Мониторинг полиморфных вариантов гена стеарил-коа десатуразы (SCD1) крупного рогатого скота в зависимости от направления продуктивности

Воздействие продуктов на здоровье человека и его организм в целом связано с потреблением количества жира, их жирнокислотного состава, содержания полинена-сыщенных (PUFA) и мононенасыщенных (MUFA) жирных кислот. Данные, полученные учеными, свидетельствуют о том, что жирнокислотный состав оказывает более глубокое воздействие на здоровье человека, чем количество жира в рационе [9].

Стеарил-Кофермент А Десатураза (SCD1) является ключевым ферментом в клеточном биосинтезе мононенасыщенных жирных кислот (MUFA) из ненасыщенных во внутримышечном и молочном жире [8]. Ген SCD1 связан с лептин-сигнальным путем и является основным геном-кандидатом, изменяющим ненасыщенные жирные кислоты до мононенасыщенных в молоке [18]. SCD1 распложен на 26 хромосоме и экспрессируется в различных тканях, среди которых жировая и молочная ткань [21]. Мутация (A293V), состоящая из замещения Т—*С и вызывающая изменения ватина на аланин, была описана несколькими авторами, которые так же утвер- ждали, что генотип VV(TT) связан с более высоким содержанием миристолеиновой кислоты (С'14:1, цис-9) и индексом насыщения С14 [21, 23].

В пищевых продуктах, полученных от крупного рогатого скота, активность SCD1 коррелировала с содержанием конъюгированной линолевой кислоты (CLA), смеси геометрических и позиционных изомеров линолевой кислоты С 18:2, имеющей несколько положительных эффектов на здоровье человека (антиканцерогенные, антиатерогенные и иммуномодулирующие эффекты) [15]. Кроме того, было показано, что SCD1 участвует в некоторых аспектах энергетического гомеостаза, таких как липогенез, окисление липидов и термогенез [4, 7]. Возраст, вид и порода животного влияют на экспрессию и активность гена SCD1, который специфически влияет на концентрацию мононена-сьпценных жирных кислот. Высокая экспрессия SCD1 (высокий уровень содержания олеатов) способствует накоплению жира, что приводит к ожирению, в то время как снижение уровня SCD1 (низкий уровень олеатов) способствует сжиганию жира и худобе [17].

В исследованиях итальянской популяции голштинского скота Macciotta и др. указывает на влияние генотипа SCD на удой и выход молочного жира, у коров с генотипом ТТ было больше молока и молочного белка по сравнению с коровами с генотипом СС [14].

Целью настоящего исследования являлось генотипирование коров-первотелок голштинской породы с использованием метода ПЦР-ПДРФ и мониторинг полиморфных вариантов по локусу гена Стеарил-КоА Десатуразы среди крупного рогатого скота различного направления продуктивности.

Материалы и методы исследований. В ходе изучения полиморфизма гена Стеарил-Кэнзим А Десатуразы было отобрано 258 образцов биологического мате риала от коров-первотелок голштинской породы СХПК «Племзавода им. Лепина». Генотипирование методом ПЦР-ПДРФ проводилось по ранее приведенному протоколу амплификации, с последующим использованием эндонуклеазы ристрикции Fsp4H / [ 1 ]. Генети ческое равновесие анализируемой популяции оценивалось на основе %2 - теста.

Результаты исследований. В результате ПЦР-ПДРФ были идентифицированы все возможные аллельные варианты и генотипы SCD1. Частота встречаемости аллелей С и Т составила 0,61 и 0,39 соответственно. Генотипы распределились следующим образом: СС - 38,4%, СТ -45,7%, ТТ - 15,9%. Тестирование методом %2 показало, что исследуемое поголовье находится в состоянии генетического равновесия согласно закону Харди-Вайнберга. Проведенный мониторинг распределения аллелей и генотипов гена SCD1 в работах других авторов демонстрирует, что полученные нами результаты совпадают со средним значением частоты встречаемости аллелей и генотипов но крупному рогатому скоту в целом: С - 0,62, Т - 0,38 и СС - 39%, СТ - 45%, ТТ - 16% (Табл. 1).

По распределению внутри породы, в изучаемой нами популяции голштинского скота зафиксирована наивысшая частота встречаемости гомозиготного ТТ-генотипа. Наименьший результат, а точнее отсутствие в голштинской популяции особей, несущих по локусу гена Стеарил-КоА Десатуразы гомозиготный вариант Т, отмечен в описании Сулимовой и др. [2]. В целом по молочным породам крупного рогатого скота, доминирование генотипа ТТ -52% представляет в своей работе Hilmia и др., исследовавшая индонезийский местный скот [10]. В этой же популяции зафиксировано наименьшее значение генотипа СС - 3%. Преобладание гомозиготного СС-генотипа (86%) идентифицировал Рауа и др. у поголовья южного анатолийского скота [18].

ъ Г к

Таблица 1 -Вариабельность аллелей и генотипов по локусу гена SCD1 у скота разного направления продуктивности

Большое количество особей с гетерозиготным генотипом СТ - 65% было описано Nanaei и др. в популяции иранского голштинского крупного рогатого скота [16]. В среднем по крупному рогатому скоту молочного направления продуктивности распределение шмелей и генотипов оказалось следующим: С - 0,66 и Т - 0,34; СС - 44%, СТ - 44%, ТТ - 12%.

Среди пород мясного направления продуктивности отмечено преобладание генотипа СС - 60% у герефордской породы в Швеции [6], генотипа СТ - 56% у лиму-зинской породы и генотипа ТТ - 17% у шаролезской породы в Канаде [3]. В среднем по крупному рогатому скоту мясного направления продуктивности распределение аллелей и генотипов оказалось следующим: С - 0.65 и Т - 0.35; СС -41%, СТ - 48%, ТТ - 11%.

Среди комбинированного направления продуктивности зафиксированы достаточно высокие результаты частоты встречаемости аллеля Т - 0,46 Стеарил-КоА Десатуразы. а так же генотипа ТТ 23-27% и низкая встречаемость аллеля С - 0,54 и генотипа СС 28-38%, по сравнению с породами молочного и мясного направлений продуктивности и со средними значениями по крупному рогатому скоту в целом. По проанализированным породам комбинированного направления зафиксированна следующая вариабельность аллелей и генотипов: С - 0,54 и Т - 0,46; СС - 32%, СТ -43%,ТТ-25%.

Заключение. Проведенное исследование показало, что изучаемая популяция голштинского крупного рогатого скота полиморфна по гену SCD1 и находится в состоянии генетического равновесия согласно закону Харди-Вайнберга. Частота встречаемости аллелей и генотипов в исследуемом поголовье составила С - 0.61 и Т - 0,39; СС - 38,4%, СТ - 45,7%, ТТ -15,9%. Анализ работ, опубликованных различными исследователями крупного рогатого скота разного направления продуктивности, показал, что в подавляющем большинстве у изучаемых популяций встречаются все варианты аллельного полиморфизма гена Стеарил-КоА Десатуразы. По всем группам крупного рогатого скота различного направления продуктивности идентифицировано преобладание аллеля С над аллелем Т, как в отдельности по направлению продуктивности, так и по всему проанализированному поголовью. Частота встречаемости полиморфных вариантов аллелей и генотипов гена SCD1 по крупному рогатому скоту различного направления продуктивности распределилась следующим образом:

• -    по породам молочного направления продуктивности: С - 0,66 и Т - 0,34; СС -44%, СТ - 44%, ТТ - 12%;

• -    по породам мясного направления продуктивности: С - 0.65 и Т - 0,35; СС -41 %, СТ - 48%, ТТ - 11 %;

• п о породам комбинированного направления продуктивности: С - 0,54 и Т - 0,46; СС - 32%, СТ - 43%, ТТ - 25%;

• -    по крупному рогатому скоту в целом: С - 0,62, Т - 0,38 и СС - 39%, СТ - 45%, ТТ-16%.

Следовательно, что разница в распределении аллельных вариантов и генотипов гена Стеарил-Коэнзим А Десатуразы связана с породой, ареалом распространения и направлением продуктивности крупного рогатого скота.

Резюме

Представленное исследование посвящено генотипированию коров первотелок голштинской породы по гену SCD1 с применением метода ПЦР-11ДРФ и мониторинг вариабельности аллелей и генотипов гена Стеарил-КоА Десатуразы крупного рогатого скота в за- висимости от направления продуктивности. Для исследования были генотипированы 258 коров-первотелок голштинской породы СХПК «ПЗ им. Ленина» Атнинского района. Тестирование ДНК проб крови показало, чго ген SCD1 полиморфен в исследуемой популяции. В ходе работы были идентифицированы следующие аллельные варианты и генотипы: С - 0,61 и Т - 0,39; СС - 38,4% (99 гол.), СТ - 45,7% (118 гол.), ТТ - 15,9% (41 гол.). Тестирование методом хи-квадрат между наблюдаемым и ожидаемым распределением генотипов свидетельствует о генетическом равновесии в исследуемой популяции. По всем группам крупного рогатого скота различного направления продуктивности идентифицировано преобладание аллеля С над аллелем Т.