CC BY
16
а) б) в)
Рис. 3 - Корреляционная взаимосвязь между удоем за 305 дн. лактации и массовой долей жира, количеством молочного жира и живой массой у потомков быка американской селекции Орбита 4078 (а), Лоурайдера 4129 (б) и отечественной селекции Ямала 975 (в): на оси х: 1 - массовая доля жира; 2 - молочный жир; 3 - живая масса
групп от 0,11 до 0,30, что свидетельствует о возможности проведения отбора животных по живой массе, увеличение которой будет положительно отражаться на удое за лактацию.
Выводы. У коров внутрипородного типа Кара-томар более интенсивным ростом и развитием с явно выраженным молочным типом телосложения животных характеризовались дочери быка американской селекции Лоурайдера 4129 и Орбита 4078. Они превосходили аналогов дочерей быка отечественной селекции Ямала 975 по продуктивности. Наличие положительной взаимосвязи между удоем за 305 дн. лактации и показателями отдельных промеров ремонтного молодняка позволяет вести селекцию ремонтного молодняка на увеличение продуктивности и повышение рентабельности производства молока.
Литература
1. Шаркаева Г. Использование импортного скота на территории Российской Федерации // Молочное и мясное скотоводство. 2012. № 1. С. 12-14.
2. Левахин В., Косилов В., Салихов А. Эффективность промышленного скрещивания в скотоводстве // Молочное и мясное скотоводство. 1992. № 1. С. 9-11.
3. Комарова Н.К., Косилов В.И., Востриков Н.И. Влияние лазерного излучения на молочную продуктивность коров различного типа стрессоустойчивости // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (53). С. 132-134.
4. Спешилова Н.В., Косилов В.И., Андриенко Д. А. Производственный потенциал молочного скотоводства на Южном Урале // Вестник мясного скотоводства. 2014. № 3 (86). С. 69-75.
5. Бозымов К. К. Технология производства продуктов животноводства / К.К. Бозымов, Е.Г. Насамбаев, В.И. Косилов [и др.]. Уральск: Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир хана, 2016. Т. 2. 530 с.
6. Захаров В.А., Труфанов В.Г. Эффективность скрещивания голштинских быков с коровами холмогорской и чёрно-пёстрой пород // Зоотехния. 2004. № 5. С. 7-9.
7. Шабунин Л.А. Взаимосвязь между признаками и их наследуемость у дочерей быков-производителей голштинской породы // Аграрный вестник Урала. 2014. № 2 (120). С. 40-42.
8. Овчинникова Л.Ю. Продолжительность хозяйственного использования коров чёрно-пёстрой породы в хозяйствах Челябинской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 4 (48). С. 127-129.
9. Лось Н.Ф. Изменчивость продуктивных признаков при различных способах подбора // Зоотехния. 2004. № 11. С. 2-4.
10. Бабушкин В.А., Егоров В.Ф., Сушков В.С. Корреляционный анализ молочной продуктивности коров импортной селекции в связи с продуктивностью их предков // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2011. № 1-2. С. 53-54.
11. Назарченко О.В. Взаимосвязи между хозяйственно-биологическими признаками у животных чёрно-пёстрой породы различного происхождения Зауралья // Вестник Иркутской государственной сельскохозяйственной академии. 2011. № 46.
С. 57-62.
Полиморфизм гена диацилглицерол-ацилтрансферазы-1 у быков отечественного генофонда айрширской породы*
М.В. Позовникова, ст.н.с., Г.Н. Сердюк, д.б.н., профессор, О.В. Тулинова, к.б.н., ВНИИГРЖ - филиал ФГБНУ ФНЦ ВИЖ (ВГИИГРЖ)
В настоящее время в области молекулярной генетики животных большое количество научных исследований направлено на выявление значимых ассоциаций полиморфных вариантов генов с определёнными хозяйственно ценными признаками крупного рогатого скота. Для скота молочных пород наиболее ценными признаками продуктивности
являются общий удой, содержание жира и белка в молоке. Изучение генов, участвующих в формировании молочной продуктивности, представляет как научный, так и практический интерес.
Более 10 лет назад было показано, что в центромерной зоне 14-й хромосомы крупного рогатого скота (ВТА14) идентифицирован локус количественных признаков (Quantitative Trait Loci -QTLs), оказывающий сильное влияние на признаки молочной продуктивности, в частности на процентное содержание жира [1]. В 2002 г. уста-
* Работа выполнена при финансовой поддержке ФАНО (тема ГЗ №АААА-А18-118021590138-1)
новлено, что в гене DGAT1 (ВТА14) казуальная мутация К232А оказывает значительное влияние на признаки молочной продуктивности коров. На джерсейской, айрширской и голштино-фризской породах было показано, что аллель К ассоциирован с процентным содержанием жира в молоке, а аллель А - с удоем [2].
Ген DGAT1 расположен на 14-й хромосоме крупного рогатого скота и кодирует фермент диацилглицерол-ацилтрансферазу-1. Фермент DGAT является катализатором финальной стадии в цепи биосинтеза триглицеридов в адаптоцитах [3]. Динуклеотидная замена в восьмом экзоне AA-GC в позиции 10433/10434 (генный банк AJ318490) приводит к замене аминокислоты лизина (аллель К) на аминокислоту аланин (аллель А) в позиции 232 полипептида (К232А полиморфизм). В 2016 г. методом полногеномного анализа ассоциаций (genome-wide association study, GWAS) в норвежском красном скоте определено семь различных областей QTL на пяти различных хромосомах (ВТА5, ВТА 14, ВТА23, ВТА 25, ВТА 26), ассоциированных с выходом жира, и восемь QTL, расположенных на шести разных хромосомах (BTA5, BTA14, BTA16, BTA19, BTA20 и BTA25), ассоциированных с удо -ем. Но только район замены К232А гена DGAT1 показал наиболее значимый эффект [4].
Мы изучили полиморфизм гена DGAT1 в выборке быков айрширской породы, используемых при разведении в РФ. Полученные результаты расширяют знания о генетическом потенциале быков отечественной популяции айрширского скота.
Целью нашего исследования было оценить полиморфизм гена DGAT1 в популяции быков отечественного генофонда айрширской породы.
Материал и методы исследования. Работа выполнена на базе ВНИИГРЖ в период 2017-2018 гг. Для исследования были собраны образцы спермы быков айрширской породы, принадлежащих четырём государственным племпредприятиям: ОАО «Головной центр по воспроизводству сельскохозяйственных животных» (n=12), ОАО «Невское» по племенной работе (n=31), ОАО «Племпредприятие «Череповецкое» (n=36), ОАО «Краснодарское» по
искусственному осеменению (n=7) и двум частным племпредприятиям: ОАО «Племпредприятие «Карельское» (n=37) и ОАО «Племпредприятие «Вологодское» (n=12). Всего протестировано 135 образцов. ДНК выделяли из спермы феноль-ным методом с применением меркаптоэтанола. ПЦР проводили с использованием праймеров праймеров F: 5'-gtgctggccctgatggtctacacc-3', R: 3'-ctggagctgggtgaggaacagctg-3'с последующей обработкой амплификата рестриктазой AcoI в течение 2 час. при температуре 37°С. Электрофорез проводили на 2-процентной агарозной пластине, содержащей флуорисцентный краситель - бромистый этидий в течение 40 мин. при рабочем напряжении 120 В. Длину фрагментов оценивали относительно маркера молекулярных масс 50 bp DNA Ladder (BIORON GmbH, Германия).
Статистическая обработка результатов выполнена с помощью генетико-математических методов с использованием компьютерной программы «Microsoft Excel».
Результаты исследования. Айрширская порода - это одна из уникальных пород в РФ, характеризующаяся высокой жирномолочностью и белковомолочностью. Анализируемое поголовье производителей в основном представлено животными финской (54,8%) и канадской (3,70%) селекции, и только 42% выборки быков имеют российское происхождение или имеют в родословной предков импортного происхождения, но родились в России.
На рисунке представлена электрофореграмма рестрикции фрагментов ДНК. Генотипу АА гена DGAT1 соответствуют фрагменты 349 и 217 п.н., генотипу АК - 566, 349 и 217 п.н. а генотипу КК - 566 п.н.
Анализ данных таблицы показал, что более 90% быков имеют генотип АА (0,911), и частота аллеля А составила 0,948, а аллель К оказался редким (0,052), и только у двух быков финской селекции определён генотип КК. Показатель вариабельности хи-квадрат 8,27 указывает на сильный сдвиг генетического равновесия, что косвенно свидетельствует о сильном селекционном давлении в анализируемой выборке животных. Стоит отметить, что из
Рис. - Электрофореграмма рестрикции фрагментов ДНК
Частота генотипов и аллелей гена ООАТ1 у быков айрширской породы
Частота встречаемости генотипов Частота встречаемости аллелей Hexp Хи-квадрат
АА АК КК А К
n=123 0,911 n=10 0,074 n=2 0,015 0,948 0,052 0,098 8,27
10 животных с гетерозиготным генотипом АК 9 быков имели российское происхождение и только 1 бык - канадское.
Проведённый анализ генеалогической принадлежности быков с генотипами АК и КК показал, что, несмотря на то что 6 производителей относятся к линии 13093, 3 - к 15710 и по одному - к линиям 11489, 63640 и 31700, в их родословных имеются общие предки, как с отцовской, так и с материнской стороны при разных степенях родства. Для уточнения связи данных генотипов с линейной принадлежностью тестируемых животных требуется проведение дополнительного анализа родословных быков всей исследуемой выборки.
По литературным данным, частота аллеля К сильно варьируется в зависимости от рассматриваемой популяции и/или породы. Анализ 1748 образцов ДНК 38 пород крупного рогатого скота различных направлений продуктивности, разводимых в 13 странах мира, показал, что частота аллеля К в мясных породах варьировала в пределах 1-34%, а в молочных - 2-69% [5].
Низкая частота аллеля К установлена в породах Montbeliarde - 0,04, Normande - 0,13, голштин-ская - 0,37 [6]. В популяциях шведских голшти-нов и шведской красной породы частота аллеля К варьировала в пределах от 0,01 до 0,18 [7]. В российских популяциях коров различных типов продуктивности частота аллеля К составляла: чёрно-пёстрая голштинизированная - 0,458, абердин-ангусская - 0,13, калмыцкая - 0,229 [8].
Ранее нами был проведён анализ полиморфизма гена DGAT1 в выборке коров айрширской породы Новоладожского типа (Ленинградская область).
Показана высокая частота встречаемости аллеля А - 0,912 и генотипа АА - 0,831 [9]. Аналогичные данные по Ленинградской области были получены и рядом других авторов. Так, по данным П.В. Ларионова [10], частота генотипов гена DGAT1 была следующей: АА - 76,79%, АК - 19,64%, КК - 3,57%.
Накопленные литературные и собственные данные показывают, что аллель А гена DGAT1 ассоциирован с общим удоем [11]. По данным бонитировки 2016 г., общее поголовье дойных коров айрширской породы снизилось на 14,6%, но при этом валовое производство молока увеличилось на 3640,44 т. Анализ эффективности проводимой селекции свидетельствует, что из года в год увеличивается средний удой айрширских коров. На 01.01.2016 г. в среднем по России удой коров айрширской породы составлял 6363 кг молока. За 5 лет он вырос на 1004 кг. При этом жирность не изменилась, а содержание белка выросло на 0,04%. По данным бонитировки 2016 г., средний удой составлял 6554 кг молока, на племзаводах - 7336 кг, на племрепродукторах - 6319 кг. По сравнению с 2015 г. удой вырос на 191, 161 и 108 кг молока. При этом жирность повысилась на 0,08% [12]. Анализ племенной ценности оценённых производителей в
2016 г. свидетельствует о генетическом прогрессе в айрширской породе крупного рогатого скота РФ. Положительную племенную ценность получили быки Вологодской, Московской и Ленинградской областей.
Племенная ценность животных повышается за счёт целенаправленной селекции и накопления желательных аллелей генов. Учитывая литературные данные, указывающие, что ген DGAT1 может быть использован как ген-кандидат молочной продуктивности крупного рогатого скота, можно предположить, что целенаправленная селекция на повышение общего удоя на протяжении последних лет способствовала накоплению в популяции айр-ширского скота аллеля А гена DGAT1.
На основе полученных данных можно сделать вывод о высоком генетическом потенциале молочной продуктивности быков айрширской породы, используемых в Российской Федерации. Анализируемая популяция животных характеризуется высокой частотой аллеля А гена DGAT1, ассоциированного с высокими удоями коров.
Литература
1. Coppieters W.A., Riquet J., Arranz J.J, Berzi P., Cambisano N.. Grisart B., Karim L., Marcq F., Moreau L., Nezer C., Simon P., Vanmanshoven P., Wagenaar D., Georges M. QTL with major effect on milk yield and composition maps to bovine chromosome 14 // Mammalian Genome, 1998. V. 9. № 7. P. 540-544.
2. Spelman R.J., Ford C.A., McElhinney P., Gregory G.C., Snell R.G. Characterization of the DGAT1 gene in the New Zealand Dairy population // Journal of Dairy Science, 2002. V. 85. № 12. P. 3514-3517.
3. Cases S., Stone S.J., Zhou P., Yen E., Tow B., Lardizabal K.D., Voelker T., Farese R.V. Jr. Cloning of DGAT2, a second mammalian diacylglycerol acyltransferase, and related family members // Biological Chemistry, 2001. V. 276. № 42. P. 38870-38876.
4. Iso-Touru T., Sahana, G., Guldbrandtsen, B., Lund, M.S., Vilkki, J. Genome-wide association analysis of milk yield traits in Nordic Red Cattle using imputed whole genome sequence variants // BMC genetics, 2016. № 17(1). P. 55.
5. Kaupe B., Brandt H., Prinzenberg E.M., Erhardt G. Joint analysis of the influence of CYP11B1 and DGAT1 genetic variation on milk production, somatic cell score, conformation, reproduction, and productive lifespan in German Holstein cattle // Journal of animal science, 2007. V. 85. № 1. Р. 11-21.
6. Gautier M., Capitan A., Fritz S., Eggen A., Boichard D., Druet T. Characterization of the DGAT1 K232A and variable number of tandem repeat polymorphisms in French dairy cattle // Journal of Dairy Science, 2007. V. 90. № 6. P. 2980-2988.
7. Naeslund J., Fikse W.F., Pielberg G.R., Lunden A. Frequency and effect of the bovine Acyl-CoA. Diacylglycerol acyltransferase 1 (DGAT1) K232A polymorphism in Swedish dairy cattle // Journal of dairy science, 2008. V. 91. № 5. P. 2127-2134.
8. Глазко В.И. Гены - кандидаты контроля характеристик молочной продуктивности крупного рогатого скота / В. И. Глазко, И. В. Андрейченко, С.Н. Ковальчук [и др.] // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2016. № 5. С. 45-50.
9. Позовникова М.В. Связь полиморфизма гена DGAT1 с хозяйственно полезными признаками коров / М.В. Позовникова, О.В. Тулинова, Г.Н. Сердюк [и др.] // Молочное и мясное скотоводство. 2017. № 8. С. 9-12.
10. Ларионова П.В. Разработка и экспериментальная апробация систем анализа полиморфизма генов-кандидатов липидного обмена у крупного рогатого скота: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. Дубровицы, 2006. 22 c.
11. Tomka J., Vaslckova K., Oravcova M., Bauer M., Huba J., Vaslcek D., Peskovicova D. Effects of polymorphisms in DGAT1 and LEP genes on milk traits in Holstein primiparous cows // Mljekarstvo: casopis za unaprjeрenje proizvodnje i prerade mlijeka, 2016. V.66. № 2. P. 122-128.
12. Васильева Е.Н. Биологические и селекционные факторы повышения качества генотипа производителей айрширской породы на основе их генетической оценки // Учёные записки Петрозаводского государственного университета. 2018. № 3 (182). С. 67-71.
