аспирант
Россия
аспирант
, Россия
сотрудник
, Россия
сотрудник
Россия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ГРНТИ 68.03 Сельскохозяйственная биология
Полиморфизмы генов могут быть полезны в качестве генетических маркеров для дополнительных критериев отбора в молочном скотоводстве по экономически выгодным признакам. Представленное исследование посвящено влиянию полиморфизма гена соматотропин, отвечающего за качество молока и молочную продуктивность, проводилось среди коров-первотелок голштинской породы СХПК «Племзавод им. Ленина» Атнинского района Республики Татарстан. Образцы ДНК были выделены из проб крови 130 коров для генотипирования по гену гормон роста (GH) методом ПЦР-ПДРФ анализа. Установлено, что изучаемый ген полиморфен в исследуемой популяции. Распределение по генотипам гена соматотропин составило: LL – 63,8% (83 гол.), LV – 30,0% (39 гол.), VV – 6,2% (8 гол.), по частоте встречаемости аллелей L и V – 0,788 и 0,212 соответственно. При рассмотрении полиморфизма гена соматотропин в ассоциации с признаками молочной продуктивности и качественного состава молока лучшие результаты продемонстрировали первотелки с генотипом LL. Выявленные взаимосвязи указывают на возможные генетические улучшения исследуемого стада с использованием маркерно-вспомогательной селекции.
генотип, соматотропин, гормон роста, GH, полиморфизм, ПЦР-ПДРФ, крупный рогатый скот, удой, жир, белок
Количественные признаки контролируются большим количеством генов, а также формируются под влиянием факторов окружающей среды. Исследования в области молекулярной генетики, применяемой в скотоводстве, позволили оценить влияние генов-кандидатов на экономически важные признаки крупного рогатого скота. Идентификация генов, оказывающих значительное влияние на признаки молочной продуктивности, может быть использована для программ генетического улучшения молочного скота. Одним из перспективных генов-кандидатов в ассоциации с молочной продуктивностью крупного рогатого скота является ген-гормон соматотропин (гормон роста).
Гормон роста (GH) принадлежит к семейству соматолактогенных гормонов, которые включают плацентарный лактоген, пролактин и гемапоэтические факторы роста. GH является анаболическим гормоном, синтезируемым и секретируемым соматотрофными клетками. Основной биологический эффект соматотропина заключается в стимуляции постнатального роста и метаболизма (липидного, белкового, углеводного и минерального), а также во влиянии, оказываемом на лактацию и состав молока [1]. Гормон роста представляет собой полипептидный гормон с последовательностью 191 аминокислота, его длина составляет приблизительно 1800 п.н., расположен bGH на хромосоме 19q26, имеет 5 экзонов и 4 интрона [2]. Точка мутации находится в положении 2141 (трансверсия C→G), приводящая к замене аминокислоты лейцин на валин в 127 позиции белка, способствует образованию двух аллелей: L-GH и V-GH, обнаруживается рестрикцией эндонуклеазой Alu I [3].
Целью нашего исследования являлось изучение показателей молочной продуктивности и качественного состава молока коров-первотелок голштинской породы с различными генотипами гена соматотропин.
Условия, материалы и методы исследований. Опытные образцы крови и молока были получены от 130 коров-первотелок голштинской породы СХПК «Племенной завод им. Ленина» Атнинского района Республики Татарстан. Все испытуемые животные содержались в равных условиях на одном рационе. Отбор проб крови проводился с использованием вакуумных пробирок EDTA K-3 (APEXLAB, Китай) из хвостовой вены животных. Экстрагирование ДНК осуществлялось посредством готового набора «ДНК-сорб В» (АмплиПрайм, Россия), согласно рекомендациям изготовителя. Генотипирование животных по гену соматотропин выполнялось методом ПЦР-ПДРФ. Очищенную ДНК в составе реакционной смеси, содержащей комплект праймеров со следующей последовательностью (СибЭнзим, Россия):
GH-F 5’– GCTGCTCCTGAGGGCCCTTC – 3’
GH-R 5’– CATGACCCTCAGGTACGTCTCCG – 3’ [4];
амплифицировали в аппарате «T100 Thermal Cycler» (Bio-Rad, США). Полученный амплификон 211 п.о. для определения полиморфизма гена GH, обрабатывали эндонуклеазой Alu I (СибЭнзим, Россия) в течение 16 ч при температуре 37 °С. Разделение продуктов ПДРФ проводилось в течение 30 мин в агарозном геле в присутствии бромистого этидия при напряженности электрического поля в 15 В/см в камере горизонтального электрофореза
(Bio-Rad, США). Для визуализации и видеофиксации использовалась система «Gel&Doc» (Bio-Rad, США).
Показатели молочной продуктивности получены из официальной электронной картотеки о стаде «СЕЛЭКС. Молочный скот» (АРМ Плинор, Росия). Массовая доля жира и белка в молоке исследуемых коров-первотелок определялась опытным путем на анализаторе молока «Клевер – 2М» (Биомер, Россия). Достоверность данных, полученных в ходе биометрического анализа, проверялась по критерию Стьюдента для независимых выборок с использованием статистических формул программы MS Excel.
Анализ и обсуждение результатов исследований. В результате анализа ДНК методом ПЦР-ПДРФ образовались фрагменты 52 п.о., 159 п.о., 211 п.о., исходя из чего, были определены все возможные аллели и генотипы гена сотматотропин, что свидетельствует о полиморфизме данного гена в исследуемом поголовье голштинского скота. Согласно генодиагностике, частота встречаемости аллелей L и V составила 0,788 и 0,212 соответственно, а генотипов: LL – 63,8% (83 гол.), LV – 30,0% (39 гол.), VV – 6,2% (8 гол.). Установленная вариабельность аллелей и генотипов согласуется с данными, опубликованными различными авторами, изучавшими крупный рогатый скот черно-пестрой, симментальской, ярославской и айрширской породы [5-10]. По ранее опубликованным данным, во всех описанных стадах максимальное количество животных обладают генотипом LL, а генотип VV зафиксирован у минимального поголовья. Исследователи словацкого пестрого скота E. Hazuchová et al. сообщают о преобладании в популяции гетерозиготных LV-особей [11], что противоречит другим источникам.
1. Bauman, D.E. Bovine somatotropin and lactation: from basic science to commercial application / D.E. Bauman // Domestic Animals Endocrinology. – 1999. – V.17. – Р.101–116.
2. Hediger, R. Assignment of the GH gene locus to 19q26qter in cattle and to 11q25qter in sheep by in situ hybridization / R. Hediger, S.E. Johnson, W. Barendse, R.E. Drinkwater, S.S. Moore, J. Hetzel // Genomics. – 1990. – V. 8. – P. 171–174.
3. Zhang, H.K. Bovine Growth Hormone Gene Frequencies in Samples of U.S.A I Bulls / H.K. Zhang, K.C. Maddock, D.R. Brown, S.K. De Nise R.L. Ax // Journal of Animal Science. – 1992. – V.71 (S.1). – P. 93.
4. Reis, C. Growth Hormone AluI Polymorphism Analysis in Eight Portuguese Bovine Breeds / C. Reis, D. Navas, M. Pereira, A. Cravador // Arch. Zootec. – 2001. – V 50. – P. 41-48.
5. Валитов Ф.Р. Взаимосвязь полиморфных вариантов генов соматотропина и тиреоглобулина с молочной продуктивностью коров чёрно-пёстрой породы / Ф.Р. Валитов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2018. - № 4(72). – С. 284-287.
6. Федотова, Н.В. Оценка молочной продуктивности коров с использованием ДНК-анализа соматотропина и количества соматических клеток в молоке / Н.В. Федотова, Г.С. Лозовая // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2011. – № 7 (81). – С. 60-63.
7. Ткаченко, И.В. Влияние полиморфных вариантов генов каппа-казеина и гормона роста на молочную продуктивность первотелок уральского типа / И.В. Ткаченко, С.Л. Гридина // Известия ТСХА. – 2018. – № 5. – С. 87-95. DOI 10.26897/0021-342X-2018-5-87-95
8. Bеkseitov, T. Expression of candidate genes of lipid metabolism in the Kazakhstani breeding Simmental cattle / T. Bеkseitov, R. Аbeldinov, T. Asanbaev, G. Dzhaksybaeva // Annals of Agrarian Science. – 2017. – Vol. 15. – P. 443-446. doi.org/10.1016/j.aasci.2017.05.005
9. Позовникова, М.В. Генетическая структура айрширского скота по однонуклеотидным ДНК-маркерам и влияние их генотипов на молочную продуктивность / М.В. Позовникова, О.В. Тулинова, И.А. Погорельский, Г.Н. Сердюк // Генетика и разведение животных. – 2015. – №2. – С. 22-27.
10. Некрасов, Д.К. Взаимосвязь полиморфных вариантов генов пролактина, гормона роста и каппа-казеина с молочной продуктивностью коров ярославской породы / Д.К. Некрасов, А.Е. Колганов, Л.А. Калашникова, А.В. Семашкин // Аграрный вестник Верхневолжья. – 2017. – № 1(18). – С. 40-48.
11. Hazuchová, E. Effect of polymorphisms in the bovine growth hormone gene and impact of inbreeding depression on milk performance traits in Slovak Spotted cattle / E. Hazuchová, N. Moravčíková, O. Kadlečík, A. Trakovická, R. Kasarda, I. Pavlík // Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. – 2013. – V. 2(1). – P. 1324-1334.
