Научная статья на тему 'Полиморфизм гена бета-лактоглобулина и его влияние на молочную продуктивность и качественные показатели молока коров белорусской черно-пестрой породы'

Полиморфизм гена бета-лактоглобулина и его влияние на молочную продуктивность и качественные показатели молока коров белорусской черно-пестрой породы Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

CC BY
629
99
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ген бета-лактоглобулин (BLG) / полиморфизм / молочная продук-тивность / метод ПЦР-ПДРФ / физико-химические и технологические свойства молока. / beta-lactoglobulin gene (BLG) / polymorphism / milk performance / PCR- RFLP method / physical and chemical and technological traits of milk.

Аннотация научной статьи по животноводству и молочному делу, автор научной работы — Ж.А. Грибанова, О.П. Курак

Проанализирована взаимосвязь полиморфных вариантов гена бета-лактоглобулина с молочной продуктивностью и качественными показателями молока у племенных коров. Установлено достоверное влияние аллеля BLGB на содержание белка в молоке (до 3,32 %). Не выявлено достоверного влияния полиморфных вариантов гена на показа-тели удоя. Образцы молока коров с различными генотипами по локусу гена бета-лактоглобулина по своим физико-химическим и технологическим качествам отвечали требованиям СТБ 1598–2006. Установлено, что молоко коров с генотипом BLGBB харак-теризовалось повышенным содержанием белка в молоке (на 5%), лактозы (на 2,5 %) и сухих веществ (на 15,7 %) по сравнению с молоком коров генотипа BLGAA.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по животноводству и молочному делу , автор научной работы — Ж.А. Грибанова, О.П. Курак

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

Polymorphism of beta-lactoglobulin gene and its effect on milk performance and milk quality indices of Belarusian Black-and-White cows.

Relationship of polymorphous variants of beta-lactoglobulin gene with milk performance and milk quality indices in brood cows has been analyzed. Statistically significant effect of BLGB allele on protein content in milk (up to 3.32 %) has been determined. No significant effect of polymorphous variants of beta-lactoglobulin gene on milk yield indices has been revealed. Milk samples of cows with different genotype on loci of beta-lactoglobulin gene in their physical and chemical and technological traits met all the requirements of SRB (Standards of the Republic of Belarus) 1598–2006. It has been determined that milk of cows with BLGBB genotype had higher protein level (by 5 %), higher lactose (by 2.5 %) and dry matter level (by 15.7 %) as compared to milk of cows with BLGAA genotype.

Текст научной работы на тему «Полиморфизм гена бета-лактоглобулина и его влияние на молочную продуктивность и качественные показатели молока коров белорусской черно-пестрой породы»

3. Тяпугин, Е.А. Выращивание ремонтного молодняка свиней / Е.А. Тяпугин, Г.А. Симонов, М.Е. Гуляева // Свиноводство. - 2011. - № 1. - С. 19-21.

4. Амерханов, Х. А. Анализ национальной системы регистрации и введение в систему оценки племенной ценности свиней Канады: метод. рекомендации / Х.А. Амерханов, Н.А. Зиновьева. - Дубровицы: ВИЖ. - 2007. - 43 с.

5. Шарнин, В.Н. Интенсификация племенного отбора в свиноводстве / В.Н. Шарнин, Н.В. Михайлов, И.Ю. Свинарев, А.А. Ковалев // Свиноводство. - 2011. -№ 2. - С. 8-10.

6. Соколов, Н.В. Особенности формирования маточного стада свиней с использованием производителей мясного типа продуктивности / Н.В. Соколов, М.М. Мовчан, А.А. Щербина // Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных: сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. - Краснодар, 2010. - Ч. 1. - С. 17-18.

УДК 636.2.034:575.174.015.3

ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА БЕТА-ЛАКТОГЛОБУЛИНА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА МОЛОЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОЛОКА КОРОВ БЕЛОРУССКОЙ ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ

Ж.А. ГРИБАНОВА, О.П. КУРАК РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160

(Поступила в редакцию 25.02.2012)

Введение. Повышение уровня молочной продуктивности, качества молока и экономической эффективности его производства является основной целью разведения молочных пород крупного рогатого скота. В настоящее время в молочном скотоводстве особое внимание уделяется увеличению белковомолочности, так как массовая доля белков в молоке и их структура имеют большое экономическое значение для перерабатывающей промышленности и в значительной степени определяют количество и качество выхода готовой продукции [1, 2].

Гены белков молока в настоящее время считаются наиболее удобными генетическими маркерами, связанными с уровнем молочной продуктивности крупного рогатого скота и качественными показателями молока. Так, по данным зарубежных исследователей, полиморфные варианты этих генов оказывают влияние на состав, биологические и технологические свойства молока коров [3, 4].

Бета-лактоглобулин (BLG) - серосодержащий белок, не осаждающийся сычужным ферментом, биологическая функция которого состоит, предположительно, в переносе в кишечник железа и витаминов, а также способствовании переваривания жира у новорожденных. К важнейшим технологическим свойствам относится реакция с казеином, в результате которой изменяется тепловая стабильность молока и, кроме того, задерживается процесс сычужного свертывания [5]. Ген BLG расположен на 11-й хромосоме и имеет 4662 п. о. К настоящему времени известны 12 аллельных вариантов. Наиболее распространенными

119

среди черно-пестрой и голштинской пород крупного рогатого скота являются аллели BLGA и BLGB. При этом аллель BLG отличается от аллеля BLGB аминокислотными заменами в позициях: Gly64 ^ Asp и Ala 118 ^ Val соответственно [6]. В популяциях черно-пестрой и голштинской пород частоты встречаемости гомозиготных генотипов BLGaa и BLGbb составляют около 20 %. Аллель BLGB связывают с высоким содержанием белка в молоке, большим процентом жира и лучшими коагуляционными свойствами, аллель BLG - с повышением общего удоя [7].

Одним из наиболее эффективных методов, позволяющих идентифицировать генотипы молочных белков не только у лактирующих коров, но и у быков-производителей, молодняка, а также эмбрионов КРС, является метод ПЦР-ПДРФ, бесспорным преимуществом которого является возможность использования любых биопроб (крови, спермы, ткани) [2].

Цель работы - исследовать полиморфизм гена бета-лактоглобулина в племенных стадах коров белорусской черно-пестрой породы и определить его влияние на молочную продуктивность и качественные показатели молока.

Материал и методика исследований. Работа выполнена в РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству». Отдельные этапы проведены совместно с РУП «Институт мясо-молочной промышленности».

Базовыми хозяйствами являлись: РДУП по племенному делу «ЖодиноАгроПлемЭлита», РУСП «Племенной завод «Красная Звезда» Минской и ГУСП «Племзавод «Муховец» Брестской областей. Объект исследований - племенные коровы белорусской черно-пестрой породы. Предмет исследований - биопробы ткани и молока.

ДНК-тестирование животных по локусу гена BLG проведено методом ПЦР-ПДРФ с использованием специфических праймеров и ре-стриктаз.

Выделение геномной ДНК осуществляли перхлоратным методом. Все основные растворы для выделения ДНК, амплификации и рестрикции готовили по Маниатису и др. [8].

Концентрация, нативность, подвижность ДНК, концентрация и специфичность амплификата, а также результаты расщепления продуктов ПЦР оценивались электрофоретическим методом с использованием компьютерной видеосистемы и программы «VITran». В качестве маркера использовали ДНК плазмиды pBR322, расщепленной рестриктазой AluI, либо рестриктазой BsuRI.

Молочная продуктивность коров с различными генотипами оценивалась по следующим показателям: удой (кг), содержание жира (%) и белка (%) в молоке.

С целью изучения физико-химических и технологических свойств молока в РДУП по племенному делу «ЖодиноАгроПлемЭлита» из протестированного поголовья были сформированы три группы коров с генотипами BLGAA, BLG AB и BLG BB (по 10 гол. в каждой). При отборе

120

учитывались: возраст животных (полновозрастные, 3-5-я лактации), стадия лактации (4-5-й месяц), состояние здоровья (отсутствие гинекологических заболеваний и мастита). Все животные находились в одинаковых условиях содержания и кормления, соответствующих ве-теринарно-зоогигиеническим требованиям.

Пробы молока, взятые в каждой группе коров, были проконтролированы на соответствие требованиям СТБ 1598-2006 по показателям качества и содержанию антибиотиков, а также требованиям к качеству молока-сырья согласно типовой технологической инструкции по производству сыров сычужных твердых. Контролируемыми физико-химическими и технологическими показателями молока цельного являются массовые доли белка, жира, лактозы, сухих и сухих обезжиренных веществ; содержание соматических клеток, удельной проводимости, общего белка; титруемая и активная кислотность; плотность; термоустойчивость; сычужная и сычужно-бродильная пробы. Контроль качества используемого сырья был проведен с применением следующих методов исследований: на приборе АКМ-98: массовая доля общего белка, массовая доля сухих обезжиренных веществ, сухих веществ - по ГОСТ 3626-73, плотность - по ГОСТ 3625-84, массовая доля жира - по ГОСТ 5867-90, кислотность - по ГОСТ 3624-92 (титруемая) и по ГОСТ 26781-85 (активная), удельная проводимость; лактоза - по ГОСТ 5867-69, термоустойчивость - по ГОСТ 25228-82, сычужная и сычужно -бродильная пробы - по ГОСТ 9225-84, антибиотики - по ГОСТ 23454-79, количество соматических клеток - по ГОСТ 23453.

Результаты исследований и их обсуждение. В ходе исследований в протестированных стадах выявлен полиморфизм гена бета-лактоглобулина с идентификацией генотипов БЬв А, БЬв^, БЬОвв (табл. 1).

Таблица 1. Встречаемость различных генотипов бета-лактоглобулина у коров белорусской черно-пестрой породы

Принадлежность Кол-во голов Частота встречаемости генотипов, %

БЬОАА БЬОАБ БЬОбб

РДУП по племенному делу «ЖодиноАгроПлемЭлита» 289 24,6 48,1 27,3

РУСП «Племенной завод «Красная Звезда» 324 29,3 51,2 19,5

ГУСП «Племзавод Муховец» 184 27,1 48,4 24,5

В среднем 797 27,1 49,4 23,5

Установлено, что во всех хозяйствах распределение генотипов было аналогичным. Около половины животных имело гетерозиготный генотип БЬОАБ. Доля гомозиготных особей (генотипов БЬвАА и БЬввв) составила в среднем по хозяйствам 27,1 и 23,5 % соответственно.

Расчет критерия X показал отсутствие достоверной разницы между наблюдаемым и ожидаемым распределением генотипов в изученных

121

хозяйствах, что свидетельствует об отсутствии селекции с учетом ал-лельных вариантов по гену BLG.

Оценка и анализ показателей молочной продуктивности проводились с учетом генотипа животных по локусу гена бета-лактоглобулина (BLG , BLGAB, BLGBB). Группа с генотипом BLGAA была выбрана в качестве контрольной.

Установлено, что показатели удоя варьировали в зависимости от хозяйства и генотипа животных в пределах от 8686 до 10138 кг, белковомо-лочности - от 3,14 до 3,31 %, жирномолочности - от 3,77 до 4,22 % (табл. 2).

Таблица 2. Показатели молочной продуктивности коров различных генотипов по локусу гена бета-лактоглобулина

Генотип п Удой, кг Жир, % Белок, %

РДУП по племенному делу «ЖодиноАгроПлемЭлита»

BLGAA 71 8781±61 3,77±0,02 3,14±0,02

BLGAB 139 8743±45 3,80±0,02 3,19±0,01*

BLGBB 79 8686±66 3,82±0,01* 3,23±0,01***

В среднем 289 8737±32 3,80±0,01 3,19±0,01

ГУСП «Племзавод «М У1уховец»

BLGAA 50 10138±108 4,06±0,04 3,20±0,01

BLGAB 89 10103±86 4,17±0,03* 3,25±0,02*

BLGBB 45 9997±115 4,22±0,05* 3,31±0,02***

В среднем 184 10087±58 4,15±0,02 3,25±0,01

«РУСП « Племенной завод « Красная Звезда»

BLGAA 95 9256±83 4,12±0,03 3,18±0,01

BLGAB 166 9202±78 4,17±0,03 3,25±0,01**

BLGBB 63 9173±103 4,17±0,04 3,28±0,02***

В среднем 324 9212±52 4,16±0,02 3,23±0,01

*Р<0,05; **Р<0,01; ***Р<0,001.

Изучение взаимосвязи полиморфных вариантов гена бета-лактоглобулина с уровнем молочной продуктивности во всех хозяйствах показало тенденцию незначительного снижения удоя у коров генотипов BLGAB и BLGBB по сравнению с животными контрольной группы - 0,4 -0,6 % и 0,9-1,4 % соответственно.

В то же время показатели белковомолочности у коров генотипа BLGАА на 0,9-3,32 % (Р<0,05 - Р<0,001) были ниже, чем в группах животных с наличием аллеля BLGВ в гомо- или гетерозиготной форме.

Также в контрольной группе выявлено самое низкое содержание жира (на 0,5-3,79 %) по сравнению с коровами генотипов BLGAB и BLGBB.

Таким образом, полученные данные позволили установить, что появление в генотипе животных аллеля BLGB положительно влияет на уровень белка и жира в молоке. Некоторое снижение удоя, наблюдаемое в группах коров этих генотипов, не имело достоверных различий.

Изучена взаимосвязь полиморфных вариантов генов молочных белков с физико-химическими и технологическими свойствами молока коров. Результаты исследований представлены в табл. 3.

122

Таблица 3. Показатели качества молока коров различных генотипов по локусу гена бета-лактоглобулина

Показатели Образцы молока

ВЬОАА ВЬОАВ ВЬОВВ

Вкус и запах Вкус и запах чистый, без посторонних запахов и привкусов

Цвет и консистенция Цвет бело-кремовый, консистенция однородная

Активная кислотность, рН 7,40 7,36 7,43

Плотность, кг/м3 1032,0 1032,0 1030,5

Кислотность, 0Т 16 17 16

Удельная проводимость, х10-3 4,06 3,97 4,31

Содержание соматических клеток, тыс/мл 167 143 150

Наличие антибиотиков Не обнаружено

Массовая доля: жира, % 3,52 3,47 4,20

белка, % 3,28 3,30 3,46

лактозы,% 5,03 5,13 5,16

сухих веществ, % 11,26 12,32 13,36

сухих обезжиренных веществ, % 9,18 9,17 9,16

Термоустойчивость, группа 3 3 3

Сычужная проба, класс 1 1 1

Сычужно-бродильная проба, класс 2 2 2

Отношение жир:белок 1,1 1,1 1,2

Не установлено зависимости уровня содержания массовой доли жира в молоке животных с различными генотипами по локусам изучаемых генов. Значения данного показателя в образцах молока варьировали в пределах от 3,47 до 4,20 %.

Выявлено увеличение массовой доли белка в молоке при появлении в генотипе коров аллеля ВЬвВ (с 3,28 до 3,46 %). Аналогичная тенденция установлена и по содержанию лактозы: данный показатель варьировал в пределах 5,03-5,16 %, что свидетельствовало о высокой биологической полноценности молока. При этом в молоке коров генотипа ВЬвВВ содержание лактозы на 2,5 и 0,6 % превышало аналогичный показатель в пробах молока генотипов ВЬв и ВЬв^ соответственно. Содержание сухих веществ в образцах молока ВЬвВВ и ВЬв^ было значительно выше, чем в молоке с генотипом ВЬвАА (на 7,8- 15,7 % соответственно), что в значительной мере определяет его качественные показатели.

По термоустойчивости, определяющей пригодность молока к высокотемпературной обработке, все образцы были отнесены к 3-й группе. По результатам сычужной пробы - одного из важнейших технологических свойств - все молоко было первого класса, то есть скорость свертывания составила не более 15 мин с образованием быстро уплотняющегося сгустка. По сычужно-бродильной пробе, характеризующей способность молока к сычужному свертыванию и пригодности для сыроделия, все молоко всех партий было отнесено ко второму классу.

Заключение. В результате проведенных исследований выявлен полиморфизм по локусу гена бета-лактоглобулина у племенных коров белорусской черно-пестрой породы. Частота встречаемости различных

123

генотипов составила: BLGAA - 24,6-29,3 %; BLGab - 48,1-51,2 %; BLGbb - 19,5-27,3 %.

Установлено, что появление в генотипе животных аллеля BLGB в гомо- или гетерозиготной форме положительно влияет на уровень белка в молоке (на 0,9-3,32 %). Некоторое снижение удоя, наблюдаемое в группах животных этих генотипов, не имело достоверных различий.

По результатам физико-химических исследований молоко от коров с генотипом BLGbb имело повышенное содержание белка (на 5 %) и лактозы (на 2,5 %) по сравнению с молоком коров генотипа BLGAA. Содержание сухих веществ в образцах молока BLGBB и BLG^ было значительно выше, чем в молоке с генотипом BLGAA (на 7,8-15,7 %), что положительно влияет на его качественные показатели.

ЛИТЕРАТУРА

1. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горбатова. -СПб.: ГИОРД, 2003. - 320 с.

2. Зиновьева, Н.А. ДНК-диагностика полиморфизма генов - белков молока крупного рогатого скота / Н.А. Зиновьева, Е.А. Гладырь, О.В. Костюнина // Методы исследований в биотехнологии с.-х. животных. - М., 2004. - С. 7-22.

3. Использование генов бета-лактоглобулина и каппа-казеина в качестве генетических маркеров для крупного рогатого скота / Е.А. Гладырь [и др.] // Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии: матер. II Междунар. науч. конф. - М.: ВНИИСХБ, 2000. - С. 86-88.

4. Технологические свойства молока коров разных генотипов по генам каппа-казеина, бета-лактоглобулина и альфа-лактальбумина / О.В. Костюнина [и др.] // Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных: матер. 4-й междунар. науч. конф., 24-25 нояб. - Дубровицы, 2004. - С. 2.

5. Гудков, А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты / А.В. Гудков. - М.: ДеЛи принт, 2004. - 804 с.

6. Nomenclature of the Proteins of Cows' Milk-Sixth Revision / H.M. Farrell, Jr.R. Jimenez-Flores, G.T. Bleck, E.M. Brown, J.E. Butler, L.K. Creamer, C.L. Hicks, C.M. Hollar, K.F. Ng-Kwai-Hang and H. E. Swaisgood // Journal of dairy science. - 2004. - Vol. 87. - № 6. -P.1641-1674.

7. Глотова, Г.Н. Молочная продуктивность и качество молока коров холмогорской породы разных генотипов по каппа-казеину и бета-лактоглобулину: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук: 06.02.04 - частная зоотехния. Технология производства продуктов животноводства / Г.Н. Глотова. - Рязань: РГСХА, 2007. - 22 с.

8. Маниатис, Т. Молекулярное клонирование / Т. Маниатис, Э. Фрич, Дж. Сэмб-рук. - М.: Мир, 1984. - 480 c.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.