Наследуемость молочной продуктивности в зависимости от полиморфизма гена бета-лактоглобулина

Выход белка и его содержание наиболее высоко ценятся в программах развития животноводства, которые осуществляются в настоящее время. К этому приводит, в частности, тенденция к совершенствованию переработки молока. Поэтому, химический состав молока имеет первостепенное значение. Кроме того, цены на молоко, рентабельность и экономичность его производства зависят от качественных показателей. Одним из методов совершенствования состава и технологических свойств молока является использование информации о полиморфизме единичных генов, вовлеченных в формирование этих важных свойств [1].

Бета-лактоглобулин - представляет собой очень ценный компонент молока, необходимый для роста молодняка, поэтому является главным белком молочной сыворотки. Ген бета-лактоглобулина достаточно большой и состоит из 7-и экзонов, охватывающих около 4000 п. о. Длина цепи белка бета-лактоглобулина составляет 178 аминокислот. Ген бета-лактоглобулина (LGB) отвечает за белковомолочность и показатель биологической ценности молока. [2]

Цель нашего исследования заключается в определении коэффициента наследственности качественных показателей молока и продуктивности в зависимости от полиморфизма гена бета-лактоглобулина.

Материалы и методы. На базе «СХПК им. Ленина» были проведены исследования 184 голов крупного рогатого скота. Для всей выборки определены генотипы гена BLG. Исследование проводилось в период с 2014 по 2016 года.

В пробирки с ЭДТА из хвостовой вены были отобраны пробы крови, для дальнейшего выделения ДНК при помощи набора для выделения «ДНК-Сорб В»

(ИнтерЛабСервис, Россия), согласно рекомендациям производителя.

Аллели гена BLG определяли методом полиморфизма длинн рестрикционных фрагментов (ПДРФ), с предварительной амплификацией этих фрагментов с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) на программируемом термоциклере MyCycler (BioRad, США), с использованием праймеров:

BLGP3: 5’-TGTGCTGGACACCGACTACAAAAAG – 3’, BLGP4: 5’–GCTCCCGGTATATGACCACCCTCT – 3’.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР)

происходила в следующих условиях: первоначальная денатурация при 95°C в течение 3 мин, затем денатурация при 95°C в течение 15 сек, отжиг при 58,5°С - 15 сек, и расширение при 72°C в течение 15 секунд, всего 40 циклов. ДНК была амплифицирована в общем объеме 20 мкл, из которых 200 мкл dNTPs, Taq-буфер х1 – 2 мкл, 1 ед Taq ДНК - полимеразы и по 0,4 мкл каждого праймера.

Для выявления аллелей гена BLG, ПЦР фрагменты обрабатывали рестриктазой HaeIII (СибЭнзим, Россия) в соответствии с рекомендациями производителя. 20 мкл ПЦР-продукта было расщеплено с использованием 5 ед. эндонуклеазы рестрикции в течении 16 часов при 37°С.

Результаты анализировали методом гель-электрофореза в 2,5% агарозном геле. Полученные данные фиксировали с помощью системы BioRad XR.

Статистическую обработку данных производили в программе Excel методами вычисления биометрических параметров [3].

Частоту встречаемости генотипов определяли по формуле Г.Н. Шангина-Березовского (1983) [4]:

n p = _N ,

где

n – количество особей, имеющих определенный генотип,

N – общее число особей.

Частоту     отдельных     аллелей определяли по формуле Е.К. Меркурьевой (1977) [4]:

РА = (2nAA+nAB) : 2N qB = (2nBB+nAB) : 2N, где

PА– частота аллеля А, qB – частота аллеля В,

N – общее число аллелей.

Результаты исследований. При исследовании мы успешно определили генотип BLG для выборки коров в количестве 184 голов. Для изученного гена характерно небольшое преобладание аллеля В – 0,52, частота аллеля А, в свою очередь, 0,48.

Нами было установлено, что генотип АА имели 18,5% первотелок или 34 головы, с генотипом АВ 58,2% изучаемого поголовья (107 голов) и генотип ВВ имели 23,4% особей (43 головы) от общей выборки.

Полученное, по методу хи-квадрата, значение 5,2.       И, следовательно, фактическое значение показателя уровня значимости больше табличного, уровень достоверности – 95%, из чего следует, что в данной популяции достоверно сохранилось генное равновесие в локусе бета-лактоглобулина.

р – частота определения генотипа,

Таблица 1 - Полиморфизм гена BLG

Показатель	n	Частота генотипов						Частота аллелей		χ2
		АА		АВ		ВВ
								А	В
		n	%	n	%	n	%
Наблюдаемое распределение генотипов	184	34	18,5	107	58,2	43	23,4	0,476	0,524	5,2
Ожидаемое   распределение генотипов		42	22,6	92	49,9	51	27,5

Ожидаемую племенную ценность      показателей продуктивности их женских

(родительский       индекс)       быков-       предков (табл. 2).

производителей рассчитывали на основании

Таблица 2 - Продуктивность женских и мужских предков в зависимости от полиморфизма гена BLG

Генотип	Удой матери, кг	Родительский индекс быка
		удой, кг	массовая доля жира, %
АА	6262 ± 205,7	12915 ± 326,0	3,95 ± 0,076
АВ	6368 ± 122,8	12476 ± 152,4	3,93 ± 0,041
ВВ	6339 ± 173,2	13250 ± 390,0	3,96 ± 0,066
в среднем по стаду	6343 ± 89,9	12737 ± 142,2	3,94 ± 0,031
Удой матерей изученных коров-первотелок находится почти на одном уровне, небольшое отклонение, в большую сторону, наблюдается у матерей коров имеющих генотип АВ. Продуктивность, по родительскому		индексу быка, наибольшей оказалась у дочерей, имеющих генотип ВВ гена бета-лактоглобулина. Наименьшие показатели имеют потомки с генотипом АВ. Полученные данные не достоверны, и несут характер тенденции.

Таблица 3 - Продуктивность коров-первотелок в разрезе полиморфизма гена BLG

Генотип	n	Удой, кг	Массовая доля жира, %	Массовая доля белка, %	Молочный жир, кг	Молочный белок, кг
АА	34	6472** ± 237,2	4,20± 0,327	2,93 ± 0,082	268,1 ± 22,23	186,2 ± 8,70
АВ	107	5778 ± 127,6	3,99 ± 0,089	2,92 ± 0,042	234,1 ± 8,30	171,0 ± 5,78
ВВ	43	6432 ± 215,1	4,37 ± 0,224	2,98 ± 0,035	289,8** ± 18,95	197,8** ± 8,35

Примечание:*- Р<0,05, ** - Р<0,01, *** - Р<0,001

Достоверно наибольшим удоем по      коровы-первотелки с генотипом АА гена собственной продуктивности отличились      бета-лактоглобулина, превосходя сверстниц на 694 кг или 10,7%. Наибольшая массовая доля жира и белка в молоке наблюдается у особей, имеющих генотип ВВ. Наименьшие данные по всем показателям получены для генотипа АВ.

Также получены достоверные данные по выходу молочного жира и белка в молоке. Так, первотелки с генотипом ВВ превосходят особей с генотипом АВ на 55,7 кг или 19% по молочному жиру, и на 26,8 кг (13,5%).

Термин «наследуемость» (heritability) был предложен известным американским генетиком Дж. Лашем в 1939 г. Наследуемость относится к проявлению признаков в размножающихся популяциях и обусловлена характером передачи наследственной информации от родителей к детям. Степень наследуемости — доля фенотипического разнообразия признака, которая обусловлена объемом генетической информации, предающейся от родителей к детям [5].

В нашем исследовании мы получили высокие показатели степени наследуемости (h2 ≤ 0.40) по всем изученным генотипам между матерями и дочерьми, между отцами и их потомками, что указывают на возможность применения в стаде в качестве основного метода селекции отбора по собственной продуктивности.

Заключение. Наибольшие показатели продуктивности за 305 дней лактации имели коровы-первотелки с генотипом ВВ по гену BLG. Наименьшие показатели получили, рассматривая продуктивность коров, имеющих генотип АВ, но коровы с данным генотипом занимают большую часть выборки, что говорит о том, что селекция по генетическим маркерам продуктивности в хозяйстве не проводится. Данному предприятию стоит больше внимания уделять генетическим аспектам молочной продуктивности коров-первотелок.

Резюме

Целью исследования поставили определение коэффициента наследственности молочной продуктивности коров –первотелок в зависимости от полиморфизма гена бета-лактоглобулина. Нами были получены высокие показатели степени наследуемости (h2 ≤ 0.40).