Омская область, Россия
Цель исследований – изучение полиморфизма гена каппа-казеина в популяции молочного скота Омской области. Объект – поголовье коров (n = 400) скота черно-пестрой породы, составляющее селекционные группы в племенных репродукторах Омской области. Генетический анализ образцов проводился с помощью ПЦР-диагностики каждого образца ДНК. По гену каппа-казеина в исследуемой породе частота встречаемости гетерозигот составила 0,40. Значения двух других генотипов варьировали от 0,12 до 0,48. В популяции молочного скота черно-пестрой породы генотип В/В встречался с частотой 0,12. Основная часть поголовья – 52 % коров несут ассоциированный аллель с белковомолочностью. Животные с генотипом А/А превосходили сверстниц по удою на 503 кг, или 8,05 %, и отличались максимальной обильномолочностью (P < 0,05). Коровы с генотипом В/В имели 6242 кг молока за лактацию, что на 345 кг, или 5,53 %, меньше, чем в группе гетерозигот. Массовая доля молочного белка в группе коров с генотипом В/В составила 3,84 %, что на 0,69 % (P < 0,05) выше, чем у коров с генотипом А/А, и на 0,63 % больше, чем в группе гетерозигот с генотипом А/В. Генофонд популяции молочного скота черно-пестрой породы, разводимой в Омской области, отличается разнообразием аллелей гена каппа-казеина, но находится в равновесии. Таким образом, В-аллели гена каппа-казеина ассоциированы с повышенным содержанием молочного белка, отбор животных по данному критерию будет способствовать повышению массовой доли молочного белка.
каппа-казеин, полиморфизм, молочная продуктивность, генотип, селекция
Введение. Полиморфизм гена каппа-казеина в популяции молочного скота является важной темой исследований в области генетики и селекции животноводства, так как ген каппа-казеина кодирует одну из белковых фракций молока и играет ключевую роль в его качестве. У молочного скота существует несколько генетических вариантов этого гена, и различия в последовательности ДНК могут приводить к изменению биохимических свойств молока [1].
Изучение полиморфизма гена каппа-казеина позволяет проводить селекцию животных на основе желаемых генотипов для улучшения молочной продуктивности и качества молока, также это способствует оптимизации производства молочных продуктов, учитывая их целевые свойства [2]. Однако необходимо учитывать, что влияние полиморфизма гена каппа-казеина может быть различным в популяциях скота, отличающихся условиями содержания и другими паратипическими факторами [3, 4]. Поэтому определение генотипов коров по гену CSN3 имеет важное значение как для фундаментальной науки, так и для практического применения в животноводстве.
Альтернативные аллели гена каппа-казеина ассоциированы с различным уровнем продуктивности крупного рогатого скота [5]. Изучение полиморфизма этого гена позволяет выявлять животных с желаемыми генетическими характеристиками, что способствует улучшению общей продуктивности молочного скота [6].
Таким образом, определение полиморфизма гена каппа-казеина в селекционной группе молочного скота имеет большое практическое значение и способствует улучшению качества молока, повышению производительности и общей конкурентоспособности молочной отрасли [7].
Цель исследований – изучение полиморфизма гена каппа-казеина в популяции молочного скота Омской области.
Задачи: изучить полиморфизм гена каппа-казеина (CSN3) в популяции племенного скота черно-пестрой породы; определить взаимосвязь между генотипами коров и уровнем их биологических активностей в виде продуктивных качеств.
Объекты и методы. Объектом исследований являлась часть популяции молочного скота черно-пестрой породы в количестве 25 % от объема селекционной группы маточного поголовья, разводимого в племенных репродукторах Омской области (n = 400 голов).
Первичным материалом для исследований послужили данные племенного учета, полученные из баз данных ИАС «СЕЛЭКС. Молочный скот» предприятий, а также собранные образцы биоматериала для генотипирования. В качестве биоматериала использовались образцы шерсти с волосяными луковицами, сбор которого осуществлялся в соответствии с общепринятой методикой.
Извлечение ДНК проводилось с использованием стандартных протоколов в лаборатории геномных технологий ООО «Ксивелью» (г. Москва).
Генетический анализ образцов проводился с помощью ПЦР-диагностики ДНК каждого образца. По полученным генетическим паспортам коров проводилась статистическая обработка данных для определения частот встречаемости аллелей гена каппа-казеина (CSN3) и оценка связи с биологическими активностями коров (обильномолочность, белковомолочность, жирномолочность).
Результаты и их обсуждение. Многими исследователями установлено, что ген каппа-казеина отвечает за свойства молока, такие как белковый сгусток и устойчивость к ферментации, что существенно влияет на процессы производства молочных продуктов, таких как сыры и
йогурты [8–12].
По результатам исследований установлено, что наибольшее число животных с различной кровностью являлись носителями гетерозиготного генотипа АВ гена CSN3 и отличались между собой по частоте встречаемости. Как показывают данные таблицы 1, характеризующие крупный рогатый скот молочного направления продуктивности по гену каппа-казеина, у исследуемой породы диапазон частоты встречаемости гетерозигот составила 0,40. Значения двух других генотипов варьировали от 0,12 до 0,48.
Следует отметить, что наиболее предпочтительный для выработки твердых сортов сыра В-аллель и его гомозиготное состояние.
В популяции молочного скота черно-пестрой породы генотип ВВ встречался с частотой 0,12.
В результате проверки соответствия выявленной частоты генотипов по Харди – Вайнбергу очевидно, что все анализируемые выборки по гену CSN3 находятся в равновесном состоянии.
Таблица 1
Перечень частоты генотипов и аллелей гена CSN3
|
Генотип |
Частота генотипов |
Аллель |
Частота аллелей |
Нe |
Fis |
|
А/А |
0,48 |
А |
0,68 |
0,44 |
0,08 |
|
А/В (Ho) |
0,40 |
||||
|
В/В |
0,12 |
В |
0,32 |
Примечание: Но – наблюдаемая гетерозиготность; Нe – ожидаемая гетерозиготность; Fis – индекс фиксации Райта; λ2 – критерий соответствия. Но – наблюдаемая гетерозиготность; Нe – средняя гетерозиготность на особь; Fis – индекс, измеряющий отклонения внутригрупповых (субпопуляционных) наблюдаемых гетерозиготностей от ожидаемых при равновесии.
По результатам генотипирования животных черно-пестрой породы, разводимых на предприятиях Омской области, выявлено наибольшее число животных с генотипом АА в диапазоне частоты встречаемости до 48 %.
Таким образом, животные черно-пестрой породы, разводимые на предприятиях Омской области, характеризуются довольно высокой частотой А-аллельного варианта и низкой частотой B-аллельного варианта гена каппа-казеина, что может неблагоприятно влиять на признаки белковомолочности и технологические свойства молока.
В таблице 2 представлена оценка продуктивных качеств коров в зависимости от генотипа по гену каппа-казеина.
Продуктивные качества крупного рогатого скота обусловлены генотипом. Аллельные состояния гена каппа-казеина ассоциированы с показателями молочной продуктивности.
Животные с генотипом А/А превосходили сверстниц по удою на 503 кг, или 8,05 %.
Таблица 2
Продуктивные качества коров черно-пестрой породы
в зависимости от генотипа по гену CSN3
|
Показатель |
Генотип |
||
|
А/А |
А/В(Ho) |
В/В |
|
|
Удой за 1 лактацию, кг |
6745±271* |
6587±126 |
6242±110 |
|
Массовая доля молочного жира, % |
3,88±0,08 |
4,12±0,02 |
4,61±0,01 |
|
Массовая доля молочного белка, % |
3,15±0,038 |
3,21±0,027 |
3,84±0,009* |
*Первый порог достоверности (P < 0,05).
Гетерозиготы по гену CSN3 занимали промежуточное положение по обильномолочности между гомозиготами по изучаемому гену.
По значениям массовой доли молочного жира максимальный уровень достигнут у коров с генотипом В/В по гену каппа-казеина, но достоверной разницы в значениях между группами не выявлено. Поэтому можно заключить, что содержание жира в молоке в большей степени зависит от паратипических факторов и взаимосвязано с количеством синтезируемого молока животными.
Коровы с генотипом, гомозиготным по аллелям В/В, превосходят сверстниц по белковомолочности. Массовая доля молочного белка в группе коров с генотипом В/В составила 3,84 %, что на 0,69 % (P < 0,05) выше, чем у коров с генотипом А/А, и на 0,63 % больше, чем в группе гетерозигот с генотипом А/В.
Заключение. Исследования показали, что генофонд популяции молочного скота черно-пестрой породы, разводимой в Омской области, отличается разнообразием аллелей гена каппа-казеина, но находится в равновесии. Установлено, что В-аллели гена каппа-казеина ассоциированы с повышенным содержанием молочного белка. Это подчеркивает важность изучения полиморфизма гена CSN3 для улучшения селекции животных и улучшения качественных характеристик молока. Выявление животных, обладающих лучшими генетическими характеристиками, способствует ускорению темпов совершенствования отечественного молочного скота для получения молока улучшенного качеств. Полученные результаты могут быть основой для дальнейших исследований в области генетической коррекции основных хозяйственно полезных качеств отечественного скота молочных пород.
1. Иванова И.П., Юрченко Е.Н., Юрк Н.А. Селекционные резервы повышения эффективности ведения молочного животноводства // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2021. № 7. С. 24–28. DOI:https://doi.org/10.31442/0235-2494-2021-0-7-24-28.
2. Молочная продуктивность коров разных генотипических групп черно-пестрого скота в зависимости от полиморфизма гена каппа-казеина / С.О. Снигирев [и др.] // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2023. № 1 (72). С. 94–97.
3. Глазкова Н.Ю. Иммуногенетический полиморфизм коров голштинской породы в Орловской популяции молочного скота // Биология в сельском хозяйстве. 2021. № 1 (30). С. 25–27.
4. Характеристика аллелотипа по локусу каппа-казеина у молочных коров разных пород / Н.А. Худякова [и др.] // Молочное и мясное скотоводство. 2022. № 5. С. 24–29. DOI:https://doi.org/10.33943/MMS.2022.40.61.005.
5. Ассоциация полиморфизмов в биокластере генов казеина и сывороточных белков с технологическими свойствами молочного сырья / Е.Е. Илларионова [и др.] // Молочная промышленность. 2021. № 3. С. 60–62. DOI:https://doi.org/10.31515/1019-8946-2021-03-60-62.
6. Тамарова Р.В., Егорашина Е.В. Влияние разных генотипов каппа-казеина и бета-лактоглобулина на продуктивность коров айрширской, голштинской и ярославской пород // Главный зоотехник. 2021. № 12 (221). С. 9–27. DOI:https://doi.org/10.33920/sel-03-2112-02.
7. Аллельные варианты гена каппа-казеина у коров голштинской породы / С.С. Жаймышева [и др.] // Вестник АПК Верхневолжья. 2023. № 3 (63). С. 60–64. DOI: 10.35694/ YARCX.2023.63.3.007.
8. Карамаева А.С., Бакаева Л.Н., Карамаев С.В. Химический состав молозива у коров с разными генотипами по каппа-казеину // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. № 3. С. 55–61.
9. Лефлер Т.Ф., Крашенинникова И.В. К воп-росу о влиянии генотипа на продуктивные качества коров // Вестник КрасГАУ. 2022. № 5 (182). С. 170–176. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-5-170-176.
10. Лефлер Т.Ф., Садыко С.Г. Сравнительная оценка молочной продуктивности коров разных линий // Вестник КрасГАУ. 2019. № 5 (146). С. 138–142.
11. Суханова О.Г. Селекция в молочном скотоводстве // Промышленность и сельское хозяйство. 2022. № 5 (46). С. 17–20.
12. Иванова И.П. Планирование селекционно-племенной работы с молочным скотом в Омской области // Известия Горского государственного аграрного университета. 2022. Т. 59-3. С. 48–54. DOI: 10.54258/ 20701047_2022_59_3_48.
