CC BY
47
- Аграрный вестник Урала № 12 (130), 2014 г. - < JJJ^^l
Животноводство
УДК 636.082
полиморфизм гена pou1f1 у коров красной степной
породы
Л. В. ГЕТМАНЦЕВА,
кандидат сельскохозяйственных наук, Донской государственный аграрный университет
(346493, Ростовская обл., Октябрьский р-н, пос. Персиановский),
М. А. ЛЕОНОВА,
научный сотрудник, Донской государственный аграрный университет
(346493, Ростовская обл., Октябрьский р-н, пос. Персиановский),
Южный федеральный университет
(344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, д. 105/42),
А. Ю. КОЛОСОВ,
кандидат сельскохозяйственных наук, Донской государственный аграрный университет
(346493, Ростовская обл., Октябрьский р-н, пос. Персиановский),
А. В. УСАТОВ,
доктор биологических наук, профессор, Южный федеральный университет
(344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, д. 105/42)
Ключевые слова: POU1F1, коровы, ген, удой, жир, белок, полиморфизм, продуктивность.
Развитие ДНК-технологий в рамках концепции ген-маркерной селекции позволяет оценивать животных по ал-лельным вариантам генов, напрямую или косвенно связанным с продуктивными признаками. Развитие и функции молочной железы контролируются в основном гормонами роста и пролактина, секретируемыми передней долей гипофиза. Их синтез находится под влиянием гипофизарного фактора транскрипции-1 (PIT1 или POU1F1). У крупного рогатого скота ген POU1F1 локализован в хромосоме 1q21-22 и, на сегодняшний день, рассматривается в качестве перспективного генетического маркера молочной продуктивности. В статье представлены результаты анализа влияния полиморфизма гена POU1F1 на молочную продуктивность (удой, содержание жира и белка) коров красной степной породы. В результате проведения молекулярно-генетических исследований изучена генетическая структура красной степной породы по гену POU1F1 и установлены три генотипа АА, АВ и ВВ с частотой 18,75; 37,50; 43,75 %, соответственно. Полученные результаты показали влияние полиморфизма гена POU1F1 на продуктивные качества коров. Животные с генотипом ВВ отличались лучшим удоем за лактацию и превосходили аналогов с генотипами АВ на 500,5 и АА на 835,6 кг. Массовая доля жира и белка в молоке коров различных генотипов была практически одинаковой. В результате проведенных исследований влияния генотипов на массовую долю жира и белка в молоке установлено не было, но определена связь полиморфизма гена POU1F1 на удой за лактацию. Для коров красной степной породы «желательным» установлен генотип ВВ, закрепление которого в исследуемой популяции будет способствовать повышению молочной продуктивности коров.
polymorphism of pou1f1 gene in cows red-steppe breed
L. V. GETMANTSEVА,
candidate of agricultural sciences, Don State Agrarian University
(Persianovskij, 346493, Rostov reg., Oktjabrskij dist.),
M. A. LEONOVA,
researcher, Don State Agrarian University
(Persianovskij, 346493, Rostov reg., Oktjabrskij dist.),
Southern Federal University
(105/42 Bolshaya Sadovaya Str., 344006, Rostov-on-Don),
A. YU. KOLOSOV,
candidate of agricultural sciences, Don State Agrarian University
(Persianovskij, 346493, Rostov reg., Oktjabrskij dist.),
A. V. USATOV,
doctor of biological sciences, professor, Southern Federal University
(105/42 Bolshaya Sadovaya Str., 344006, Rostov-on-Don)
Keywords: POU1F1, cow, gene, milk yield, fat, protein, polymorphism, productivity.
The development of DNA-based technologies, within the concept of selection marker gene, allows animals to evaluate the allelic variants of genes that are directly or indirectly related to production traits. Development and function of mammary is controlled mainly by growth hormone and prolactin, which are secreted by the anterior pituitary. Their synthesis is under the regulatory influence of pituitary transcription factor-1 (PIT1 or POU1F1), which located on chromosome 1q21-22 and have a significant effect on the milk productivity. The aim of this study was to investigate the influence of polymorphisms of POU1F1 gene on milk productivity (milk yield, fat and protein content) of red steppe breed of cattle. As a result of molecular genetic studies have investigated the genetic structure of red steppe breed and established three genotypes AA, AB and BB with a frequency of 18.75; 37.50; 43.75 %, respectively. It was found that the animals with genotype BB have better milk yield per lactation and superior analogs genotype AB at 500.5 kg and AA genotype at 835.6 kg. As a result of studies of the effect of genotypes on the mass fraction of fat and protein in milk has not been established, but the relationship is defined POU1F1 gene polymorphism on milk yield per lactation. For cows red steppe breed "desirable" set genotype BB, consolidation in which the study population will increase the milk production of cows.
Положительная рецензия представлена В. А. Тарасовым, доктором биологических наук, профессором, главным научным сотрудником Института аридных зон Южного научного центра Российской академии наук.
^SZ-Аграрньш вестник Урала № 12 (130), 2014 г. - «
Животноводство
На сегодняшний день современное скотоводство развивается и совершенствуется на основе достижений генетики и биотехнологии. С развитием ДНК-технологий в рамках концепции ген-маркерной селекции стало возможным проводить оценку животных по аллельным вариантам генов, напрямую или косвенно связанным с продуктивными и адаптационными признаками животных, с устойчивостью или восприимчивостью к заболеваниям [3, 4, 9].
Фактор-1 гормона роста или гипофизарный фактор транскрипции (PIT1, официальная номенклатура — POU1F1) осуществляет контроль транскрипции гена пролактина (PRL), тиротропина (TSH) и гормона роста (GH), а также играет важную роль в пролиферации и дифференциации клеток гипофиза, секретирующих эти гормоны [5, 7].
Мутации гена POU1F1, сопровождаемые нарушением структуры его продукта, оказывают влияние на экспрессию контролируемых им генов, что возможно связано с проявление признаков молочной продуктивности крупного рогатого скота [6, 8].
Цель и методика исследований.
Цель исследования изучить влияния полиморфизма гена POU1F1 на молочную продуктивность (удой за лактацию (305 сут.), содержания жира и белка) коров красной степной породы. Исследования проводили на базе лаборатории молекулярной диагностики и биотехнологии сельскохозяйственных животных Донского государственного аграрного университета.
Объектом исследований служили коровы красной степной породы в ООО «Учхоз Донское» Ростовской области. Данные о молочной продуктивности получены из карточек (Мол-2) непосредственно в хозяйстве.
Геномную ДНК коров (n = 36) выделяли из 200 мкл цельной крови с использованием набора реагентов DIAtom DNA Prep 100 (ООО «НПФ Генлаб»).
Рисунок 1
Сбор проб для молекулярно-генетических анализов у коров красной степной породы в ООО «Учхоз Донское» Ростовской
области
Удой и содержание жира и б<
Анализ проводили методом ПЦР-ПДРФ (полиме-разной цепной реакции — полиморфизм длин ре-стрикционных фрагметов) [1, 2]. Для амплификации фрагмента гена использовали олигонуклеотид-ные праймеры, синтезированные в ЗАО «Евроген» (г. Москва): 5'-ААА ССА ТСА ТСТ ССС ТТС ТТ-3'; 5'-ААТ GTACAATGTGCCTTCTGAG-3'.
Режим амплификации: первый цикл 94 °С — 5 мин; последующие 35 циклов — 94 °С — 30 с, отжиг 56 °С — 30 с, элонгация 72 °С — 45 с; заключительный цикл — 72 °С —10 мин.
Рестрикцию амплифицированного фрагмента гена POU1F1 длиной 451 н. п. проводили с эндону-клеазой Hinfl (ООО «СибЭнзим-М»). Размер продуктов рестрикции фрагмента гена POU1F1 оценивали методом электрофореза
Генотипу АА соответствовали фрагменты, размером 451 н. п.; генотипу ВВ — 244- и 207 н. п. и генотипу АВ — 451-, 244-, 207 н. п. (рис. 2). Данных обрабатывали по стандартным методикам.
Результаты исследований.
В исследуемой выборке коров красной степной породы установлено наличие трех генотипов АА, АВ и ВВ (рис. 3). Наибольшая частота определена для аллеля В (62,5 %) и генотипа ВВ (43,75 %).
Полученные данные (табл. 1) показали влияние полиморфизма гена POU1F1 на продуктивные качества коров. Так, животные с генотипом ВВ отличались лучшим удоем за лактацию и превосходили
Рисунок 2
Электрофореграмма результата ПЦР-ПДРФ гена РОШП/ШпА в 2 %-м агарозном геле: 7,9 — генотип АА (451 н. п.); 2-6 — генотип ВВ (244- и 207 н. п.); 1,8 — генотип АВ (407-, 244- и 207 н. п.); 10 — ДНК-маркер 100 Ьр (СибЭнзим)
Рисунок 3
Частота аллелей и генотипов гена POU1F1/HinfI
Таблица 1
в молоке коров различных генотипов по гену POU1F1
Генотип по гену POU1F1 Удой за 305 сут. лактации, кг МДЖ, % МДБ, %
АА 4959,6 ± 112,8 3,88 ± 0,04 3,08 ± 0,02
АВ 5294,7 ± 104,6 3,92 ± 0,01 3,09 ± 0,01
ВВ 5795,2 ± 137,8 3,88 ± 0,03 3,09 ± 0,006
- Аграрный вестник Урала № 12 (130), 2014 г. - <^JJJ.
Животноводство
аналогов с генотипами АВ на 500,5 и АА на 835,6 кг. установлено не было, но определена связь полимор-
Массовая доля жира и белка в молоке коров различ- физма гена POU1F1 на удой за лактацию. Для коров
ных генотипов была практически одинаковой. красной степной породы «желательным» установлен
Выводы. Рекомендации. генотип ВВ, закрепление которого в исследуемой
В результате проведенных исследований влияния популяции будет способствовать повышению мо-
генотипов на массовую долю жира и белка в молоке лочной продуктивности коров.
Литература
1. Гетманцева Л. В. Молекулярно-генетические аспекты селекции животных // Молодой ученый. 2010. № 12-2. С. 199-201.
2. Гетманцева Л. В., Михайлов Н. В., Колосов А. Ю., Радюк А. В. Полиморфизм гена MUC4 и воспроизводительные качества свиней // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса : наука и высшее профессиональное образование. 2013. Т. 1. № 3-1 (31). С. 143-146.
3. Леонова М. А., Колосов А. Ю., Святогорова А. Е., Радюк А. В., Бакоев Н. Ф. Интенсификация селекционного процесса в животноводстве с использованием метода ПЦР // Молодой ученый. № 11 (70). С. 172-175.
4. Beigi Nassiri M. T., Biranvand Z., Hartatik T., Fayazil J., Tavakoli S. The Study of PIT1 Gene Polymorphism in the Najdi Cattle Using PCR-RFLP // Method. J. Anim. Vet. Adv. 2012. 9 (15) : 2001-2003.
5. Carsai T. C., Balteanu V. A, Vlaic A., Cosier V. The Polymorphism of Pituitary Factor 1 (POU1F1) in Cattle // Anim. Sci. Biotech. 2012. 45 (1) : 142-146.
6. Misriantia, R., Sumantria C., Farajallahb A. Polymorphism Identification of Pit1 Gene in Indonesian Buffaloes (Bubalus-bubalis) and Holstein-Friesian Cows // Media Peternakan. 2010. 33 (3) : 131-136.
7. Ozdemir M. Determination of Pit-1/Hinf1 Polymorphism in Holstein and Native Ear cattle raised as genetic resource in Turkey // The J. Anim. and Plant Sciences. 2012. 22 (1) : 25-28.
8. Selvaggi M., Dario C. Analysis of two Pit-1 gene polymorphisms : Single nucleotide polymorphisms (SNPs) distribution patterns in Podolica cattle breed // African Journal of Biotechnology. 2011. 1 : 11360-11364.
9. Tang L., Yang D., Ouyang W., Zhang L., Lan X., Zhang C., Zhang R., Zhang A., Zhang L., Chen H. Association of polymorphisms in the Pit-1 intron 5 with body measurements in Chinese Cattle // Afr. J. Biotech. 2012. 11 (42) : 9906-9910.
References
1. Getmantseva L. V. Molecular genetic aspects of breeding animals // Young Scientists. 2010. № 12-2. P. 199-201.
2. Getmantseva L. V., Mikhailov N. V., Kolosov A. Yu., Radyuk A. V. MUC4 gene polymorphism and reproductive performance of pigs // News of Low Volga university complex : science and higher vocational education. Vol. 2013. 1. № 3-1 (31). P. 143-146.
3. Leonova M. A., Kolosov A. Yu., Svyatogorova A. E., Radyuk A. V., Bako N. F. Intensification of breeding process in livestock using the PCR method // Young Scientists. № 11 (70). P. 172-175.
4. Beigi Nassiri M. T., Biranvand Z., Hartatik T., Fayazil J., Tavakoli S. The Study of PIT1 Gene Polymorphism in the Najdi Cattle Using PCR-RFLP // Method. J. Anim. Vet. Adv. 2012. 9 (15) : 2001-2003.
5. Carsai T. C., Balteanu V. A, Vlaic A., Cosier V. The Polymorphism of Pituitary Factor 1 (POU1F1) in Cattle // Anim. Sci. Biotech. 2012. 45 (1) : 142-146.
6. Misriantia, R., Sumantria C., Farajallahb A. Polymorphism Identification of Pit1 Gene in Indonesian Buffaloes (Bubalus-bubalis) and Holstein-Friesian Cows // Media Peternakan. 2010. 33 (3) : 131-136.
7. Ozdemir M. Determination of Pit-1/Hinf1 Polymorphism in Holstein and Native Ear cattle raised as genetic resource in Turkey // The J. Anim. and Plant Sciences. 2012. 22 (1) : 25-28.
8. Selvaggi M., Dario C. Analysis of two Pit-1 gene polymorphisms : Single nucleotide polymorphisms (SNPs) distribution patterns in Podolica cattle breed // African Journal of Biotechnology. 2011. 1 : 11360-11364.
9. Tang L., Yang D., Ouyang W., Zhang L., Lan X., Zhang C., Zhang R., Zhang A., Zhang L., Chen H. Association of polymorphisms in the Pit-1 intron 5 with body measurements in Chinese Cattle // Afr. J. Biotech. 2012. 11 (42) : 9906-9910.
