Генетический полиморфизм белков молока у коров татарстанского типа в связи с их устойчивостью к маститу

Современные задачи ускоренной индустриализации животноводства, увеличения объемов производства животноводческой продукции по отношению к затратам требуют использования новых подходов к управлению генетическими ресурсами животных. В этой связи большие надежды возлагаются на современные достижения в области молекулярной генетики [2], позволяющей проводить оценку внутри- и межвидовой генетической изменчивости животных, определить особенности микро-эволюционных процессов, протекающих под воздействием селекционно - племенной работы, выявлять наиболее информативные локусы генома, определяющие высокую продуктивность и устойчивость животных к заболеваниям [1; 4].

Хозяйственно-экономическую проблему во всех странах с интенсивным молочным животноводством у крупного рогатого скота представляет собой воспаление молочной железы - мастит, являющийся самым распространенным заболеванием среди многих болезней молочных коров. Воспаления вымени очень распро странены и причиняют животноводству большие убытки. Они обуславливают колоссальные потери молока за счет снижения молочной продуктивности, уменьшают сроки хозяйственного использования коров, понижают санитарно-технологическое качество молока и молочной продукции. Поэтому в настоящие время интенсивно осуществляется поиск биологических механизмов, обеспечивающих устойчивость к маститу. В научной литературе появляются сообщения о том, что в качестве потенциальных маркеров резистентности к маститу могут рассматриваться гены молочных белков, а именно каппа-казеина (к - Сп), бета-казеина (Р - Сп) и бета-лактоглобулина (P-Lg). О влиянии этих генов на белковомолочность и технологические свойства молока хорошо известно. Так, аллель - В каппа-казеина ассоциирован с более высоким содержанием белка в молоке и лучшей его свертываемостью. Аналогичное влияние установлено в отношении аллельных форм Р - казеина , кроме того они оказались связанными с термоустойчивостыо молока [8]. Ген бета - лактоглобулина может выступать, как показатель биологической ценности молока. Его В - аллель связан с высоким содержанием в молоке казеиновых фракций и жирномолочностью, а аллель А ассоциируется с высокой концентрацией сывороточных белков молока [5; 10]. В последние годы в отношении этих белков молока получены весьма интересные данные о том, что они являются важнейшими источниками биологически активных пептидов. Выделяемые из а -, 0- и к-казеинов и 0-лактоглобулина пептиды, обладают широким спектром физиологической активности. Они демонстрируют иммуномодулирующие свойства, антимикробную, антигипертензивную и другую активность [9].

В связи с вышеизложенным изучали заболеваемость коров татарстанского типа маститом с разными генотипами каппа-казеина, бета-казеина и бета-лактоглобу-лина.

Материалы и методы исследований. Исследования проводили в племенном заводе «Бирюли» Высокогорского района Республики Татарстан. Для определения полиморфизма генов к - казеина, 0 - казеина и 0 - лактоглобулина было отобрано 46 коров татарстанского типа, из них 20 были больны маститом, а 26 здоровы, у которых при жизни не наблюдался мастит. Молоко брали в утреннюю дойку, вносили в индивидуальные стерильные контейнеры вместимостью 100 мл.

Получение казеинов и сыворотки осуществляли по Р.А. Хаертдинову (1989), для чего в центрифужные пробирки наливали 5 мл обезжиренного молока и в них казеины осаждали подкислением молока с помощью 0,25 мл ацетатного буферного раствора (25 мл уксусной кислоты, 35 г трехводного уксуснокислого натрия, 100 мл воды, pH 4,6). Смесь перемешивали и до полного осаждения казеинов оставляли в водяной бане при 38-40°С на 30 мин. Затем смесь центрифугировали 20 минут при 8000 об/мин. Сыворотку сливали в другую посуду, а осажденные казеины, растворяли в буфере, состоящем из 86 мл уксусной и 25 мл муравьиной кислот, 4,5 М мочевины и 1 л воды, pH 3,0. Буфер доливали до прежнего объема молока. В таком же рас творе готовили стандартный образец из казеинов по Гаммерстену в концентрации 2,5 г на 100 мл. Его перемешивали до полного растворения казеинов.

Разделение казеина на фракции проводили методом электрофореза с добавлением в гель 9 М мочевины и 2-меркапто-этанола. Идентификацию и других фракций казеина осуществляли по Р.А. Хаертдинову (2009). Для разделения белков молочной сыворотки использовали ту же систему геля № 1, что и казеинов, но без мочевины и 2-меркаптоэтанола. Идентификацию белковых фракций в сыворотке молока проводили согласно сообщению Е.Н. Reimerdes, Н.А. Mehrens (1978). Частоту встречаемости генотипов каппа-казеина, бета - казеина и бета -лактоглобулина определяли по формуле: р = п / N, где р - частота определенного генотипа, п - количество особей, имеющих данный генотип, N - общее число особей в популяции. Частоту отдельных аллелей определяли по формулам:

Ра = (2п]АА+пзАВ) / 2N и q_B = (2П2ВВ+П3АВ) / 2N, где р_А - частота аллеля А, q_B - частота аллеля В, N - общее число аллелей.

По закону Харди-Вайнберга [3] рассчитывали ожидаемые частоты генотипов в исследуемой популяции. Объективная характеристика соответствия теоретических и эмпирических частот получена путем применения критерий согласия Пирсона %\

Результаты исследований. В молоке коров полиморфными оказались все три белка: 0 -, к - казеины и 0 - лактоглобулин. У них выявлено по два генетических варианта А и В. которые могли образовывать три генотипа АА, ВВ и АВ (табл.). Из них у 0 - и к - казеинов преобладающими были генотипы АА и АВ, они имели частоту от 20 до 90%, генотип ВВ оказался очень редким, он обнаружен у незначительного числа животных (1-2 головы). Полиморфизм хорошо выражен по 0 - лактоглобулину, у которого все три генотипа имели достаточно высокую частоту - 23...42,3 с небольшим преобладанием гетерозигот АВ.

По локусам Р - и к - казеинов Р - и к - Сп в обоих группах коров обнаружено достоверное нарушение генетического равновесия, х2 превышал стандартного значения 6,0 (Р < 0,05...0,01).

Выявлены существенные различия по частотам генотипов у коров здоровых и больных маститом. У здоровых коров, не заболевших в течении всей жизни маститом, по всем трем локусам наблюдалось преимущество гетерозигот. Так, у них по Р - казеину частота данного генотипа в 17 раз превышала частоту аналогичного генотипа у больных животных и составила соответственно 84,6 % и 5 % (Р < 0,01). Такие же данные получены по к - казеину, соответственно в 4 раза и 88,5 %, 20 % (Р < 0,01). По Р - лактоглобулину различия между группами коров были выражены в меньшей степени, однако тенденция сохранилась, соответственно 42,3 и 35 %. У больных животных, напротив, значительно увеличилась доля гомозигот, особенно, генотипа АА. Так. по р - казеину частота этого генотипа у больных животных в сравнении со здоровыми была почти в 6 раз выше и составила соответственно 90,0 и 15,4 % (Р < 0,01). Аналогичные данные получены по к - казеину, соответственно 70,0 и 11,5 % (Р < 0,01). По р - лактоглобулину эти различия были выражены в меньшей степени, однако тенденция сохранилась, соответственно 30,0 и 23,1 %.

Таким образом, резистентность коров к маститу в достаточно сильной степени зависит от их генотипа по белкам молока. Эта связь хорошо выражена с генотипами по р - и к - казеинам, в меньшей степени - с р -лактоглобулином.

Маститу более устойчивы коровы -гетерозиготы с генотипом АВ р - и к - казеинов, этой болезни в большей степени подвержены гомозиготы АА.

‘ "•■'ВГ.^"' ' - -

т. -e»*^-#-,-

Таблица- Частота генотипов и аллелей белков молока у коров

Группа здоровья по маститу	Локус	с пре дел.	Частота генотипов						Х2	Частота аллелей
			АА		ВВ		АВ			А	В
			и	%	п	%	п	%
Здоровые, п=26	Р-Сп	ф.	4	15,4	-	-	22	84,6™	13,970	0,577	0,423
		т.	8.6	33,1	4,7	18,1	12,7	48,8
	к - Сп	ф.	3	11,5	-	-	23	88,5“	16.438	0,558	0,442
		т.	8,1	31.2	5,1	19,6	12,8	49,2
	P-Lg	ф.	6	23,1	9	34,6	11	42.3	3,394	0,442	0,558
		т.	5,1	19,6	8,1	31,2	12,8	49,2
Больные, п=20	р-Сп	ф.	18	9QXXX	1	5	1	5	9,304	0,925	0,075
		т.	17,1	85,5	0,1	0,5	2,8	14.0
	к -Сп	ф.	14	70™	2	10	4	20	15,938	0,80	0,20
		т.	12,8	64	0,8	4	6,4	32
	P-Lg	ф.	6	30	7	35	7	35	1,809	0,475	0,525
		т.	4,5	22,5	5,5	27.5	10	50,0

■ Генотип АД

Я Генотип АВ я Генотип ВВ

В i

К-Сп

Рисунок - Гистограмма часто т генотипов р -, к — казеинов и р - лактоглобулина у коров здоровых и больных маститом

Заключение. У коров татарстанского типа исследован генетический полиморфизм по трем белкам молока: Р -, к -казеинам и р - лактоглобулину в связи с их заболеваемостью маститом. У исследованных белков установлен полиморфизм, обусловленный по двум аллелям: А и В, которые образовали три генотипа АА, ВВ и АВ. Установлена тесная связь этих генотипов с устойчивостью и заболеваемостью маститом. Генотип АВ р - и к - казеинов ассоциирован с устойчивостью коров к маститу, а генотип АА, на против, - с восприимчивостью их к этому заболеванию.