Аллельный полиморфизм гена каппа - казеина (CSN3) у коров холмогорской породы татарстанского типа

Основной задачей молочного животноводства является получение высокопродуктивных животных, дающих молоко с большим содержанием белка и обладающее хорошими технологическими свойствами. Однако селекционная работа, построенная на традиционных подходах, имеет, небольшой селекционный эффект. В настоящее же время, с развитием молекулярной генетики и молекулярной биологии, становиться возможным идентификация огромного числа генов. Выявление предпочтительных с точки зрения селекции генотипов позволит дополнительно к традиционному отбору животных проводить селекцию непосредственно на уровне ДНК.

Качество молока и возможность использования его в сыроварении в значительной степени зависят от аллельных вариантов гена каппа - казеина . [3]. Известно , что аллель « В » положительно коррелирует с содержанием общего белка и казеина в молоке , а также с технологическими свойствами молока при производстве белково - молочных продуктов . [6]

В этой связи нами проведены исследования по изучению полиморфизма и определению частоты встречаемости аллельных вариантов гена каппа - казеина , показателей молочной продуктивности , качественного состава молока .

Материалы и методы . Исследования проводились на образцах ДНК , полученных из цельной крови коров холмогорской породы татарстанского типа (n=208). Образцы крови коров были получены из СХПК им . « Ленина » Атнинского района Республики Татарстан . ДНК выделяли набором реагентов « ДНК - Сорб - В » ( фирма ООО « ДНК - технологии ») согласно прописям , представленным изготовителем .

Фрагменты IV экзона гена CSN3 длиной 350 пн амплифицировали методом ПЦР , на программируемом термоциклере MyCycler (Bio-Rad, США ). Программа амплификации была разработана нами , уже в предварительных опытах .

Для амплификации использовали следующие праймеры :

JK3 (5I- ATAGCCAAATATATCCCAATTCAGT 3I)

JK5 (5I- TTTATTAATAAGTCCATGAATCTTG 3I).

Реакционная смесь для проведения амплификации гена в объеме 20 мкл , содержала 10 х Tag буфер , 10 мМ dNTPs ( смесь нуклеотидов ), 25 м M MgCl 2 , смесь праймеров (50 пМ / мкл каждого ), Tag ДНК полимераза (5 ед ./ мкл ), 100 нг геномной ДНК .

Для тестирования аллельных вариантов гена CSN3 был использован рестрикционный анализ продуктов амплификации . Рестрикционный анализ каждого продукта амплификации проводили в стандартных условиях с использованием эндонуклеазы рестрикции Hinf I ( при 37 С ^о ).

Визуализация фрагментов , осуществлялась электрофоретическим разделением продуктов рестрикции в 2% агарозном геле , в присутствии 5 мкл 10% бромистого этидия , фиксировали и документировали с помощью системы GelDoc (Bio-Rad, США ).

Результаты . После провидения амплификации с парой праймеров JK3 и JK5, при анализе электрофореграмм обнаруживалась одна полоса , подвижность которой соответствовала длине заданного амплифицируемого фрагмента равной -350 пн ( рис . 1).

• 1.    Электрофореграмма результата амплификации геномной ДНК коровы

  

  • 1-    маркер для проведения электрофоретического анализа (100,400,850, 1000,1500 п . н .);

  • 2-    ампликон полученной в результате амплификации ДНК , размером 350 п . н .

2. Продуктивность коров с различными генотипами каппа - казеина

• 2.    Электрофореграмма результатов анализа полиморфизма гена

После проведения реакции рестрикции и оценки полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ( ПДРФ ) распределение животных по генотипам локуса гена каппа - казеина было следующим : 55,3% коров имели генотип АА , 40,4% – генотип АВ и только 4,3% – ВВ . По сравнению с 2008 годом произошло сокращение животных носителей аллеля « В »: ( частота аллеля ) с - 0,26, до - 0.22 или на 15,4% ( Таблица 1). Уменьшение частоты втречаемости аллеля « В » обусловлено использованием в данном хозяйстве семенного материала быков - производителей , среди которых преобладали животные гомозиготные по аллелю « А ». Так , например , в данном хозяйстве использовалось семя четырех быков с генотипами АА (3 быка ) и АВ (1 бык ).

1. Полиморфизм гена каппа - казеина коров в СХПК им . Ленина

Года	Кол - во	АА		АВ		ВВ		Частота аллелей
		кол .	%	кол .	%	кол .	%	А	В
2008 г	219	111	50,7	99	45,2	9	4,1	0,74	0,26
2009 г	208	115	55,3	84	40,4	9	4,2	0,78	0,22

Статистическая обработка полученных данных не выявила каких - либо достоверных различий между генотипами гена CSN3 и молочной продуктивности коров . Полученные данные согласуются с ранее проведенными нами исследованиями . ( таб .2).

Генотип	Удой , кг	Жирность молока , %	Молочный жир , кг	Белок , %	Молочный белок , кг
АА n=115	6192 ± 117,8	3,62 ± 0,03	224,1	3,0	199,3
АВ n=84	6010 ± 136,9	3,61 ± 0,06	225,2	3,04	182,7
ВВ n=8	6240 ± 179,2	3,81 ± 0,04	228,9	3,22	187,2
ВВ к АА	+48	+0,19	+4,8	+0,22	+12,1
ВВ к АВ	+230	+0,2	+3,7	+ 0,18	+ 4,5

CSN3 13 исследуемых образцов

1- маркер для проведения электрофоретического анализа (100,400,850, 1000,1500 п . н .)Fast Ruler (Helikon);

2,4,9,11,14- генотип АВ фрагменты , которого соответствуют 84 п . н , 132 п . н . и 260 п . н ;

3,5,7,8,10,12,13- генотипы АА фрагменты , которого соответствуют 84 п . н ., 132 п . н .;

6- генотип ВВ фрагменты , которого соответствуют 84 п . н ., 260 п . н .

Заключение. В результате исследований коров холмогорской породы татарстанского типа, методом ДНК-диагностики, выявлены три генотипа по локусу СSN3 (АА, АВ, ВВ) (рис.2) .При этом частота встречаемости нежелательного гомозиготного генотипа АА составила 55,3%. Таким образом частота аллеля «А» каппа -казеина составила 0,78, аллеля «В» - 0,22, а значит генное равновесие смещено в сторону нежелательного генотипа АА. Животные гомозиготные по локусу СSN3 (ВВ) имели преимущество по сравнению с генотипами АА и АВ по содержанию и выходу жира, белка в молоке,  а так же молочной продуктивности.

ЛИТЕРАТУРА : 1. Калашникова Л . А ., Стрелкова Н . А ., Голубина Е . П . полиморфизм гена каппа - казеина крупного рогатого скота красн - пестрой породы // Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных . Дубровицы , 2002. Сю 137-138. 2. Сулимова Г . Е ., Шайхаев Г . О ., Берберов Э . М . Генотипирование локуса каппа - казеина у крупного рогатого скота с помощью полимеразной цепной реакции // Генетика .-1991.- Т .27.- № 12. - С . 2053-2062. 3. Alexander L.J., Stewart A.F., Mackinlay A.G., Kapelynskaya T.V.,Tkach T.M., Gorodetsky S.I. Isolation and characterization of the bovine k-kazeine gene // European Journal of biochemistry. - 1988. - V.178. - P. 395-401. 4. Damiani G., Ferretti L, Rognoni G., Sgaramella W. Restriction fragment length polymorphism analysis of the kappa-casein locus in cattle // Animal Genetics. - 1990.- V.21. - 107-114. 5. Denicourt D., Sabour M.P., McAllister A.J. Detection of bovine k-casein genomic variants by the polymerase chain reaction method // Animal Genetics. -1990.- V.21. - P. 215-216. 6. Schaar J., Hansson B., Petterson H. Effects of genetic variants of k- casein and beta- lactoglobulin on cheesemaking // J. Dairy Res. 1985. V. 52. P.429- 437.

АЛЛЕЛЬНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА КАППА - КАЗЕИНА (CSN3) У КОРОВ ХОЛМОГОРСКОЙ ПОРДЫ ТАТАРСТАНСКОГО ТИПА

Зиннатова Ф . Ф ., Алимов А . М ., Зиннатов Ф . Ф .

Резюме

Определены генотипы у коров холмогорской породы татарстанского типа по локусу гена каппа - казеина в СХПК им . « Ленина ». При анализе образцов крови коров , методом ПЦР - ПДРФ , установлено три генотипа АА , АВ , ВВ с процентным соотношением 55,3 : 40,4 : 4,3 соответственно . Распределение частот аллелей было следующим : А аллель составил 0,78, В аллель - 0,22. Также проведена корреляция между различными генотипами гена CSN3 и качественным составом молока , а также молочной продуктивностью .

ALLELE POLY-MORPHISM OF KAPPA-CASEIN (CSN3) GENE IN COWS OF TATARSTAN TYPE OF KHOLMOGOR BREED

Zinnatova F.F., Alimov A.M., Zinnatov F.F.