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

Зиннатов Ф.Ф.; Ахметов Т.М.; Файзрахманов Р.Н.; Зиннатова Ф.Ф.; Якупов Т.Р.; Юсупов С.Р.; Zinnatov F.F.; Akhmetov T.M.; Fayzrakhmanov R.N.; Zinnatova F.F.; Yakupov T.R.; Yusupov S.R.

doi:10.31588/2413_4201_1883_2_254_102

Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство \ Общее животноводство. Разведение млекопитающих животных и птиц. Скотоводство. Домашние животные и их разведение \ Крупные жвачные животные. Крупный рогатый скот

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 | УДК: 636.2.034 | DOI: 10.31588/2413_4201_1883_2_254_102

Mastitis resistance and milk productivity of Holstein cows with different genotypes for lactoferrin (LTF) and manno-binding lectin (MBL1) genes

The game of lactoferrin and mannose-binding lectin can serve as genetic markers in cattle associated with changes in the quantitative content of somatic cells in milk and resistance to mastitis. Due to the importance of the above genes, the goal was set to identify the productivity and identify the LTF and MBL1 genes involved in the resistance of dairy cows to the occurrence of mastitis using DNA diagnostics. It was revealed that animals with the LTFABMBL1TC genotype had a high milk yield of 6567.9 kg and the highest milk protein and fat yield. However, according to the content of somatic cells in milk, the best position was occupied by animals with the LTFABMBL1CC genotype.

Еще

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