CC BY
42
УДК 636.082:577.21
Полиморфизм генов каппа-казеина и диацилглицерол О-ацилтрансферазы у черно-пестрого скота
Загидуллин Ленар Рафикович, кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой
е-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана
Шайдуллин Радик Рафаилович, доктор сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Казанский государственный аграрный университет
Ахметов Тахир Мунавирович, доктор биологических наук, профессор, проректор по научной работе
е-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана
Тюлькин Сергей Владимирович, доктор биологических наук, старший преподаватель
е-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Казанский государственный аграрный университет
Аннотация. Изучен полиморфизм и определена частота встречаемости генотипов и аллелей по генам каппа-казеина и диацилглицерол О-ацилтрансферазы у первотелок и высокопродуктивных коров черно-пестрой породы разных генеалогических линий. Наибольшая частота генотипов CSN3 АВ (34,7 и 38,9%) и CSN3 ВВ (10,2 и 5,6%) отмечена у первотелок линии М. Чифтейна и Р. Соверинга при частоте аллеля В гена CSN3 - 0,28 и 0,25. У высокопродуктивных коров также высокая частота желательных генотипов у аналогичных двух линий, соответственно CSN3 АВ - 47,3 и 36,2%, CSN3 ВВ - 5,4 и 7,2%, с частотой встречаемости аллеля В - 0,25-0,29. По гену DGAT1 лучшая частота генотипа DGAT1 АК у первотелок линий В.Б. Айдиала (65,9%) и М. Чифтейна (65,3%), с хорошей встречаемостью желательного аллеля К гена DGAT1, соответственно 0,35 и 0,39. По высокопродуктивным коровам линии В.Б. Айдиала отмечен высокая частота генотипа DGAT1 АК (60,7%), DGAT1 КК (9,8%) и наибольшая частота аллеля К - 0,40. Среди чёрно-пё-
строго скота выявлено преимущество по гену каппа-казеина аллеля A над аллелем B, а по гену диацилглицерол О-ацилтрансферазы аллеля A над аллелем K по всем анализируемым генеалогическим линиям.
Ключевые слова: полиморфизм, частота встречаемости, генотип, CSN3, DGAT1, корова, генеалогическая линия.
Введение. Открытие полиморфизма белков, ферментов у крупного рогатого скота явилось сильным толчком для изучения генетических особенностей пород и возможностей использования генов-маркеров в практической селекции. К настоящему времени благодаря быстрому внедрению биотехнологии общее число выявленных у животных ДНК-маркеров уже достигло множества, что позволяет надежно контролировать значительную часть ее генома [1-2].
Гены молока являются высокополиморфными и существуют в нескольких ал-лельных вариантах. Большое число исследований посвящено изучению связи полиморфизма генов-маркеров молока с продуктивностью молочного скота [3-6].
Ген белка каппа-казеина связан с признаками белковомолочности и технологических свойств молока. Структура каппа-казеина контролируется одним полиморфным геном, расположенным в 6 хромосоме генома крупного рогатого скота
[7].
Ген каппа-казеина (CSN3) отвечает за синтез каппа-казеина у крупного рогатого скота, каппа-казеин занимает особое место среди составных частей казеина
[8].
Частота встречаемости различных аллельных вариантов по гену каппа-казеина значительно меняется в зависимости от породы, региона и страны. Так, в молочных породах встречаемость А и В аллелей каппа-казеина составляет 0,790 и 0,210 соответственно [9-10].
В Республике Татарстан частота встречаемости генотипов по гену CSN3 у крупного рогатого скота голштинской породы составила: АА - 36,0%, АВ - 53,3% и ВВ - 10,7% [11]. У холмогорской породы татарстанского типа: АА - 78%, АВ - 16% и ВВ всего 6%. [12]. У черно-пестрой породы: АА - 55,3-66,4 %, АВ - 30,3-40,4% и ВВ - 3,3-4,3 % [13].
Анализ полиморфизма по гену каппа-казеина популяции коров и быков-производителей белорусской чёрно-пёстрой породы показал, что распространённость аллелей составила: А - 0,84-0,88 и В - 0,12-0,16 [14].
Ген диацилглицерол О-ацилтрансферазы (DGAT1) локализован на 14 хромосоме генома Bos taurus и определен как генетический маркер, влияющий на качественные показатели молока. Данный ген DGAT1 используется в биосинтезе липи-дов и связан с жирномолочностью коров [15].
Аллель, содержащий лизин в 232 положении, является наиболее желательным, так как коровы, имеющие данный аллель с генотипом DGAT1 КК и КА, дают более жирное молоко, чем гомозиготные животные с генотипом DGAT1 АА, содержащий аллель, где в 232 положении располагается аланин [16-19].
Генетический полиморфизм необходимо учитывать при изучении специфических особенностей линий с целью ускорения селекционного прогресса. Это позволит установить перспективы применяемых методов селекции и использовать в работе при создании животных желательного типа [20].
В связи с этим генотипирование крупного рогатого скота по генам-маркерам
следует использовать не только в масштабах популяции в целом, но и по отдельным генеалогическим линиям, разводимым в конкретном хозяйстве. При этом есть возможность проведения отбора животных с учетом генотипа по ДНК-маркерам при сохранении заданной линейной структуры стада [21-22].
Цель исследований - изучение полиморфизма и определения частоты встречаемости аллельных вариантов по генам каппа-казеина и диацилглицерол О-ацилтрансферазы у разных возрастных групп и генеалогических линий молочного скота.
Материал и методы исследований. Исследования были проведены в стаде черно-пестрого скота племенного репродуктора ООО «Дусым» Атнинского района Республики Татарстан.
Объектом исследований являлись первотелки (139 гол.) и высокопродуктивные коровы (203 гол.) племенного ядра. Для проведения исследований опытный скот был генотипирован по гену каппа-казеина (CSN3) и диацилглицерол О-ацилтрансферазы (DGAT1) методом ДНК-диагностики.
Исследуемое поголовье молочного скота относилось к генеалогическим линиям голштинской породы: Вис Бэк Айдиал 101341, Монтвик Чифтейн 95679, Реф-лекшн Соверинг 198998, С.Т. Рокита 252803.
Материалом для молекулярного ДНК-тестирования служила венозная кровь животных. Выделение ДНК проводилось с помощью набора «Магносорб» (Интер-лабсервис, Москва) согласно инструкции производителя. Амплификацию проводили на детектирующем амплификаторе ДТ-96 и «Терцик» («ДНК-технология», Москва). Использовали ПЦР-смесь следующего состава: пару праймеров для амплификации участка исследуемого гена, смесь нуклеозид трифосфатов (2,5 мМ), хлорид магния (25 мМ), 10-кратный буфер для проведения ПЦР, Taq полимеразу.
Для амплификации фрагментов генов CSN3 и DGAT1 использовали следующие пары олигонуклеотидных праймеров, синтезированных в ЗАО «Синтол» (Москва, Россия):
1. Для гена CSN3 [23]:
- прямой праймер 5'-ATAGCCAAATATATCCCAATTCAGT -3'
- обратный праймер 5'-TTTATTAATAAGTCCATGAATCTTG -3
2. Для гена DGAT1 [24]:
- прямой праймер 5'-GCTGCTCCTGAGGGCCCTTCG-3'
- обратный праймер 5'-GCGGCGGCACTTCATGACCCT-3'
Амплификацию с этими праймерами проводили по следующей программе: для фрагмента гена CSN3 первый цикл - 95 °С, 5 мин; последующие 35 циклов: денатурация - 30 с при 95 °С, отжиг - 50 с при 63 °С, синтез - 30 с при 72 °С ; элонгация - 5 мин при 72 °С; для фрагмента гена DGAT1 первый цикл - 95 °С, 5 мин; последующие 35 циклов: денатурация - 30 с при 95 °С, отжиг - 30 с при 57 °С, синтез - 45 с при 72 °С; элонгация - 7 мин при 72 °С.
Полученные ампликоны подвергали рестрикции при помощи ферментов-ре-стриктаз Hinf I (ген CSN3) и Eae I (ген DGAT1) (СибЭнзим, Россия) согласно рекомендациям производителя.
После рестрикции фрагменты ампликонов подвергали горизонтальному электрофорезу в 2,5-%-ном агарозном геле. Для окрашивания и визуализации фрагментов агарозные гели после электрофореза выдерживали в 0,005 % растворе бромистого этидия в течение 15 минут и фиксировали с помощью системы GelDoc (Bio-Rad, США). Молекулярные массы фрагментов устанавливали по «лестнице»
стандартов молекулярных масс, которые разгоняли параллельно с фрагментами ампликонов.
По результатам генотипирования с учетом линейной принадлежности рассчитали частоту встречаемости по гену каппа-казеина генотипов АА, АВ, ВВ и аллель-ных вариантов А и В, по гену диацилглицерол О-ацилтрансферазы генотипов АА, АК, КК и аллельных вариантов А и К.
Частоту встречаемости генотипов определяли по формуле:
P = n / N , (1)
где P - частота определенного генотипа;
n - количество особей, имеющих определенный генотип;
N - общее число особей.
Частоту отдельных аллелей определяли по формуле Е.К. Меркурьевой (1977):
PA= (2nAA+nAB)/2N, (2)
QB= (2nBB+nAB)/2N, (3)
где РА - частота аллеля А,
QВ - частота аллеля В,
2N - общее число аллелей.
По закону Харди-Вайнберга рассчитывали ожидаемые результаты частот генотипов в исследуемой популяции.
Полученные материалы статистически обработаны с использованием программного приложения Microsoft Excel из программного пакета Microsoft ОШсе 2007.
Результаты собственных исследований. У первотёлок чёрно-пёстрой породы была определена встречаемость аллелей и генотипов гена каппа-казеина с учётом их линейной принадлежности (табл. 1).
Таблица 1 - Полиморфизм гена каппа-казеина у черно-пестрого скота, принадлежащих к разным генеалогическим линиям
Генеалогическая линия
Первотелки
БЧ
А
ифтеина
оверинга
5ысо
окита
Частота генотипов, 1 %
АА АВ ВВ
n % n % n %
пролуктивн
ыекоровы
ЗЕ
Частота аллелей
ЗЕ
Й
■ ■-1-о-
Чифтейна
.^оверинга С.Т. Рокита
■ я ...... V V и
Исследование первотелок черно-пестрой породы разной линеинои принадлежности по голштинской породе показало, что в среднем 55,1-73,2 % животных несли гомозиготный генотип CSN3 АА, а 26,8-38,9 % имели гетерозиготный генотип CSN3 АВ и только 5,6-10,2 % обладали гомозиготным генотипом CSN3 ВВ. Наибольшая встречаемость генотипов CSN3 АА в генеалогической линии В.Б. Айдиала (73,2 %), CSN3 АВ в линии Р. Соверинга (38,9 %) и CSN3 ВВ в линии М. Чифтейна (10,2 %). Наименьшая встречаемость генотипов CSN3 АА в линии Чифтейна (55,1 %), CSN3 АВ в линии В.Б. Айдиала (26,8 %) и CSN3 ВВ в линии Чифтейна (5,6 %). При этом генотип CSN3 ВВ среди первотелок линий Айдиала и Рокита не встречал-
ся. Частота встречаемости аллелей A и B гена CSN3 в популяции первотёлок линий Айдиала, Чифтейна, Соверинга и Рокита была в пределах 0,72-0,87 и 0,13-0,28, соответственно.
Аналогичные исследования, проведённые на высокопродуктивных коровах чёрно-пёстрой породы разной линейной принадлежности по голштинской породе показали, что в среднем 47,3-66,7 % коров имели генотип CSN3 AA, 33,3-47,3 % несли генотип CSN3 AB и только 1,6-7,2 % имели генотип CSN3 BB. Наибольшая встречаемость генотипов CSN3 AA - в линии Рокита (66,7 %), CSN3 AB - в линии Чифтейна (47,3 %) и CSN3 BB - в линии Соверинга (7,2 %). Наименьшая встречаемость генотипов CSN3 AA - в линии Чифтейна (47,3 %), CSN3 AB - в линии Рокита (33,3 %) и CSN3 BB - в линии Айдиала (1,6 %). Причём генотип CSN3 BB среди высокопродуктивных коров линии Рокита не встречался. Частота встречаемости аллелей A и B гена CSN3 в популяции высокопродуктивных коров генеалогических линий Айдиала, Чифтейна, Соверинга и Рокита была в пределах 0,71-0,83 и 0,17-0,29 соответственно.
Такие образом, исследования аллельного полиморфизма по гену каппа-казеина показали, что среди выборок чёрно-пёстрых первотёлок и высокопродуктивных коров выражено преимущество аллеля A над аллелем B по всем линиям. При этом наибольшая встречаемость желательного аллеля B выявлена среди первотёлок и высокопродуктивных коров генеалогической линии Чифтейна (0,28-0,29). Результаты исследований показали, что генное равновесие по гену каппа-казеина в популяции чёрно-пёстрых коров с разной линейной принадлежностью не нарушено.
Дополнительно к полиморфизму гена каппа-казеина у животных чёрно-пёстрой породы была определена встречаемость аллелей и генотипов гена диацил-глицерол О-ацилтрансферазы с учётом их линейной принадлежности (табл. 2).
я я V/ W W U
Исследование первотёлок чёрно-пёстрой породы разной линейной принадлежности по голштинской породе показало, что в среднем 28,6-53,8 % животных несли гомозиготный генотип DGAT1 AA, 46,2-65,9 % имели гетерозиготный генотип DGAT1 AK и 2,4-8,3 % обладали гомозиготным генотипом DGAT1 KK. Наибольшая встречаемость генотипов DGAT1 AA в линии Рокита (53,8 %), DGAT1 AK - в линии Айдиала (65,9 %) и DGAT1 KK - в линии Соверинга (8,3 %). Наименьшая встречаемость генотипов DGAT1 AA - в линии Чифтейна (28,6 %), DGAT1 AK - в линии Рокита (46,2 %) и DGAT1 KK - в линии Айдиала (2,4 %). При этом генотип DGAT1 KK среди первотёлок линии Рокита не выявлялся. Частота встречаемости аллелей A и K гена DGAT1 в популяции первотёлок генеалогических линий Айдиала, Чифтейна, Соверинга и Рокита была в пределах 0,61-0,77 и 0,23-0,39 соответственно.
Таблица 2 - Полиморфизм гена диацилглицерол О-ацилтрансферазы у черно-пестрого скота, принадлежащих к разным генеалогическим линиям
Генеалогическая линия
Первотелки
W0
БАйд Зиф
диала
ифтеина
оверинга
окита
Частота генотипов, %
АА АК КК
n % n % n %
,|ткопролуктивнь| Б Айлиала {
коров
Частота аллелей
Ж
2
М. Чифтейна
-4Z,
Генеалогическая линия
Р.Сореринга С.Т. Рокита
Частота генотипов, %
АА АК КК
п % п % п %
Частота ал лелей
АЛ.
* - Р<0,05; ** - Р<0,01
п
Аналогичные исследования, проведенные на высокопродуктивных коровах черно-пестрой породы разных генеалогических линий, показали, что в среднем 29,5-53,6 % коров имели генотип DGAT1 АА, 42,1-61,1 % несли генотип DGAT1 АК и 4,3-9,8 % имели генотип DGAT1 КК. Наибольшая встречаемость генотипов DGAT1 АА - в линии Соверинга (53,6 %), DGAT1 АК - в линии Рокита (61,1 %) и DGAT1 КК - в линии Айдиала (9,8 %). Наименьшая встречаемость генотипов DGAT1 АА - в линии Айдиала (29,5 %), DGAT1 АК - в линии Соверинга (42,1 %) и DGAT1 КК - в линии Соверинга (4,3 %). Причем генотип DGAT1 КК среди высокопродуктивных коров линии Рокита не встречался.
Частота встречаемости аллелей А и К гена DGAT1 в популяции высокопродуктивных коров линий Айдиала, Чифтейна, Соверинга и Рокита была в пределах 0,60-0,75 и 0,25-0,40 соответственно.
Такие образом, исследования аллельного полиморфизма по гену DGAT1 показали, что среди выборок черно-пестрых первотелок и высокопродуктивных коров выражено преимущество аллеля А над аллелем К по всем генеалогическим линиям. При этом наибольшая встречаемость аллеля К выявлена среди первотелок и высокопродуктивных коров линий Чифтейна и Айдиала (0,39-0,40) соответственно. Однако выявлено достоверное смещение генного равновесия по гену диацилглице-рол О-ацилтрансферазы в поголовье черно-пестрых первотелок генеалогических линий Айдиала, Чифтейна (Р<0,01) и высокопродуктивных коров линии Айдиала (Р<0,05) в сторону генотипа DGAT1 АК.
Вывод. Среди черно-пестрого скота выражено преимущество по гену каппа-казеина аллеля А над аллелем В, а по гену диацилглицерол О-ацилтрансферазы аллеля А над аллелем К по всем генеалогическим линиям. При этом наибольшая встречаемость желательного аллеля В CSN3 выявлена среди коров линии М. Чифтейна (0,28-0,29) и аллеля К DGAT1 - линий М. Чифтейна и В.Б. Айдиала (0,390,40).
Список литературы:
1. Генотипирование холмогорского и голштинского скота по генам пролактина и соматотропина / И.Е. Багаль [и др.] // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2014. - № 5. - С. 11-13.
2. Использование микросателлитных локусов ДНК для оценки генетического разнообразия орловской рысистой породы лошадей / В.В. Калашников [и др.] // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2014. - № 2. - С. 3033.
3. Ганиев, А.С. Полиморфизм гена жирномолочности крупного рогатого скота / А.С. Ганиев, Р.Р. Шайдуллин // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины. - Казань: КГАВМ, 2015. - Т. 224 (4). - С. 30-35.
4. Зиннатова, Ф.Ф. Генотипирование первотёлок по локусу гена жирномолочности (DGAT1) и их молочная продуктивность / Ф.Ф. Зиннатова, Ш.К. Шакиров, А.М. Алимов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины. - Казань: КГАВМ, 2010. - Т. 200. - С. 45-50.
5. 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 сельскохозяйственных животных. - М., 2004. - С. 7-22.
6. Ganiev, A.S. Reproductive quality of cows of different genotypes on CSN3 And DGAT1 genes depending on milk level / A.S. Ganiev, R.R. Shaidullinv, F.S. Sibagatullin, G.S. Sharafutdinov, A.B. Moskvichevа, S.V. Tyulkin, T.H. Faizov // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2018. - No 9(6). - P. 1504-1509.
7. Применение ДНК-диагностики для анализа генов-кандидатов локусов количественных признаков сельскохозяйственных животных / Н.А. Зиновьева, Е.А. Гладырь [и др.] // Научные труды ВИЖ. - Дубровицы, 2001. - Вып. 61. - С. 218-224.
8. Хаертдинов, Р.А. Белки молока / Р.А. Хаертдинов, М.П. Афанасьев, Р.Р. Ха-ертдинов. - Казань: Идел-Пресс, 2009. - 256 с.
9. Хаертдинов, Р.А. Генетическая структура по белкам молока, у мясных пород скота, разводимых в условиях Республики Татарстан / Р.А. Хаертдинов, И.Н. Камалдинов, Р.Р. Исламов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины. - Казань: КГАВМ, 2014. - Т. 219. - С. 319-324.
10. Полиморфизм по гену каппа-казеина быков различных пород на головном племпредприятии Башкортостана / А.А. Немцов, И.Ф. Юмагузин [и др.] // Сельскохозяйственная биология. - 2006. - № 4. - С. 65-67.
11. Сафина, Н.Ю. Влияние комплекса полиморфизма генов k-казеина (CSN3) и пролактина (PRL) на молочную продуктивность коров-первотёлок голштинской породы / Н.Ю. Сафина, Ю.Р. Юльметьева, Ш.К. Шакиров // Молочнохозяйственный вестник. - 2018. - № 1 (29). - С. 74-82.
12. Юльметьева, Ю.Р. Молекулярная диагностика генетического полиморфизма генов кандидатов молочной продуктивности на примере племзавода «Рассвет» Кукморского района Республики Татарстан / Ю.Р. Юльметьева, Ш.К. Шакиров, Т.М. Ахметов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины. - Казань: КГАВМ, 2015. - Т. 224. - С. 280-285.
13. Шайдуллин, Р.Р. Оценка полиморфизма гена каппа-казеина у животных черно-пестрой породы / Р.Р. Шайдуллин, А.С. Ганиев // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - № 3 (31). - С. 104-109
14. Полиморфизм генов молочной продуктивности в популяции крупного рогатого скота Республики Беларусь / О.А. Епишко, Л.А. Танана, В.В. Пешко, Р.В. Тра-химчик // Сб. науч. тр. Северо-Кавказского НИИЖ. - 2014. - Т. 3. - № 1. - Р. 41-46.
15. Locarte, G.A. All DGAT1 K 232A polymorphism in Brazilian cattle breeds / G.A. Locarte, M.A. Machado, M.L. Martinez, [et. al.] // Genetics and Molecular Research.-5(3). - 2006. - P. 475-482.
16. Molee, A. Effects of acyl-CoA:diacylglycerol acyl transferase 1 (DGAT1) gene on milk production traits in crossbred Holstein dairy cattle / A. Molee, N. Duanghaklang, P. Na-Lampang // Trop. Anim. Health Prod. - 2012. - V. 44. - № 4. - P. 751-755.
17. Sun, D. Effects of DGAT1 and GHR on milk yield and milk composition in the Chinese dairy population / D. Sun, J. Jia, Y. Ma, Y. Zhang, Y. Wang, Y. Yu, Y. Zhang // Anim. Genet. - 2009. - V. 40. - № 6. - Р. 997-1000.
18. Thaller, G. DGAT1, a new positional and functional candidate gene for intramuscular fat deposition in cattle / G. Thaller, C. Kühn, A. Winter, G. Ewald, O. Bellmann, J. Wegner, H. Zühlke, R.Fries // Anim. Genet. - 2003. - V. 34. - № 5. - P. 354-357.
19. Thalle, G. Effects of DGAT1 variants on milk production traits in German cattle breeds / G. Thaller, W. Kramer, A. Winter, B. Kaupe, G. Erhardt, and R. Fries // Journal of Dairy Science. - 2003. - V. 81. - Р. 1911-1918.
20. Кленовицкий, П.М. Генетика и биотехнология в селекции животных / П.М. Кленовицкий, Н.С. Марзанов, В.А. Багиров, М.Г. Насибов. - М.: ФГУП «Эксплор», 2004. - 285 с.
21. Межлинейный полиморфизм гена каппа-казеина в популяции первотелок крупного рогатого скота / Ф.Ф. Зиннатова, Ю.Р. Юльметьева, Ф.Ф. Зиннатов, Ш.К. Шакиров // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. - 2015.
- № 4. - С. 180-183.
22. Межлинейный полиморфизм гена каппа-казеина и его влияние на молочную продуктивность коров / Р.Р. Шайдуллин, Г.С. Шарафутдинов, А.Б. Москвичёва, Б.Г. Зиганшин, С.В. Тюлькин // Достижения науки техники АПК. - 2019. - № 5. - С. 51-55.
23. ДНК-технологии оценки сельскохозяйственных животных / Л.А. Калашникова, И.М. Дунин, В.И. Глазко, Н.В. Рыжова, Е.П. Голубина. - Лесные Поляны: ВНИИплем, 1999. - 148 с
24. Characterization DGAT1 gene in the Zealand dairy population / R.J. Slepman, C.A. Ford, P. McEihinney, G.C. Gregory, R.G. Shell // Journal of Dairy Science. - 2002.
- V. 81. - Р. 3514-3517.
References:
1. Bagal' I.E. Genotyping of Kholmogory and Holstein cattle by prolactin and somatotropin genes. Vestnik Rossiyskoy akademii sel'skokhozyaystvennykh nauk [Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences], 2014, no. 5, pp. 11-13. (in Russian)
2. Kalashnikov V.V. Use of microsatellite DNA loci to assess the genetic diversity of the Orel trotter breed. Vestnik Rossiyskoy akademii sel'skokhozyaystvennykh nauk [Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences], 2014, no. 2, pp. 30-33. (in Russian)
3. Ganiev A.S., Shaydullin R.R. Polymorphism of the cattle milk fat gene. Uchenye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny [Scientific notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine], 2015, vol. 4, no. 224, pp. 30-35. (in Russian)
4. Zinnatova F.F., Shakirov Sh.K., Alimov A.M. Genotyping of heifers by the milk fat gene locus (DGAT1) and their milk productivity. Uchenye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny [Scientific Notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine], 2010, no. 200, pp. 45-50. (in Russian)
5. Zinov'eva N.A., Gladyr' E.A., Kostyunina O.V. DNA diagnostics of gene polymorphism - milk proteins of cattle. Metody issledovaniy v biotekhnologii sel'skokhozyaystvennykh zhivotnykh [Research Methods in Biotechnology of Farm Animals], 2004, pp. 7-22. (in Russian)
6. Ganiev A.S., Shaydullinov R.R., Sibagatullin F.S., Sharafutdinov G.S., Moskvicheva A.B., Tyulkin S.V., Faizov T.H. Reproductive quality of cows of different genotypes on CSN3 And DGAT1 genes depending on milk level. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2018. vol. 6, no. 9, pp. 1504-1509
7. Zinov'eva N.A., Gladyr' E.A. Use of DNA diagnostics for the analysis of candidate genes for loci of quantitative traits of farm animals. Nauchnye trudy Vsesoyuznyy institut zhivotnovodstva [Scientific Works of All-Russian Institute of Livestock], 2001, no. 61, pp. 218-224. (in Russian)
8. Khaertdinov R.A., Afanas'ev M.P., Khaertdinov R.R. Belki moloka [Proteins of milk]. Kazan, Idel Press Publ., 2009. 256 p.
9. Khaertdinov R.A., Kamaldinov I.N., Islamov R.R. Genetic structure of milk proteins in meat cattle bred in the Republic of Tatarstan. Uchenye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny [Scientific Notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine], 2014, no. 219, pp. 319-324. (in Russian)
10. Nemtsov A.A., Yumaguzin I.F. Polymorphism of the kappa-casein gene of bulls of various breeds at the head breeding enterprise of Bashkortostan. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya [Agricultural Biology], 2006, no. 4, pp. 65-67. (in Russian)
11. Safina N.Yu., Yul'met'eva Yu.R., Shakirov Sh.K. Influence of the k-casein (CSN3) and prolactin (PRL) gene polymorphism complex on the milk productivity of Holstein cows heifers. Molochnokhozyaystvennyy vestnik [Dairy Bulletin], 2018, vol. 29, no. 1, pp. 74-82. (in Russian)
12. Yul'met'eva Yu.R., Shakirov Sh.K., Akhmetov T.M. Molecular diagnostics of genetic polymorphism of genes of candidates for milk productivity on the example of Rassvet breeding farm in Kukmorsky district of the Republic of Tatarstan. Uchenye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny [Scientific Notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine], 2015, no. 224, pp. 280-285. (in Russian)
13. Shaydullin R.R., Ganiev A.S. Evaluation of polymorphism of the kappa-casein gene in black-and-white animals. Vestnik Ul'yanovskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Ulyanovsk State Agricultural Academy], 2015, vol. 31, no. 3, pp. 104-109. (in Russian)
14. Epishko O.A., Tanana L.A., Peshko V.V., Trahimchik R.V. Polymorphism of genes of milk productivity in the population of cattle of the Republic of Belarus. Sbornik nauchnykh trudov Severo-Kavkazskogo Nauchno-Issledovatel'skogo Instituta ZHivotnovodstva [Proc. of the North Caucasian Research Institute of Animal Husbandry], 2014, vol. 3, no. 1, pp. 41-46. (in Russian)
15. Locarte G.A., Machado M., Martinez M.L., [et. al.]. All DGAT1 K 232A polymorphism in Brazilian cattle breeds Genetics and Molecular Research. 2006. no. 5(3), pp. 475-482.
16. Molee A., Duanghaklang N., Na-Lampang P. Effects of acyl-CoA: diacylglycerol acyl transferase 1 (DGAT1) gene on milk production traits in crossbred Holstein dairy cattle. Trop. Anim. Health Prod. 2012. V. 44. no. 4, pp. 751-755.
17. Sun D., Jia J., Ma Y., Zhang Y., Wang Y., Yu Y., Zhang Y. Effects of DGAT1 and GHR on milk yield and milk composition in the Chinese dairy population. Anim. Genet. 2009. V. 40. no. 6, pp. 997-1000.
18. Thaller G., Kühn C., Winter A., Ewald G., Bellmann O., Wegner J., Zühlke H., Fries R. DGAT1, a new positional and functional candidate gene for intramuscular fat
deposition in cattle. Anim. Genet. 2003. V. 34. no. 5, pp. 354-357.
19. Thalle G., Kramer W., Winter A., Kaupe B., Erhardt G., Fries R. Effects of DGAT1 variants on milk production traits in German cattle breeds and. Journal of Dairy Science. 2003. V. 81, pp. 1911-1918.
20. Klenovitsky P.M., Marzanov N.S., Bagirov V.A., Nasibov M.G. Genetika i biotekhnologiya v selektsii zhivotnykh [Genetics and biotechnology in animal breeding]. Moscow, FGUP Eksplor Publ., 2004. 285 p.
21. Zinnatova F.F., Yul'met'eva Yu.R., Zinnatov F.F., Shakirov Sh.K. Kappa-casein interlinear polymorphism in cattle heifers. Voprosy normativno-pravovogo regulirovaniya v veterinarii [Issues of Normative and Legal Regulation in Veterinary Medicine], 2015. no. 4, pp. 180-183 (in Russian)
22. Shaydullin R.R., Sharafutdinov G.S., Moskvicheva A.B., Ziganshin B.G., Tyul'kin S.V. Interlinear polymorphism of the kappa-casein gene and its effect on the milk production of cows. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of Science and technology in Agricultural Complex], 2019. no. 5, pp. 51-55 (in Russian)
23. Kalashnikova L.A., Dunin I.M., Glazko V.I., Ryzhova N.V., Golubina E.P. DNK-tekhnologii otsenki sel'skokhozyaystvennykh zhivotnykh [DNA technology for assessing farm animals]. Lesnye Polyany, VNIIPlem Publ., 1999. 148 p. (in Russian)
24. Slepman R.J., Ford C.A., McEihinney P., Gregory G.C., Shell R.G. Characterization DGAT1 gene in the Zealand dairy population. Journal of Dairy Science. 2002. V. 81, pp. 3514-3517.
Kappa-casein and diacylglycerol O-acyltransferase gene polymorphism in black-and-white cattle
Zagidullin Lenar Rafikovich, Candidate of Science (Biology), Associate Professor, Head of Chair
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N.E. Bauman
Shaydullin Radik Rafailovich, Doctor of Science (Agriculture), Associate Professor, Head of Chair
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Kazan State Agricultural University
Akhmetov Takhir Munavirovich, Doctor of Science (Biology), Professor, Vice-Rector for Research
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N.E. Bauman
Tyul'kin Sergey Vladimirovich, Doctor of Science (Biology), Senior Lecturer e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Kazan State Agricultural University
Abstract. Polymorphism has been studied and occurrence frequency of genotypes and alleles by genes of kappa-casein and diacylglycerol O-acyltransferase in first-calf heifers and highly productive black-and-white cows of different genealogical lines has been determined. The highest frequency of CSN3 AB genotype (34.7% and 38.9%) and CSN3 BB genotype (10.2 and 5.6%) has been registered in the first-calf heifers of M. Chiftein and R. Sowering line at the B allele frequency of CSN3 gene - 0.28 and 0.25. Highly productive cows also have high frequency of desirable genotypes in similar two lines, respectively, CSN3 AB - 47.3 and 36.2%, CSN3 BB - 5.4% and 7.2%, with B allele frequency - 0.25-0.29. DGAT1 gene has the best frequency of DGAT1 AA genotype in primary B.B. Aidial (65.9%) and M. Chiftein (65.3%) lines, with good occurrence of the desired K gene allele of DGAT1 0.35 and 0.39, respectively. High frequency of DGAT1 AK genotype (60.7%), DGAT1 KK (9.8%) and the highest frequency of K allele - 0.40 have been established for highly productive cows of V.B. Aidial line. In the black-and-white cattle there has been revealed the advantage of A allele over B allele in the kappa-casein gene, and the advantage of A allele over K allele in the diacylglycerol O-acyltransferase gene in all analyzed genealogical lines.
Keywords: polymorphism, frequency of occurrence, genotype, CSN3, DGAT1, cow, genealogical lines.
