Влияние полиморфизма гена лептина (LEP) на молочную и мясную продуктивность коров-первотелок голштинской породы

Ген лептин (LEP) является одним из потенциальных генов, вовлеченных в метаболизм животных, и оказывающих влияние на ткани, эндокринную систему, обменные процессы организма, что в конечном итоге приводит к повышению молочной продуктивности и интенсивности роста дойных коров. Благодаря своим ключевым биологическим свойствам лептин является одним из наиболее значимых генов-кандидатов, связанных с хозяйственно-полезными признаками крупного рогатого скота, для исследований в селекции с помощью молекулярно-генетических маркеров (MAS).

Ген лептин (LEP) принимает непосредственное участие в липидном обмене организма. Лептин – полипептидный ген-гормон, структурно представляющий со- бой протеин, состоящий из 167 аминокислот и включающий 21 аминокислотную последовательность [9]. Это гормон, вырабатываемый адипоцитами – клетками жировой ткани, играет важную роль в накоплении жира в организме, вовлечён в регуляцию пищевого поведения, влияет на иммунную систему и репродуктивную функцию (на выработку стероидных гормонов в яичниках), а также на рост и конституцию животных [8]. У крупного рогатого скота ген LEP локализован на 4 хромосоме [4].

Исследование проводили с целью изучения полиморфизма гена LEP, оценки показателей молочной продуктивности и интенсивности роста коров-первотелок голштинской породы.

Материал и методы исследований. Экспериментальная часть исследова- ний проводилась в 2019-2020 гг. на базе высокотехнологичного роботизированного молочного комплекса КФХ «Мухаметшин З.З.» Сабинского района Республики Татарстан на 228 коровах-первотелках голштинской породы. Пробы цельной крови отбирали из хвостовой вены с использованием вакуумных пробирок EDTA K-3 (APEXLAB, Китай). ДНК экстрагировали из крови с помощью набора ДНК-Сорб-В (АмплиПрайм, Россия) согласно инструкции производителя. Генотипирование осуществляли методом АС-ПЦР. На одну пробу реакционной смеси было взято: ДНК 2 мкл, Taq ДНК 0,2 мкл, Taq буфер 2 мкл, dNTPs 2 мкл (СибЭнзим, Россия). Общий объем 1 пробы составлял 20 мкл.

Для анализа полиморфизма гена лептина применяли комплект праймеров (СибЭнзим, Россия): 5'- GAC-GATGTGCCACGTGTGGTTTCTTCTGT-3', и 5'- CGGTTCTACCTCGTCTCCCAG-TCCCTCC-3', 5'- ТGTCTTACGTG-GAGGCTGTGCCCAGCT-3' для аллеля T, 5'- AGGGTTTTGGTGTCATCCTGGAC-CTTTCG-3' для аллеля С [7].

Реакционную смесь амплифициро-вали при помощи оборудования 100 Thermal Cycler (BioRad, США) с заданными температурно-временными режимами: денатурация в течение 5 минут при температуре 94 °С, 40 циклов отжига 94 °С 10 сек,

60 °С 10 сек, 72 °С 10 сек и элонгация 72 °С 5 секунд.

Результат исследований. В изученной популяции крупного рогатого скота голштинской породы выявлено два аллеля – С и Т, и три генотипа – СС (32,5 %), ТС (49,1 %) и TT (18,4 %) гена лептина (Рисунок 1) [2].

Рисунок 1 – Распределение аллелей и генотипов гена LEP

Анализ молочной продуктивности коров-первотелок с разными генотипами гена лептина показал, что наибольшими удоями за лактацию характеризуются животные с генотипом СС (Таблица 1).

Так разница по молочной продуктивности с первотелками, имеющими генотип TC, составила 304,8 кг (3,64%), а с первотелками с генотипом ТТ – 229,4 кг (2,74 %). Наши данные согласуются с дан- ными других авторов [6].

Преобладание по содержанию массовой доли жира наблюдалось у животных с генотипом TT – 4,06 %. Статистически значимая разница по этому показателю со сверстницами, имеющими генотип СС, составила 0,28 % (р < 0,001).Такие же результаты наблюдались у других авторов в исследованиях крупного рогатого скота холмогорской породы [1].

По массовой доле белка преимущество было у особей с генотипом ТС.

Наблюдаемое различие, по сравнению с первотелками с гомозиготным генотипом СС, составило 0,08 % (р < 0,05), а с генотипом TT – 0,01 %. Выход молочного жира был выше у опытной группы с генотипом ТТ. Достоверная разница между группами с генотипами TT и СС составила 14,2 кг (или 4,3 %; р < 0,05). Максимальный выход молочного белка наблюдается у этих же животных – 279,1 кг, а наименьший показатель у коров-первотелок с генотипом ТС – 274,2 кг.

Таблица 1 – Молочная продуктивность коров-первотелок с разными генотипами гена LEP

Показатель	Генотип LEP
	СС (n=74)	TC (n=112)	TT (n=42)
Удой 305 дн., кг	8381,3±237,8	8076,5±180,1	8151,9±258,4
Массовая доля жира, %	3,78±0,03	3,97±0,02	4,06±0,05***
Массовая доля белка, %	3,33±0,02	3,41±0,03*	3,40±0,04
Выход молочного жира, кг	316,8±3,9	320,6±4,1	331,0±6,0*
Выход молочного белка, кг	279,1±8,4	275,4±7,3	277,2±9,0
Коэффициент молочности	1662,6±47,2	1581,5±35,5	1604,1±50,1
Кол-во сомат. клеток, тыс./см3	371,7±52,6***	328,4±41,8***	151,5±8,5

*р < 0,05; **р < 0,01; ***р < 0,001 по отношению к наименьшему показателю

Таблица 2 – Динамика живой массы коров-первотелок с разными генотипами гена LEP

Показатель		Генотип LEP
		СС (n=74)	TC (n=112)	TT (n=42)
Живая масса, кг	при рожд.	36,3±0,7	35,3±0,5	36,5±0,5
	6 мес.	166,4±2,4	165,7±2,1	169,3±2,8
	12 мес.	331,2±3,8	334,2±3,0	335,0±5,3
	18 мес.	454,5±3,5	457,0±2,6	474,3±4,5***
Абсолютный прирост, кг	0-6 мес.	120,1±2,4	130,4±2,1	132,8±3,9
	6-12 мес.	164,8±3,0	168,5±2,3	165,7±3,2
	12-18 мес.	123,3±3,7	122,8±1,6	139,3±7,3*
Среднесуточный прирост, г	0-6 мес.	667,2±13,5	724,4±11,9	737,8±21,6
	6-12 мес.	915,6±16,5	936,1±12,8	920,6±17,7
	12-18 мес.	685,2±26,9	682,2±8,9	773,9±36,4*

*р < 0,05; ***р < 0,001 по отношению к наименьшему показателю

Коэффициент молочности, определяющий количество молока, произведенного коровой на 100 кг живой массы, находился на высоком уровне у всех исследуемых групп животных (1581,51662,6), без статистически значимых различий.

Установлено, что количество соматических клеток в исследуемых образцах молока коров-первотелок с разными генотипами гена лептина было в предельно- допустимых санитарно-ветеринарных нормах у всего изученного поголовья. Однако группа коров-первотелок с генотипом TT отличилась наименьшим их содержанием – 151,5 тыс./см3. Зафиксированная разница между животными с генотипами ТТ и СС составила 220,2 тыс./см3 (59,2%; р < 0,001), а между группами ТТ и ТС – 176,9 тыс./см3 (53,9%; р < 0,001).

Для определения взаимосвязи показателей живой массы коров-первотелок с полиморфными вариантами гена лептина изучили динамику контрольных взвешиваний в разные периоды жизни.

Животные с генотипом ТТ по показателям живой массы, абсолютного и среднесуточного прироста в разные возрастные периоды имеют преимущество над животными с генотипами СС и ТС (Таблица 2).

При рождении телята с генотипом TT были полновеснее своих сверстников с генотипом CC на 0,2 кг, а с генотипом TC -на 1,2 кг. В возрасте 6 мес. это преимущество составило 2,9 и 3,6 кг, в 12 мес. – 3,8 и 0,8 кг, а в 18 мес. – 19,8 и 17,3 кг (р < 0,001) соответственно. Как видно из полученных данных, с возрастом животного разница по массе продолжала увеличиваться.

Похожая тенденция наблюдается по показателю абсолютного прироста, разница в периоде 0-6 месяцев с генотипом СС составила 2,9 кг, а с генотипом ТС – 2,4 кг. В период от 12 до 18 месяцев разница по этому показателю имела достоверность и составила между генотипами ТС и TT – 16,5 кг (11,8 %; р < 0,05), а между генотипами СС и ТТ –16,0 кг (11,5 %; р < 0,05).

По показателям среднесуточного прироста в возрасте 0-6 месяцев установленное преимущество в группе особей с генотипом TT над СС было 70,6 г (9,6 %), а над ТС – 13,4 г (1,8 %). В возрасте 6-12 месяцев наибольшее значение закрепилось за группой особей с генотипом ТС. Различие в этот период между группами особей с генотипами TC и СС составило 20,5 г (2,2 %), а между группами с генотипами TC и ТТ – 15,5 г (1,7 %). При этом следует отметить, что противоречивый результат получен исследователями при изучении казахской белоголовой породы крупного рогатого скота, сообщавшими о превосходстве по этому признаку особей с генотипом ТТ у телят в возрасте 9 и 10 мес. [3].

В периоде 12-18 месяцев лучшим показателем по среднесуточному приросту характеризуются животные с генотипом ТТ. Преобладание по этому признаку животных с генотипом TT над особями с генотипом ТС составило 91,7 г (11,8 %; р < 0,05), а над животными с генотипом СС –

88,9 г (11,5 %; р < 0,05).

Заключение. В ходе исследования татарстанской популяции голштинского крупного рогатого скота нами установлено, что изучаемое поголовье полиморфно по гену LEP и представлено всеми аллелями и генотипами. Анализ молочной продуктивности коров-первотелок с различными генотипами гена LEP показал, что лучшим генетическим потенциалом по всем изучаемым признакам обладают коровы-первотелки с генотипом TT.

Наши результаты свидетельствуют о том, что ген LEP может влиять на экономически важные показатели крупного рогатого скота и его можно использовать в селекции в качестве молекулярногенетического маркера признаков молочной и мясной продуктивности.

Статья подготовлена в рамках государственного задания: Мобилизация генетических ресурсов растений и животных, создание новаций, обеспечивающих производство биологически ценных продуктов питания с максимальной безопасностью для здоровья человека и окружающей среды. Номер регистрации: АААА-А18-118031390148-1.

60 (231). – P. 707-716.

Резюме

Целью данного исследования являлось изучение взаимосвязи полиморфизма гена лептина у коров голштинской породы с признаками молочной продуктивности и живой массой. Для проведения ДНК-тестирования по гену LEP были отобраны пробы крови у 228 первотелок голштинской породы. Генотипирование животных по гену лептина выполнялось методом АС-ПЦР. В ходе ДНК-тестирования были идентифицированы все возможные генотипы LEP гена. Частота встречаемости генотипов и аллелей ранжировалась следующим образом: CC – 32,5%, TC – 49,1%, TT – 18,4% и C – 0,57, T – 0,43. Результаты этого исследования показывают, что животные с генотипом TT гена LEP могут быть полезны в селекции в сторону улучшения популяции голштинского скота по хозяйственно-полезным признакам, связанным с молочной и мясной продуктивностью. Статья подготовлена в рамках государственного задания АААА-А18-118031390148-1.