Полиморфизм гена каппа-казеина в стадах крупного рогатого скота Республики Татарстан

Все белки молока характеризуются наличием генетически обусловленных полиморфных вариантов, отличающихся одной или несколькими аминокислотами. Полиморфизм молочных белков был обнаружен на белковом уровне, а затем, по мере развития молекулярно-генетических методов, на уровне последовательности ДНК соответствующих генов. Генотип животного по молочным белкам служит пожизненным маркером, не зависящим от изменения внешних условий и состояния организма. Общеизвестно, что маркеры молочной продуктивности, качества и технологических свойств молоко отождествляются с аллельными вариантами генов молочных белков.

Среди молочных белков наибольший интерес представляет ген каппа-казеина, который связан с белковомолочностью и технологическими свойствами молока. При этом аллель В гена каппа-казеина в геноме коров ассоциируется с более высоким содержанием белка в их молоке, более коротким временем свёртывания молока под действием сычужного фермента, лучшим качеством сгустка, большим выходом качественного белковомолочных продуктов, в частности сыра, творога и т.д. [3, 5].

Всё выше сказанное говорит об актуальности и практической значимости изучения полиморфизма гена каппа-казеина в популяциях крупного рогатого скота Республики Татарстан.

Материал и методика исследований. Исследования проведены на коровах в ООО «Серп и Молот», ОАО «Племзавод «Бирюлинский» Высокогорского района, СХПК им. Ленина Атнинского района и ООО им. Тукая Балтасинского района Республики Татарстан. Для определения полиморфизма гена каппа-казеина у животных отбирали кровь.

Экстракцию ДНК из биологического материала крупного рогатого скота проводили комбинированным щелочным способом. Тестирование крупного рогатого скота по гену каппа-казеина (CSN3) осуществляли методами ПЦР-ПДРФ-анализа и заключительной детекцией продуктов амплификации и рестрикции в горизонтальном гель-электрофорезе [7].

Частоту встречаемости генотипов определяли по формуле:

n p = "N, где р

частота

определения генотипа, n - количество особей, имеющих определённый генотип, N -число особей.

Частоту     отдельных     аллелей определяли по формуле:

РА = (2nAA+nAB) : 2N qB = (2nBB-nAB): 2N, где РА - частота аллеля А, qB - частота аллеля В,

N - общее число аллелей.

По    закону    Харди-Вайнберга рассчитывали ожидаемые результаты частот генотипов в исследуемой популяции [6].

Результаты          собственных исследований. В таблице 1 видно, что из проанализированных 225,  219 и 164

первотёлок    холмогорской    породы татарстанского типа ООО «Серп и молот», СХПК им. Ленина, ОАО «Племзавод «Бирюлинский» по гену каппа-казеину 109156 (50,7-69,3%) коров имели генотип АА (ответственный за синтез белка А каппа-казеина), 63-99  (28,0-45,2%) коров - генотип АВ (данный генотип имеет неполное доминирование, при этом синтезируется каппа-казеиновый белок, характеризующийся     промежуточными свойствами и сочетающий свойства вариантов А и В белков каппа-казеина), 3-9 (1,8-4,1) коров - генотип ВВ (ответственный за экспрессию белка В каппа-казеина). При этом частота встречаемости аллелей каппа-казеина составила соответственно 0,83-0,73-0,28 по аллелю А и 0,17-0,27-0,18 по аллелю В [2].

В таблице 2 видно, что из исследованных      чёрно-пёстро      х голштинских коров ООО им. Тукая по гену каппа-казеина выявлены 68   (63,6%)

животных с генотипом АА , 36 (33,6%) - с АВ и лишь 3 (2,8%) - с ВВ . При этом встречаемость аллеля А составила 0,80, а аллеля В - 0,20 [1].

Таблица 1 - Частота встречаемости генотипов и аллелей гена каппа-казеина у коров холмогорской породы татарстанского типа

Хозяйство		n	АА		АВ		ВВ		Частота аллелей		χ2
			n	%	n	%	n	%	А	В
ООО «Серп и молот»	Н	225	156	69,3	63	28,0	6	2,7	0,83	0,17	0,15
	О		155	68,9	63	28,0	7	3,1
СХПК им.Ленина	Н	219	111	50,7	99	45,2	9	4,1	0,73	0,27	5,34*
	О		117	53,4	86	39,3	16	7,3
ОАО «П/з «Бирюлин-ский»	Н	164	109	66,5	52	31,7	3	1,8	0,82	0,18	1,17
	О		111	67,8	48	29,1	5	3,1

Н – наблюдаемое распределение генотипов, О – ожидаемое распределение генотипов, *

P<0,05

После проведения ПЦР-ПДРФ распределение 208 коров холмогорской породы татарстанского типа Республики Татарстан по генотипам локуса гена каппа-казеина было следующим: 115 (55,3%) коров имели генотип АА, 99 (40,4%) – генотип АВ и всего 9 (4,3%) – ВВ. Причём в сравнении с предыдущим годом произошло снижение животных – носителей желательного аллеля В с 0,26 до 0,22, что по-видимому связано с использованием спермы 3 быков с генотипом АА в противовес с 1 быком с генотипом АВ [4].

Таблица 2 - Частота встречаемости генотипов и аллелей гена каппа-казеина у чёрно-пёстро х голштинских коров

Хозяйство		n	Частота генотипов						Частота аллелей		χ2
			АА		АВ		ВВ
			n	%	n	%	n	%	А	В
ООО им. Тукая	Н	107	68	63,6	36	33,6	3	2,8	0,80	0,20	0,38
	О		69	64,0	34	32,0	4	4,0

Н – наблюдаемое распределение генотипов, О – ожидаемое распределение генотипов

Анализ результатов исследования проб молока от коров мясных пород Республики Татарстан методом вертикального гель-электрофореза показал, что встречаемость В аллеля к -казеина по породам была следующая: 0,217 (герефордская), 0,235 (лимузинская), 0,246 (обрак), 0,289 (симментальская) соответственно, это несколько выше, чем у молочного скота – 0,17 [8].

Выводы. 1. Использование статистического метода Харди-Вайнберга и метода χ2 для выявления отклонений эмпирического распределения частот генотипов от теоретического позволили установить, что в популяциях крупного рогатого скота ООО «Серп и молот», ОАО «Племзавод «Бирюлинский» и ООО им. Тукая нет статистически достоверного сдвига генетического равновесия ни по одному из трех генотипов локуса гена каппа-казеина, хотя в СХПК им. Ленина идёт некоторое смещение в сторону генотипа АВ (χ2 = 5,34, P<0,05); 2. Частота встречаемости ценного аллельного варианта В гена каппа-казеина у крупного рогатого скота различается в зависимости от породы и даже в отличии от региона содержания. В проанализированных породах крупного рогатого скота Республики Татарстан преобладает аллельный вариант А гена каппа-казеина (0,711-0,830), частота встречаемости желательного аллеля В гена каппа-казеина составляет 0,170-0,289; 3. Для увеличения частоты встречаемости аллеля В в популяциях крупного рогатого скота необходимо интенсивнее использовать в племенной работе методы ДНК-технологии и её достижения.