Полиморфизм аллелей MspI в интроне III гена гормона роста крупного рогатого скота как маркер содержания белка в молоке

У крупного рогатого скота ген гормона роста может участвовать в формировании признаков молочной продуктивности, таких как содержание жира и белка. Известно, что гормон роста оказывает влияние на обмен белка. У жвачных лактация поддерживается несколькими гормонами — пролактином, тиреотропным гормоном, но основным является гормон роста, который стимулирует поступление аминокислот в клетку, повышает скорость синтеза белка (независимо от транспорта аминокислот), оказывает влияние на обмен углеводов и жиров, обладает своего рода антиинсулино-вым действием. Под влиянием гормона роста повышается концентрация глюкозы в крови (за счет торможения поступления в клетку и синтеза в печени), ускоряется липолиз (распад жировой ткани), причем продуктами этого процесса являются свободные жирные кислоты, которые препятствуют действию свободных радикалов (1). Следовательно, ген гормона роста можно рассматривать как потенциальный генетический маркер, позволяющий оценивать молочную продуктивность коров.

Описано несколько мутаций гена гормона роста (bGH). Мы рассматривали мутацию, обусловленную отсутствием сайта узнавания для рестриктазы MspI в интроне III гена гормона роста. В ряде независимых исследований показана взаимосвязь между аллелем Msp I(–) гена гормона роста и содержанием жира и белка в молоке коров различных пород (2-5). Отмечено, что присутствие аллеля Msp I(–) у конкретной особи оказывает положительное влияние на молочную продуктивность и приводит к снижению количества соматических клеток в молоке (4). Однако имеются данные, что эта мутация не влияет на содержание жира в молоке коров голштинской породы (6).

В задачу нашей работы входило исследование взаимосвязи между полиморфизмом аллелей Msp I в интроне III гена гормона роста и признаками молочной продуктивности (удой, содержание жира и белка в молоке) у коров черно-пестрой породы.

Описание методики. Анализировали образцы ДНК, выделенной из крови коров черно-пестрой породы голландской селекции ( n = 53) (ЗАО «Авангард», Рязанская обл.) и улучшенной черно-пестрой породы ( n = 35) (Зоостанция Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева — МСХА).** ДНК выделяли из цельной крови с использованием набора реагентов DIAtom DNA Prep (фирма «IsoGene», Москва) согласно прописи производителя. Анализ полиморфизма аллеля Msp I проводили методом ПЦР-ПДРФ.

Электрофореграмма продуктов рестрикции гена гормона роста рестриктазой MspI: 1, 4, 5, 9, 13 — генотип MspI(+/–); 2, 3, 6, 7, 10, 11, 12, 14 — генотип MspI(+/+); 8 — маркер pBR322/MspI.

Последовательность праймеров описана в работе Mitra с соавт. (7). Олигонуклеотидные праймеры синтезированы на фирме «Синтол» (Москва). ПЦР-амплификацию проводили с использованием готовых ПЦР-наборов (фирма «IsoGe-ne») на термоциклере Amply 4L (фирма «Biokom», Москва) в следующем режиме: денатурация 1 мин при 95 оC, отжиг праймеров 1 мин при 60 оC, элонгация 1

мин при 72 оC (35 циклов); заключительный цикл элонгации 10 мин при 72 оC.

Амплифицированный продукт (10 мкл) подвергали рестрикции с использованием рестриктазы MspI. Электрофоретический анализ фрагментов ДНК после рестрикции проводили в 2 % агарозном геле с добавлением бромистого этидия (рис.).

При статистической обработке данных пользовались стандартными метода- ми, включая оценку частоты генов методом прямого подсчета и анализ соответствия распределения генотипов в стадах равновесию Харди-Вайнберга, а также учитывая однородность стад по выявленной частоте полиморфизма MspI-аллеля (8).

Оценку взаимосвязи между полиморфизмом Msp I-аллеля и параметрами молочной продуктивности проводили на основе t -критерия Стьюдента (сравнение выборочных средних) (9).

1. Частота генотипов и аллелей гена гормона роста в выборках коров чернопестрой породы из различных хозяйств

Хозяйство	Частота генотипа, %			Частота аллеля Msp I(–)
	MspI(+/+)	MspI(+/–)	MspI(–/–)
«Авангард» ( n = 53)	47,17	49,06	3,77	0,283
Зоостанция МСХА ( n = 35)	65,71	31,43	2,86	0,186

Частота аллеля Msp I(–) в двух выборках коров достоверно не различалась ( χ ² = 2,94, P > 0,05) (табл. 1). Распределение генотипов соответствовало соотношению Харди-Вайнберга.

Мы провели сравнительный анализ по частоте аллеля Msp I(–) у коров разных пород на основании данных литературы и полученных результатов собственных исследований. Наименьшая частота аллеля Msp I(–) отмечена у голштинского скота (0,02), а наибольшая — у зебу и монгольских яков (0,94) (10, 11) (табл. 2). Среди европейских пород скота наибольшей частотой этого аллеля характеризовалась серая украинская порода. Ранее был отмечен географический градиент распространения аллеля Msp I(–) у различных пород крупного рогатого скота (Bos taurus ) в Европе, а также предполагалось, что этот аллель получен от Bos indicus (10). Средняя частота аллеля Msp I(–) 10 европейских пород составляла 13 %.

У животных из учебно-опытного хозяйства МСХА был проведен анализ взаимосвязи между аллелем Msp I(–) и параметрами молочной продуктивности: удоем, содержанием молочного жира и белка. Содержание молочного белка было достоверно выше ( t = 2,75; 0,99 < P < 0,95) у коров, несущих аллель Msp I(–), чем при отсутствии последнего — соответственно 3,10 и 2,91 %. Содержание белка в молоке оказалось наибольшим (3,32 %)

• 2.    Частота аллеля Msp I(-) гена гормона роста у разных пород крупного рогатого скота

  Порода, вид	Частота аллеля Msp I(–)	Цит. по ист.
  Голштинская	0,02	10
  Ярославская	0,02	12
  Симментальская	0,06	10
  Норвежская красная	0,07	10
  Немецкая черно-пестрая	0,08	12
  Красная горбатовская	0,09	13

Российская черно-пестрая*	0,13	12
Джерсейская	0,17	10
Черно-пестрая**	0,19	Собственные данные
Карпатская коричневая	0,25	10
Черно-пестрая ***	0,28	Собственные данные
Монгольская	0,30	11
Серая украинская	0,32	10
Зебу	0,94	10
Монгольский як	0,94	11

* Хозяйства им. С.М. Кирова и «Коренево» (Московская обл.).

** Зоостанция МСХА.

*** Хозяйство «Авангард» (Рязанская обл.).

у коровы, гомозиготной по аллелю Msp I(–). По удою и содержанию молочного жира не выявлено различий между животными в зависимости от наличия/отсутствия аллеля Msp I.

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что аллель Msp I(–) в интроне III гена гормона роста можно рассматривать в качестве потенциального маркера содержания белка в молоке коров черно-пестрой породы отечественной селекции.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    Э к к е р т Р., Р э н д е л л Д., О г а с т и н Дж. Физиология животных: механизмы и адаптация. М., 1991, 1: 353-354.

• 2.    L e e B.K., L i n G.F., C r o o k e r B.A. e.a. Association of somatotropin (bST) gene polymorphism with selection for milk yield in Holstein cows. J. Dairy Sci., 1993, 76, 1: 149-153.

• 3.    F a l a k i M., G e n g l e r N., S n e y e r s M. e.a. Relationships of polymorphisms for growth hormone and growth hormone receptor genes with milk production traits for Italian Holstein-Friesian bulls. J. Dairy Sci., 1996, 79(8): 1446-1453.

• 4.    L a g z i e l A., L i p k i n E., E z r a E. e.a. An Msp I polymorphism at the bovine growth hormone (bGH) gene is linked to a locus affecting milk protein percentage. Anim. Genetics, 1999, 30(4): 296-299.

• 5.   H o j S., F r e d h o l m M., L a r s e n N.J. e.a. Growth hormone gene polymorphism associated with

  selection for milk fat production in lines of cattle. Anim. Genetics, 1993, 24 (2): 91-96.

• 6.   Y a o J., A g g r e y S.E., Z a d w o r n y D. e.a. Sequence variations in the bovine growth hormone gene

  characterized by single-strand conformation polymorphism (SSCP) analysis and their association with milk production traits in Holsteins. Genetics, 1996, 144: 1809-1816.

• 7.    M i t r a A., S c h l e e P., B a l a k r i s h n a n C.R. e.a. Polymorphism at growth-hormone and prolactin loci in Indian cattle and buffalo. J. Anim. Breed. Genet., 1995, 112: 71-74.

• 8.    P u d o v k i n A.I., Z a y k i n D.V., H e d g e c o c k D. On the potential for estimating the effective number of breeders from heterozygote-excess in progeny. Genetics, 1996, 144(1): 383-387.

• 9.   Г л о т о в Н.В., Ж и в о т о в с к и й Л.А., Х о в а н о в Н.В. и др. Биометрия. Л., 1982: 160-162.

• 10.  L a g z i e l A., D e N i s e S., H a n o t t e O. e.a. Geographic and breed distribution of an MspI PCR-

  RFLP in the bovine growth hormone (bGH) gene. Anim. Genet., 2000, 31(3): 210-213.

• 11.  S u l i m o v a G.E., T u r k o v a S.O., T s e d e v T. e.a. Polymorphism of the bovine prolactin and

  growth hormone genes and associations with selection for milk fat production. In: The 3 ^rd International IRAN and Russia Conference. «Agriculture and Natural resources». M., 2002: 58-59.

• 12.  Х а т а м и C.Р., Л а з е б н ы й О.Е., М а к с и м е н к о В.Ф. и др. ДНК-полиморфизм генов гормо

  на роста и пролактина у ярославского и черно-пестрого скота в связи с молочной продуктивностью. Генетика, 2005, 41(2): 229-236.

• 13.    У д и н а И.Г., Т у р к о в а С.О., К о с т ю ч е н к о М.В. и др. Полиморфизм гена пролактина (микросателлиты, ПЦР-ПДРФ) у крупного рогатого скота. Генетика, 2001, 37(4): 511-516.

Московская сельскохозяйственная академия им.                Поступила в редакцию 3

К.А. Тимирязева , 127550, Москва, ул. Тимирязева, 49;                       мая 2005 года

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова, Москва

MSP I-ALLELES POLYMORPHISM IN INTRON

GENE III OF THE CATTLE GROWTH HORMONE

AS A MARKER FOR MILK PROTEIN CONTENT

I.N. Falynskova, I.G. Udina

S u m m a r y

Msp I-polymorphism in intron III of the bovine growth hormone gene was studied in two herds Black Pied breed. High values of Msp I(–) allele were observed and significant association of the allele with high content of milk protein was demonstrated. Obtained data allows us to conclude that Msp I-polymorphism may be considered as potential marker of milk protein per cent in Black Pied cattle of Russian selection.

Новые книги

Р е в и ч Б.А., А в а л и а н и С.Л., Т и -х о н о в а Г.И. Экологическая эпидемиология. Учебник. М.: издательский центр «Академия», 2004, 384 с.

В книге изложены основные понятия и методы экологической эпидемиологии — дисциплины, изучающей количественные причинно-следственные связи между неблагоприятными факторами окружающей среды и состоянием здоровья населения. Рассматриваются методы оценки качества различных компонентов окружающей среды (атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы), продуктов питания. Уделено внимание опасности воздействия различных неблагоприятных факторов химической и физической природы. Подробно описаны факторы, которые в настоящее время представляют наибольшую угрозу для здоровья человека: мелкодисперсные взвешенные частицы, тяжелые металлы, стойкие органические загрязнители, в том числе диоксины, побочные продукты хлорирования воды, электромагнитные поля.

А н н е н к о в Б.Н., Е г о р о в А.В., И л ь я з о в Р.Г. Радиационные аварии и ликвидация их последствий в агросфере /Под ред. Б.А. Анненкова. Казань: изд-во «Фэн» Академии наук РТ, 2004, 480 с.

В монографии обобщены данные о поступлении радионуклидов в биосферу в результате испытаний атомного оружия и радиационных аварий, а также о роли продуктов сельскохозяйственного и природного происхождения как источников радионуклидов для человека. Приведены сведения о воздействии ионизирующих излучений на растения и животных. Дана оценка влияния биологических осо- бенностей растений на скоростью поглощения радионуклидов из почвы. Обсуждаются закономерности метаболизма радионуклидов в организме сельскохозяйственных животных. Проанализирована динамика хозяйственно полезных признаков и воспроизводительной способности животных под влиянием ионизирующих излучений. Описаны закономерности миграции основных дозообразующих радионуклидов (90Sr, 137Cs) в сфере сельскохозяйственного производства. Подробно рассматриваются наиболее эффективные агротехнические, агрохимические и зооветеринарные мероприятия, обеспечивающие многократное снижение поступления радионуклидов в основные продукты питания человека. Сформулированы исходные положения и принципы ведения сельского хозяйства на сильно загрязненных радионуклидами землях (включая зоны отчуждения и отселения). Обоснована необходимость специализации хозяйств в этих районах на производство жирномолочных продуктов (масло), говядины, свинины, бройлеров.

Л а п ш и н Д.Н. Эхолокационная система бабочек . М.: изд-во «Наука», 2005, 206 с.

В монографии обобщены результаты исследований эхолокационной системы ночных чешуекрылых — совок ( Lipedoptera: Noctuidae ). Впервые получены доказательства способности этих насекомых к импульсивной эхолокации. Обсуждаются вопросы функционирования систем излучения зондирующих щелчков, восприятия эха и формирования пространственных характеристик локатора. Рассматриваются аспекты акустического поведения насекомых с учетом влияния хищничества летучих мышей.