Молочная продуктивность голштинских коров с различными генотипами по генам лактоферрина (LTF) и маннозасвязывающего лектина (MBL1)

Автор: Зиннатов Ф.Ф., Ахметов Т.М., Файзрахманов Р.Н., Зиннатова Ф.Ф., Якупов Т.Р., Юсупов С.Р.

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

Статья в выпуске: 2 т.254, 2023 года.

Бесплатный доступ

Гены лактоферрина и маннозосвязывающего лектина могут служить генетическими маркерами у крупного рогатого скота, связанными с изменениями количественного содержания соматических клеток в молоке, и устойчивостью к маститу. В связи с важностью вышеперечисленных генов была поставлена цель - выявить продуктивность и провести идентификацию генов LTF и MBL1, задействованных в устойчивости дойных коров к возникновению мастита с помощью ДНК-диагностики. Выявлено, что высокий удой 6567,9 кг и наибольшие показатели по выходу молочного белка и жира имели животные с генотипом LTFABMBL1TC. Однако по содержанию соматических клеток в молоке наилучшее положение занимали животные с генотипом LTFAВMBL1CC.

Еще

Гены, днк, коровы, молочная продуктивность, мастит, пцр

Короткий адрес: https://sciup.org/142238099

IDR: 142238099 | DOI: 10.31588/2413_4201_1883_2_254_102

Текст научной статьи Молочная продуктивность голштинских коров с различными генотипами по генам лактоферрина (LTF) и маннозасвязывающего лектина (MBL1)

Молочное направление скотоводства считается главной из отраслей животноводства на территории Российской Федерации. Однако, одним из самых нерентабельных и проблемных заболеваний является мастит. Мастит коров – воспаление молочной железы, связанное с инфицированием микроорганизмами вымени у коров. Данное заболевание является одним из самых убыточных для экономики и рентабельности молочного животноводства. Снижается качество молока, его количество, производитель недополучает молока и высокопродуктивного потомства, тем самым несет большие затраты на диагностику, лечение. Мастит несет экономический и социальный вред, так как микроорганизмы (кишечная палочка, стафилококки, энтерококки), присутствующие в молоке, являются опасными, вызывают заболевания у людей и животных [1, 7].

Сегодня племенная работа включает в себя новейшие достижения в области генетики, селекции, ДНК-технологий и биотехнологии животных, ввиду того что результативность работы селекционера в молочном скотоводстве напрямую связана с изучением генетических и паратипических факторов. Одной из главных причин увеличения содержания соматических клеток в молоке является такое заболевание как мастит. Наукой доказано, что соматические клетки в молоке связаны с воспалительным процессом, и являются «маяком» в ранней диагностике и выявлении как субклинического, так и клинического мастита [5, 6].

Научные исследования многих отечественных и зарубежных авторов показывают возможность использования в качестве потенциальных генов-кандидатов аллели гена лактоферрина (LTF) и маннозосвязывающего лектина (MBL1), которые связаны с показателями продуктивности, изменениями количественного содержания соматических клеток в молоке, и устойчивостью коров к маститу [2, 7].

Лактоферрин – полифункциональный белок, который является одним из компонентов иммунной системы организма, также принимает участие в системе неспецифического гуморального иммунитета, регулирует функции иммунокомпетентных клеток и является белком острой фазы воспаления, он широко представлен в различных секреторных жидкостях, таких как молоко, слюна, секреты носовых желез. Ген LTF локализован на хромосоме 22q24 и состоит из 17 экзонов и распространяется примерно на 34,5 тысяч п.н. геномной ДНК [3,5,7].

Маннозосвязывающий лектин – это острофазовый белок, который относится к системе врожденного иммунитета и активно участвует в элиминации широкого круга патогенных микроорганизмов за счет активации системы комплемента и опсонизации. Ген MBL1 локализован на 26 хромосоме Bostaurus у крупного рогатого скота, состоит из 3 интронов и 4 экзонов и кодирует 249 аминокислот [6, 7, 16].

Целью данной работы – являлось выявление продуктивности поголовья и проведение идентификации генов LTF и MBL1, задействованных в устойчивости дойных коров к возникновению мастита с помощью ДНК-диагностики.

Материал и методы исследований. Для проведения научно-хозяйственных опытов нами было отобрано 113 племенных коров-первотелок голштинской породы (пробы ДНК), принадлежащих СХПК «Племенной завод им. Ленина» Атнинского района РТ. Анализ молока – определение качественного его состава: использовали приборы «Лактан 1-4» для определения количества белка, жира, плотности и СОМО, а также «Соматос-В» – содержание соматических клеток по инструкции производителя. Все исследуемые животные находились в одинаковых условиях технологического содержания, кормления и ветеринарного обслуживания.

Выделение нуклеиновых кислот осуществлялось с использованием комплекта реагентов для экстракции ДНК из клинического материала «АмплиПрайм ДНК-сорб-В» (Россия).

Амплификацию фрагментов LTF и

MBL1 осуществляли с помощью следующих праймеров:

17LTFF:5ʹ -CAG-GTT-GAC- ACA-

TCG-GTT-GAC- 3ʹ

17LTFR: 5ʹ - GCC-TCA-TGA-CAA-CTC-CCA-CAC-3ʹ

16MBL1 F: 5ʹ- GTG-GTG-GCA-AAT-GTT-GGC-TAA-AC-3ʹ

16MBL1 R: 5ʹ- TGG-CTC-TCC-CTT-TTC-TCC-CTT-3ʹ

В предварительных лабораторных

ПЦР-опытах температуры проведения исследуемых возможность амплификацию участков.

были оптимизированы и профили времени

самой

амплификации

проб ДНК, что дало оптимизировать самих генетических

Далее после завершения нами проведенной амплификации каждый ПЦР-амплификат расщепляли рестриктазами производства «СибЭнзим» Rsa I для гена LTF и для гена MBL1 – Hae III, пробы расщепляли согласно рекомендации протокола производителя.

Молекулярный вес продуктов ПЦР-ПДРФ анализа определяли методом горизонтального электрофореза в 2-2,5 % агарозном геле в присутствии 5 мкл 10 % бромистого этидия.

Результат исследований. В результате ПЦР-ПДРФ анализа были получены фрагменты гена LTF длиной 301 пар нуклеотидов, было выявлено два аллеля лактоферрина – А и В и два генотипа АА и АВ. Гомозиготному генотипу АА соответствует 100/201 п.н., гетерозиготному генотипу АВ 100/201/301 п.н.

Из 113 исследуемых коров, 80 коров оказались носителями гомозиготного генотипа АА, 33 коровы имели гетерозиготный генотип АВ. Наибольшим удоем характеризуются коровы с генотипом АВ, их удой в среднем составил 6167,1 кг молока, коровы с генотипом АА имеют удой меньше на 25,9 кг. Содержание жира у коров с генотипом АА составило – 3,76 %, с генотипом АВ – 3,77 %. Распределение белка в молоке следующее: с генотипом АА- 2,77 %, с генотипом АВ – 2,8 %. Таким образом, по содержанию белка и жира в молоке разница между особями с разными генотипами незначительная (Таблица 1).

По содержанию соматических клеток в молоке отличились коровы с генотипом АВ по сравнению с генотипом АА. В их молоке содержание соматических клеток было на 10,8 тыс./мл. меньше.

Удой коров с генотипом LTFAB составил в среднем 6167,1 кг, что на 26 кг больше, чем в группе с гомозиготным генотипом LTFAA.

Коровы с гетерозиготным генотипом LTFAB превосходят особей с генотипом LTFAA по содержанию белка в молоке на 0,03 %.

Таким образом, по результатам анализа у телок голштинской породы преимущество по всем показателям молочной продуктивности, в том числе содержанию соматических клеток в молоке было у животных с генотипом АВ (Таблица 1).

Таблица 1 – Продуктивность коров с различными генотипами LTF

Генотип	n	Удой, кг	Белок,%	Выход белка, кг	Жир,%	Выход жира,кг	Содержание соматических клеток, тыс./мл
АА	80	6141,15±125,5	2,77±0,04	170,1±4,07	3,7±0,03	227,2±4,9	277,5±19,4
АВ	33	6167,1±250,5	2,8±0,05	172,7±7,9	3,7±0,04	228,2±9,7	266,7±23,1

В результате амплификации ДНК лейкоцитов крови коров в ПЦР и последующего ПДРФ–анализа продуктов амплификации методом горизонтального электрофореза, были получены специфически фрагменты гена MBL1 длиной 255 пар нуклеотидов, было выявлено два аллеля C и T и три генотипа СС, СТ, ТТ. Гомозиготному генотипу ТТ соответствует 255 п.н., гетерозиготному генотипу ТС 77/178/255 п.н., гомозиготному генотипу СС 77/178.

Из 113 исследуемых коров, 21 корова оказалась носителями гомозиготного генотипа ТТ, 48 коров имели гетерозиготный генотип ТС, 44 коровы имеют гомозиготный генотип СС.

Наибольшим удоем характеризовались коровы с генотипом ТС – удой составляет 6237 кг молока. Коровы с гомозиготным генотипом СС имеют удой 6094,9 кг. Наименьший удой отмечается у коров с генотипом ТТ и составляет 6069,9 кг молока (Таблица 2).

Наибольшее содержание жира наблюдается у коров с генотипом MBL1СС – 3,75 %, у коров с генотипами MBL1СТ, MBL1ТТ содержание жира составляет 3,77 %.

Распределение процентного содержания белка в молоке оказалось следующим: коровы с генотипом MBL1СС – 2,77 %, с генотипом MBL1СТ – 2,87 %, с генотипом MBL1ТТ – 2,68 %.

Таблица 2 – Продуктивность коров с различными генотипами MBL1

Генотип	n	Удой, кг	Белок,%	Выход белка, кг	Жир,%	Выход жира,кг	Содержание соматических клеток, тыс./мл
ТТ	21	6069,9±260,7	2,68±0,09	162,6±6,99	3,77±0,05	228,8±10,38	312±44,98
СТ	48	6237±205,6	2,87±0,04	179±6,58	3,77±0,044	235,1±8,01	277±21,23
СС	44	6094,9±149,4	2,77±0,05	168,8±5,1	3,75±0,03	228,5±5,7	253,6±23,8

По содержанию белка в молоке превосходили особи с генотипом ТС. Их преимущество над коровами с другими генотипами составило 0,1-0,19 %. По содержанию жира в молоке животные с генотипами ТТ и ТС имели одинаковые показатели 3,77 %. Превосходили по этому показателю генотип СС на 0,02 %.

Наибольшие показатели по выходу молочного белка и жира имели животные с генотипом ТС. По выходу белка отличались на 10,2-16,4 кг. По выходу жира отличились на 6,3-6,6 кг.

Содержание соматических клеток в молоке было в пределах от 253,6 тыс. мл. в группе коров с генотипом СС, до 312 тыс. мл. в группе с генотипом ТТ. У коров с генотипом ТС показатель был промежуточный 277 тыс.мл.

Таким образом, по результатам сравнительного анализа первотелок голштинской породы, преимущество по основным показателям молочной продуктивности было у животных с генотипом ТС. Однако, по содержанию соматических клеток в молоке выгодно отличились животные с генотипом СС.

Среди 113	особей	обладали
комплексными		генотипами
LTFAAMBL1CC-28	(25 %)	первотелок,
LTFAAMBL1ТC-33	(29	%),
LTFAAMBL1ТТ-19	(17	%),
LTFAВMBL1CC-16	(14	%),
LTFAВMBL1ТC-15	(13	%),
LTFAВMBL1ТТ-2 (2 %).
При проведении		анализа
определено, что наибольшая встречаемость
комплексных генотипов		MBL1/LTF
характерна для коров с		генотипами

LTFAAMBL1ТC, также незначительно отличаются коровы с генотипами LTFAAMBL1TC, это составляет 54% от общего поголовья популяции.

Такие генотипы LTFВВMBL1TC, LTFВВMBL1TC, LTFВВMBL1TC у исследованных животных не встречались, это связано с отсутствием особей с генотипом LTFВВ.

В результате анализа встречаемости среди 113 коров было выявлено 6 комплексных генотипов: LTFAAMBL1CC, LTFAAMBL1TC, LTFAAMBL1TT, LTFABMBL1CC, LTFABMBL1TC, LTFABMBL1TT (Таблица 3).

Таблица 3 – Продуктивность коров и количество соматических клеток в зависимости от комплексных генотипов генов LTF и MBL1

Генотип	n	%	Удой, кг	Белок, %	Выход белка, кг	Жир,%	Выход жира,кг	Содержание соматических клеток, тыс./мл
LTF^AA MBL1^CC	28	25	6240,2± 169,3	2,74± 0,06	170,9± 6,3	3,75± 0,04	234±6,5	259,3±34,4
LTF^AA MBL1^TC	33	29	6086,5± 221,2	2,86± 0,06	174,1± 7,18	3,77± 0,05	229,4± 8,63	271,2±25,1
LTF^AA MBL1^TT	19	17	6090,1± 288,18	2,68± 0,1	163,2± 7,69	3,76± 0,05	228,9± 11,52	315±49,7
LTF^AB MBL1^CC	16	14	5844,4± 288,7	2,84± 0,09	165,9± 9,04	3,76± 0,05	219,7± 11,22	244±28,4
LTF^AB MBL1^TC	15	13	6567,9± 457,1	2,9±0,1	195,06± 16,3	3,78± 0,06	248,2± 17,6	289,6±41,96
LTF^AB MBL1^TT	2	2	5771,5± 328,8	2,68± 0,43	154,6± 16,06	3,89± 0,36	224,5±8	279±77,78

По содержанию белка превосходили особи с комплексным генотипом LTFABMBL1TC(2,89 %). Преимущество над коровами с другими комплексными генотипами составляет 0,01-0,21 %. По содержанию жира в молоке отличались животные с генотипом LTFABMBL1TT (3,89 %). Они превосходили по этому показателю коров с другими комплексными генотипами на 0,11-0,14 %.

Наибольшие показатели по выходу молочного белка и жира имели животные с генотипом LTFABMBL1TC, 189,8 кг и 289,6 кг. Также, коровы с данным генотипом имели наибольший удой 6567,9кг. Однако по содержанию соматических клеток в молоке наилучшее положение занимали животные с генотипом LTFAВMBL1CC.

Заключение. Рекомендуется скотоводческим хозяйствам для повышения качества молока и молочной продуктивности, а также для снижения случаев маститов при отборе животных, проводить молекулярно-генетическое тестирование поголовья по локусам генов MBL1 и LTF с целью накопления в стадах животных, имеющих желательные генотипы. Животных-носителей желательных аллелей, рекомендуется использовать при подборе родительских пар для получения наилучшего потомства с высокими показателями молочной продуктивности.

Молочная

Список литературы Молочная продуктивность голштинских коров с различными генотипами по генам лактоферрина (LTF) и маннозасвязывающего лектина (MBL1)

Амерханов, Х. А. Состояние и развитие молочного скотоводства в Российской Федерации / Х. А. Амерханов // Молочное и мясное скотоводство. – 2017. – № 1. – С. 2-5.
Зиннатов, Ф. Ф. Воздействие сезона года и периода лактации на динамику содержания соматических клеток в молоке коров голштинской породы / Ф. Ф. Зиннатов // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». – 2021. – Т. 7. – № 4. – С. 353-358.
Зиннатов, Ф. Ф. Выявление полиморфизма гена LTF у коров методом ПЦР-ПДРФ-анализа и изучение взаимосвязи его с показателями молочной продуктивности / Ф. Ф. Зиннатов, Т. Р. Якупов, Ф. Ф. Зиннатова, Т. М. Ахметов // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». – 2021. – Т. 7. – № 4. – С. 359-366.
Зиннатова, Ф. Ф. Взаимосвязь состояния комплексных генотипов генов CSN3, DGAT1, TG5, PRL, LGB и показатели молочной продуктивности крупного рогатого скота/ Ф.Ф. Зиннатова, А.М. Алимов, Ф.Ф. Зиннатов //Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. – 2014. – № 2. – С. 120-123.
Кадралиева, Б. Т. Влияние различных факторов на уровень соматических клеток в молоке коров / Б. Т. Кадралиева // Аграрный вестник Верхневолжья. – 2016. – № 4. – С. 42-46.
Кулешова, Е. А. Генетическая устойчивость коров к маститу / Е. А.Кулешова, М. В. Бондаренко // Животноводство России. – 2019. – № S1. – С. 9-11.
Пестис, В. К. Применение ДНК-тестирования крупного рогатого скота по генам LTF и MBL1 для повышения эффективности производства молока / В. К. Пестис, В. В. Пешко, О. А. Епишко, А. А. Ситько // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2022. – Т. 66. – № 1. – С. 122-128.
Рахматов, Л. А. Химический состав молока свиноматок разного генотипа / Л. А. Рахматов, М. А. Сушенцова // Актуальные проблемы животноводства, ветеринарной медицины, переработки сельскохозяйственной продукции и товароведения. Материалы международной научно-практической конференции ФГОУ ВПО ВГАУ. – Воронеж. – 2010. – С. 65-66.
Рахматов, Л. А. Экстерьерные особенности поросят, полученных от свиноматок различных продуктивных типов / Л. А. Рахматов, М. А. Сушенцова // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н. Э. Баумана. – 2013. – № 216. – С. 280-283.
Рахматов, Л. А. Взаимосвязь и развитие поросят с молочностью и химическим составом молока свиноматок // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н. Э. Баумана. – 2011. – № 205. – С. 177-184.
Смоленцев, С. Ю. Нормализация иммунитета крупного рогатого скота препаратами "Иммуноферон" и "Риботан" / С. Ю. Смоленцев, Э. К. Папуниди, Г. Р. Юсупова, А. Х. Волков, Р. Э. Хабибуллин // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т. 17. – № 20. – С. 196-199.
Смоленцев, С. Ю. Биохимические показатели крови коров при применении иммуностимуляторов в сочетании с минеральной кормовой добавкой Фелуцен / С. Ю. Смоленцев, Л. Е. Матросова, Э. И. Семенов // Зоотехния. – 2015. – № 11. – С. 16.
Файзрахманов, Р. Н. Влияние витаминно-минерального концентрата «Сапромикс» на микроэлементный состав молока коров/ Р. Н. Файзрахманов, Ш. К. Шакиров, Р. Р. Хузин // Ученые записки КГАВМ. Казань. – 2013. –Т. 214. – С. 452-456.
Хайруллин, Д. Д. Научно- практические аспекты коррекции витаминно-минерального питания жвачных животных / Д. Д. Хайруллин, Ш. К. Шакиров, Э. К. Папуниди, Е. О. Крупин // Монография. Казань, – 2020. – 172 с.
Шидловская, В. П. Влияние соматических клеток на ферментный спектр сырого коровьего молока / В. П. Шидловская // Молочная промышленность. – 2009. – № 4. – С. 73-75.

Еще

Статья научная