Полиморфизм гена жирномолочности крупного рогатого скота

Для получения высоких результатов в молочном скотоводстве необходимо вести селекцию коров как по белковомолочности, так и по жирномолочности, так как это во многом определяет пищевую ценность молока и его технологические свойства. В связи с возрастающими требованиями рынка к качеству молочной продукции, в частности, к содержанию жира, количеству и составу молочного белка, а также использования жира и белка молока при выработке молочных продуктов, существует необходимость в выявлении и использовании в селекции генетических маркеров, связанных с качественными признаками молочной продуктивности.

Одним из таких маркеров считается тестирование животных по локусу гена диацетил глицерин О -ацетил трансферазы (DGAT).

Ген диацетил глицерин О -ацетил трансферазы локализован на 14 хромосоме генома Bos taurus и определен как генетический маркер, влияющий на качество молока. Данный ген фермент DGAT используется в биосинтезе липидов и связан с жирномолочностью коров (10).

Известно, что неконсервативная замена К232А (лизина на аланин) в последовательности этого гена снижает содержание жира в молоке коров. При этом аллель, содержащий лизин в 232 положении является наиболее предпочтительным, поскольку коровы, имеющие этот аллель гена DGAT (генотипы КК и КА), лактируют более жирное молоко, чем гомозиготные коровы с генотипом АА, содержащим аллель, где в 232 положении располагается аланин (11).

Таким образом, целью данной работы явилось проведение исследований по изучению полиморфизма и определению частоты встречаемости аллельных вариантов по гену диацетилглицерин О-ацетил трансферазы (DGAT) у разных возрастных групп крупного рогатого скота.

Материалы и методы . Исследования проводились на стаде крупного рогатого скота черно-пестрой породы ООО «Дусым» Атнинского района Республики Татарстан и для оценки по гену диацетилглицерин О-ацетил трансферазы было отобрано 122 телок, 142 коров-первотелок, 208 высокопродуктивных коров, от которых были взяты пробы крови.

Материалом для исследования служила кровь. От каждой пробы крови животных была выделена ДНК с помощью набора для выделения ДНК. После с каждой пробой ДНК была выполнена полимеразная цепная реакция, которую осуществляли на детектирующем амплификаторе ДТ-96 (ДНК-технология,

Россия).

С полученными ампликонами (продукты ПЦР) проведен рестрикционный анализ с использованием различных эндонуклеаз рестрикции (EaeI, HinfI, HaeIII, TaiI).

Детекцию результатов осуществляли с помощью горизонтального электрофореза в 2-% агарозном геле.

Частоту встречаемости генотипов определяли по формуле:

n где p=N,

р – частота определения генотипа, n – количество особей, имеющих определенный генотип,

N – число особей.

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

РА = (2nAA+nAК) : 2N qB = (2nКК+nAК) : 2N, где

P А – частота аллеля А, q B – частота аллеля К, N – общее число аллелей.

По закону Харди-Вайнберга (Петухов В.Л.,  1985) рассчитывали ожидаемые результаты частот генотипов в исследуемой популяции.

Результаты исследований . В результате исследований проб ДНК у телок по локусу гена диацетил глицерин О -ацетил трансферазы (DGAT) выявлено, что из 122 голов молодняка 55 голов (45,1 %) имели генотип АА, 58 голов (47,5 %) – АК и 9 голов или 7,4 % генотип КК. Частота аллеля А достигла 0,69, а аллеля К – 0,31 (табл. 1, рис. 1).

Формулы Харди-Вайнберга и метода χ2 применяются для выявления отклонений эмпирического распределения частот генотипов от теоретического. Расчет по формулам Харди-Вайнберга и метода χ2 в стаде телок ООО «Дусым» Атнинского района показал, что нет достоверной разницы между наблюдаемой и ожидаемой величинами частот генотипов АА, АК, КК (χ2= 0,85), что указывает на генное равновесие у животных.

Таблица 1 - Полиморфизм гена жирномолочности (DGAT) у телок

n	Распределение	Частота генотипов						Частота аллелей		χ2
		АА		АК		КК		А	К
		n	%	n	%	n	%
122	Н	55	45,1	58	47,5	9	7,4	0,69	0,31	0,85
	О	58	47,5	52	42,7	12	9,8

Н – наблюдаемое распределение генотипов, О – ожидаемое распределение генотипов

Рис. 1 - Частота встречаемости генотипов гена жирномолочности у телок

Из 142 первотелок обнаружено коров с генотипом АА 50 голов, АК – 85 и КК – 7 голов. Частота генотипов DGAT составила соответственно 35,2 %, 59,9 % и 4,9 %. При этом частота аллеля А была 0,65, а алелля К – 0,35 (табл. 2, рис. 2).

Таблица 2 - Полиморфизм гена жирномолочности (DGAT) у коров-первотелок

n	Распределение	Частота генотипов						Частота аллелей		χ2
		АА		АК		КК		А	К
		n	%	n	%	n	%
142	Н	50	35,2	85	59,9	7	4,9	0,65	0,35	7,82**
	О	60	42,2	65	45,8	17	12,0

Н – наблюдаемое распределение генотипов, О – ожидаемое распределение генотипов

** - Р<0,01

У коров-первотелок имеется достоверная разница между наблюдаемой и ожидаемой величинами частот генотипов в сторону преобладания генотипа АК (χ2 = 7,82, Р<0,01).

При исследовании высокопродуктивных коров по локусу гена жирномолочности (DGAT) получены следующие результаты: из 208 коров генотип АА имелся у 89 (42,8 %) животных, гетерозиготный генотип АК у 105 (50,5 %) голов, а гомозиготный генотип КК у 14 (6,7 %) голов. При этом частота аллеля А составила 0,68 и алелля К – 0,32 (табл. 3, рис. 3).

Рис 2 -. Частота встречаемости генотипов гена жирномолочности у коров-первотелок

Таблица 3 - Полиморфизм гена жирномолочности (DGAT) у высокопродуктивных коров

n	Распределение	Частота генотипов						Частота аллелей		χ2
		АА		АК		КК		А	К
		n	%	n	%	n	%
208	Н	89	42,8	105	50,5	14	6,7	0,68	0,32	2,66
	О	96	46,1	91	43,8	21	10,1

Н – наблюдаемое распределение генотипов, О – ожидаемое распределение генотипов

Рис. 3 Частота встречаемости генотипов гена жирномолочности у высокопродуктивных коров

У высокопродуктивного молочного стада не выявлено достоверной разницы между наблюдаемыми и ожидаемыми генотипами АА, АК, КК (χ2 = 2,66), что указывает на отсутствие сдвига генетического равновесия.

Данные анализа показывают, что частота генотипа АА и КК выше у телок, чем коров на 2,3-9,9 % и 0,7-2,5 % соответственно. Частота генотипа АК больше у первотелок на 9,4-12,4 %. Частота аллелей в стаде животных была примерно одинаковой: по аллелю А в пределах 0,650,69, алелю К – 0,31-0,35.

Наблюдаемая частота встречаемости гетерозиготных генотипов АК больше ожидаемой частоты генотипов у телок на 4,8 %, у первотелок на – 11,1%, у высокопродуктивных коров на – 6,7 %. В то время как ожидаемая частота гомозиготных генотипов АА и КК преобладает у исследуемых групп животных на 2,4 и 2,4 %, 7,0 и 7,1 %, 3,3 и 3,4 % соответственно.

В целом по стаду животных ООО «Дусым» выявлена наибольшая доля частоты встречаемости у генотипа АК (47,5-59,9 %). Аналогичные данные были получены по первотелкам холмогорской породы татарстанского типа СХПК им. Ленина Атнинского района РТ [2]. Однако имеются публикации с противоположными результатами по гену DGAT, так, в популяции крупного рогатого скота СХПК им. Вахитова Кукморского района РТ большая часть первотелок (75,4 %) и коров (85,8 %) имели гомозиготный генотип АА, остальная часть животных (24,6 и 14,2 %) относилась к генотипу АК, а желательный генотип КК в данной популяции крупного рогатого скота отсутствовал [3].

Выводы . Таким образом, проведенные расчеты по формулам Харди-Вайнберга и метода χ² показали, что в стаде нет смещения генетического равновесия ни по одному из трех генотипов локуса гена DGAT, за исключением коров-первотелок, у которых идет достоверный сдвиг в сторону генотипа АК. Следовательно, в стаде ООО «Дусым» Атнинского района не проводится искусственный отбор по локусу гена диацетил глицерин О -ацетил трансферазы.

Резюме

Ген DGAT используется в биосинтезе липидов и связан с жирномолочностью коров.

В стаде животных выявлена наибольшая доля частоты встречаемости у генотипа АК. У телок и высокопродуктивных коров не выявлено достоверной разницы между наблюдаемыми и ожидаемыми генотипами АА, АК, КК (χ2 = 0,85 и 2,66), что показывает на отсутствие сдвига генетического равновесия. В то время как у коров-первотелок идет достоверное смещение в сторону генотипа АК (χ2 = 7,82, Р<0,01).