Характеристика быков-производителей с комплексными генотипами генов BLG и INOS по молочной продуктивности женских предков

Автор: Гильманов Х.Х., Тюлькин С.В., Ржанова И.В., Вафин Р.Р.

Журнал: Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана @uchenye-zapiski-ksavm

Статья в выпуске: 1 т.241, 2020 года.

Бесплатный доступ

Повышенная молочная продуктивность коров, как правило, сопряжена со снижением устойчивости к различным заболеваниям, включая лейкоз крупного рогатого скота. В данном исследовании изучена ассоциативная связь комплексных генотипов генов BLG и iNOS быков-производителей с их племенной ценностью по показателям молочной продуктивности женских предков. Установлено, что наибольшие показатели по удою и выходу молочного жира женских предков оказались в группе исследуемых быков с комплексным генотипом AB / BB генов BLG и iNOS.

Бык-производитель, генотип, пдрф, лейкоз крупного рогатого скота, молочная продуктивность

Короткий адрес: https://sciup.org/142224201

IDR: 142224201 | DOI: 10.31588/2413-4201-1883-241-1-71-76

Текст научной статьи Характеристика быков-производителей с комплексными генотипами генов BLG и INOS по молочной продуктивности женских предков

Одной из основных целей селекционной работы в молочном скотоводстве является увеличение удоя, выхода молочного жира и содержания молочного жира. При этом повышенная молочная продуктивность коров, как правило, сопряжена со снижением устойчивости к различным заболеваниям крупного рогатого скота, включая лейкоз, наиболее распространенным на территории Российской Федерации, в т.ч. Республике Татарстан, что подтверждено исследованиями возбудителя инфекции – вируса бычьего лейкоза [2, 13].

Полученное от лейкозных коров молоко зачастую приводит к снижению его качества, биологической полноценности и безопасности, что впоследствии негативно сказывается при производстве разнообразных молочных продуктов, особенно функциональных, геродиетических, консервированных и др. [3, 7, 17].

Опыт многих стран свидетельствует об использовании в животноводстве генетических маркеров, связанных с качественными признаками молочной продуктивности: каппа-казеин (CSN3), бета-лактоглобулин (BLG) [1, 6, 18], диацилг-лицерол-О-ацилтрансфераза, (DGAT1) [9]; а также ассоциированных с генетической резистентностью к лейкозу крупного рогатого скота: BoLA-DRB3 [4, 8], полиморфный маркер AH13-1 гена iNOS [10].

Бета-лактоглобулин, являющийся белком молочной сыворотки, представляет собой ценный компонент молока, необходимый для роста молодняка. Исследования влияния генотипов гена BLG животных на их молочную продуктивность и качества молока показали, что коровы с генотипами АА и АВ превосходили сверстниц с генотипом ВВ по удою, массовой доле жира [12], количеству молочного жира [11, 15] и белка [16].

Ген индуцибельной синтазы оксида азота (iNOS) содержит 3 полиморфных маркера AH13-1, AH13-2, AH13-3 в третьем интроне. Чичининой С.В. в 2005 году [10], исследован аллельный полиморфизм полиморфного маркера AH13-1 гена iNOS и установлена связь с генетической чувствительностью и резистентностью к лейкозу крупного рогатого скота. Так, в гене iNOS за устойчивость к инфицированию вирусом бычьего лейкоза отвечает аллель А и гомозиготный вариант АА, а за чувствительность – аллель B и генотип BB.

Целью настоящей работы являлось изучение ассоциативной связи комплексных генотипов генов BLG и iNOS быков-производителей с их племенной ценностью по показателям молочной продуктивности женских предков.

Материал и методы исследований . Исследования проводились на выборке из 60 быков-производителей молочного направления продуктивности, принадлежащих ГУП ГПП «Элита» Высокогорского района Республики Татарстан.

Для экстракции ДНК из цельной консервированной крови крупного рогатого скота использовали комплект реагентов «ДНК-сорб B» (ЦНИИ Эпидемиологии).

Постановку ПЦР для амплификации локуса гена BLG длиной 262 п.н. осуществляли набором реактивов «Encyclo Plus PCR kit» (ЗАО «Евроген») с применением набора специфических праймеров: BLG3 и BLG4 [14].

Для последующего проведения ПДРФ-анализа образцы амплифицирован-ного ПЦР-продукта обрабатывали 5 ед. эндонуклеазы рестрикции HaeIII в 1 × буфере «G» (ООО «СибЭнзим») при 37 °С в течение ночи.

Постановку ПЦР для амплификации локуса гена iNOS длиной 258 п.н. осу- ществляли набором реактивов «Encyclo Plus PCR kit» с применением набора специфических праймеров iNOS-F и iNOS-R [5]. Для последующего проведения ПДРФ-анализа образцы амплифицированного ПЦР-продукта обрабатывали 5 ед. эндонуклеазы рестрикции HinfI в 1 × буфере «O» при 37 °С в течение ночи.

Последовательность специфических праймеров, и генерируемых генотип-специфичных ПЦР-ПДРФ профилей (AA, BB, AB) генов BLG и iNOS крупного рогатого скота представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Последовательность праймеров и ПЦР-ПДРФ профили генотипов генов BLG и iNOS

Гены

Праймеры

ПЦР-ПДРФ профиль генотипов (п.н.)

BLG

BLG3: 5^/-GTCCTTGTGCTG GACACCGACTACA-3^/ (25 н.)

BLG4: 5^/ CAGGACACCGGCTCCCGGTAT ATGA-3^/ (25 н.)

AA=153/109

BB=109/79/74

AB=153/109/79/74

iNOS

iNOS-F: 5^/-AGGCGGGTTTAAGCTCCTAG-3^/ (20 н.)

iNOS-R: 5^/-ACACTGGACCCATCAGCTGC-3^/ (20 н.)

AA= 192/66

BB= 258 AB =258/192/66

Таблица 2 – Аллельный полиморфизм гена iNOS у исследуемой выборки быков

Быки-производители	n = 60 гол.	Частота встречаемости								χ2
		генотипов						аллелей
		AA		AB		BB		A	B	1,72
		n	%	n	%	n	%	0,525	0,475
	Н	14	23,3	35	58,3	11	18,4
	О	16	26,7	30	50,0	14	23,3

Примечание: Н – наблюдаемое распределение генотипов, О – ожидаемое распределение генотипов

Таблица 3 – Аллельный полиморфизм гена BLG у исследуемой выборки быков- производителей ГУП ГПП «Элита»

Быки-производители	n = 60 гол.	Частота встречаемости								χ2
		генотипов						аллелей
		AA		AB		BB		A	B	1,42
		n	%	n	%	n	%	0,32	0,68
	Н	8	13,3	22	36,7	30	50,0
	О	6	10,0	26	43,3	28	46,7

Примечание: Н – наблюдаемое распределение генотипов, О – ожидаемое распределение генотипов

Электрофоретическую детекцию образующихся ПЦР-ПДРФ-фрагментов проводили с использованием комплекта реагентов «ЭФ-генотип 200» (ЦНИИ Эпидемиологии) в 2 % агарозном геле в буфе- ре ТБЕ, содержащим бромид этидия, с последующей визуализацией ДНК в УФ-трансиллюминаторе (Vilber Lourmat) и фиксацией результата ПЦР-ПДРФ-анализа на цифровую фотокамеру (Canon).

Таблица 4 – Характеристика быков-производителей с комплексными генотипами генов BLG и iNOS по молочной продуктивности женских предков

Комплексные генотипы генов BLG / iNOS		Показатель молочной продуктивности
Комплексные генотипы генов BLG / iNOS		удой, кг	жир, %	жир, кг
n=60		Матери (М)
AA / AA	1	9064,0±0,0	3,91±0,00	354,4±0,0
AA / AB	7	8941,0±1372,9	3,92±0,18	350,5±70,4
AA / BB	–	–	–	–
AB / AA	6	10063,8±1633,1	3,86±0,16	388,5±51,7
AB / AB	12	8672,6±1718,8	3,90±0,18	338,2±69,2
AB / BB	4	10595,2±1124,0	3,86±0,17	409,0±24,2
BB / AA	7	7615,4±1254,5	3,89±0,24	296,2±63,1
BB / AB	16	8266,4±1483,4	3,86±0,23	319,1±72,3
BB / BB	7	8157,0±1886,3	3,84±0,17	313,2±77,6
n=60		Матери Матерей (ММ)
AA / AA	1	11401,0±0,0	3,96±0,00	451,5±0,0
AA / AB	7	7832,6±2350,3	3,89±0,16	304,7±77,2
AA / BB	–	–	–	–
AB / AA	6	7879,8±1758,4	3,97±0,40	312,8±124,0
AB / AB	12	6672,7±1373,7	3,90±0,42	260,2±74,3
AB / BB	4	9224,0±3179,0	3,82±0,15	352,4±121,7
BB / AA	7	5820,4±1759,3	3,94±0,32	229,3±77,0
BB / AB	16	7149,6±1990,2	3,78±0,19	270,3±71,4
BB / BB	7	6980,6±1370,6	3,93±0,54	274,3±34,4
n=60		Матери Отцов (МО)
AA / AA	1	14560,0±0,0	3,50±0,00	509,6±0,0
AA / AB	7	10878,0±2986,5	4,15±0,34	451,4±91,0
AA / BB	–	–	–	–
AB / AA	6	10199,5±924,4	4,24±0,55	432,5±118,2
AB / AB	12	10080,2±2187,9	4,10±0,42	413,3±152,3
AB / BB	4	16317,8±4772,0	3,94±0,19	642,9±193,4
BB / AA	7	9290,6±1388,1	3,84±0,04	356,8±53,2
BB / AB	16	10273,9±2424,2	3,94±0,22	404,8±62,6
BB / BB	7	10057,7±1842,4	4,17±0,53	419,4±196,3
n=60		Родительский индекс быка (РИБ)
AA / AA	1	11022,2±0,0	3,82±0,00	417,5±0,0
AA / AB	7	9148,1±1707,9	3,97±0,16	346,3±60,8
AA / BB	–	–	–	–
AB / AA	6	9551,7±1195,4	3,98±0,25	380,6±81,8
AB / AB	12	8524,5±1494,5	3,95±0,23	337,5±70,0
AB / BB	4	11683,1±2119,6	3,87±0,10	453,3±75,6
BB / AA	7	7585,5±1189,3	3,89±0,19	294,6±60,8
BB / AB	16	8489,1±1219,7	3,86±0,16	328,3±56,0
BB / BB	7	8338,1±1185,2	3,95±0,18	330,0±76,5

При изучении ассоциативной связи дуктивности женских предков использова-комплексных генотипов генов BLG и iNOS ны также данные зоотехнического и пле-быков-производителей с их племенной менного учета исследуемого хозяйства: ценностью по показателям молочной про- племенные карточки (форма 1-МОЛ), ка- талоги, племенные свидетельства быков-производителей.

Результаты исследований. Распределение быков-производителей молочного направления продуктивности, представляющих собой помесный и чистопородный голштинский скот, по генотипам гена iNOS было следующим: AA – 14 гол. (23,3 %), AB – 35 гол. (58,3 %), BB – 11 гол. (18,4 %). Частота аллеля A составила 0,525, аллеля B – 0,475 (таблица 2).

Распределение быков-производителей молочного направления продуктивности, по генотипам гена BLG было следующим: AA – 8 гол. (13,3 %), AB – 22 гол. (36,7 %), BB – 30 гол. (50,0 %). Частота аллеля A составила 0,32, аллеля B – 0,68 (таблица 3).

Для оценки быков-производителей по происхождению с различными комбинациями генотипов использованы индексы племенной оценки быков, в которые входили показатели ближайших женских предков (таблица 4).

Распределение исследуемой выборки животных с комплексными генотипами BLG / iNOS было следующим: 1 (1,7 %) бык-производитель имел комбинацию генотипов AA / AA, 7 быков (11,7 %) – AA / AB, 6 (10 %) –AB / AA, 12 (20,0 %) – AB / AB, 4 (6,6 %) – AB / BB, 7 (11,7 %) – BB / AA, 16 (26,6 %) – BB / AB, 7 (11,7 %) – BB / BB, соответственно.

Также исходя из анализа данных, представленных в таблицы 4, установлено, что наибольшие показатели по удою (10595,2 кг) и выходу молочного жира (409,0 кг) отмечены в группе матерей (М) быков-производителей с комбинацией генотипов AB / BB, а по содержанию молочного жира (3,92 %) – с комбинацией генотипов AA / AB.

В группе матерей матерей (ММ) более высокий удой (11401 кг) и выход молочного жира (451,5 кг) зафиксирован у быка с комплексным генотипом AA / AA. Наибольшее содержание молочного жира (3,97 %) отмечено у быков с комбинацией генотипов AB / AA.

В группе матерей отцов (МО) наибольшие показатели по удою (16317,8 кг) и выходу молочного жира (642,9 кг)

выявлены у быков с комплексным генотипом AB / BB, а по содержанию молочного жира (4,24 %) – с комбинацией генотипов AB / AA.

Оценка быков по родительскому индексу (РИБ) показала, что наибольший удой (11683,1 кг) и выход молочного жира (453,3 кг) отмечен у быков с комплексным генотипом AB / BB, а более высокое содержание молочного жира (3,98 %) имели быки с комбинацией генотипов AB / AA.

При этом наименьший удой (7585,5 кг) и выход молочного жира (294,6 кг) наблюдался у быков с комплексным генотипом BB / AA, а наименьшее содержание молочного жира (3,82 %) имел бык с комбинацией генотипов AA / AA генов BLG и iNOS, соответственно.

Заключение. По результатам исследования оценки быков-производителей по показателям молочной продуктивности женских предков, наибольшие показатели по удою и выходу молочного жира были у быков с комплексным генотипом AB / BB генов BLG и iNOS. Данный факт согласуется с литературными данными, описывающими взаимосвязь повышенной молочной продуктивности со снижением устойчивости к инфицированию вирусом бычьего лейкоза. Полученные результаты исследования будут учитываться в селекционноплеменной работе при воспроизводстве молочного стада с генетической устойчивостью к лейкозу крупного рогатого скота.

Резюме

Список литературы Характеристика быков-производителей с комплексными генотипами генов BLG и INOS по молочной продуктивности женских предков

Ахметов, Т.М. Молочная продуктивность коров с разными комбинациями генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина / Т.М. Ахметов, С.В. Тюлькин, Э.Ф. Валиуллина // Учёные записки Казанской ГАВМ. - 2011. - Т. 207. - С. 51-57.
Вафин, Р.Р. Генотипическая идентификация вируса бычьего лейкоза / Р.Р. Вафин [и др.] // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. - 2014. - № 4. - С. 34-40.
Галстян, А.Г. Научные основы и технологические принципы производства молочных консервов геродиетического назначения / А.Н. Петров [и др.] // Вопросы питания. - 2016. - Т. 85. - № 5. -С. 114-119.
Гильманов, Х.Х. Полиморфизм гена ВоLA-DRB3 и генетический статус выборки быков - производителей по отношению к лейкозу крупного рогатого скота / Х.Х. Гильманов [и др.] // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. -2018. - № 11. - С. 89-98.
Гильманов, Х.Х. Способ проведения ПЦР-ПДРФ для генотипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам полиморфного маркера AH13-1 гена iNOS / Х.Х. Гильманов [и др.] // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. - 2018. - № 4. - С. 22-28.
Калашникова, Л.А. Возможности использования ДНК маркеров продуктивных качеств животных в практической селекционной работе / Л.А. Калашникова // Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных. - Дубровицы. - 2003. - С. 33-39.
Петров, А.Н. Производство молочных консервов: инновации в формировании свойств сырья / А.Н. Петров [и др.] // Молочная промышленность. - 2010. - № 5. - С. 74-77.
Серемягин, А.А. Связь генотипов BoLA-DRB3 с племенной ценностью по показателям молочной продуктивности в Российской популяции молочного скота / А.А. Семерягин [и др.] // Сельскохозяйственная биология. - 2016. - Т. 51. - № 8. -С. 775-781.
Тюлькин, С.В. Разработка способа проведения ПЦР-ПДРФ на примере DGAT1-гена крупного рогатого скота / С.В. Тюлькин [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 2-17. - С. 37733775.
Чичинина, С.В. Роль аллельной вариабельности генов цитокинов в формировании резистентности крупного рогатого скота к лейкозу: дис.. канд. биол. наук: 16.00.03, 03.00.23 / С.В. Чичинина. - Новосибирск, 2005. - 107 с.
Юльметьева, Ю. Связь полиморфных вариантов генов молочных белков и гормонов с признаками молочной продуктивности крупного рогатого скота / Ю. Юльметьева [и др.] // Молочное и мясное скотоводство. - 2013. - № 7. - С. 2326.
Anggraeni, A. Genetic variants of k-casein and B-lactoglobulin genes and their association with protein and milk components of Holstein Friesian cows at small farmers in Lembang, West Java / A. Anggraeni, H.S. Nury, E. Andreas, C. Sumantri. // 2nd International Conference on Sustainable Agriculture and Food Security: A Comprehensive Approach, KnE Life Sciences. -2017. - P. 86-94.
Donnik, I.M. Genetic identification of bovine leukaemia virus // I.M. Donnik [et al.] // Food and Raw Materials. - 2018. - № 6(2). - P. 314-324.
Medrano, J.F. Polymerase chain reaction of bovine P-lactoglobuline genomic sequences and identification of genetic variants by RFLP analysis / J.F. Medrano, Е. Aguilar-Cordova // Animal Biotechnology. -1990. - №. 1. - P.73-77.
Micinski, J. Yield and composition of milk from Jersey cows as dependent of the genetic variants of milk proteins / J. Micinski [et al.] // Polish J. of food and nutrition sciences. - 2007. - V. 57. - №.3(А) - P. 95-99.
Ozdemir, M. Relationships between milk protein polymorphisms and production traits in cattle: a systematic review and meta-analysis / M. Ozdemir [et al.] // Arch. Anim. Breed. - 2018. - V. 61. - P. 197206.
Petrov, A.N. Indicators of quality of canned milk: Russian and international priorities / A.N. Petrov [et al.] // Foods and Raw Materials. - 2017. - V.5. - №.2. - P. 151-161.
Tyulkin, S.V. Technological properties of milk of cows with different genotypes of kappa-casein and beta-lactoglobulin / S.V. Tyulkin [et al.] // Foods and Raw Materials. - 2018. - V.6. - №. 1. - P. 154-162.

Еще

Статья научная