Молочная продуктивность и качество молока коров с разными генотипами DGAT1 и линейной принадлежности
Автор: Ламара М., Загидуллин Л.Р., Ахметов Т.М., Шайдуллин Р.Р., Тюлькин С.В., Равилов Р.Х., Зарубежнова Д.В.
Статья в выпуске: 4 т.256, 2023 года.
Бесплатный доступ
Обзор научной литературы показал, что генотип по локусам гена диацилглицерол-О-ацилтрансферазы ( DGAT1 ) и линейная принадлежность к ведущей голштинской породе коров оказывают влияние на молочную продуктивность и качество их молока. Целью наших исследований было изучить молочную продуктивность и качественный состав молока коров татарстанского типа с разными генотипами по локусам гена диацилглицерол-О-ацилтрансферазы и линейной принадлежности по голштинской породе. Исследования проводились в условиях СХПК «Агрофирма Рассвет» Кукморского района Республики Татарстан на поголовье 79 коровах татарстанского типа. В результате молекулярно-генетического исследования (ПЦР-ПДРФ) поголовье животных разобрали по группам с учётом генотипа по локусам гена DGAT1 . Проведённые исследования показали, что у коров татарстанского типа по первой лактации значительная величина массовой доли жира в молоке отмечена у коров с генотипом DGAT1/АA гена в сравнении со сверстницами генотипа DGAT1/АK , по другим показателям молочной продуктивности различия были минимальными. Также среди первотёлок татарстанского типа несколько выше величины показателей молочной продуктивности (удой, количество молочного жира и белка) у коров с генотипом DGAT1/АA линейной принадлежности к голштинской породе, а именно Р. Соверинг. Некоторое внимание в плане ведения селекционно-племенной работы на повышение массовой доли жира в молоке представляют особи с генотипом DGAT1/АK линий В. Айдиала и Р. Соверинга.
Корова, молочная продуктивность, полиморфизм, генотип, ген dgat1, пцр
Короткий адрес: https://sciup.org/142239408
IDR: 142239408 | УДК: 575.174.015.3:636.082:636.2 | DOI: 10.31588/2413_4201_1883_4_256_150
Milk productivity and milk quality of cows with different DGAT1 genotypes and linear affiliation
A review of the scientific literature has shown that the genotype by loci of the diacylglycerol-O-acyltransferase ( DGAT1 ) gene and linear affiliation to the leading Holstein breed of cows have an impact on milk productivity and the quality of their milk. The purpose of our research was to study the milk productivity and qualitative composition of the milk of Tatarstan-type cows with different genotypes according to the loci of the diacylglycerol-O-acyltransferase gene and linear belonging to the Holstein breed. The research was carried out in the conditions of the agricultural company "Agrofirma Rassvet" of the Kukmorsky district of the Republic of Tatarstan on the livestock of 79 cows of the Tatarstan type. As a result of a molecular genetic study (PCR-RFLP), the animal population was sorted into groups, taking into account the genotype by the loci of the DGAT1 gene. The conducted studies have shown that in Tatarstan-type cows after the first lactation, a significant amount of the mass fraction of fat in milk was noted in cows with the DGAT1/АA genotype of the gene in comparison with peers of the DGAT1/АK genotype, the differences in other indicators of milk productivity were minimal. Also, among the first heifers of the Tatarstan type, the values of milk productivity indicators (milk yield, amount of milk fat and protein) are slightly higher in cows with the DGAT1/АA genotype of linear belonging to the Holstein breed, namely R. Sovering. Some attention in terms of conducting breeding work to increase the mass fraction of fat in milk is paid to individuals with the DGAT1/АK genotype of the W. Ideal and R. Sovering lines.
Текст научной статьи Молочная продуктивность и качество молока коров с разными генотипами DGAT1 и линейной принадлежности
Для того чтобы соответствовать требованиям рынка к качеству молочной продукции, таким как, к содержанию жира, количеству и составу молочного белка, а также использования жира и белка молока при выработке молочных продуктов, необходимо использовать в селекции генетические маркеры связанных с качественными признаками молочной продуктивности. Одним из таких маркеров, который связан с жирномолочностью, считается ген диацетилглицерол-О-ацетилтрансферазы ( DGAT1 ) [1].
Вариации последовательности в DGAT1 были хорошо изучены, описан полиморфизм, где имеется замена лизина ( K ) на аланин ( А ) в позиции 232 аминокислотной последовательности, известной как K232A [2]. Известно, при замене в позиции К232А (лизина на аланин) в последовательности этого гена, снижается массовая доля жира в молоке коров. При этом аллель, содержащий лизин в 232 положениях является наиболее желательным, поскольку коровы, несущие этот аллель гена DGAT1 ( КК и КА ), производят более жирное молоко, чем гомозиготные коровы с генотипом АА , содержащий аллель, где в 232 положении располагается аланин [6]. DGAT1 K232A также способствовал влиянию на содержание жирных кислот в молоке крупного рогатого скота [7].
Диацилглицерол-О-ацилтрансфераза 1 является ферментом, который катализирует синтез триглицеридов до диглицеридов и ацил-коэнзим А. Ген DGAT1 был картирован на хромосоме BTA14 и предложен в качестве маркера, ассоциированного с качеством молока. Динуклеотидная замена
ApA→GpC в позиции 6829 экзона 8 гена DGAT1 приводит к неконсервативной замене лизина ( К ) на аланин ( А ) в позиции 232 аминокислотной последовательности [3].
Ген диацилглицерол-O- ацилтрансферазы 1 (DGAT1) участвует в обмене жирных кислот. Роль гена DGAT1 в липидном обмене заключается в участии фермента в процессе преобразования углеводов в жиры и сохранению их в жировых депо. Также обнаружено влияние гена DGAT1 на энергетический баланс тела и метаболические функции крови [4].
У животных с генотипом К/К активность фермента DGAT1 была более чем в 5 раз выше по сравнению с А/К и А/А [3]. Показано, что А аллель гена DGAT1 ассоциирован с более низким содержанием стеариновой кислоты и предпочтительнее для получения высококачественного мяса. Было показано также, что А аллель присутствует только среди пород Bos taurus taurus, но отсутствует (или представлен с очень низкой частотой) у пород Bos taurus indicus, Bos grunniens, Bubalus bubalus [5].
В связи с вышесказанным нами поставлена цель – изучить молочную продуктивность и качественный состав молока коров татарстанского типа с разными генотипами по локусам гена диацилглицерол-О-ацилтрансферазы ( DGAT1 ) и линейной принадлежности по голштинской породе.
Материал и методы исследований. Научно-исследовательская работа проводилась в СХПК «Агрофирма Рассвет» Кукморского района Республики
Татарстан.
Предметом исследования были пробы цельной крови, отобранные для исследования от 79 коров татарстанского типа.
В исследовании поголовье первотёлок было представлено только двумя генеалогическими линиями голштинской породы, а именно: Вис Айдиала 933122 и Рефлекшн Соверинга 198998.
ДНК из исследуемых проб крови выделяли при помощи коммерческого набора «Рибо-преп» (производитель ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора, Россия), согласно утверждённой инструкции производителя.
Определение генотипической принадлежности по локусам гена DGAT1 первотёлок татарстанского типа проводили на основе интерпретации результатов ПЦР-ПДРФ-профилей [8].
Определяли показатели молочной продуктивности коров, такие как удой за 305 дн. лактации (учёт включал ежедекадные контрольные доения), массовая доля жира и белка в молоке (измерение на анализаторе «ЛАКТАН 1-4».
Цифровой материал обрабатывали общепринятым методом вариационной статистики и стандартной программы Microsoft Excel. Оценку достоверности средних величин исследуемых групп проводили с учётом стандартных значений критерия Стьюдента.
Результат исследований. Нами проведена оценка молочной продуктивности (удой за лактацию, массовая доля и количество жира в молоке, массовая доля и количество белка в молоке) первотёлок татарстанского типа с разными генотипами DGAT1 -гена (Таблица 1).
Данные таблицы показывают, что в среднем удой за 305 дн. лактации коров в группах животных с разными генотипами по DGAT1 -гену составил 7247кг (генотип DGAT1/AA ) и 7185 кг (генотип DGAT1/AK). Показатели по удою между генотипами минимальные, разница между генотипом DGAT1/AA и DGAT1/AK всего лишь 62 кг.
Массовая доля жира в молоке была в пределах от 3,66 % (генотип DGAT1/AA ) до 3,71 % (генотип DGAT1/AK), межгрупповая разница по данному показателю составила 0,05 % (P<0,001). Более высоким количеством жира в молоке за лактацию характеризовались животные с генотипом OLR1/AC (266,5 кг), что больше, чем у коров с генотипом DGAT1/AA на 1,3 кг.
Таблица 1 – Молочная продуктивность коров с разными генотипами DGAT1-гена
|
Показатель |
Генотип |
||
|
DGAT1/AA |
DGAT1/AK |
DGAT1/KK |
|
|
n |
45 |
32 |
2 |
|
удой, кг |
7247 ± 165,4 |
7185 ± 154,9 |
- |
|
жир, % |
3,66 ± 0,01 |
3,71 ± 0,01*** |
- |
|
молочный жир, кг |
265,2 ± 5,86 |
266,5 ± 5,43 |
- |
|
белок, % |
3,22 ± 0,01 |
3,22 ± 0,01 |
- |
|
молочный белок, кг |
233,4 ± 5,12 |
231,4 ± 4,63 |
- |
*** - Р<0,001
По массовой доле белка в молоке межгрупповые различия животных с разными генотипами DGAT1 -гена не выявлены, их показатели были равны 3,22
%. Наибольшим количеством белка в молоке за лактацию было характерно для животных с генотипом DGAT1/AA (233,4 кг), это несколько выше, чем у первотёлок с генотипом DGAT1/AK на 2,0 кг.
Дополнительно к оценке ассоциации полиморфизма гена диацилглицерол-О-ацилтрансферазы с молочной продуктивностью первотёлок татарстанского типа была определена молочная продуктивность и качество молока у коров с разными генотипами по гену DGAT1 с учётом их линейной принадлежности к голштинской породе (Таблица 2).
Таблица 2 – Молочная продуктивность коров с разными генотипами DGAT1-гена и линейной принадлежности
|
К к я я |
я я н о я [О |
я |
О > |
я ^ |
:Я 2 1-и Я « ° & R Я о й S |
и о я о и |
я « я и о о § 5 |
|
В. Айдиал |
DGAT1/AA |
27 |
7188 ±211,5 |
3,66*** ±0,01 |
263,1 ±7,59 |
3,23 ±0,01 |
232,2 ±6,61 |
|
DGAT1/AK |
23 |
7223 ±171,3 |
3,71 ±0,01 |
268,0 ±6,13 |
3,22 ±0,01 |
232,6 ±5,04 |
|
|
Р. Соверинг |
DGAT1/AA |
18 |
7335 ±271,1 |
3,67 ±0,01 |
269,2 ±9,42 |
3,21 ±0,01 |
235,5 ±8,30 |
|
DGAT1/AK |
9 |
7090 ±350,3 |
3,72 ±0,03 |
263,7 ±11,83 |
3,23 ±0,02 |
229,0 ±10,77 |
*** - Р<0,001
Наибольшим удоем за 305 дн. лактации, характеризовались коровы с генотипами DGAT1/AK и DGAT1/AA линий В. Айдиала и Р. Соверинга, их удой в среднем по группам составил 7223 кг и 7335 кг молока, соответственно.
Животные генотипов DGAT1/AK и DGAT1/AA в сравнении с аналогами других генотипов DGAT1 внутри своей линейной принадлежности имели превосходство по удою на 35 кг и 245 кг молока, соответственно. Наибольший удой среди всего поголовья имели коровы с генотипом DGAT1/AA линии Р. Соверинга (7335 кг), что выше, чем у других особей с разными генотипами и линейной принадлежности на 112-245 кг молока.
По массовой доле жира в молоке выгодно отличались также коровы с генотипом DGAT1/AK линий В. Айдиала и Р. Соверинга, их величина в среднем по группам составила 3,71% и 3,72, соответственно. Животные генотипа DGAT1/AK в сравнении со сверстницами других генотипов DGAT1 внутри своей линейной принадлежности имели превосходство по массовой доле жира в молоке на 0,05 % (P<0,001) и 0,05 %, соответственно. Наибольшую массовую долю жира в молока среди всего поголовья имели коровы с генотипом DGAT1/AK линии Р. Соверинга (3,72 %), что выше, чем у других особей с разными генотипами и линейной принадлежности на 0,01-0,06 %.
Наибольшее количество молочного жира за лактацию по линиям В. Айдиала и Р. Соверинга имели животные с генотипами DGAT1/AK и DGAT1/AA , которое составило 268,0 кг и 269,2 кг, соответственно. Животные генотипов DGAT1/AK и DGAT1/AA в сравнении со сверстницами других генотипов DGAT1 внутри своей линейной принадлежности имели превосходство по выходу молочного жира на 4,9 кг и 5,5 кг, соответственно. Наибольшее количество молочного жира среди всего поголовья имели коровы с генотипом DGAT1/AA линии Р. Соверинга (269,2 кг), что выше, чем у других особей с разными генотипами и линейной принадлежности на 1,2-6,1 кг.
По массовой доле белка в молоке различия коров с разными генотипами DGAT1 и линейной принадлежности (В. Айдиала и Р. Соверинга) были минимальными (0-0,02 %).
Наибольшее количество молочного белка за лактацию по линиям В. Айдиала и Р. Соверинга имели животные с генотипом DGAT1/AA линии Р. Соверинга (235,5 кг), что выше, чем у других особей с разными генотипами и линейной принадлежности на 2,9-6,5 кг. Следует отметить, что различия по данному показателю между группами коров с генотипами DGAT1/AA и DGAT1/AK были минимальными (0,4 кг).
Заключение. У коров татарстанского типа по первой лактации значительная величина массовой доли жира в молоке отмечена у коров с генотипом DGAT1/AK гена в сравнении со сверстницами генотипа DGAT1/AA, по другим показателям молочной продуктивности различия были минимальными. Также среди первотёлок татарстанского типа несколько выше величины показателей молочной продуктивности (удой, количество молочного жира и белка) у коров с генотипом DGAT1/AA линейной принадлежности к голштинской породе, а именно Р. Соверинг. Некоторое внимание в плане ведения селекционно-племенной работы на повышение массовой доли жира в молоке представляют особи с генотипом DGAT1/AK линий В. Айдиала и Р. Соверинга.
Список литературы Молочная продуктивность и качество молока коров с разными генотипами DGAT1 и линейной принадлежности
- Ганиев, А. С. Полиморфизм гена жирномолочности крупного рогатого скота / А. С. Ганиев, Р. Р. Шайдуллин // Ученые записки казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2015. - С. 30-35. EDN: UQEQUN
- Grisart, B. Positional candidate cloning of a QTL in dairy cattle: Identification of a missense mutation in the bovine DGAT1 gene with major effect on milk yield and composition / B. Grisart, W. Coppieters, F. Farnir, [et al.] // Genome Res. - 2020. - V. 12. - Р. 222-231.
- Locarte, G. A. DGAT1 K 232A polymorphism in Brazilian cattle breeds / G. A. Locarte, M. A. Machado, M. L. Martinez // Genetics and Molecular Research. - 2006. - V. 5 (3). - P. 475-482.
- Oikonomou, G. The ef fects of polymorphisms in the DGAT1, leptin and growth hormone receptor gene loci on body energy, blood metabolic and reproductive traits of Holstein cows / G. Oikonomou, K. Angelopoulou, G. Arsenos [et al.] // Anim. Genet. - 2009. - V. 40. - № 1. - P. 10-17.
- Tantia, M. S. DGAT1 and ABCG2 polymorphism in Indian cattle (Bos indicus) and buffalo (Bubalus bubalis) breeds / M. S. Tantia, R. K. Vijh, B. P. Mishra, [et al.] // BMC Vet. Res. - 2006. - V. 2. - P. 32. EDN: XDENEG
- Thalle, G. Effects of DGAT1 variants on milk production traits in German cattle breeds / G. Thalle, J. Dairy, G. Thalle, W. Kramer, A. Winter, [et al.] // Dairy Sci. - 2003. - V. 81. - Р. 1911-1918.
- Tаbаran, A. Influence of DGAT1 K232A polymorphism on milk fat percentage and fatty acid profiles in Romanian Holstein cattle / A. Tаbаran, V. Balteanu, E. Gal, [et al.] // Anim Biotechnol. - 2015. - V. 26 (2). - P. 105-111.
- Tyulkin, S. V. Development of a method for PCR-RFLP on the example of DGAT1 gene in cattle / S. V. Tyulkin, R. R. Vafin, A. V. Muratova [et al.] // Fundamental research. - 2015. - № 2-17. - P. 3773-3775. EDN: TWTQZX
