Ассоциация полиморфизма гена лактоферрина с молочной продуктивностью и качеством молока у первотёлок голштинской породы в зависимости от линейного происхождения

При современных технологиях производства молока заболевание вымени у коров – одно из самых распространенных. Мастит относят к категории сложных и убыточных заболеваний, особенно его скрытую форму, которая по данным Всемирной организации ветеринарного здравоохранения наносит весомый удар по экономике молочного скотоводства. Это происходит из-за преждевременной выбраковки лучших, высокопродуктивных коров, так как вырученные средства от сдачи их на бойню не возмещают затрат на выращивание. Поэтому сельхозпроизводитель недополучает от них молока и высокопродуктивного потомства – телят, а также вынужден нести затраты на его диагностику, лечение и др. Кроме экономического, мастит несёт и социальный вред, так как маститогенные микробы, присутствующие в молоке вызывают заболевания у людей [1].

Факторами защиты молочной железы от инфекции являются полиморфно-ядерные лейкоциты, система лактопероксидазы, лизоцим, лактоферрин, система комплемента. В настоящее время существует множество доказательств значимости лактоферрина в развитии механизма естественной резистентности коров к маститу [6].

LTF, или лактоферрин, является железосвязывающим гликопротеином, принадлежащим трансферриновому семейству и способен подавлять рост и развитие микробов в отношении секрета молочных желез и ряда других секретов животного, таких как слезы, слюна, жидкости, выделения из носовой полости, бронхов, желчь, моча и так далее. Важнешую практическую и теоретическую роль в процессе селекции и разведения играет способность отцов-быков передавать по наследству дочерям резистентность к заболеванию, а также устойчивость к маститу [3].

На сегодняшний день одним из важнейших направлений в селекции молочного скота, является селекция на устойчивость коров к маститу, основанная на их генетической предрасположенности. Поэтому необходимо своевременно выявлять животных резистентных к маститу в связи со многими факторами, в том числе и с породной и линейной принадлежностью. Различные данные говорят о том, что наследственные факторы восприимчивости к маститу в пределах одной породы составляют от 12 % до 20 % [2, 5].

Материал и методы исследований. Для проведения исследований и оценки по генам-кандидатам устойчивости коров к маститам были отобраны племенные первотёлки из СХПК им. Ленина Атнинского района Республики Татарстан (РТ) (n=387).

За период проведения исследований все опытное поголовье крупного рогатого скота СХПК им. Ленина находилось в одинаковых условиях кормления, технологического содержания, ветеринарного обслуживания.

Анализ происхождения, продуктивности коров был проведен с помощью программного пакета «Селекс 3.1» (АРМ Плинор, Санкт-Петербург).

Молочную продуктивность определяли путём проведения контрольных доек. Анализ качества молока производили на приборе «Лактан 1-4» в соответствии с инструкциями производителя. Для измерения использовали свежее молоко. Для определения количества соматических клеток в молоке использовали прибор «Соматос-В» согласно рекомендациям производителя.

Кровь, полученную утром до кормления из яремной вены животных, вносили в пробирки с 100 мМ ЭДТА до конечной концентрации 10 мМ.

Выделение ДНК из цельной крови крупного рогатого скота проводили с использованием комплекта реагентов «ДНК-Сорб-В» согласно инструкции изготовителя по применению (ЦНИИ Эпидимиологии Роспотребнадзора, Россия).

Фрагменты ДНК амплифицировали на программируемом термоциклере MyCycler и Т-100 (Bio-Rad, США). Для ПЦР использовали Taq ДНК полимеразу (5 ед./мкл) (MBI Fermentas, Германия) с поставляемым буфером – 10× Taq буфер. Смесь дезоксинуклеозидтрифосфатов (2,5 мM каждого из dNTP) (MBI Fermentas, Германия) была добавлена в реакционную смесь в конечной концентрации 0,25 мМ. Праймеры, использованные в работе, были синтезированы фирмой СибЭнзим (г. Новосибирск, Россия). Праймеры применяли в концентрации 1 мкМ. Матричную ДНК добавляли в количестве 10-100 нг на одну реакцию.

Были оптимизированы протоколы и режимы проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР) для каждого из исследуемых генов, с соответствующими изменениями температурных и временных профилей реакции, что обеспечило оптимальную амплификацию участков генов.

Гидролиз ПЦР-проб проводили эндонуклеазами рестрикции Eco RI для гена лактоферрина ( LTF ), и Hae III для гена, манноза-связывающего лектина ( MBL1 ), фирмы СибЭнзим (г. Новосибирск, Россия) в соответствии с рекомендациями изготовителя. ПЦР-смесь с амплифицированными фрагментами составляла 3/5 общего объёма реакционной смеси.

Результат исследований. Анализ ассоциации полиморфизма гена лактоферрина с молочной продуктивностью 387 первотёлок показал, что наибольшим удоем, характеризовались коровы с гетерозиготным генотипом LTF^AB . Их удой составил в среднем 6481 кг молока. В отношении к сверстницам с генотипом LTF^AА разница составила 302 кг (P<0,001) молока (Таблица 1).

Однако, по содержанию белка в молоке разница между особями с разными генотипами LTF незначительная – 0,02 %, а по содержанию жира в молоке отличий вообще не было. Наибольший выход молочного белка и жира имели животные с генотипом LTF^AB . Они превосходили по этим показателям первотёлок с генотипом LTF^AА на 10,1 кг (P<0,05) и 11,7 кг (P<0,05), соответственно. По содержанию соматических клеток в молоке выгодно отличались коровы с генотипом LTF^АВ по сравнению с аналогами с генотипом LTF^AА . В их молоке содержание соматических клеток было на 6,71 тыс./мл меньше.

Таким образом, по результатам сравнительного анализа первотёлок голштинской породы преимущество по всем показателям молочной продуктивности, в том числе по содержанию соматических клеток в молоке было у животных с генотипом LTF^АВ .

Дополнительно к оценке ассоциации полиморфизма гена лактоферрина с молочной продуктивностью первотёлок голштинской породы была определена молочная продуктивность и качество молока у коров с разными генотипами гена лактоферрина с учётом их линейной принадлежности (Таблица 2).

Таблица 1 - Влияние полиморфных вариантов гена лактоферрина на показатели молочной продуктивности первотёлок

Генотип	n	Удой, кг	Белок, %	Выход белка, кг	Жир, %	Выход жира, кг	Содержание соматических клеток, тыс./мл
LTFАА	272	6179 ±65,9	2,94 ±0,018	181,7 ±2,17	3,89 ±0,025	240,4 ±2,87	279,2 ±11,50
LTFАВ	115	6481 ±18,1	2,96 ±0,026	191,8 ±3,69	3,89 ±0,039	252,1 ±4,56	272,5 ±14,14
LTFab к LTFAA	-	+302***	+0,02	+10,1*	0	+11,7*	- 6,71

* - P<0,05; *** - P<0,001

Наибольшим удоем, характеризовались коровы с гетерозиготным генотипом LTF AB линий Айвенго, Рокмэна, Соверинга, Чифа и Чифтейна. Их удой составил в среднем 6361-7142 кг молока. В отношении к сверстницам с генотипом LTF^AA по своим линиям соответственно разница составила 207-856 кг молока, причём разница между генотипами LTF AA и LTF AB линии Айвенго была наибольшей - 856 кг (Р<0,05). Только у животных линии Айдиала превосходство по удою было у особей с генотипом LTF AA над аналогами с генотипом LTF A (на 103 кг). В целом по удоям выделялись первотёлки с генотипом LTF^AB линий Айвенго, Рокмэна, Чифтейна - 7142 кг, 6681 кг и 6533 кг соответственно. Коровы с генотипом LTF^AB линии Айвенго превосходили животных с другими генотипами и линий на 461-1116 кг. При этом разница с аналогами с генотипом LTF AA линий Айдиала, Соверинга, Чифа и с генотипом LTF^AB линий Айдиала, Чифа была статистически достоверной (P<0,05-0,01).

Более высоким содержанием белка в молоке отличались первотёлки с генотипом LTFAB линий Айдиала, Рокмэна, Соверинга и Чифтейна. Их показатель составил в среднем 2,87-3,09 %. По отношению к сверстницам с генотипом LTFAА по своим линиям соответственно превосходство составило 0,05-0,07 %. У животных линий Айвенго и Чифа превосходили особи с генотипом LTFAА, они имели большие показатели, чем аналоги по своим линиям на 0,11 % и 0,01 % соответственно. Содержание белка в молоке 3 % и более имели животные с генотипом LTFAА линий Айвенго, Айдиала и с генотипом LTFAB линий Айдиала, Рокмэна, Соверинга.

По содержанию жира в молоке выгодно отличались коровы с генотипом LTFAА линий Айвенго, Рокмэна, Соверинга, Чифа и Чифтейна. Их показатель составил в среднем 3,79-4,04 %. По отношению к сверстницам с генотипом LTFAА по своим линиям соответственно превосходство было 0,01-0,10 %. У животных линии Айдиала превосходили особи с генотипом LTFAB, они имели больше показатель, чем аналоги с генотипом LTFAА на 0,30 %. Содержание жира в молоке 3,99 % и более имели животные с генотипом LTFAА линий Айвенго, Соверинга, Чифтейна и с генотипом LTFAB линии Айдиала.

Наибольший выход молочного белка и жира имели животные с генотипом LTFAB линий Айвенго, Айдиала, Рокмэна, Соверинга, Чифа и Чифтейна, которые составили 185,1-207,8 кг 246,2-280,0 соответственно. Они превосходили по этим показателям первотёлок с генотипом LTFAА по своим линиям на 8,2-18,0 кг и 3,7-27,9 кг соответственно. По выходу молочного белка животные с генотипами LTFAА и LTFAB линии Айдиала почти не отличались. По выходу молочного белка и жира наибольшие показатели выявлены у коров с генотипом LTFAB линии Айвенго 207,8 кг и 280,0 кг соответственно. Они превосходили аналогов с разными генотипами LTF и другой линейной принадлежности на 7,4-30,9 кг и 23,9-45 кг соответственно. Причём достоверная (P<0,05-0,01) разница выявлена по выходу молочного белка у животных с генотипом

LTFAА линии Чифа, а по выходу     генотипом LTFAА Айдиала, Рокмэна, Чифа молочного жира с первотёлками с     и с генотипом LTFAB линии Чифа.

Таблица 2 – Влияние полиморфных вариантов гена лактоферрина на показатели молочной продуктивности первотёлок с разной линейной принадлежностью

OS К S К	к о £	д	и о	и о ч О и	и д' и ч ю о X m		& о X m	g К s и о у Й Д Н & Н X о 2 н О о |
Айвенго	LTFAA	31	6286 ±197,4	3,02 ±0,047	189,8 ±6,29	4,01 ±0,058	252,1 ±8,74	226,2 ±21,82
	LTFAB	13	7142 ±356,4	2,91 ±0,069	207,8 ±12,74	3,92 ±0,104	280,0 ±14,61	202,7 ±30,62
Айдиал	LTFAA	22	6129 ±187,2	3,04 ±0,161	186,3 ±6,18	3,86 ±0,073	236,6 ±10,16	267,8 ±16,28
	LTFAB	9	6026 ±369,9	3,09 ±0,111	186,2 ±12,69	4,16 ±0,149	250,7 ±14,35	256,6 ±28,36
Рокмэн	LTFAA	49	6458 ±175,8	2,95 ±0,032	190,5 ±5,48	3,79 ±0,057	244,8 ±7,13	250,0 ±12,43
	LTFAB	19	6681 ±297,3	3,00 ±0,051	200,4 ±10,08	3,72 ±0,089	248,5 ±12,34	236,9 ±20,03
Соверинг	LTFAA	4	6109 ±266,3	2,98 ±0,061	182,0 ±6,27	4,04 ±0,034	246,8 ±12,72	350,5 ±173,23
	LTFAB	5	6413 ±355,6	3,03 ±0,127	194,3 ±16,80	3,94 ±0,131	252,7 ±18,10	320,8 ±84,15
Чиф	LTFAA	149	6057 ±89,0	2,92 ±0,028	176,9 ±2,98	3,88 ±0,035	235,0 ±3,94	290,7 ±15,65
	LTFAB	61	6361 ±147,7	2,91 ±0,040	185,1 ±4,86	3,87 ±0,061	246,2 ±6,39	267,2 ±19,07
Чифтейн	LTFAA	17	6326 ±254,1	2,80 ±0,088	177,1 ±8,69	3,99 ±0,131	252,4 ±8,72	255,1 ±38,63
	LTFAB	8	6533 ±478,4	2,87 ±0,100	187,5 ±17,10	3,92 ±0,130	256,1 ±18,65	237,8 ±39,99

Содержание соматических клеток в молоке у коров разных генотипов LTF и в зависимости от линейной принадлежности было в пределах от 202,7 тыс./мл (генотип LTFAB линии Айвенго) до 350 тыс./мл (генотип LTFAА линии Соверинга). В целом по всем линиям животные с генотипом LTFAB выгодно отличались в содержании соматических клеток по отношению с аналогами генотипа LTFAА; разница при этом составила 11,2-29,7 тыс./мл. Животные с генотипами LTFAB выгодно уступали по этому показателю сверстницам других генотипов LTF и линейной принадлежности на 10,7-147,8 тыс./мл. Причём статистически достоверная разница (P<0,05) выявлена между животными с разными генотипами LTF линии Айвенго и аналогами с генотипом LTFAА линии Чифа.

Заключение. Таким образом, по результатам сравнительного анализа первотёлок голштинской породы преимущество почти по всем показателям молочной продуктивности (удой, молочный белок и жир), в том числе по содержанию соматических клеток в молоке было у животных с генотипом LTF^АВ линии Айвенго. Некоторый интерес в плане ведения селекционной работа на повышение содержания белка и жира в молоке представляют животные с генотипом LTF^AB линии Айдиала.

АССОЦИАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА ЛАКТОФЕРРИНА С МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ И КАЧЕСТВОМ МОЛОКА У ПЕРВОТЁЛОК ГОЛШТИНСКОЙ

Резюме

LTF, или лактоферрин, является железосвязывающим гликопротеином, принадлежащим трансферриновому семейству и способен подавлять рост и развитие микробов в отношении секрета молочных желез и ряда других секретов животного, таких как слезы, слюна, жидкости, выделения из носовой полости, бронхов, желчь, моча и так далее.

На сегодняшний день одним из важнейших направлений в селекции молочного скота, является селекция на устойчивость коров к маститу, основанная на их генетической предрасположенности. Поэтому необходимо своевременно выявлять животных резистентных к маститу в связи со многими факторами, в том числе и с породной и линейной принадлежностью. Различные данные говорят о том, что наследственные факторы восприимчивости к маститу в пределах одной породы составляют от 12 % до 20 %.

По результатам сравнительного анализа первотёлок голштинской породы преимущество почти по всем показателям молочной продуктивности (удой, молочный белок и жир), в том числе по содержанию соматических клеток в молоке было у животных с генотипом LTF^АВ линии Айвенго. Некоторый интерес в плане ведения селекционной работа на повышение содержания белка и жира в молоке представляют животные с генотипом LTF^AB линии Айдиала.