Влияние генотипов гена Стеарил-Коа-Десатуразы на энергию роста коров-первотелок голштинской породы

Эффективное использование молекулярных маркеров в селекции может оказаться экономически выгодным с целью улучшения производства молока, мяса, получения потомства, а так же выявления восприимчивости или резистентности к различным заболеваниям. Разработка технологий для идентификации полиморфизма в локусах различных генов дает представление о продвижении в области биотехнологии и генетике для улучшения здоровья животных и качества производимой ими продукции.

Стеарил-КоА Десатураза (SCD1) представляет собой фермент, ограничивающий скорость биосинтеза мононенасыщенных жирных кислот (MUFA) у крупного рогатого скота [6]. Ряд исследований подтверждают гипотезу о том, что регулирование гена SCD1 и его полиморфизм могут оказывать значительное влияние на миристиновую, линолевую, γ-линоленовую, содержание α-линоленовой, конъюгированной линолевой кислоты (CLA) и общее содержание жирных кислот, а так же качество и количество жира в мясе и молоке [4, 7]. Возраст, вид и порода животного влияют на экспрессию и активность гена SCD1, который специфически влияет на концентрацию мононенасыщенных жирных кислот. Высокая экспрессия SCD1 (высокий уровень содержания олеатов) способствует накоплению жира, что приводит к ожирению, в то время как снижение уровня SCD1 (низкий уровень олеатов) способствует сжиганию жира и худобе [8].

Цель данного исследования в том, что бы оценить частоты встречаемости генотипов и аллелей гена Стеарил-КоА-Десатуразы у коров первотелок и определить его влияние на энергию роста в разных стадиях физического развития.

Материалы и методики исследова- ний. В исследовании по генуSCD1–Fsp4HI было    идентифицировано258     коров- первотелок голштинской породы СХПК «Племзавода им. Ленина» Антинского района Республики Татарстан. Молекулярногенетические анализы проводились на базе «ТатНИИСХ» г. Казань.

Выделение ДНК из проб крови осуществлялось с применением готового набора «АмплиПрайм ДНК-сорб В» (ИнтерЛабСер-вис, Россия), в соответствии с инструкцией изготовителя. Генотипирование животных выполнялось по средствам метода полимеразной цепной реакции.Для амплификации использовалась реакционная смесь общим объемом 20 мкл, содержащая 2 мкл очищенной ДНК, 2 мкл смеси dNTPs, 2 мкл буфера, 0,2 мкл Taq ДНК полимеразы (СибЭнзим, Россия) и праймеры (Евроген, Россия) с оли-гонуклеотидной последовательностью:

16    SCD    –    F878:    5’    –

ATGTATGGATACCGCCCTTATGAC – 3’

16    SCD    –    F878:    3’    –

TTCTGGCACGTAACCTAATACCCTAAGC – 3’.

Амплификацию смеси ПЦР проводили при следующих температурно-временных режимах: 1 цикл 94° С – 5 мин.; 40 циклов 94° С – 15 сек., 65° С – 15 сек., 72° С – 15 сек.; 1 цикл 72° С – 7 мин, в аппарате «T100 Thermal Cycler» (Bio-Rad, США). Расщепление полученныхПЦР-проб выполнялось эндонуклеазой ристрикции Fsp4HI (СибЭнзим, Россия) при температуре 37° С в течение 16 ч. Электрофоретическое разделение ПДРФ-продуктов с последующей визуализацией в УФ-трансиллюминаторе (Bio-Rad, США) выполнялось в 2% агарозном геле в 10^хТБЕ буфере в течение 30 мин. в присутствии эти-диума бромида.

В работе так же была использована электронная картотека «СЕЛЭКС», содержащая данные об исследуемой популяции. Расчеты были выполнены с применением статистических формул программы MSExcel. Уровень достоверности полученных результатов подвергался проверке по критерию

Стьюдента. Генетическое равновесие по изучаемому гену SCD1 тестировалось согласно закону Харди-Вайнберга и метода хи-квадрат (χ2).

Частота аллелей вычислялось по формуле Г.Н. Шангина-Березовского (1983) [1]:

f = -, где f – частота аллели, n – количество голов заданного генотипа,

N – количество голов в изучаемой популяции.

Абсолютный среднесуточный и относительный прирост вычисляли по формулам:

A = W i - W o иА = ^^ * 1000, где

A – прирост,

W 1 –живая масса конечная,

W0 – живая масса начальная, t – интервал между взвешиваниями (сут.), а коэффициент, демонстрирующий энергию роста, по формуле С. Броди:

И/х^- Wq -« ПАЛ/ s;;?;;^ * ¹⁰⁰% ■ ^где

К

K – относительный прирост (%),

W 1 –живая масса конечная,

W 0 – живая масса начальная.

Результаты исследований. В ходе иден-      возможные генотипы: СС – 38,4% (99 гол.), тификации полиморфизма Стеарил-КоА Де-      CT – 45,7% (118 гол.) и TT – 15,9% (41 гол.).

сатуразы было установлено, что исследуемая      Частота встречаемости аллелей составила:C – популяция голштинских коров-первотелок       0,61 и T – 0,39 (табл. 1).

демонстрирует по гену SCD1– Fsp4HI все

Таблица 1 -Частота встречаемости аллелей и генотипов гена SCD1

Хозяйство		N	Генотипы						Частота аллелей
			CC		CT		TT
			n	%	n	%	n	%	C	T
СХПК ПЗ им Лени-	Н*	258	99	38,4	118	45,7	41	15,9	0,61	0,39	0,07
на	О**		98	38,1	123	47,4	37	14,5

Примечание: *Н – наблюдаемое распределение, **О - ожидаемое распределение

Преобладание аллеля C над аллелем T по локусу SCD1 так же было замечено другими авторами [3, 10]. Avilés С. и др., исследовавшие французский скот Шароле, описывали схожую вариабельность по аллелям C (0,61) и T (0,39) и генотипам CC, CT и TT – 39, 44 и 17% соответственно. В своем опыте F. Signorelli и др., при изучении частоты встречаемости аллелей гена SCD1 у разных пород, так же идентифицировали у голштинского крупного рогатого скота превосходство аллеля C (0,65) над аллелем T (0,35) [9]. В то же время Сулимовой и др. в своей работе отмечается отсутствие генотипа TT– 0% среди изучаемой популяции голштинского скота и подавляющее большинство гетерозиготныхCT особей - 61,8%, над гомозиготными CC - 38,2% [2].

Рисунок 1 –Динамика роста коров-первотелок с различными генотипами SCD1

Эти различия в изменчивости и частоте встречаемости аллеля подтверждают важность подробных анализов в каждой конкретной популяции, поскольку аллельные частоты сильно варьируются даже в пределах пород.

Данные, проиллюстрированные на рисунке 1, демонстрируют динамику роста коров-первотелок во время контрольных взвешиваний на разных этапах развития.

По представленным показателям можно проследить, что животные с генотипом SCD1TT при рождении имели наименьшую живую массу – 29,9 кг, отставая от животных с генотипами SCD1CT и SCD1CC на 1,5 кг и

1,2 кг (P≤0,001) соответственно. Однако на протяжении последующих контрольных измерений (6, 12 и 18 мес.) эта группа животных обладала наилучшими показателями живой массы. Разница между массой первотелок TT и минимальной массой первотелок CCсоставляла: в 6 мес. – 1 кг (0,6%), в 12 мес. – 11 кг (3,5%), в 18 мес. – 13,8 кг (3,2%) (P≤0,001). Коровы-первотелки SCD1CTпри рождении имели наибольшую живую массу, однако при последующих измерениях их результаты были средними по исследуемой популяции. Худшие показатели динамики роста продемонстрировали особи с генотипом CCSCD1-гена (рис. 2).

Возрастные периоды, мес

Рисунок 2 – Коэффициент энергии роста коров-первотелок с различными генотипами SCD1

Судя по коэффициенту энергии роста, наибольшим потенциалом в физическом раз- витии обладают животные с генотипом SCD1TT, а наименьшим SCD1CC. Такое заключение можно сделать, оценив данные о

среднесуточном и относительном приросте изучаемого поголовья (рис. 3).

Рисунок 3 – Среднесуточный и относительный прирост коров-первотелок с различными генотипами SCD1

В возрастной период от 6 до 12 мес. хорошо заметно превосходство в привесах у коров-первотелок: генотипа TT (805 г) по сравнению с CT (761 г) и CC (749 г) – в среднесуточном; 145 кг, 137 кг, 134,8 кг соответственно – в относительном. В процентном соотношении масса животных TTвысоко достовернопревалировала над CT на 5,52%, а над CC на 7,03% (P≤0,001). К возрасту 18 мес. живая масса коров-первотелок SCD1TT достигла 426,2 кг, что на 7,1 кг (1,67%) (P≤0,001) больше живой массы коров-первотелок SCD1CT и на 13,8 кг (3,24%) (P≤0,001)больше живой массы коров-первотелок SCD1CC.

Хотелось бы отметить, что полиморфизм гена SCD1 мало освещен отечественными исследователями. В основном к его изучению подходят в разрезе оказываемого влияния на качественный состав молочного жира и мраморности (нежности) мяса. В гене SCD описана замена Т на С, приводящая к замене аминокислоты валин (Val.) на аланин (Ala.) [5]. Однако информация, опубликованная J. Ntambi, об экспрессии гена SCD1 и существующей в связи с этим ассоциацией с ожирением и худобой [8], дает нам возмож- ность предположить о возможной взаимосвязи этого гена с энергией роста, физическим развитием и хозяйственно-полезной скороспелостью крупного рогатого скота.

Заключение. Исследование гена Стеа-рил-КоА Десатуразы в популяции коров-первотелок голштинской породы показало, что ген полиморфен в изучаемом поголовье и вероятно оказывает воздействие на энергию роста. Эти результаты указывают на возможное использование SCD1 как гена-кандидата в программах селекции, но требуют дополнительного исследования и детального рассмотрения на больших популяциях крупного рогатого скота.

Резюме

Представленное исследование посвящено влиянию полиморфизма гена Стеарил-КоА Десатуразы на энергию роста коров-первотелок голштинской породы. Тестирование ДНК проб крови показало, что ген SCD1 полиморфен для исследуемой популяции. В группе коров-первотелок (258 гол.) методом ПЦР-ПДРФ были идентифицированы все возможные генотипы. Частота встречаемости аллелей и генотипов составила: C – 0,61 и T – 0,39; СС – 38,4% (99 гол.), CT – 45,7% (118 гол.) и TT – 15,9% (41 гол.). Животные с генотипом SCD1TT выгодно отличались по живой массе от животных с генотипами SCD1CTи SCD1CC, что подтверждает вероятность использования гена Стеарил-КоА Десатуразы в качестве гена-кандидата для селекционного отбора молодняка крупного рогатого скота.