Введение. Современные методы селекции в молочном скотоводстве основаны на применении генетических маркеров продуктивных качеств животных [1]. Маркерная селекция позволяет выявить генетические дефекты и спрогнозировать с высокой долей вероятности генетический потенциал конкретной особи на ранних этапах онтогенеза. Использование генетических маркеров хозяйственно полезных признаков в совокупности с традиционными методами подбора и отбора животных позволит повысить эффективность работы в области геномного усовершенствования крупного рогатого скота, что является актуальной задачей для современного отечественного животноводства [2– 4]. Широкое применение маркерной селекции молочного скота позволит вывести селекционно-племенную работу на новый этап развития.
Цель исследования – определение полиморфизма гена пролактина в популяции молочного скота Омской области.
Задачи: проведение генетического мониторинга популяции коров на наличие в генотипе желательного аллеля гена PRL; определение частоты генотипов и аллелей гена PRL в исследуемой популяции.
Объекты и методы. Исследование проводилось в рамках НИОКТР «Разработка рекомендаций по закреплению быков-производителей за маточным поголовьем коров в молочном скотоводстве». Объектом исследования являлась популяция молочного скота красной степной породы, разводимого в 2 предприятиях – племенном репродукторе и ведущем товарном хозяйстве Омской области. В каждом исследуемом предприятии было отобрано по 25 голов коров селекционной группы для определения генов-маркеров молочной продуктивности.
На рисунке представлена схема исследований по оценке коров, содержащихся у выбранных СХТП, по наличию гена пролактина.
|
Крупный рогатый скот красной степной породы, разводимый в предприятиях Омской области |
||||
|
|
|
|||
|
Молекулярно-биологическое исследование (жидкая кровь) с применением классических методов, а также согласно инструкции фирм-производителей коммерческих наборов |
||||
|
|
|
|||
|
Диагностика SNP Ген PRL |
||||
|
|
|
|
||
|
Определение состава генотипических вариантов аллелей и уровня гетерозиготности по гену продуктивности (PRL) у животных красной степной породы |
||||
|
|
|
|||
|
Выявление полиморфизма генома для определения генетического разнообразия крупного рогатого скота, разводимого на территории Омской области |
||||
Схема исследований
Исследуемые образцы крови животных были доставлены в Центр геномных технологий ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья в промаркированных вакуумных пробирках (вакуум-контейнерах) с консервантом ЭДТА согласно номеру пробы в описи и индивидуальному номеру животного. Вакутейнеры с консервантом – в соответствии со сроком годности реагента. К образцам крови прилагалась опись с указанием даты взятия крови, клички, даты рождения, индивидуального номера животного и предприятия собственника животного. Образцы крови хранились и доставлялись в холодильнике при температуре 2–4 °С. С момента взятия биоматериала и доставки в центр геномных технологий прошло не более 3 дней. Подготовку проб проводили с использованием стандартных методов и реагентами для выделения геномной ДНК коммерческими наборами, руководствуясь инструкцией фирмы-изготовителя. Геномную ДНК выделяли из жидкой крови животных с использованием коммерческого набора реагентов «ДНК Экстран» (Синтол, Россия), а также с использованием набора колонок для выделения высокомолекулярной ДНК «QIAamp 96 DNA».
Результаты и их обсуждение. Ген пролактина (Bovine Prolactin Gene, bPRL) относится к семейству белковых гормонов, которые активно участвуют в лактационной деятельности животного [5–7]. Некоторыми исследователями отмечено благоприятное влияние аллеля А гена PRL на выход молочного жира и белка. Также животные с аллелем А в генотипе отличаются высокой обильномолочностью [8–11]. Таким образом, этот ген является маркером для связи локусов количественных признаков (QTL) c показателями молочной продуктивности и может быть использован как дополнительный критерий отбора при селекции молочного скота на обильномолочность [12–14].
В результате анализа полученных данных по гену PRL установили, что у крупного рогатого скота, разводимого на предприятиях Омской области, с наибольшей частотой встречались животные, которые не являлись носителями приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом гена PRL (табл. 1), она имела значения в диапазоне от 0,74 до 0,8. Распределение частот геторозиготных генотипов по исследуемому гену PRL составило всего от 0,40 до 0,52.
В результате проверки соответствия выявленной частоты генотипов по Харди-Вайнбергу очевидно, что все анализируемые выборки по гену PRL находятся в равновесном состоянии.
Таблица 1
Частота генотипов и аллелей гена PRL
|
Генотип |
n, голов |
Частота генотипов |
Аллель |
Частота аллелей |
Нe |
Fis |
||
|
Товарное предприятие |
||||||||
|
А/А* |
– |
– |
А |
0,26 |
0,38 |
–0,04 |
||
|
А/В**(Ho) |
13 |
0,52 |
||||||
|
В/В*** |
12 |
0,48 |
В |
0,74 |
||||
|
Племенной репродуктор |
||||||||
|
А/А* |
– |
– |
А |
0,20 |
0,32 |
–1,50 |
||
|
А/В**(Ho) |
10 |
0,40 |
||||||
|
В/В*** |
15 |
0,60 |
В |
0,80 |
||||
*А/А – животное гомозиготное по данному аллелю исследуемого гена PRL.
**А/В – носитель аллеля приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом по гену PRL.
***В/В – не является носителем аллеля, приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом по гену PRL.
Примечание: Но – Наблюдаемая гетерозиготность; Нe – средняя гетерозиготность на особь; Fis – индекс, измеряющий отклонения внутригрупповых (субпопуляционных) наблюдаемых гетерозиготностей от ожидаемых при равновесии.
У исследованных животных красной степной породы, разводимых на предприятиях, отсутствовал гомозиготный генотип по А аллелю.
Частота встречаемости генотипов с желательным аллелем А среди животных, разводимых в товарном хозяйстве, оказалась выше на 0,12 в сравнении с частотой встречаемости в племенном репродукторе. Даная особенность, возможно, связана с особенностями закрепления производителей в исследуемых предприятиях.
В разрезе лактаций частота генотипов по гену PRL представлена в таблице 2.
В товарном предприятии носители желательного аллеля А являются коровы первой и второй лактации. Полновозрастные коровы имели генотип В/В, что свидетельствует о раннем выбытии коров гетерозигот. Это связано с высокой физиологической напряженностью организма животного с более высоким уровнем молочной продуктивности при относительно неблагоприятных условиях содержания.
Таблица 2
Частота встречаемости генотипов по гену PRL красной степной породы в разрезе лактаций, %
|
Предприятие |
Генотип |
1-я лактация |
2-я лактация |
3-я лактация |
|
Товарное |
А/В |
74 |
56 |
– |
|
В/В |
26 |
44 |
100 |
|
|
Племенной репродуктор |
А/В |
58 |
69 |
90 |
|
В/В |
42 |
31 |
10 |
В племенном репродукторе с возрастом животных увеличивается частота носителей желательного аллеля. 58 % первотелок являются носителями аллеля А гена PRL. Максимальная частота встречаемости генотипов с ассоциированным аллелем А гена PRL в группе коров 3-й лактации – 90 %, и только 10 % коров в данной группе имеют генотип В/В. Выявленная частота генотипов в разрезе лактаций позволяет судить об организации селекционно-племенной работы в стадах. Так, в племенном репродукторе, благодаря целенаправленной селекции на обильномолочность и созданию относительно благоприятных условий содержания животных, удалось выбраковать животных с нежелательным фенотипом и генотипом.
Заключение. Проведенный анализ по оценке полиморфизма гена PRL у животных красной степной породы, разводимых на предприятиях Омской области, показал, что большинство животных не является носителями аллеля, приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом по гену пролактина, и соответственно не может передавать данный признак будущему потомству. Для увеличения в популяции животных с генотипом А/А и А/В необходимо подбирать и закреплять за коровами данной популяции быков-производителей с генотипом А/А по гену PRL.
