Состав молока коров джерсейской породы с разным генотипом локусов генов соматотропинового каскада

Введение. Повышение качественных показателей молока является одним из приоритетных направлений селекции в молочном скотоводстве. Джерсейская порода известна высоким содержанием жира и белка в молоке, что особенно ценно для производства молочных продуктов с высокой добавленной стоимостью. Однако, даже внутри породы существуют значительные индивидуальные различия по составу молока, обусловленные генетическими факторами.

По данным некоторых ученых у джерсей-ской породы выявлены специфические хромосомные маркеры, позволяющие идентифицировать ее генетическую принадлежность при цитогенетическом анализе. Особый интерес представляют генетические детерминанты, определяющие уникальный состав молока джерсейских коров. выявили несколько ключевых генов, контролирующих биосинтез молочного жира у джерсейской породы [1, 2].

В гене PRL крупного рогатого скота идентифицировано несколько полиморфных сайтов, ассоциированных с показателями молочной продуктивности. Во многих исследованиях показана связь генотипов гена PRL у крупного рогатого скота с параметрами молочной продуктивности [3, 4, 5]. В частности, в исследованиях И. Ю. Долматовой и соавт. (2020) выявлена статистически значимую ассоциацию генотипа BB с повышенным содержанием жира в молоке на 0,32% выше по сравнению с генотипом AB и на 0,57% выше по сравнению с генотипом AA [6].

Исследованиями многих авторов было установлено, что в гене GH крупного рогатого скота идентифицировано несколько полиморфных сайтов, ассоциированных с показателями молочной продуктивности [7, 8, 9]. Так, лучшим уровнем продуктивности характеризуются черно-пестрые коровы с генотипом GH LL, но при этом наибольшая жирномолочность характерна коровам с генотипом GH VV 3,82-3,83%, а лучшая белковомолоч-ность - животным, имеющим аллель V (3,213,23%) [10].

В гене PIT-1 крупного рогатого скота идентифицировано несколько полиморфных сайтов, ассоциированных с показателями молочной продуктивности. Наиболее изученным является полиморфизм A^G в 6-м экзоне (rs109230623), детектируемый эндонуклеазой HinfI [11, 12, 13]. При этом коровы голштинской породы с генотипом AА характеризуются более высоким удоем за 305 дней лактации (на 5,2% выше по сравнению с генотипом AA, р<0,05), а так же превосходят особей с генотипами AB и BB по содержанию жира и белка в молоке [14].

Таким образом, установление влияния полиморфизма генов соматотропинового каскада на показатели молочной продуктивности коров является актуальным вопросом.

Цель исследования - изучить влияние полиморфизма генов соматотропинового каскада (GH, PRL, PIT1) на физико-химические показатели молока коров джерсейской породы для выявления генотипов, ассоциированных с повышенными качественными характеристиками молока.

Условия, материалы и методы. Исследование проводилось на поголовье коров-первотелок джерсейской породы в условиях ООО имени Тимирязева Балтасинского района Республики Татарстан. Животные содержались в одинаковых условиях кормления и содержания для исключения влияния паратипи-ческих факторов на изучаемые показатели.

Для генотипирования животных по генам PRL, PIT1 и GH использовался метод ПЦР-ПДРФ. ДНК выделяли из крови животных с использованием стандартных коммерческих наборов согласно инструкции производителя. Для амплификации фрагментов исследуемых генов использовали специфические праймеры.

Для проведения исследований были отобраны однотипные первотелки с учетом месяца лактации и уровня продуктивности, у которых были исследован состав и свойства молока на 2-3 месяце лактации, в зависимости от их генотипа:

• -    по гену PRL - 26 голов (генотипы AA, AB, BB);

• -    по гену PIT1 - 27 голов (генотипы AA, AB, BB);

• -    по гену GH - 30 голов (генотипы LL, LV,

VV).

Физико-химические показатели молока проводились по стандартным методикам с применением современного сертифицированного оборудования.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с помощью t-критерия Стьюдента. Различия считались достоверными при уровнях значимости p<0,05, p<0,01 и p<0,001.

Результаты и обсуждение. Результаты исследования влияния полиморфизма гена PRL на физико-химические показатели молока представлены в таблице 1. Из полученных данных видно, что животные с генотипами AB и BB превосходят аналогов с генотипом AA по большинству изученных показателей. Так, содержание сухого вещества в молоке коров с генотипами AB и BB было высоко достоверно (р<0,01) выше, чем у коров с генотипом AA на 0,34% и 0,40%, и составило соответственно 16,16±0,06% и 16,22±0,04% против 15,82±0,06%. Аналогичная тенденция наблюдалась по содержанию СОМО: у коров с генотипом BB этот показатель составил 10,43±0,03%, что достоверно (р<0,01) выше, чем у животных с генотипом AA на 0,36%.

Таблица 1 - Физико-химические показатели молока коров джерсейской породы с разным генотипом PRL

Показатели	Генотип PRL
	AA	AB	ВВ
Голов	10	10	6
Сухое вещество, %	15,82±0,06	16,16±0,06***	16,22±0,04***
СОМО, %	10,07±0,10	10,26±0,10	10,43±0,03**
Жир, %	6,07±0,04	6,27±0,04**	6,24±0,03**
Белок, %	3,89±0,02	3,94±0,02	3,99±0,03**
Казеин, %	2,73±0,02	2,75±0,02	2,76±0,02
Лактоза, %	5,05±0,03	5,14±0,02*	5,19±0,02**
Зола, %	0,81±0,01	0,81±0,01	0,82±0,01
Энергетическая ценность 100 г молока, ккал	92,7±0.37	95,1±0.44***	95,2±0.29***
Плотность, кг/м3	1031,2±0.39	1031,8±0.39	1032,6±0.42*
Кислотность, °Т	17,8±0,29	17,6±0,27	18,0±0,26

Примечание: * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (межДу минимальным и максимальным значением)

Особенно заметные различия отмечены по массовой доли молочного жира. У коров с генотипом AB содержание жира составило 6,27±0,04%, что на 0,2% выше (р<0,01), чем у коров с генотипом AA (6,07±0,04%). У животных с генотипом BB жирность молока также была достоверно выше на 0,17% (р<0,01) и составила 6,24±0,03%.

Содержание белка в молоке коров с генотипом BB (3,99±0,03%) достоверно превышало (0,10%; р<0,01) аналогичный показатель у животных с генотипом AA. По содержанию казеина достоверных различий не выявлено, хотя наблюдалась тенденция к более высоким значениям у коров с генотипами AB и BB.

Содержание лактозы было достоверно выше в молоке коров с генотипами AB (5,14±0,02%; р<0,05) и BB (5,19±0,02%; р<0,01) по сравнению с животными генотипа AA (5,05±0,03%). По содержанию золы достоверных различий не установлено, при том, что более высокий показатель отмечен в группе PRL BB (0,82%).

Энергетическая ценность молока коров с генотипами AB и BB составила 95,1±0,44 ккал и 95,2±0,29 ккал соответственно, что достоверно выше (р<0,001), чем у коров с генотипом AA на 2,4-2,5 ккал.

Плотность молока у коров с генотипом BB составила 1032,6±0,42 кг/м³, что достоверно выше на 1,4 кг/м³ (р<0,05), чем у животных с генотипом AA. По кислотности молока достоверных различий между группами не выявлено.

Пролактин является ключевым гормоном, регулирующим лактацию у млекопитающих. Полиморфизм гена PRL может влиять на структуру и функциональную активность соответствующего гормона, что в свою очередь отражается на процессах синтеза компонентов молока [15].

В таблице 2 представлены физикохимические показатели молока коров с разными генотипами PIT1. Анализ данных показал, что, хотя статистически достоверных различий по многим показателям не выявлено, прослеживаются определенные тенденции, указывающие на влияние полиморфизма данного гена на качественные характеристики молока.

Содержание сухого вещества в молоке коров с генотипом AB составило 16,23±0,11%, что выше по сравнению с животными с генотипами AA (15,97±0,09%) и BB (15,99±0,07%).

По содержанию СОМО выявлены статистически достоверные различия: у коров с генотипом AB этот показатель составил 10,55±0,15%, что достоверно выше (р<0,05) по сравнению с животными с генотипом AA (9,98±0,15%).

Интересно отметить, что по содержанию жира наблюдалась противоположная тенденция: наибольшие значения были у коров с генотипом AA (6,35±0,03%), что достоверно выше (р<0,01) по сравнению с животными с генотипом BB (6,12±0,05%).

Таблица 2 - Физико-химические показатели молока коров джерсейской породы с разным генотипом PIT1

Показатели	Генотип PIT1
	AA	AВ	ВВ
Голов	7	10	10
Сухое вещество, %	15,97±0,09	16,23±0,11	15,99±0,07
СОМО, %	9,98±0,15	10,55±0,15*	10,23±0,13
Жир, %	6,35±0,03** и ***	6,23±0,03	6,12±0,05
Белок, %	3,79±0,04	3,99±0,06**	3,89±0,04
Казеин, %	2,67±0,04	2,78±0,04	2,74±0,03
Лактоза, %	5,02±0,06	5,20±0,06*	5,17±0,04*
Зола, %	0,81±0,01	0,81±0,01	0,81±0,01
Энергетическая ценность 100 г молока, ккал	94,7±0,49	95,2±0,50*	93,6±0,46
Плотность, кг/м3	1030,6±0,57	1032,2±0,61	1031,4±0,52
Кислотность, °Т	17,9±0,34	17,3±0,26	17,5±0,27

Примечание: * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (между минимальным и максимальным значением)

Содержание белка в молоке коров с генотипом AB (3,99±0,06%) было достоверно выше (р<0,01) по сравнению с животными с генотипом AA на 0,20%. По содержанию казеина существенных различий не выявлено, хотя наблюдалась тенденция к более высоким значениям у коров с генотипом AB.

Содержание лактозы в молоке коров с генотипами AB (5,20±0,06%) и BB (5,17±0,04%) было достоверно выше (р<0,05) по сравнению с животными с генотипом AA на 0,03-0,18%.

Энергетическая ценность молока коров с генотипом AB (95,2±0,50 ккал) также была достоверно выше (р<0,05) по сравнению с животными с генотипом BB (93,6±0,46 ккал).

По плотности и кислотности молока существенных различий между группами не выявлено.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что коровы джерсейской породы с генотипом PIT1 AB характеризуются более высокими качественными показателями молока, за исключением содержания жира, по сравнению с животными других генотипов. Эти данные согласуются с исследованиями R.M. Shah et al. (2021), в которых также отмечено влияние полиморфизма гена PIT1 на качественные показатели молока [16].

Но наибольшее значение массовой доли жира отмечено у коров с генотипом AA, а наименьшее – у коров с генотипом BB. Это может свидетельствовать о сложном характере влияния гена PIT1 на различные компоненты молока.

Результаты влияния полиморфизма гена GH на физико-химические показатели молока представлены в таблице 3. Анализ данных показал, что по большинству изученных показателей коровы с генотипом LL имеют преимущество перед животными с генотипами LV и VV, хотя по многим параметрам различия не достигают уровня статистической достоверности.

Содержание сухого вещества в молоке коров с генотипом LL (15,46±0,10%) было достоверно выше (р<0,05) по сравнению с животными с генотипом LV (15,17±0,08%).

По содержанию СОМО, жира, белка и казеина статистически достоверных различий не выявлено, хотя наблюдалась тенденция к более высоким значениям у коров с генотипом LL.

Таблица 3 - Физико-химические показатели молока коров джерсейской породы с разным генотипом GH

Показатели	Генотип GH
	LL	LV	VV
Голов	10	10	10
Сухое вещество, %	15,46±0,10*	15,17±0,08	15,22±0,08
СОМО, %	10,39±0,12	10,01±0,16	10,16±0,12
Жир, %	6,28±0,06	6,14±0,05	6,13±0,05
Белок, %	3,99±0,04	3,90±0,02	3,91±0,05
Казеин, %	2,80±0,04	2,73±0,04	2,75±0,03
Лактоза, %	5,19±0,02	5,13±0,03	5,17±0,03
Зола, %	0,81±0,01	0,82±0,01	0,82±0,01
Энергетическая ценность 100 г молока, ккал	95,6±0,65*	93,7±0,56	93,8±0,61
Плотность, кг/м3	1032,3±0,47	1030,9±0,64	1031,5±0,50
Кислотность, °Т	17,2±0,25	17,6±0,27	17,6±0,26

Примечание: * - р<0,05 (межДу минимальным и максимальным значением)

Энергетическая ценность молока коров с генотипом LL (95,6±0,65 ккал) была достоверно выше (р<0,05) по сравнению с животными с генотипами LV на 1,9 ккал и VV -на 1,8 ккал.

По плотности и кислотности молока существенных различий между группами не выявлено.

Таким образом, коровы джерсейской породы с генотипом GH LL характеризуются более высокими качественными показателями молока по сравнению с животными других генотипов. Эти результаты согласуются с данными других исследователей [17], отмечавших положительное влияние аллеля L гена GH на качественные характеристики молока. Данный эффект может быть связан с тем, что аллель L обеспечивает более эффективную биологическую активность гормона роста, что приводит к усилению синтеза компонентов молока.

Выводы . Проведенные исследования позволили выявить влияние полиморфизма генов соматотропинового каскада (PRL, PIT1, GH) на физико-химические показатели молока коров джерсейской породы.

Наиболее выраженное влияние на качественные показатели молока оказывает полиморфизм гена пролактина. Коровы с генотипами PRL AB и PRL BB характеризуются достоверно более высоким содержанием сухого вещества, жира, белка и лактозы в молоке, а также повышенной энергетической ценностью и плотностью по сравнению с животными с генотипом AA.

По гену гипофизарного фактора транскрипции коровы с генотипом AB имеют преимущество по содержанию сухого вещества, СОМО, белка и лактозы в молоке, в то время как по содержанию жира наилучшие показатели демонстрируют животные с генотипом PIT1 AA.

Полиморфизм гена гормона роста также оказывает влияние на физико-химические показатели молока: коровы с генотипом GH LL характеризуются более высоким содержанием сухого вещества и энергетической ценностью молока по сравнению с животными с генотипами GH LV и GH VV.

Результаты исследования свидетельствуют о перспективности использования полиморфизма генов соматотропинового каскада в качестве генетических маркеров для селекционной работы, направленной на повышение качественных показателей молока коров джер-сейской породы.

Для повышения эффективности селекционной работы, направленной на улучшение качественных показателей молока коров джерсей-ской породы, рекомендуется отбирать животных с предпочтительными генотипами по генам соматотропинового каскада: PRL AB и BB, PIT1 AB, GH LL.