Полиморфизм гена каппа-казеина в популяции молочного скота Омской области

Введение. Полиморфизм гена каппа-казеина в популяции молочного скота является важной темой исследований в области генетики и селекции животноводства, так как ген каппа-казеина кодирует одну из белковых фракций молока и играет ключевую роль в его качестве. У молочного скота существует несколько генетических вариантов этого гена, и различия в последовательности ДНК могут приводить к изменению биохимических свойств молока [1].

Изучение полиморфизма гена каппа-казеина позволяет проводить селекцию животных на основе желаемых генотипов для улучшения молочной продуктивности и качества молока, также это способствует оптимизации производства молочных продуктов, учитывая их целевые свойства [2]. Однако необходимо учитывать, что влияние полиморфизма гена каппа-казеина может быть различным в популяциях скота, отличающихся условиями содержания и другими паратипическими факторами [3, 4]. Поэтому определение генотипов коров по гену CSN3 имеет важное значение как для фундаментальной науки, так и для практического применения в животноводстве.

Альтернативные аллели гена каппа-казеина ассоциированы с различным уровнем продуктивности крупного рогатого скота [5]. Изучение полиморфизма этого гена позволяет выявлять животных с желаемыми генетическими характеристиками, что способствует улучшению общей продуктивности молочного скота [6].

Таким образом, определение полиморфизма гена каппа-казеина в селекционной группе молочного скота имеет большое практическое зна- чение и способствует улучшению качества молока, повышению производительности и общей конкурентоспособности молочной отрасли [7].

Цель исследований – изучение полиморфизма гена каппа-казеина в популяции молочного скота Омской области.

Задачи: изучить полиморфизм гена каппа-казеина (CSN3) в популяции племенного скота черно-пестрой породы; определить взаимосвязь между генотипами коров и уровнем их биологических активностей в виде продуктивных качеств.

Объекты и методы. Объектом исследований являлась часть популяции молочного скота черно-пестрой породы в количестве 25 % от объема селекционной группы маточного поголовья, разводимого в племенных репродукторах Омской области (n = 400 голов).

Первичным материалом для исследований послужили данные племенного учета, полученные из баз данных ИАС «СЕЛЭКС. Молочный скот» предприятий, а также собранные образцы биоматериала для генотипирования. В качестве биоматериала использовались образцы шерсти с волосяными луковицами, сбор которого осуществлялся в соответствии с общепринятой методикой.

Извлечение ДНК проводилось с использованием стандартных протоколов в лаборатории геномных технологий ООО «Ксивелью» (г. Москва).

Генетический анализ образцов проводился с помощью ПЦР-диагностики ДНК каждого образца. По полученным генетическим паспортам коров проводилась статистическая обработка данных для определения частот встречаемости аллелей гена каппа-казеина (CSN3) и оценка связи с биологическими активностями коров (обильномолочность, белковомолочность, жирномолочность).

Результаты и их обсуждение. Многими исследователями установлено, что ген каппа-казеина отвечает за свойства молока, такие как белковый сгусток и устойчивость к ферментации, что существенно влияет на процессы производства молочных продуктов, таких как сыры и йогурты [8–12].

По результатам исследований установлено, что наибольшее число животных с различной кровностью являлись носителями гетерозиготного генотипа АВ гена CSN3 и отличались между собой по частоте встречаемости. Как показы-

Таблица 1

Перечень частоты генотипов и аллелей гена CSN3

Генотип	Частота генотипов	Аллель	Частота аллелей	Нe	Fis
А/А	0,48	А	0,68	0,44	0,08
А/В (Ho)	0,40
В/В	0,12	В	0,32

Примечание : Но – наблюдаемая гетерозиготность; Нe – ожидаемая гетерозиготность; Fis – индекс фиксации Райта; λ2 – критерий соответствия. Но – наблюдаемая гетерозиготность; Нe – средняя гетерозиготность на особь; Fis – индекс, измеряющий отклонения внутригрупповых (субпопуляционных) наблюдаемых гетерозиготностей от ожидаемых при равновесии.

По результатам генотипирования животных черно-пестрой породы, разводимых на предприятиях Омской области, выявлено наибольшее число животных с генотипом АА в диапазоне частоты встречаемости до 48 %.

Таким образом, животные черно-пестрой породы, разводимые на предприятиях Омской области, характеризуются довольно высокой частотой А-аллельного варианта и низкой частотой B-аллельного варианта гена каппа-казеина, что может неблагоприятно влиять на признаки бел- вают данные таблицы 1, характеризующие крупный рогатый скот молочного направления продуктивности по гену каппа-казеина, у исследуемой породы диапазон частоты встречаемости гетерозигот составила 0,40. Значения двух других генотипов варьировали от 0,12 до 0,48.

Следует отметить, что наиболее предпочтительный для выработки твердых сортов сыра В- аллель и его гомозиготное состояние.

В популяции молочного скота черно-пестрой породы генотип ВВ встречался с частотой 0,12.

В результате проверки соответствия выявленной частоты генотипов по Харди – Вайнбергу очевидно, что все анализируемые выборки по гену CSN3 находятся в равновесном состоянии.

ковомолочности и технологические свойства молока.

В таблице 2 представлена оценка продуктивных качеств коров в зависимости от генотипа по гену каппа-казеина.

Продуктивные качества крупного рогатого скота обусловлены генотипом. Аллельные состояния гена каппа-казеина ассоциированы с показателями молочной продуктивности.

Животные с генотипом А/А превосходили сверстниц по удою на 503 кг, или 8,05 %.

Таблица 2

Показатель	Генотип
	А/А	А/В(Ho)	В/В
Удой за 1 лактацию, кг	6745±271*	6587±126	6242±110
Массовая доля молочного жира, %	3,88±0,08	4,12±0,02	4,61±0,01
Массовая доля молочного белка, %	3,15±0,038	3,21±0,027	3,84±0,009*

*Первый порог достоверности (P < 0,05).

Продуктивные качества коров черно-пестрой породы в зависимости от генотипа по гену CSN3

Гетерозиготы по гену CSN3 занимали промежуточное положение по обильномолочности между гомозиготами по изучаемому гену.

По значениям массовой доли молочного жира максимальный уровень достигнут у коров с генотипом В/В по гену каппа-казеина, но достоверной разницы в значениях между группами не выявлено. Поэтому можно заключить, что содержание жира в молоке в большей степени зависит от паратипических факторов и взаимосвязано с количеством синтезируемого молока животными.

Коровы с генотипом, гомозиготным по аллелям В/В, превосходят сверстниц по белковомо-лочности. Массовая доля молочного белка в группе коров с генотипом В/В составила 3,84 %, что на 0,69 % (P < 0,05) выше, чем у коров с генотипом А/А, и на 0,63 % больше, чем в группе гетерозигот с генотипом А/В.

Заключение. Исследования показали, что генофонд популяции молочного скота чернопестрой породы, разводимой в Омской области, отличается разнообразием аллелей гена каппа-казеина, но находится в равновесии. Установлено, что В-аллели гена каппа-казеина ассоциированы с повышенным содержанием молочного белка. Это подчеркивает важность изучения полиморфизма гена CSN3 для улучшения селекции животных и улучшения качественных характеристик молока. Выявление животных, обладающих лучшими генетическими характеристиками, способствует ускорению темпов совершенствования отечественного молочного скота для получения молока улучшенного качеств. Полученные результаты могут быть основой для дальнейших исследований в области генетической коррекции основных хозяйственно полезных качеств отечественного скота молочных пород.