Сравнительный анализ полиморфизма генов белков молока у быков-производителей Республики Татарстан

Повышение содержания белков в молоке и улучшение их технологической и биологической ценности являются приоритетными направлениями для молочной промышленности, поскольку в последние годы во многих странах мира, в том числе нашей, наблюдается тенденция снижения потребления молочного жира и, напротив, происходит увеличение доли молочного белка в рационе человека. Потребление молока, переработанного на сыр, соответствует основам рационального питания человека. При производстве сыра наряду с белковомолочностью молока немаловажное значение имеют его технологические свойства: свертываемость молока под действием сычужного фермента, продолжительность свертывания, состояние сырной массы [6].

Вторым перспективным направлением развития молочной промышленности является увеличение производства стерилизованных молочных продуктов, которые имеют длительный срок хранения (от 2-х месяцев до более года) [6]. Например, производство и использование молочных консервов в России имеет социальное (снабжение населения отдалённых регионов страны полноценными продуктами) и стратегическое (создание пищевых запасов в Росрезерве для обеспечения продовольственной независимости) значение. В настоящее время перспективу приобрело производство так называемых геродиетиче-ских и функциональных продуктов на основе молока [4, 5, 7].

Некоторыми исследователи для улучшения качества и технологических свойств молока, в частности для повышения термоустойчивости молока, предлагают предварительную термическую обработку молока-сырья с внесением солей-стабилизаторов. Однако повышение качества и технологических свойств молока с применением физических и химических факторов на молоко-сырье допустимо, но имеются и другие практичные способы; например, получение молока определённого качества от животных с заданными генотипами.

Всё выше сказанное говорит о важности изучения в сравнительном аспекте полиморфизма генов основных белков молока, таких как альфа S1-казеин ( CSN1S1 ), бета-казеин ( CSN2 ), каппа-казеин ( CSN3 ) и бета-лактоглобулин ( BLG ), ассоциирующихся с технологическими свойствами молока.

Материал и методика исследований. Исследования проводились по результатам, полученных в ГУП ГПП «Элита» Высокогорского района Республики Татарстан.

Проведено генотипирование 70 чистопородных и помесных по голштинской породе быков-производителей по генам CSN1S1 , CSN2 , CSN3 , BLG методами ПЦР-ПДРФ [2, 3, 9] и АС-ПЦР [1, 9, 10, 11].

В работе наряду с экспериментальными материалами использовались данные зоотехнического и племенного учета данного хозяйства, то есть племенные карточки (форма 1-МОЛ), а также каталоги и племенные свидетельства быков-производителей.

Частоту встречаемости генотипов определяли по формуле:

р = n / N (1), где р – частота определения генотипа, n – количество особей, имеющих определенный генотип, N – число особей.

Частоту отдельных аллелей определяли по формулам:

Р_А = (2nAA+nAB) : 2N (2) и     q_B =

(2nBB+nAB) : 2N (3), где PА – частота аллеля А, qB – частота аллеля В, N – общее число аллелей.

Результаты исследований. Обобщённые результаты исследования аллельного полиморфизма и встречаемости генотипов по генам CSN1S1 , CSN2 , CSN3 и BLG в популяции крупного рогатого скота представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Встречаемость аллелей и генотипов CSN1S1 , CSN2 , CSN3 , BLG – генов у крупного рогатого скота

Показатели	n	Частота генотипов						Частота аллелей
по гену CSN1S1	70	ВВ		ВС		СС		В	С
		n	%	n	%	n	%
		64	91,4	6	8,6	0	0	0,96	0,04
по гену CSN2	70	АА		АВ		ВВ		А	В
		n	%	n	%	n	%
		61	87,1	9	12,9	0	0	0,94	0,06
по гену CSN3	70	АА		АВ		ВВ		А	В
		n	%	n	%	n	%
		48	68,6	18	25,7	4	5,7	0,81	0,19
по гену BLG	70	АА		АВ		ВВ		А	В
		n	%	n	%	n	%
		9	12,9	26	37,1	35	50,0	0,31	0,69

После проведения ДНК-анализа крупного рогатого скота распределение генотипов по CSN1S1-гену было следующим: быков-производителей с BB-генотипом 64 (91,4%) и с BС-генотипом 6 (8,6%). Частота аллеля B среди быков составила 0,96, а аллеля C – 0,04 [8, 10].

Распределение генотипов по CSN2-гену составило: особей с АА-генотипом 61 (87,1%) и с АВ-генотипом 9 (12,9%). В проанализированном стаде крупного рогатого скота преобладал А аллельный вариант CSN2-гена (0,96), частота встречаемости аллеля В гена составляет всего 0,06 [1, 8, 9].

Распределение генотипов по CSN3 -гену было следующим: быков-производителей с АА -генотипом 48 (68,6%), с АВ -генотипом 18 (25,7%) и с ВВ -генотипом 4 (5,7%) особей. При этом частота аллелей A и B CSN3 -гена среди данной популяции была 0,81 и 0,19 соответственно [2, 8].

Распределение генотипов по BLG -гену среди чистопородных и помесных по голштинской породе быков-производителей с АА -генотипом 9 (12,9%), с АВ -генотипом 26 (37,1%) и с ВВ -генотипом 35 (50,0%) особей. Частота аллелей A и B BLG -гена составляет 0,31 и 0,69, соответственно [2, 8].

Обсуждение результатов. В селекции молочного скота имеет большое значение его генофонд, прежде всего по белкам молока. Многочисленными исследованиями установлено, что генотипы животных по этим белкам оказывают значительное влияние на технологические свойства и пищевые качества молока, на содержание в нем белковых фракций.

Анализ литературы по вопросу влияния генетических вариантов белков молока на технологические свойства молока показал:

• -    В -аллель гена альфа S1 - казеина положительно влияет на скорость свёртывания молока под действием сычужного фермента, тогда как вариант С альфа S1 - казеина обеспечивает получение более плотного сгустка по сравнению с вариантом В ;

• -    В -аллель гена бета-казеина обладает самостоятельным положительным влиянием на сыродельческие свойства молока и усиливает аналогичное действие В -аллеля каппа-казеина, тогда как А -аллель бета-казеина, ассоциируется с термоустойчивостью молока;

• -    В -аллель гена каппа-казеина связан с сыропригодность молока, в тоже время способствует снижению устойчивости белков молока к высокотемпературной обработке;

• -    В -аллель гена бета-лактоглобулина связан с наилучшими сыродельческими свойствами молока, в тоже время А -аллель ассоциируется с наибольшей термостабильностью молока. Однако, результаты влияния аллельного полиморфизма гена бета-лактоглобулина на технологические свойства молока могут быть противоположными.

Заключение. 1. Анализ частоты встречаемости желательных аллелей основных белков молока показал, что в популяции чистопородных и помесных по голштинской породе быков-производителей распространена встречаемость В -аллелей генов CSN1S1 и BLG , связанных с сыродельческими свойствами молока, а также высока встречаемость А -аллелей генов CSN2 , CSN3 и BLG , ассоциирующихся с термоустойчивостью молока. 2. Для закрепления ценных аллелей и повышения их встречаемости в популяциях крупного рогатого скота необходимо внедрять новые способы селекции по основным белкам молока, тем самым повышая белковость молока и улучшая технологические свойства молока.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ

Резюме

В данной работе приведён анализ аллельного полиморфизма генов белков молока в популяции племенных быков Республики Татарстан. Исследования показали, что среди быков достаточно низкая встречаемость желательных аллелей, ассоциирующихся с технологическими свойствами молока.

COMPARATIVE ANALYSIS OF POLYMORPHISM