Определение взаимосвязи генотипов SNP с содержанием жирных кислот различной пространственной конфигурации в молоке коров

Алексей Владимирович Степанов; Ольга Александровна Быкова; Ольга Васильевна Костюнина

s s

и

о R О

к

и

<u н о s

VO

s «

s

и о R о s m

УДК 637.072 Код ВАК 4.2.4

DOI: 10.32417/1997-4868-2024-24-01-108-118

Определение взаимосвязи генотипов SNP с содержанием жирных кислот различной пространственной конфигурации в молоке коров

А. В. Степанов^, О. А. Быкова, О. В. Костюнина, С. Д. Пильникова Уральский государственный аграрный университет, Екатеринбург, Россия

нE-mail: alexeystepanow@mail.ru

Аннотация. Жирные кислоты в молочном жире имеют различные пространственные конфигурации. Длительное употребление транс-изомеров жирных кислот вызывает различные заболевания организма человека. Информация об уровне содержания ненасыщенных жирных кислот в трансконфигурации в составе молочного жира дает возможность использования этого признака в селекционной работе. Научная новизна заключается в изучении молекулярно-генетических механизмов регулирования количественного содержания жирных кислот и их транс-изомеров в жировой фракции молока коров. Цель работы - выявление аллельных вариантов SNP, ассоциированных с жирнокислотным составом молока коров и содержанием в нем транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот. Методы исследований. Исследования проведены на коровах голштинизированной черно-пестрой породы. Изучен генетический профиль животных голштини-зированной черно-пестрой породы, идентифицированы SNP, значимо ассоциированные с количественным и качественным содержанием жирных кислот и их транс-изомеров в жировой фракции молока коров. Жир-нокислотный состав молока коров определяли с помощью мультипараметрического автоматического анализатора MilkoScan 7/Fossomatic 7 FT+ / DC. Результаты. Проведено полногеномное генотипирование. Достоверная разница между количеством жирных кислот и генотипами установлена только по 5 SNP. Уста-^ новлено, что по четырем SNP наибольшие значения содержания жирных кислот и транс-изомеров были у ^ гомозиготных генотипов ARS-BFGL-NGS-41348GG; BTA-115852-no-rsAA; BTB-00771463GG; Hapmap46159-^ BTA-70956TT. Достоверная разница по содержанию в молоке транс-изомеров жирных кислот между ге-jj нотипами обнаружена только по SNP ARS-BFGL-NGS-5502. Наибольшая массовая доля транс-изомеров d ненасыщенных жирных кислот установлена в молочном жире коров с гетерозиготным генотипом AG, что g составило 0,076 г / 100 г и было на 0,011 г / 100 г и 0,032 г / 100 г (Р < 0,01) больше по сравнению с гетеро-g зиготными генотипами GG и AA соответственно.

¡5 Ключевые слова: крупный рогатый скот, полногеномное генотипирование, жирные кислоты, транс-

изомеры жирных кислот, ДНК-маркеры.

® Для цитирования: Степанов А. В., Быкова О. А., Костюнина О. В., Пильникова С. Д. Определение вза-® имосвязи генотипов SNP с содержанием жирных кислот различной пространственной конфигурации в | молоке коров // Аграрный вестник Урала. 2024. Т. 24, № 01. С. 108-118. DOI: 10.32417/1997-4868-2024-24« 01-108-118.

2 о

^ Дата поступления статьи: 13.10.2023, дата рецензирования: 10.11.2023, дата принятия: 20.11.2023.

й и о и 3 W

м

и о я й

С

<ц

ь U

Determination of the relationship between SNP genotypes and the content of fatty acids of various spatial configurations in cow milk

A. V. Stepanov^, O. A. Bykova, O. V. Kostyunina, S. D. Pilnikova Ural State Agrarian University, Ekaterinburg, Russia

M E-mail: alexeystepanow@mail.ru

i hl

CTQ a

b

h-i«

О

Г+

n>

0 b ¡3

1

CTQ h-

П)

СЛ

Abstract. Milk fat is the third main source of lipids for human nutrition. Fatty acids in milk fat have a heterogeneous composition due to differences in chain length, degree of saturation, etc. It has been scientifically proven that long-term consumption of trans-fatty acids causes various diseases of the human body; according to WHO recommendations, their maximum consumption should not exceed 1 % of total energy. A comprehensive study of the composition of fatty acids in cattle milk gives scientists the opportunity to use this trait in breeding work by selecting genotypes with a low content of trans-isomers and saturated fatty acids harmful to human health. The scientific novelty lies in the study of molecular genetic mechanisms for regulating the quantitative content of fatty acids and their trans-isomers in the fat fraction of cow's milk. The purpose of the work is to identify allelic variants of SNPs associated with the fatty acid composition of cow's milk and the content of trans isomers of unsaturated fatty acids in it. Research methods. The studies were carried out on cows of the Holstein black-and-white breed. The genetic profile of animals of the Holstein black-and-white breed was studied, SNPs significantly associated with the quantitative and qualitative content of fatty acids and their trans-isomers in the fat fraction of cow's milk were identified. The fatty acid composition of cows' milk was determined using a multiparameter automatic analyzer MilkoScan 7/Fossomatic 7 FT+ / DC (FOSS, Denmark). Results. Whole-genome genotyping was performed. Analyzing the content of fatty acids with different saturation of hydrogen bonds, a significant difference between the amount of fatty acids and genotypes, reliable values were established only for 5 SNPs. It was found that for four SNPs, the highest values of the content of fatty acids and trans-isomers were in homozygous genotypes ARS-BFGL-NGS-41348GG; BTA-115852-no-rsAA; BTB-00771463GG; Hapmap46159-BTA-70956TT. A significant difference in the content of trans-fatty acid isomers in milk between genotypes was found only for SNP ARS-BFGL-NGS-5502. The largest mass fraction of trans-isomers of unsaturated fatty acids was found in the milk fat of cows with the heterozygous genotype AG, which amounted to 0.076 g / 100 g and was 0.011 g / 100 g and 0.032 g / 100 g (P < 0.01) more compared to heterozygous genotypes GG and AA, respectively. t

ft

Keywords: cattle, genome-wide genotyping, fatty acids, trans isomers of fatty acids, DNA markers. a

n o

For citation: Stepanov A. V, Bykova O. A., Kostyunina O. V, Pilnikova S. D. Opredelenie vzaimosvyazi genotipov ^

>

SNP s soderzhaniem zhirnykh kislot razlichnoy prostranstvennoy konfiguratsii v moloke korov [Determination of the relationship between SNP genotypes and the content of fatty acids of various spatial configurations in cow

milk] // Agrarian Bulletin of the Urals. 2024. Vol. 24, No. 01. Pp. 108-118. DOI: 10.32417/1997-4868-2024-24- »

01-108-118 (In Russian.) o

v p

Date ofpaper submission: 13.10.2023, date of review: 10.11.2023, date of acceptance: 20.11.2023. О

Постановка проблемы (Introduction) связывания на глицериновом остове, что оказывает ^

На долю жировой фазы в молоке крупного ро- значительное влияние на консистенцию молочного t

гатого скота приходится от 3 до 5 %. Липиды мо- жира и температуру его плавления. Различия в тем- ^

лочного жира, как и растительного, с точки зрения пературах плавления среди молочных продуктов, В-

химического строения представлены по большей которые находятся в диапазоне от -40 до 40° C [2; р

части трехзамещенными сложными эфирами гли- 3], являются типичным результатом неоднородно- Р

церина, предельных и непредельных жирных кис- сти состава молочного жира. Разнообразие жирных ,

лот. В составе молочного жира присутствуют не- кислот также позволило модифицировать функци- в

большие количества свободных жирных кислот, ональные свойства молока и молочных продуктов, В.

фосфолипидов, гликолипидов, стеринов, каротина что привело к появлению на рынке разнообразных o

и витаминов [1]. продуктов. р

Жирнокислотный состав жировой фазы молока Молочный жир содержит в своем составе боль- Р

имеет неоднородное строение в связи с различным шое количество различных жирных кислот. Однако Р

количеством атомов в углеродной цепи кислоты, в наиболее значимых количествах присутствуют 0

степени их насыщения водородом и положения только 16 жирных кислот, и они определяют физи- 4

109

s

S

о R О

к

и

<и н о S ю

S «

S

о

о S

т

ческие свойства молочного жира, включая температуру его плавления и затвердевания, содержание твердой фазы, а также твердость и растекаемость получаемого сливочного масла.

Молочный жир богат высшими насыщенными жирными кислотами (SFAS), на долю которых приходится 50-60 % от общего количества FAS. Соотношение короткоцепочечных (С4-С10) и средне-цепочечных (С12-С14) FAS также относительно высоки в MF. Содержание мононенасыщенных и полиненасыщенных ЖК в МЖ колеблется от 26 до 36 % и от 2 до 4 % соответственно [4].

Качественный и количественный состав молочного жира крупного рогатого скота находится в прямой зависимости от факторов как генетических, так и фенотипических, в том числе обусловлен породой животных, стадией лактации, физиологическим состоянием, интенсивностью рубцового пищеварения, составом и сбалансированностью рациона, количеством в нем клетчатки и энергии, диетических жиров, а также сезонными и региональными эффектами. В среднем жировая фаза молока содержит около семидесяти процентов предельных и тридцати процентов непредельных жирных кислот.

В настоящее время одной из актуальнейших задач молочного скотоводства является увеличение удоя при сохранении высоких качественных показателей молока, характеризующих питательную ценность и технологическую пригодность к переработке, а также массовые доли жира и белка. В связи с этим наряду с традиционным отбором животных по удою, содержанию жира и белка особый интерес представляет определение ДНК-маркеров, ассоциированных с концентрацией в молоке жирных кислот различной конфигурации. Полученные данные позволяют вести селекцию животных по жирнокис-лотному составу молока, в частности, содержанию в молоке полиненасыщенных жирных кислот и их транс-изомеров, которые могут оказаться причиной многих тяжелых заболеваний человека [5].

Изучение влияния различных генов на содержание жирных кислот и синтез триглицеридов в молоке млекопитающих в последнее время вызывает интерес как российских, так и иностранных исследователей. Так, Fangting Zhou с соавторами (2023) получены данные, что ген AGPAT6 играет решающую роль в пути синтеза триглицеридов (ТГ) у млекопитающих. Он участвует в синтезе ТГ у крупного рогатого скота и влияет на экспрессию основных генов, связанных с транспортом и активацией жирных кислот (ЖК), синтезом ТГ и регуляцией транскрипции, окислением ЖК и деградацией ТГ в процессе липогенеза молока [6].

Китайскими учеными установлено влияние гена ARID1A на синтез молочного жира в эпителиальных клетках молочной железы крупного рогатого скота. Кроме того, в ходе проведения исследований

было выявлено стимулирующее действие на ген ARГО1A метионина [7].

Потенциал последних разработок в области биологического вмешательства посредством диетических манипуляций с профилями жирных кислот молока у крупного рогатого скота также является многообещающим [8].

Идентификация генов и полиморфизмов, лежащих в основе количественных признаков, и понимание того, что эти гены и полиморфизмы влияют на показатели экономического роста, важны для успешного отбора с помощью маркеров и более эффективных стратегий управления товарной популяцией крупного рогатого скота [9].

В течение последних лет во всем мире остается актуальной проблема нормирования в продуктах, в том числе животного происхождения, содержания ненасыщенных жирных кислот в трансконфигурации. В нашей стране нет нормативных документов, четко регламентирующих допустимый уровень этих соединений в сыром молоке коров [10].

Транс-изомеры ненасыщенных жирных кислот поступают в молоко коров при его синтезе в молочной железе, при переработке молока переходят в неизменном виде в молочные продукты, которые становятся одним из источников поступления в организм человека ненасыщенных жирных кислот в трансконфигурациях [11].

Воздействие ТЖК на здоровье человека, как правило, варьируется в зависимости от их типа, структуры, состава и происхождения. Несмотря на широкое обсуждение неблагоприятного воздействия промышленных ТЖК на здоровье, воздействие природных ТЖК на здоровье все еще остается мало доказанным и требует глубокого изучения [12].

Безусловно, жирные кислоты молочного жира считаются важными пищевыми компонентами рациона значительной части населения земли и существенно влияют на здоровье человека. Что касается молочного производства, то изомеры жирных кислот также рассматриваются как важный фактор технологического качества сырого молока. В этом смысле целенаправленное регулирование соотношения изомеров жирных кислот потенциально может внести значительный вклад в производство молочных продуктов с более высокой добавленной стоимостью [13; 14].

Несомненно, актуальным является исследование состава молочного жира с целью выявления генетических механизмов, участвующих в процессе образования транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот и установления его технологической пригодности при переработке [15-21].

И. А. Лашнева с соавторами (2019) установили влияние уровня содержания транс-изомеров жирных кислот в молоке коров на их продуктивные показатели и пришли к выводу, что использование

транс-изомеров как потенциальных биомаркеров состава молока позволит принимать более точные решения по оценке влияния паратипических факторов и менеджмента в стаде для реализации генетического потенциала животных [22].

В связи с выше изложенным возникает необходимость изучения генетического профиля крупного рогатого скота и идентификации SNP, значимо ассоциированных с жирнокислотным составом молока коров и количественным содержанием в нем отдельных ненасыщенных жирных кислот в трансконфигурации.

Методология и методы исследования (Methods)

Исследования проведены в АО «Каменское» на коровах голштинизированной черно-пестрой породы. От животных опытной группы осуществляли отбор крови в вакуумные пробирки, содержащие консервант КЗ ЭДТА. Выделение ДНК и последующее генотипирование выполняли в центре геномной селекции компании ООО «Мираторг-Генети-ка».

Полногеномное генотипирование проводили с использованием чипов GGP Bovine 50K. Для проведения GWAS-исследований использовали пакет Gapit v.3. Проводили анализ качественного и

Рис. 1. Частота встречаемости генотипов

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

ARS-BFGL-NGS-41348 Fig. 1. Frequency of occurrence of SNP genotypes ARS-BFGL-NGS-41348

AA 92 %

Рис. 3. Частота встречаемости генотипов

BTA-115852-no-rs Fig. 3. Frequency of occurrence of SNP genotypes BTA-115852-no-rs

количественного содержания в жировой фракции молока коров летучих жирных кислот, доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот с различными аллельными вариантами полиморфизмов, показавших наибольшую значимость при GWAS-исследовании. Использовали названия SNP, указанные в файле manifest для чипа, с помощью которого проводили исследования.

Частоту встречаемости генотипов анализируемых генов рассчитывали путем отношения количества коров из числа носителей генотипа к общему числу животных в исследуемой группе.

Обработку полученных в эксперименте данных проводили в программах Microsoft Excel, Biostatistics при расчете основных статистических и биометрических показателей.

Результаты (Results)

На современном этапе селекционно-племенной работы с крупным рогатым скотом все большее значение придается оценке взаимосвязи хозяйственно полезных признаков с частотой проявления в конкретной популяции генотипов ассоциированных с этими признаками генов. При этом передача генов потомству зависит от гетерозиготности или гомози-готности генотипа родителей (рис. 1-5)

Рис. 2. Частота встречаемости генотипов

ARS-BFGL-NGS-5502 Fig. 2. Frequency of occurrence of SNP genotypes ARS-BFGL-NGS-5502

AG 46 %

Рис. 4. Частота встречаемости генотипов

BTB-00771463 Fig. 4. Frequency of occurrence of SNP genotypes BTB-00771463

i h-i«

l

CTQ

a

b

h-i«

О

Г+

n>

0 b

1

CTQ h-

п>

сл

s

S

(-4

о к о к

и

<и н о S

VO

S «

S

(-4

о R О S

т

92 %

Рис. 5. Частота встречаемости генотипов

Hapmap46159-BTA-70956 Fig. 5. Frequency of occurrence of SNP genotypes Hapmap46159-BTA-70956

Согласно распределению генотипов, имеющих достоверные показатели разницы с содержанием жирных кислот и транс-изомеров по двум SNP: BTA-115852-no-rs и Hapmap46159-BTA-70956, установлено наличие только двух генотипов - гетерозиготного и одного гомозиготного. При этом наибольшую долю в обоих случаях составлял гомозиготный генотип - 92 %.

По трем SNP обнаружены 3 генотипа. По SNP ARS-BFGL-NGS-5502 и BTB-00771463 преобладали гетерозиготные генотипы (AG) с долями 52 и 46 % соответственно. По SNP ARS-BFGL-NGS-41348 также обнаружено 3 генотипа, однако количество животных с гомозиготным генотипом АА было незначительным, что не позволило провести статистическую обработку, при этом наибольшая доля гомозиготного генотипа GG отмечена у 65 % животных.

Уровень содержания жирных кислот в молоке коров в зависимости от насыщенности углеродных связей водородом представлен на рис. 6.

Содержание насыщенных жирных кислот в составе жировой фракции молока (рис. 6) было максимальным и составило 1,912 г / 100 г. Концентрация мононенасыщенных жирных кислот была в 2,6 раза меньше этого значения (0,722 г / 100 г). Массовые доли полиненасыщенных жирных кислот и трансизомеров непредельных жирных кислот имели незначительные величины (0,093 и 0,067 г / 100 г).

Анализ содержания жирных кислот с различной насыщенностью водородных связей, трансизомеров ненасыщенных жирных кислот и их связи с генотипами рассматриваемых SNP демонстрирует определенную разницу, в некоторых случаях имеющую достоверное значение (таблица 1).

При рассмотрении динамики изменения содержания жирных кислот и их транс-изомеров по исследуемым SNP наибольшие значения по всем исследуемым показателям отмечены у животных с генотипами ARS-BFGL-NGS-41348GG, BTA-

115852-по-г5аа, ВТВ-0077146300, Нартар46159-ВТА-709561'1. АК8-ВРСЬ-ЫС8-5502 '\

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что наибольшую долю в жирно-кислотном составе молока коров занимают насыщенные жирные кислоты. Уровни их содержания в молочном жире исследуемого поголовья крупного рогатого скота с различными генотипами отличаются, а значения концентраций находятся в диапазоне от 2,658 до 1,256 г / 100 г. Практически по всем установлена достоверная разница между максимальным и минимальным значениями данного показателя. Так, уровень содержания насыщенных жирных кислот в молоке коров с гомозиготным генотипом GG по SNP ARS-BFGL-NGS-41348 составил 2,171 г / 100 г, что было в 1,49 раза выше прир < 0,01 по сравнению с молоком коров, обладающих гетерозиготным генотипом AG. Животные с гомозиготным генотипом АА по SNP ВТА-115852-по-ге превосходили по количеству насыщенных жирных кислот в составе молочного жира животных с гетерозиготным генотипом AG при р < 0,05 на 26 %. Величина данного показателя у животных с гомозиготным генотипом ТТ по SNP Нартар46159-BTA-70956 была выше по сравнению с животными носителями генотипа Hapmap46159-BTA-70956АТ в 1,57 раза при р < 0,001.

Концентрация насыщенных жирных кислот в жировой фракции молока коров с гомозиготным генотипом GG по SNP ВТВ-00771463 превышала при р < 0,05 их уровень в молоке коров с генотипами ВТВ-00771463МЗ и ВТВ-00771463АА в 1,59 и 1,94 раза соответственно. По SNP ARS-BFGL-NGS-5502 максимальное содержание насыщенных жирных кислот установлено в молочном жире у коров с гетерозиготным генотипом AG, что составило 2,032 г / 100 г и превосходило значение данного показателя у животных с генотипом GG на 4,4 %, с генотипом АА - в 1,38 раза.

Согласно полученным данным, количество мононенасыщенных жирных кислот в молоке коров с различными генотипами по исследуемым SNP изменялось в диапазоне от 0,515 до 0,959 г / 100 г, при этом наименьшее значение отмечено по SNP Hapmap46159-BTA-70956, наибольшее - по SNP ВТВ-00771463.

Количество мононенасыщенных жирных кислот в молоке коров исследуемого поголовья характеризуется средним значением по сравнению с насыщенными и полиненасыщенными кислотами. Максимальная концентрация мононенасыщенных жирных кислот в составе жировой фракции молока установлена у животных носителей гомозиготного генотипа SNP ВТВ-0077146300 - 0,959 г / 100 г, что в 1,5 раза превышает содержание их в молоке коров с гетерозиготным генотипом BTB-00771463AG и в 1,71 раза - с гомозиготным генотипом BTB-00771463АА.

1.912

2.000 1.S00 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000

0.722

Мононенасыщенные Полнненасыщенные Насыщенные Транс-изомеры

жнрныс кислоты жирные кислоты жирные кислоты жирных кислот

Рис. 6. Среднее количество жирных кислот в молоке коров, г /100 г

1.912

2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000

0.722

Man oimsaturated fatty acids

0.067

Polyunsaturated Saturated fatty acids Trans fatty acid fatty acids isomers

Fig. 6. Average amount of fatty acids in cow's milk, g/ 100 g

По данному признаку установлено превосходство животных с гомозиготными генотипами по SNP ARS-BFGL-NGS-4Ш8, ВТВ-00771463 и Нартар46159-ВТА-70956, с гетерозиготным генотипом по SNP ARS-BFGL-NGS-5502. Разница в 31,9 % была достоверна при р < 0,05 для животных с генотипом ARS-BFGL-NGS-41348GG с коровами носителями ARS-BFGL-NGS-41348АG. Уровень содержания мононенасыщенных жирных кислот в молоке коров с генотипом ARS-BFGL-NGS-5502AG был выше, чем у аналогов с генотипами GG и АА прир < 0,05 на 6,8 и 39 % соответственно. В молоке коров с генотипом ВТВ-00771463СЮ концентрация летучих жирных кислот с одной двойной связью была выше относительно животных с генотипами АА и АG при р < 0,05 в 1,71 и 1,50 раза. По SNP Hapmap46159-BTA-70956 животные с генотипом ТТ по величине данного показателя превосходили коров с генотипом АТ на 43,7 % при р < 0,001.

Содержание полиненасыщенных жирных кислот в молоке коров рассматриваемого поголовья было закономерно ниже уровня насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот и находилось в диапазоне от 0,074 до 0,116 г / 100 г. При этом прослеживалась такая же закономерность их рас-

пределения по генотипам SNP, как и при анализе SNP, ассоциированных с содержанием в молоке насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот. Так, по SNP ARS-BFGL-NGS-41348, BTA-115852-по-ге, ВТВ-00771463 и Hapmap46159-BTA-70956 наибольшее количество коров имело гомозиготные генотипы, и только по SNP ARS-BFGL-NGS-5502 основная масса животных представлена носителями гетерозиготного генотипа AG.

Самая высокая концентрация полиненасыщенных жирных кислот в молочном жире установлена по SNP ВТВ-00771463 у коров с генотипом GG, что было на 43,2 и 38,1 % выше относительно генотипов АА и АG. Наиболее низкий уровень содержания этих составляющих жировой фазы молока отмечен по SNP ARS-BFGL-NGS-5502 у животных с генотипом АА. Достоверная разница по величине данного показателя была выявлена по SNP Нартар46159-BTA-70956 между генотипами животных ТТ и АТ. У коров - носителей генотипа Hapmap46159-BTA-70956ТТ массовая доля полиненасыщенных жирных кислот в молоке была выше на 25 % по сравнению с животными - носителями генотипа Нартар46159-BTA-70956АТ.

Биология и биотехнологии

Таблица 1

Связь генотипов БОТ с содержанием жирных кислот в зависимости от насыщенности водородных связей

Генотип n Мононенасыщенные жирные кислоты Полиненасыщенные жирные кислоты Насыщенные жирные кислоты Транс-изомеры жирных кислот

X±Sx Cv X ± Sx Cv X ± Sx Cv X ± Sx Cv

ARS-BFGL-NGS-41348 AA 2 - - - -

AG 33 0,601 ±0,031 20,63 0,083 ± 0,003 14,80 1,460 ± 0,088 24,02 0,059 ± 0,005 35,20

GG 65 0,793 ± 0,076* 53,51 0,099 ± 0,007 42,01 2,171 ±0,226** 57,97 0,073 ± 0,008 62,97

ARS-BFGL-NGS-5502 AA 17 0,556 ±0,039 20,09 0,074 ± 0,006 23,82 1,468 ±0,156 30,08 0,044 ± 0,007 45,73

AG 52 0,773 ± 0,085* 55,21 0,098 ± 0,008* 41,96 2,032 ± 0,246 60,44 0,076 ± 0,009** 57,96

GG 31 0,724 ±0,081 43,14 0,095 ± 0,007* 29,03 1,949 ± 0,275 54,56 0,065 ± 0,009 53,82

BTA-115852-no-rs AA 92 0,733 ±0,056 51,02 0,094 ± 0,005 38,35 1,946 ±0,170* 57,93 0,068 ± 0,006 59,74

AG 8 0,593 ± 0,043 14,36 0,081 ±0,005 13,53 1,539 ±0,093 12,18 0,057 ±0,011 37,76

ВТВ-00771463 AA 23 0,560 ± 0,043 25,62 0,081 ±0,003 12,07 1,37 ±0,119 28,84 0,061 ± 0,008 44,49

AG 46 0,640 ±0,031 22,66 0,084 ± 0,003 19,23 1,674 ±0,102 28,49 0,057 ± 0,005 38,79

GG 31 0,959 ±0,141* 57,05 0,116 ±0,014* 46,05 2,658 ±0,415** 60,50 0,088 ±0,015 65,69

Нартар46159-ВТА-70956 AT 8 0,515 ±0,024 9,53 0,076 ± 0,004 10,89 1,256 ± 0,077 12,33 0,062 ±0,015 49,48

TT 92 0,740 ±0,056*** 50,11 0,095 ± 0,005** 38,00 1,972 ±0,168*** 56,52 0,068 ± 0,006 59,66

Relationship between SNP genotypes andfatty acid content depending on the saturation of hydrogen bonds

SNP Genotype n Monounsaturatedfatty acids Polyunsaturatedfatty acids Saturatedfatty acids Trans fatty acid isomers

X±Sx Cv X±Sx Cv X±Sx Cv X±Sx Cv

ARS-BFGL-NGS-41348 AA 2 - - - -

AG 33 0.601 ±0.031 20.63 0.083 ±0.003 14.80 1.460 ±0.088 24.02 0.059 ±0.005 35.20

GG 65 0.793 ± 0.076* 53.51 0.099 ±0.007 42.01 2.171 ± 0.226** 57.97 0.073 ±0.008 62.97

ARS-BFGL-NGS-5502 AA 17 0.556 ± 0.039 20.09 0.074 ±0.006 23.82 1.468 ±0.156 30.08 0.044 ±0.007 45.73

AG 52 0.773 ± 0.085* 55.21 0.098 ± 0.008* 41.96 2.032 ±0.246 60.44 0.076± 0.009** 57.96

GG 31 0.724 ±0.081 43.14 0.095 ± 0.007* 29.03 1.949 ±0.275 54.56 0.065 ±0.009 53.82

BTA-115852-no-rs AA 92 0.733 ±0.056 51.02 0.094 ±0.005 38.35 1.946 ± 0.170* 57.93 0.068 ±0.006 59.74

AG 8 0.593 ±0.043 14.36 0.081 ±0.005 13.53 1.539 ±0.093 12.18 0.057 ± 0.011 37.76

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

BTB-00771463 AA 23 0.560 ±0.043 25.62 0.081 ± 0.003 12.07 1.370 ± 0.119 28.84 0.061 ±0.008 44.49

AG 46 0.640 ±0.031 22.66 0.084 ±0.003 19.23 1.674 ±0.102 28.49 0.057 ± 0.005 38.79

GG 31 0.959 ±0.141* 57.05 0.116 ±0.014* 46.05 2.658 ±0.415** 60.50 0.088 ± 0.015 65.69

Hapmap46159-BTA - 70956 AT 8 0.515 ±0.024 9.53 0.076 ±0.004 10.89 1.256 ±0.077 12.33 0.062 ±0.015 49.48

TT 92 0.740 ± 0.056*** 50.11 0.095 ± 0.005** 38.00 1.972 ±0.168*** 56.52 0.068 ±0.006 59.66

В целом по изучаемому поголовью величина значения коэффициента вариации по содержанию транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот в составе молочного жира коров имела более высокие значения, чем по другим показателям, но при этом диапазон колебаний был более узким - от 35,20 до 65,69 г / 100 г. Доля транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот составила 72,2 % от общего содержания ненасыщенных жирных кислот в молоке коров исследуемого поголовья. Наиболее высокий уровень содержания транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот установлен в молоке коров с гомозиготным генотипом SNP BTB-00771463GG, что составило 0,088 г / 100 г и было выше этого значения по сравнению с животными носителями генотипов SNP BTB-00771463AA и SNP BTB-00771463AG в 1,44 и 1,54 раза. В жировой фракции молока этих коров доля транс-изомеров составила 75,8 % от общего содержания ненасыщенных жирных кислот, также было наиболее высокое содержание полиненасыщенных, мононенасыщенных и насыщенных жирных кислот. Достоверные различия по содержанию в молоке коров транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот выявлены только по SNP ARS-BFGL-NGS-5502. Так, наибольшее значение уровня транс-изомеров по данному SNP установлено в молоке коров с гетерозиготным генотипом AG и составило 0,076 г / 100 г, что на 0,011 и 0,032 г / 100 г (р < 0,01) больше по сравнению молоком животных носителей генотипов GG и AA соответственно. Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion) С целью определения взаимосвязи генотипов SNP с содержанием жирных кислот и трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в молоке коров были исследованы генотипы 55 SNP, при этом достоверные значения разницы продуктивных показателей между генотипами установлены толь-

ко по пяти: ARS-BFGL-NGS-41348; ARS-BFGL-NGS-5502; BTA-115852-no-rs; BTB-00771463; Hapmap46159-BTA-70956. Анализ распределения генотипов показал, что из пяти SNP только у трех SNP выявлены три генотипа, у двух SNP по отобранному поголовью установлены только два гетерозиготных генотипа и один гомозиготный.

При анализе полученных данных установлена определенная взаимосвязь: так, по всем исследуемым SNP максимальные и минимальные значения моно-, полиненасыщенных и насыщенных жирных кислот определены в одних и тех же генотипах. Наибольшее значение как содержания жирных кислот, так и транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот выявлено по SNP BTB-00771463.

Высокодостоверные показатели разницы содержания всех групп жирных кислот в молоке исследуемого поголовья получены по SNP Hapmap46159-BTA-70956. Так, количество моно-, полиненасыщенных и насыщенных жирных кислот в молоке коров с гомозиготным генотипом Hapmap46159-BTA-70956TT превосходило уровень гетерозиготного генотипа Hapmap46159-BTA-70956AT на 0,225 г / 100 г (р < 0,001), 0,019 г / 100 г (р < 0,01) и 0,716 г / 100 г (р < 0,001) соответственно.

По гену ARS-BFGL-NGS-5502 установлена статистически значимая разница по уровню содержания в молоке транс-изомеров жирных кислот. Коровы с генотипом ARS-BFGL-NGS-5502AG достоверно превосходили животных с генотипами ARS-BFGL-NGS-5502AA и ARS-BFGL-NGS-5502GG по содержанию транс-изомеров в 1,7 (р < 0,01) и 1,2 раза соответственно.

Благодарности (Acknowledgements)

Исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда, проект № 22-26-00196.

i h-i«

l

OQ

a

b

h-i«

О

Г+

n>

0 b

1

CTQ h-

n>

СЛ

Библиографический список

1. Khalikova M. Consumer preferences for dairy fat-based products // Актуальные научные исследования в современном мире. 2021. № 12-8 (80). Pp. 42-46.

2. Badu M., Awudza A. J. Determination of the triacylglycerol content for the identification and assessment of purity of shea butter fat, peanut oil, and palm kernel oil using maldi-tof/tof mass spectroscopic technique // International Journal of Food Properties. 2017. No. 20 (2). Pp. 271-280.

3. Queiros M. S., Grimaldi R., Gigante M. L. Addition of Olein from Milk Fat Positively Affects the Firmness of Butter // Food Research International. 2016. No. 84. Pp. 69-75.

4. Malkowska М., Staniewski B., Ziajka J. Analyses of milk fat crystallization and milk fat fractions // International Journal of Food Properties. 2021. Vol. 24. No. 1. Pp. 325-336, DOI: 10.1080/10942912.2021.1878217.

5. Лашнева И. А., Сермягин А. А. Влияние наличия транс-изомеров жирных кислот в молоке на его состав и продуктивность коров // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 3. С. 46-50. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10309.

6. Fangting Zhou, Jie Xue. Xi Shan. Lihua Qiu, Yongwang Miao Functional roles for AGPAT6 in milk fat synthesis of buffalo mammary epithelial cells // Animal Biotechnology. 2023. Vol. 34. No. 7. Pp. 2120-2131. DOI: 10.1080/10495398.2022.2077738.

7. Hao Qi, Gang Lin, Siqi Guo, Xudong Guo, Congying Yu, Minghui Zhang & Xuejun Gao. Met stimulates ARID1A degradation and activation of the PI3K-SREBP1 signaling to promote milk fat synthesis in bovine mammary epithelial cells // Animal Biotechnology. 2023. DOI: 10.1080/10495398.2023.2265167.

s s

и

о R О

к

и

<u н о s

VO

s «

s

и

о R о s

IQ

8. Mohan M. S., O'Callaghan T. F., Kelly P., Hogan S. A. Milk fat: opportunities, challenges and innovation // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2021. Vol. 61. No. 14. Pp. 2411-2443. DOI: 10.1080/10408398.2020.1778631.

9. Yong-Zhen Huang, Qin Wang; Chun-Lei Zhang, Xing-Tang Fang, En-Liang Song & Hong Chen Genetic Variants in SDC3 Gene are Significantly Associated with Growth Traits in Two Chinese Beef Cattle Breeds // Animal Biotechnology. 2016. Vol. 27. No. 3. Pp. 190-198, DOI: 10.1080/10495398.2016.1164178.

10. Mozaffarian D., Aro A., Willet W.C. Health effects of trans-fatty acids: Experimental and observational evidence // European journal of clinical nutrition. 2019. Vol. 63. Pp. S5-S21.

11. Qin Guo, Tian Li, Yang Qu, Manzhu Liang, Yiming Ha, Yu Zhang, Qiang Wang. New research development on trans fatty acids in food: Biological effects, analytical methods, formation mechanism, and mitigating measures // Progress in Lipid Research. 2023. Vol. 89. Article number 101199. DOI: 10.1016/j.plipres.2022.101199.

12. Pipoyan D., Stepanyan S., Stepanyan S., Beglaryan M., Costantini L., Molinari R., Merendino N. The Effect of Trans Fatty Acids on Human Health: Regulation and Consumption Patterns // Foods. 2021. No. 10 (10). Article number 2452. DOI: 10.3390/foods10102452.

13. Li C., Cobb L. K., Vesper H. W., Asma S. Global Surveillance of trans-Fatty Acids // Preventing Chronic Disease. 2019. No. 16. DOI: 10.5888/pcd16.190121.

14. Huang L., Federico E., Jones A., Wu J. H. Y. Presence of trans fatty acids containing ingredients in prepackaged foods in Australia in 2018 // Australian and New Zealand Journal of Public Health. 2020. No. 44 (5). Pp. 419-420. DOI: 10.1111/1753-6405.13014.

15. Beak S. H., Lee Y., Lee E. B., Kim K. H., Kim J. G., Bok J. D., Kang S. K. Study on the fatty acid profile of phospholipid and neutral lipid in Hanwoo beef and their relationship to genetic variation // Journal of Animal Science and Technology. 2019. No. 61 (2). Pp. 69-76. DOI: 10.5187/jast.2019.61.2.69.

16. Li M., Gao Q., Wang M., Liang Y., Sun Y., Chen Z., Zhang H., Karrow N.A., Yang Z., Mao Y. Polymorphisms in Fatty Acid Desaturase 2 Gene Are Associated with Milk Production Traits in Chinese Holstein Cows // Animals.

2020. No. 10. Article number 671. DOI: 10.3390/ani10040671.

17. Cobanoglu O., Kul E., Gurcan E.K., Abaci S.H., Cankaya S. Determination of the association of GHR/AluI gene polymorphisms with milk yield traits in Holstein and Jersey cattle raised in Turkey // Archives Animal Breeding. 2021. No. 64 (2). Pp. 417-424. DOI: 10.5194/aab-64-417-2021.

18. Samkova E., Citek J., Brzakova M., Hanus O., Vecerek L., Jozova E., Hostickova I., Travnicek J., Hasonova L., Rost M., Halova K., Spieka J. Associations among Farm, Breed, Lactation Stage and Parity, Gene Polymorphisms and the Fatty Acid Profile of Milk from Holstein. Simmental and Their Crosses // Animals. 2021. No. 11. Article number 3284. DOI: 10.3390/ani11113284.

19. Zaalberg R. M., Shetty N., Janss L. et al. Genetic analysis of Fourier transform infrared milk spectra in Danish Holstein and Danish Jersey // Journal of Dairy Science. 2019. Vol. 102. Pp. 503-510. DOI: 10.3168/jds.2018-14464.

20. Jiang J., Ma L., Prakapenka D., VanRaden P. M., Cole J. B., Da Y. A Large-Scale Genome-Wide Association Study in U.S. Holstein Cattle // Frontiers in Genetics. 2019. DOI: 10.3389/fgene.2019.00412.

21. Pegolo S., Yu H., Morota G., Bisutti V., Rosa G.J.M., Bittante G., Cecchinato A. Structural equation modeling for unraveling the multivariate genomic architecture of milk proteins in dairy cattle // Journal of Dairy Science.

2021. No. 104 (5). Pp. 5705-5718. DOI: 10.3168/jds.2020-18321.

22. Лашнева И. А., Сермягин А. А., Елизарова И. В. [и др.] Показатели продуктивности коров в связи с уровнем транс-изомеров жирных кислот в молоке // Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения: материалы XXV международной научно-практической конференции. Быково, 2019. С. 184-191.

Об авторах:

Алексей Владимирович Степанов, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры биотехнологии и пищевых продуктов, ORCID 0000-0002-8523-5938, AuthorID 694790; +7 912 692-03-31, alexeystepanow@mail.ru

Ольга Александровна Быкова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры биотехнологии и пищевых продуктов, ORCID 0000-0002-0753-1539, AuthorID 663503; +7 950 542-94-34, olbyk75@mail.ru Ольга Васильевна Костюнина, доктор биологических наук, профессор кафедры биотехнологии и пищевых продуктов, ORCID 0000-0001-8206-3221, AuthorID 147325; +7 903 741-56-35, kostolan@yandex.ru Уральский государственный аграрный университет, Екатеринбург, Россия

References

1. Khalikova M. Consumer preferences for dairy fat-based products // Actual scientific research in the modern world. 2021. No. 12-8 (80). Pp. 42-46.

2. Badu M., Awudza A. J. Determination of the triacylglycerol content for the identification and assessment of purity of shea butter fat, peanut oil, and palm kernel oil using maldi-tof/tof mass spectroscopic technique // International Journal of Food Properties. 2017. No. 20 (2). Pp. 271-280.

3. Queiros M. S., Grimaldi R., Gigante M. L. Addition of Olein from Milk Fat Positively Affects the Firmness of Butter // Food Research International. 2016. No. 84. Pp. 69-75.

4. Malkowska M., Staniewski B., Ziajka J. Analyses of milk fat crystallization and milk fat fractions // International Journal of Food Properties. 2021. Vol. 24. No. 1. Pp. 325-336, DOI: 10.1080/10942912.2021.1878217.

5. Lashneva I. A., Sermyagin A. A. Vliyaniye nalichiya transizomerov zhirnykh kislot v moloke na yego sostav i produktivnost' korov [The influence of the presence of trans-isomers of fatty acids in milk on its composition and productivity of cows] // Achievements of Science and Technology of AIC. 2020. Vol. 34. No. 3. Pp. 46-50. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10309. (In Russian.)