравнению с генотипом АВ, лишь на 42 кг при одинаковом процентном содержании жира в молоке (4,02-4,03%). Коровы с генотипами СБЫЗ АА и АВ были приблизительно равноценными по показателям удоя, жирности молока и выхода молочного жира, но молоко коров с генотипом АВ более пригодно к переработке для приготовления белковомо-лочных продуктов.
В АО «ПЗ «Кряж» коровы, имеющие в генотипе аллельный вариант СБЫЗ В, по удою превышали животных с генотипом СБЫЗ АА на 156 кг. Выход молочного жира у коров с гетерозиготным генотипом СБЫЗ АВ был выше по сравнению с генотипом АА на 9,3 кг. По содер-
жанию и выходу молочного белка за 305 дней лактации коровы с генотипом С8№ АВ превышали генотип АА на 7,3 кг.
Таблица 3. Молочная продуктивность коров-первотелок черно-пестрой породы самарского типа с различными генотипами по локусу гена CSN3 (М±т)
Хозяйство Ге- п Удой за 305 Жир, % Выход жира, Белок, % Выход Живая
но- дней лактации, кг белка, кг масса, кг
тип кг
АА 41 5795±112 4,16±0,03 241Д±5,2 3,01±0,01 172,5±4,1 542±5
АВ 14 5675±237 4,09±0,09 237,1±22,8 3,05±0,04 175,1±15,6 537±8
Луначарск ВВ 2 6143±873 4,32±0,01 265,2±37,2 3,06±0,03 187,8±24,2 551±9
АВ к АА -120 -0,07 -4,2 +0,04 +2,6 -5
ВВ к АА +348 +0,16*** +23,9 +0,05 +15,3 +9
ВВ к АВ +468 +0,23** +28,1 +0,01 +12,7 +14
Дружба АА 55 5774±88 4,03±0,01 232,5±3,6 3,03±0,01 175±2,73 550±7
АВ 13 5732±140 4,02±0,01 230,6±5,6 3,07±0,01 175,9±4,2 549±13
АВ к АА -42 -0,01 -1,9 +0,04 +0,9 -1
АА 32 5792±143 3,73±0,01 216,3±5,3 3,14±0,01 181,7±4,4 494±3
им. Куй- АВ 16 5688±351 3,74±0,02 212,7±12,7 3,14±0,01 178,4±10,9 489±3
бышева ВВ 5 5670±691 3,75±0,04 212,6±26,4 3,15±0,02 178,6±22,1 493±3
АВ к АА -104 +0,01 -3,6 0 -3,3 -5
ВВ к АА -122 +0,02 -3,7 +0,01 -3,1 -1
ВВ к АВ -18 +0,01 -0,1 +0,01 +0,2 -4
АА 40 5275±243 3,73±0,01 194,6±8,79 3,14±0,01 165,7±7,80 465±4
Кряж АВ 20 5431±349 3,73±0,01 203,9±13,1 3,17±0,04 173,0±12,0 470±6
АВ к АА +156 0 +9,3 +0,03 +7,3 +5
Примечания: **Р<0,01; ***Р<0,001 при оценке различий между генотипами.
В СПК им. Куйбышева, наоборот, первотёлки с генотипом АА имели небольшое преимущество в сравнении с генотипами АВ и ВВ по молочной продуктивности (104-122 кг), а содержание жира (3,73-3,75%) и белка (3,14-3,15) сохранялось примерно на одинаковом уровне в течение лактации.
В большинстве хозяйств выход молочного жира по итогам первой лактации у коров, содержащих в своём геноме аллель СБЫЗ В в составе гомозиготного и гетерозиготного генотипов, был ниже на 1,9-3,7 кг, а молочного белка — выше на 0,9-15,3 кг соответственно.
Данные по молочной продуктивности коров-первотелок с различными генотипами ЬОВ представлены в табл. 4. В стаде ЗАО «Луначарск» более высокая продуктивность выявлена у коров с генотипом ЬОВ АА по сравнению с генотипом ЬОВ АВ, разница составила 133 кг молока, но содержание жира было меньше на 0,12% и белка — на 0,02%. При этом разница по выходу жира составила 12,4 кг и по выходу белка — 2,8 кг.
Коровы с генотипом ЬОВ ВВ уступали коровам с генотипами АА и АВ по молочной продуктивности на 208 кг и 75 кг соответственно, но содержание жира в молоке у них было выше на 0,08, 0,05 и 0,03% соответственно. Выход молочного белка у коров с генотипами ВВ и АВ был одинаковый (173,9-174,5 кг).
Высокая молочная продуктивность в ООО «ПЗ «Дружба» выявлена у первотелок с гетерозиготным генотипом ЬОВ АВ. В сравнении с гомозиготными генотипами АА и ВВ, за 305 дней лактации они продуцировали больше на 478 (Р<0,05) и 150 кг молока лучшего качества, что увеличило выход молочного жира на 19,8 кг (Р<0,05) и белка - на 14,5 кг (Р<0,05). Аналогичные данные получены в АО «ПЗ «Кряж»: коровы, имеющие аллельный вариант ЬОВ В в составе гетерозиготного генотипа АВ, имели преимущество по удою за 305 дней в сравнении с гомозиготными генотипами АА и ВВ на 241 и 64 кг молока соответственно. По выходу молочного жира и белка коровы с генотипом ЬОВ АВ превосходили коров с генотипом АА на 11,6 (Р<0,05) и 10,8 кг (Р<0,05).
Таблица 4. Молочная продуктивность коров-первотелок самарского типа черно-пестрой породы с различными генотипами по локусу ЬвБ (М+ т)
Хозяйства Гено- n Удой за 305 Жир, % Выход Белок, % Выход Живая
тип дней лактации, кг жира, кг белка, кг масса, кг
АА 15 5892+211 4,09+0,06 257,7±14,9 3,01+0,02 177,3±6,3 536+13
Луначарск АВ 25 5759±124 4,21+0,04 245,3±5,6 3,03+0,01 174,5±3,8 537+5
ВВ 19 5684+203 4,17+0,06 227,4±10,8 3,06+0,02 173,9±5,9 548+4
АВ к АА -133 +0,12 -12,4 +0,02 -2,8 +1
ВВ к АА -208 +0,08 -30,3 +0,05 -3,4 +12
ВВ к АВ -75 -0,04 -17,9 +0,03 -0,6 +11
АА 20 5448±172 4,01+0,01 218,7±6,9 3,04+0,01 165,4±5,4 547+11
АВ 39 5926±74 4,02+0,01 238,5±3,0 3,04+0,01 179,9±2,3 553+8
Дружба ВВ 9 5776+228 4,06+0,01 234,5±9,7 3,05+0,01 176,2+6,8 544+15
АВ к АА +478* +0,01 +19,8* 0 +14,5* +6
ВВ к АА +328 +0,05** +15,8 + 0,01 +10,8 -3
ВВ к АВ -150 +0,04** -4,0 + 0,01 -3,7 -11
АА 39 5587±184 3,73+0,01 209,0±6,83 3,14+0,01 175,2+5,7 493+3
им. Куй- АВ 6 5799±121 3,75+0,03 218,4±5,07 3,14+0,01 183,5+3,9 497+7
бышева ВВ 8 5764±359 3,78+0,03 217,9±13,6 3,16+0,02 184,1+11,2 486+4
АВ к АА +212 +0,02* +9,4 0 +8,3 +4
ВВ к АА +177 +0,05* +8,9 +0,02 +8,9 -7
ВВ к АВ -35 +0,03 -0,5 +0,02 +0,6 -11
АА 4 5121+237 3,73+0,01 190,8±8,67 3,13+0,02 159,0+7,9 484+12
Кряж АВ 35 5362+253 3,73+0,01 202,4+9,29 3,14+0,01 169,8+8,1 465+5
ВВ 21 5185+362 3,75+0,01 194,9±13,5 3,17+0,03 165,4+12,6 468+5
АВ к АА +241 0 +11,6* +0,01 +10,8* -19
ВВ к АА +64 +0,02 +4,1 +0,04 +6,4 -16
ВВ к АВ -177 +0,02 -7,5 +0,03 -4,4 +3
Примечания: **Р<0,01; ***Р<0,001 при оценке различий между генотипами.
В СПК им. Куйбышева более высокая молочная продуктивность выявлена у коров с генотипами АВ и ВВ; по сравнению с генотипом АА, разница составило 212 и 177 кг, содержанию жира в молоке у них было выше на 0,02 (Р<0,05) и 0,05% (Р<0,05), по выходу молочного жира и белка превышение составило 9,4-8,9 и 8,3-8,9 кг соответственно.
В целом, исследования, проведенные в четырёх хозяйствах, показали (табл. 3), что по содержанию жира преимущество имели коровы-первотелки с генотипом СБЫЗ ВВ в двух хозяйствах (4,32 и 3,75%), а с генотипом АА — в одном хозяйстве (4,03%); в одном хозяйстве преимущества по содержанию жира не выявлено. По содержанию белка преимущество имели коровы-первотелки с генотипом ВВ в двух хозяйствах (3,06 и 3,15%), с генотипом АВ — в двух хозяйствах (3,07 и 3,17%).
По локусу ЬОВ (табл. 4) преимущество по содержанию жира в молоке имели с коровы с генотипом ВВ в трех хозяйствах (4,06, 3,78 и 3,75%), а с генотипом АВ — в одном хозяйстве (4,21%). По содержанию белка в молоке коровы с генотипом ЬОВ ВВ во всех четырех хозяйствах (3,06, 3,05, 3,16 и 3,17%).
Результаты исследования молочной продуктивности коров с различными комплексными генотипами по генам молочных белков приведены в табл. 5. Проведена сравнительная оценка показателей молочной продуктивности тех групп, генотипы которых представленных не менее чем четырьмя первотелками.
Коровы с наиболее часто встречающимися комплексными генотипами АВ/АА, ВВ/АА по ЬОВ и СБЫЗ в ЗАО «Луначарск» уступают по удою от 174 до 224 кг молока, в сравнении с не менее часто встречающимися генотипами АА/АА и АВ/АВ. Животные с комплексным генотипом АВ/АА и генотипом ВВ/АА имеют одинаковые показатели молочной продуктивности
(5765-5715 кг), при этом содержание жира в молоке составило 4,2%, белка — 3,04-3,06 %. Наиболее высокий уровень удоя (5939 кг) в сочетании с высоким содержанием жира (4,3%) и белка (3,05%) в молоке отмечен у коров с комплексным генотипом АВ/АВ. При этом выход молочного жира и белка у них самый высокий — 255,3 и 181,3 кг соответственно. Животные - носители этого генотипа превосходят коров с генотипом АА/АА и АА/АВ по количеству надоенного молока на 579-358 кг. При этом коровы с генотипом АА/АВ незначительно превышают показатели этих же генотипов по содержанию жира - на 0,01 и белка - на 0,02 %.
Таблица 5. Молочная продуктивность коров-первотелок с комплексными генотипами
по ЬОБ и CSN3 (М± т)
Хозяйства Генотип п Удой за 305 дней лактации, кг Жир, % Выход жира, кг Белок, % Выход белка, кг Живая масса, кг
АА /АА 11 5929±193 4,06±0,06 239,4±14,8 3,01±0,03 178,5±6,1 541±17
АА /АВ 3 5383±728 3,95±0,01 212,6±4,5 3,03±0,02 163,1±20,4 512±18
АА / ВВ 1 7016 4,31 302,3 2,99 209,8 560
Луначарск АВ /АА 19 5765±140 4,20±0,04 247,0±6,7 3,04±0,01 175,2±4,3 542±5
АВ /АВ 4 5939±415 4,3±0,02 255,3±4,7 3,05±0,01 181,3±12,4 522±10
АВ / ВВ 1 5269 4,33 228,0 3,02 159,1 542
ВВ /АА 11 5715±295 4,20±0,07 234,4±10,2 3,06±0,02 174,9±8,6 544±5
ВВ / АВ 7 5648±326 4,10±0,03 192,6±5,2 3,08±0,03 173,8±9,3 556±7
ВВ / ВВ - - - - - - -
АА /АА 15 5393±225 4,01±0,01 216,3±9,1 3,03±0,01 164,0±6,9 549±14
АА /АВ 5 5614±141 4,03±0,01 225,9±5,4 3,05±0,01 171,2±4,4 542±13
АА / ВВ - - - - - - -
Дружба АВ /АА 34 5916±84 4,02±0,01 238,1±3,5 3,04±0,01 179,7±2,6 549±9
АВ /АВ 7 5972±154 4,03±0,01 240,3±5,9 3,03±0,01 180,9±4,7 569±17
АВ / ВВ - - - - - - -
ВВ /АА 8 5918±203 4,06±0,01 240,6±8,5 3,03±0,01 179,5±6,1 556±10
ВВ / АВ 1 4645 4,0 185,85 3,05 141,8 450
ВВ / ВВ - - - - - - -
АА /АА 25 5692±175 3,80±0,01 209,9±11,2 3,16±0,01 180,1±4,9 494±4
АА /АВ 11 5982±406 3,78±0,01 230,8±15,8 3,15±0,01 189,2±11,3 489±3
АА / ВВ 3 5029±1152 3,82±0,04 197,0±18,0 3,18±0,02 160,4±18,1 495±5
им. АВ /АА 5 6543±175 3,77±0,01 252,6±7,4 3,17±0,01 207,1±5,4 497±9
Куйбышева АВ /АВ 1 6809 3,83 262 3,18 216,5 495,0
АВ / ВВ - - - - - - -
ВВ /АА 2 6295±483 3,81±0,06 239,5±14,5 3,17±0,01 199,1±9,3 489,0±8
ВВ / АВ 4 5677±404 3,77±0,04 220,5±16,6 3,16±0,02 178,5±11,6 483,0±7
ВВ / ВВ 2 5103±708 3,82±0,02 195,1±10,1 3,20±0,02 163,1±9,2 490±5
АА /АА 1 4780 3,70 177,0 3,12 149,1 460
АА /АВ 3 4934±580 3,71±0,01 183,1±12,1 3,11±0,02 152,4±11,2 491±14
АА / ВВ - - - - - - -
Кряж АВ /АА 24 5395±297 3,73±0,01 199,6±10,6 3,14±0,01 169,3±9,5 465±6
АВ /АВ 11 6053±470 3,74±0,01 225,8±17,5 3,14±0,03 190,0±14,7 462±8
АВ / ВВ - - - - - - -
ВВ /АА 15 5115±448 3,75±0,02 191,0±16,4 3,16±0,02 161,2±14,4 464±7
ВВ / АВ 6 5089±625 3,76±0,02 190,7±24,7 3,25±0,11 164,3±27,7 476±81
ВВ / ВВ - - - - - - -
Примечание: «-» означает, что у коров указанный комплексный генотип в данном стаде отсутствует.
Наиболее часто встречающиеся комплексные генотипы АВ/АА и ВВ/АА имеют одинаковые показатели молочной продуктивности: 5916-5918 кг молока, содержание жира 4,024,06%, белка — 3,04-3,03%. Наиболее низкие надои в стаде (5393 кг), отмечены у коров с комплексным генотипом АА/АА.
Такая же тенденция с часто встречающимися комплексными генотипами АВ/АВ и АВ/АА выявлена в АО «ПЗ «Кряж». За 305 дней лактации коровы с этими генотипами имели преимущество по количеству надоенного молока на 938-280 кг по отношению к другим гено-
типам, что способствовало более высокому выходу молочного жира — 225,8-199,6 кг и молочного белка — 190,0-169,3 кг. Коровы с комбинацией комплексных генотипов ВВ/АА и ВВ/АВ имеют почти одинаковые показатели как по молочной продуктивности (5115-5089 кг), так и по содержанию жира в молоке (3,75-3,76%), при относительно высоком содержании белка (3,163,25%).
Аналогичные тенденции с комплексным генотипом АВ/АВ наблюдаются в ООО «ПЗ «Дружба»
Животные - носители комплексных генотипов по ЬОБ и С8№ АА/АВ и АВ/АА в СПК им. Куйбышева имеют высокие показатели по уровню молочной продуктивности (5982-6543 кг) при одинаковом содержании в молоке жира (3,78-3,77%) и белка (3,15-3,17%). Комбинация часто встречающихся комплексных генотипов АА/АА в сравнении с менее встречающимися генотипами ВВ/АВ характеризуется одинаковыми показателями надоя за 305 дней лактации (5692-5677 кг) и белка в молоке (3,16%).
Таким образом, коровы самарского типа с комплексным генотипом АВ/АВ, гетерозиготные по обоим генам, обладают высокими показателями молочной продуктивности и жирномолочности. Проведенные исследования технологических свойств молока у коров с различными генотипами СБЫЗ (табл. 6) показали, что молоко от коров с аллелем В обладает более высоким качеством и лучшими технологическими свойствами.
Аналогичные данные были получены нами ранее (Грашин, 2011; Грашин, Грашин, 2012). По содержанию белка в молоке преимущество имеют коровы с генотипом СБЫЗ ВВ; у них наиболее высокое соотношение показателей белок/жир. При постановке сычужной пробы первому классу соответствовало молоко коров с генотипами ВВ и АВ (хорошее), а молоко коров с генотипом АА было отнесено ко второму классу (удовлетворительное).
Таблица 6. Технологические свойства молока
_Генотипы по локусу СБЫЗ_
Показатели_АА (n=5)_АВ (n=5)_ВВ (n=5)
Содержание жира, % 3,89 4,01 4,11 Содержание белка, % 3,10 3,22 3,35 Плотность, г/см3 1,029 1,028 1,029 Кислотность, оТ 18 18 18 СОМО, % 8,79 8,56 8,83 Содержание сухого вещества, % 12,51 12,42 12,78 Термостабильность, группа III Сычужная проба, класс II I I Соотношение белок/жир_79_80_82
Продолжительность свёртывания молока от коров с генотипами АВ и АА была больше по сравнению с молоком коров с генотипом СБЫЗ ВВ (22 минут) на 3-9 минут (табл. 7). Плотные однородные сгустки с хорошей упругостью были получены из молока коров с генотипами АВ и ВВ. Содержание жира и влаги в сыре, полученном из молока от коров с генотипом ВВ, было меньше по сравнению с генотипами АА и АВ.
Выход свежего сыра, полученного из молока от коров с генотипом СБЫЗ ВВ, а также сыра после 30-дневной выдержки, был наибольшим. Количество готового сыра после созревания, полученного из молока от коров с генотипом ВВ, было выше по сравнению с генотипом АВ на 5,2% и по сравнению с генотипом АА — на 13,6%.
Более выраженным сырным вкусом и запахом обладает сыр, полученный из молока от коров с генотипом ВВ. Наиболее оптимальной консистенцией и рисунком, присущим для данных видов сыров, также обладает сыр, приготовленный из молока от коров с генотипом ВВ. Тесто сыра отличалось нежностью, пластичностью, слегка упругое, однородное (Грашин, 2011; Грашин, Грашин, 2012).
Таблица 7. Показатели приготовления сыра из молока, полученного от коров с различными генотипами по локусу СБЫЗ
Показатели _Генотипы по локусу каппа-казеина_
АА АВ ВВ
Количество молока, л 20 20 20
Время сычужного свёртывания, мин 31 25 22
Сгусток мягкий на Сгусток плотный, Сгусток очень
ощупь, с единичны- однородный, от- плотный, упру-
Характеристика сгустка ми глазками, отстаёт стает от стенок, гий, хорошо от-
от стенок, слегка сыворотка про- стает от стенок,
мутная сыворотка зрачная сыворотка про-
зрачная
Масса сыра после прессования, кг 2,276 2,415 2,782
Выход сыра после прессования, % 11,38 12,07 13,91
Масса сыра после созревания, кг 2,065 2,230 2,345
Выход сыра после созревания, % 10,32 11,15 11,72
Расход молока при приготовлении кг
сыра, л 9,6 8,9 8,5
Содержание в сыре: жира, % 48,1 47,3 45,4
влаги, % 43,2 42,4 40,8
Полученные данные свидетельствуют о необходимости проведения дальнейшей работы по повышению качества молока и улучшению его технологических свойств с использованием генотипированных быков-производителей, имеющих в своем геноме желательные аллельные варианты В генов каппа-казеина и бета-лактоглобулина. Дальнейшую работу по совершенствованию самарского типа черно-пестрой породы целесообразно проводить в направлении повышения генетического потенциала молочной продуктивности, улучшения белковомолочности, развития внутрипородной структуры и расширения племенной базы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Грашин В.А., Грашин А.А. ДНК-технологии - направление повышения белковомолочности // Молочное и мясное скотоводство. - 2011. - № 3. - С. 18-19.
2. Грашин В.А., Грашин А.А. Технологические свойства молока коров Самарского типа // Сыроделие и маслоделие. - 2012. - № 3. - С. 42-43.
3. Грашин А.А. Влияние генотипов каппа-казеина на хозяйственно-полезные признаки скота Самарского типа черно-пестрой породы: автореф. дисс... к.б.н. - Лесные Поляны, 2011. - 25 с.
4. Грашин В.А., Калашникова Л.А., Грашин А.А. Исследование полиморфизма генов молочных белков у крупного рогатого скота черно-пестрой породы Самарского типа // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2015. - № 4. - С. 18-28.
5. Дунин И.М., Шичкин Г.И., Авдалян Я.В., Калашникова Л.А., Зизюков И.В., Щегольков Н.Ф. Состояние молочного скотоводства и опыт создания Воронежского типа красно-пестрого молочного скота в России. - Лесные Поляны: ВНИИплем, 2010. - 162 с.
6. Дунин И.М., Данкверт А.Г., Кочетков А.А. Перспективы развития молочного скотоводства и конкурентоспособность молочного скота, разводимого в РФ // Молочное и мясное скотоводство. - 2013. -№ 3. - С. 1-5.
7. Дунин И.М., Данкверт А.Г., Ерохин А.С., Калашникова Л.А., Сударев Н.П., Суслина Е.Н., Хататаев С.А., Шаркаев В.И. Ройтер Я.С., Каюмов Ф.Г., Зайцев А.М., Дёмина Т.М., Борадачёв А.В., Рекубрат-ский А.В., Багиров В.А., Столповский Ю.А., Юлдашбаев Ю.А., Лабинов В.В., Амерханов Х.А., Шичкин Г.И., Сафина Г.Ф., Кертиев Р.М., Данкверт С.А., Тюриков В.М. Справочник пород и типов сельскохозяйственных животных разводимых в Российской Федерации. Словарь терминов по разведению, генетике, селекции и биотехнологии размножения сельскохозяйственных животных. Перечень Российских и международных организаций в сфере животноводства. - Лесные Поляны: ВНИИплем. -2013. - С. 551.
8. Калашникова Л.А., Дунин И.М., Глазко В.И. Селекция XXI века: использование ДНК-технологий. -Лесные Поляны: ВНИИплем, 2001. - 34 с.
9. Калашникова Л.А., Хабибрахманова Я.А., Мещеров Ш.Р. Генный полиморфизм молочных пород скота // Съезд генетиков и селекционеров, посвященный 200-летию со дня рождения Ч.Дарвина. - Москва: ВОГИС, 2009. - Часть 1. - С.110.
10. Калашникова Л.А., Павлова И.Ю., Ялуга В.Л., Рухлова Т.А. Полиморфизм гена бета-лактоглобулина и каппа-казеина у быков-производителей холмогорской породы // Мат. конф.: Обеспечение продовольственной безопасности России. Если не мы, то кто? - Курск, 2010. - С. 228-231.
11. Калашникова Л.А., Хабибрахманова Я.А. Геномная оценка крупного рогатого скота. - Лесные Поляны: ВНИИплем, 2013. - 32 с.
12. Калашникова Л.А., Грашин В.А., Грашин А.А. Исследование полиморфизма генов молочных белков у крупного рогатого скота чёрно-пёстрой породы самарского типа. - Проблемы биологии продуктивных животных. - 2015. - № 4. - С. 18-28.
13. Меркурьева Е.К. Генетические основы селекции в скотоводстве. - М: Колос, 1977. - 240 с.
14. Boleckova J., Matejickova J., Stipkova M., Kyselova J., Barton L. The association of five polymorphisms with milk production traits in Czech Fleckvieh cattle // Czech J. Anim. Sci. - 2012. - Vol. 57. - No. 2. - Р. 45-53.
15. Chrenek P., Huba J., Vasicek D., Peskovicova D., Bulla J. The relation between genetic polymorphism markers and milk yield in brown Swiss cattle imported to Slovakia // Asian-Austral. J. Anim. Sci. - 2003. -Vol. 16. - P. 1397-1401.
16. Felenczak A., Gil Z., Adamczyk K., Zapletal P., Frelich J. Polymorphism of milk к-casein with regard to milk yield and reproductive traits of Simmental cows // J. Agrobil. - 2008. - Vol. 25. - No. 2. - Р. 201-207.
17. Lirón J.P., Ripoli M.V., De Luca J.C., Peral-García P., Giovambattista G. Analysis of genetic diversity and population structure in Argentine and Bolivian Creole cattle using five loci related to milk production // Genetics and Molecular Biology. - 2002. - Vol. 25. - No. 4. - P. 413-419.
18. Strzalkowska, N., Krzyzewski J., Zwierzchowski L., Ryniewicz Z. Effects of к-casein and P-lactoglobulin loci polymorphism, cows' age, stage of lactation and somatic cell count on daily milk yield and milk composition in Polish Black-and-White cattle // Anim. Sci. Pap. Rep. - 2002. - Vol. 20. - No. 1. - P. 21-35.
19. Tsiaras A.M., Bargouli G.G., Banos G, Boscos C.M. Effect of kappa - kasein and beta - lactoglobulin loci on milk production traits and reproductive performance of holstein cows // J. Dairy Sci. - Vol. 88. - 2005. -P. 327 - 334.
REFERENCES
1. Boleckova J., Matejickova J., Stipkova M., Kyselova J., Barton L. The association of five polymorphisms with milk production traits in Czech Fleckvieh cattle. Czech J. Anim. Sci. 2012, 57(2): 45-53.
2. Chrenek P., Huba J., Vasicek D., Peskovicova D., Bulla J. The relation between genetic polymorphism markers and milk yield in brown Swiss cattle imported to Slovakia. Asian-Austral. J. Anim. Sci. 2003, 16: 1397-1401.
3. Felenczak A., Gil Z., Adamczyk K., Zapletal P., Frelich J. Polymorphism of milk к-casein with regard to milk yield and reproductive traits of Simmental cows. J. Agrobil. 2008, 25(2): 201-207.
4. Grashin V.A., Grashin A.A. [DNA - technologies for the increase in milk protein content]. Molochnoe I myasnoe skotovodstvo - Dairy and Meat Cattle Breeding. 2011, 3: 18-19.
5. Grashin V.A., Grashin A.A. [Technological properties of milk of cows Samara type of cattle]. Syrodelie i maslodelie - Cheesemaking and butter manufacturing. 2012, 3: 42-43.
6. Grashin A.A. Vliyanie genotipov kappa-kazeina na khozyaistvenno-poleznye priznaki skota Samarskogo tipa cherno-pestroi porody (Influence of genotype of kappa-casein on the economic useful traits of Samara type of Black-and-White cattle). Extended Abstract of Diss. Cand. Sci. Biol., Lesnye Polyany, 2011, 25 p.
7. Grashin V.A., Kalashnikova L.A., Grashin A.A. [Study of gene polymorphism of milk proteins in cattle of Black-and- White breed Samara type]. Problemy biologiiproductivnykh zhivotnykh - Problems of Productive Animal Biology. 2015, 4: 18-28.
8. Dunin I.M., Shichkin G.I., Avdalyan Ya.V., Kalashnikova L.A., Zizyukov I.V., Shchegol'kov N.F. Sostoyanie molochnogo skotovodstva i opyt sozdaniya Voronezhskogo tipa krasno-pestrogo molochnogo skota v Rossii (Condition of dairy cattle and the experience of creating the Voronezh type of red-spotted dairy cattle in Russia). Lesnye Polyany: VNIIplem, 2010, 162 p.
9. Dunin I.M., Dankvert A.G., Kochetkov A.A. Molochnoe I myasnoe skotovodstvo - Dairy and Meat Cattle Breeding. 2013, 3: 1-5.
10. Dunin I.M., Dankvert A.G., Erokhin A.S. et al. Spravochnik porod i tipov sel'skokhozyaistvennykh zhivotnykh razvodimykh v Rossiiskoi Federatsii. Slovar' terminov po razvedeniyu, genetike, selektsii i biotekhnologii razmnozheniyu sel'skokhozyaistvennykh zhivotnykh. Perechen' Rossiiskikh i mezhdunarodnykh organizatsii v sfere zhivotnovodstva. (Reference Book of breeds and types of agricultural animals bred in Russian Federation. Dictionary of terms on breeding, genetics, selection and reproduction biotechnology of agricultural animals. List of Russian and international organizations in the field of animal husbandry). Lesnye Polyany: VNIIplem, 2013. 551 p.
11. Kalashnikova L.A., Dunin I.M., Glazko V.I. Selektsiya XXI veka: ispol 'zovanie DNK-tekhnologii. (Selection of the XXI century: the use of DNA technology). Lesnye Polyany: VNIIplem Publ., 2001, 34 p.
12. Kalashnikova L.A., Habibrakhmanova Ya.A., Meshcherov Sh. R. [Gene polymorphism in dairy breeds of cattle]. In: S''ezd genetikov i selektsionerov, posvyashchennyi 200-letiyu so dnya rozhdeniya Ch. Darvina (Proceedings of the congress of geneticists and breeders devoted to the 200 anniversary since the birth of Ch. Darwin). Moscow: VOGIS Publ., 2009, Part 1, P. 110.
13. Kalashnikova L.A., Pavlova I.Y., Yaluga V.L., Rukhlova T.A. [Polymorphism of the beta-lactoglobulin and kappa-casein genes in bulls of Holmogor breeds]. Proc. conf.: Ensuring Food Security in Russia. If not we, then who? Kursk, 2010, P. 228-231.
14. Kalashnikova L. A., Khabibrakhmanova J. A. Genomnaya otsenka krupnogo rogatogo skota (Genomic evaluation of cattle). Lesnye Polyany: VNIIplem Publ., 2013. 32 p.
15. Kalashnikova L.A., Grashin V.A., Grashin A.A. [The study of gene polymorphism of milk proteins in cattle of Black-and-White breed Samara type]. Problemy biologiiproductivnykh zhivotnykh - Problems of Productive Animal Biology. 2015, 4: 18-28
16. Lirón J.P., Ripoli M.V., De Luca J.C., Peral-García P., Giovambattista G. Analysis of genetic diversity and population structure in Argentine and Bolivian Creole cattle using five loci related to milk production. Genetics and Molecular Biology. 2002, 25(4): 413-419.
17. Merkur'eva E.K. Geneticheskie osnovy selektsii v skotovodstve (Genetic bases of cattle breeding). Moscow: Kolos Publ., 1977, 240 p.
18. Strzalkowska, N., Krzyzewski J., Zwierzchowski L., Ryniewicz Z. Effects of K-casein and P-lactoglobulin loci polymorphism, cows' age, stage of lactation and somatic cell count on daily milk yield and milk composition in Polish Black-and-White cattle. Anim. Sci. Pap. Rep. 2002, 20(1): 21-35.
19. Tsiaras A.M., Bargouli G.G., Banos G, Boscos C.M. Effect of kappa- kasein and beta-lactoglobulin loci on milk production traits and reproductive performance of Holstein cows. J. Dairy Sci. 2005, 88: 327-334.
Dairy efficiency and technological properties of milk in cows with different genotypes at loci of kappa casein and beta-lactoglobulin
Grashin V.A., Grashin A.A.
Institute of Breeding Affair, Lesnye Polyany, Moscow oblast., Russian Federation
ABSTRACT. The aim was to study milk performance and technological properties of milk depending on the occurrence frequencies of alleles and genotypes at loci of kappa-casein gene (CSN), beta-lactoglobulin (LGB), and complex genotypes in Holsteineised Black-and-White cows, Samara type in four farms of Samara oblast. In general, the cows with genotype CSN AA had the advantage in two farms and with genotype AB and BB in one farm. On locus LGB, the advantage on 305-d milk yield had cows with genotype AA in one farm, and with genotype AB in three farms. On the content of milk protein, the advantage had cows with CSN BB genotype in two farms (3.06 and 3.15%), with genotype CSN AB - in two farms (3.07 and 3.17%), and cows with LGB BB genotype had the advantage in all four farms (3.06, 3.05, 3.16 and 3.17%). The optimal combination of taste and consistency has a cheese made from milk from cows with genotype BB CSN3. The output of the finished cheese after ripening produced from milk of cows with the BB genotype was higher as compared with the genotype AB by 5.2% and in comparison with the AA genotype by 13.6%. The data obtained will be used in efforts to improve the quality of milk and emeliorate its technological properties using gen-otyped sires, having in its genome the desired allelic variants in genes of the kappa-casein and beta-lactoglobulin.
Keywords: cattle, genotypes, gene polymorphism, kappa-casein, beta-lactoglobulin, milk production Problemy biologii productivnykh zhivotnykh - Problems of Productive Animal Biology, 2016, 2: 20-31
Поступило в редакцию: 28.03.2016 Получено после доработки: 12.04.2016
Грашин Валерий Александрович, к.с.-х.н., ст.н.с., т./факс (495)515-95-57, 515-95-44, моб. 8(927)014-79-65, [email protected]
Грашин Алексей Александрович, к.б.н., ст.н.с., т./факс (495)515-95-57, 515-95-44, моб. 8(937)654-32-26; [email protected]
