Тестирование племенного крупного рогатого скота по ДНК-маркерам молочной продуктивности Зиннатова, Фарида Фатиховна

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор литературы 11

1.1 Методы молекулярных маркеров в селекции хозяйственно-полезных признаков у крупного рогатого скота 11

1.2 Микросателлиты 14

1.3 Полиморфизм генов молочных белков крупного рогатого скота

1.4 Полиморфизм гена молочного гормона - пролактина 26

1.5 Полиморфизм гена жирномолочности - диацилглицерол-О-ацилтрансферазы и гормона тиреоглобулина 29

1.6 Краткое заключение по обзору литературы 34

2 Материалы и методы 36

2.1 Материалы 36

2.2 Статистическая обработка полученных данных 40

3 Результаты собственных исследований 42

3.1 ПЦР-ПДРФ анализ локусов CSN3, LGB, PRL, DGAT1 и TG5 крупного рогатого скота 42

3.2 Анализ состояния селекционно-племенной работы в исследуемых хозяйствах РТ 45

3.3 Оценка полиморфизма гена каппа-казеина у крупного рогатого скота... 48

3.3.1 Полиморфизм коров и первотелок по гену каппа-казеина 49

3.3.2 Полиморфизм быков-производителей и ремонтных-бычков по гену каппа-казеина 51

3.4 Оценка полиморфизма гена бета-лактоглобулину крупного рогатого скота 53

3.4.1 Полиморфизм коров и первотелок по гену бета-лактоглобулина 54

3.4.2 Полиморфизм быков-производителей и ремонтных бычков по гену бета-лактоглобулина 56

3.5 Оценка полиморфизма гена пролактина крупного рогатого скота 58

3.5.1 Полиморфизм коров и коров-первотелок по гену пролактин 59

3.5.2 Полиморфизм быков-производителей и ремонтных бычков по гену пролактина 61

3.6 Оценка полиморфизма гена диацилглицерин-О-ацилтрансферазы крупного рогатого скота 63

3.6.1 Полиморфизм коров и первотелок по гену диацилглицерин-О-ацилтрансферазы 64

3.6.2 Полиморфизм быков-производителей и ремонтных бычков по гену диацилглицерин-О-ацилтрансферазы 66

3.7 Оценка полиморфизма гена тиреоглобулина крупного рогатого скота 68

3.7.1 Полиморфизм коров и первотелок по гену тиреоглобулин 69

3.7.2 Полиморфизм быков-производителей и ремонтных бычков по гену тиреоглобулина 70

3.8 Изучение ассоциации полиморфизма генов-молочных белков с молочной продуктивностью и качественным составом молока крупного рогатого скота 72

3.8.1 Ассоциация полиморфизма гена каппа-казеина с молочной продуктивностью коров и первотелок 73

3.8.2 Ассоциация полиморфизма гена каппа-казеина с родительским индексом быков-производителей и ремонтных бычков 76

3.8.3 Ассоциация полиморфизма гена бета-лактоглобулина с молочной продуктивностью коров и первотелок 19

3.8.4 Ассоциация полиморфизма гена бета-лактоглобулина с родительским индексом быков-производителей и ремонтных бычков 82

3.9 Изучение ассоциации полиморфизма гена-молочного гормона пролактина с молочной продуктивностью и качественным составом молока крупного рогатого скота 86

3.9.1 Ассоциация полиморфизма гена пролактина с молочной продуктивностью коров и первотелок 86

3.9.2 Ассоциация полиморфизма гена пролактина с родительским индексом быков-производителей и ремонтных бычков 90

ЗЛО Изучение ассоциации полиморфизма гена-молочного гормона диацилглицерин-О-ацилтрансферазы с молочной продуктивностью и качественным составом молока крупного рогатого скота 92

3.10.1 Ассоциация полиморфизма гена диацилглицерин-О-ацилтрансферазы с молочной продуктивностью коров и первотелок 93

3.10.2 Ассоциация полиморфизма гена диацилглицерин-О-ацилтрансферазы с родительским индексом быков-производителей и ремонтных бычков 96

3.11 Изучение ассоциации полиморфизма гена тиреоглобулина с молочной родуктивностью и качественным составом молока крупного рогатого скота.. 99

3.11. 1 Ассоциация полиморфизма гена тиреоглобулина с молочной продуктивностью коров и первотелок 100

3.11.2 Ассоциация полиморфизма гена тиреоглобулина с родительским индексом быков-производителей и ремонтных бычков 102

3.12 Корреляция между основными признаками молочной продуктивности крупного рогатого скота 105

3.13 Изучение частоты встречаемости комплексных генотипов CSN3, DGAT1, TG5, PRL, LGB крупного рогатого скота ПО

3.14 Изучение влияния комплексных генотипов генов CSN3, DGAT1, TG5, PRL, LGB на показатели молочной продуктивности коров и первотелок 115

3.15 Изучение влияния комплексных генотипов генов CSN3, DGAT1, TG5, PRL, LGB на показатели родительского индекса быков-производителей и ремонтных бычков 117

4 Обсуждение результатов исследований 121

5 Выводы 132

6 Предложение производству 135

7 Список использованной литературы

• Полиморфизм гена жирномолочности - диацилглицерол-О-ацилтрансферазы и гормона тиреоглобулина
• Полиморфизм быков-производителей и ремонтных-бычков по гену каппа-казеина
• Изучение ассоциации полиморфизма генов-молочных белков с молочной продуктивностью и качественным составом молока крупного рогатого скота
• Ассоциация полиморфизма гена тиреоглобулина с молочной продуктивностью коров и первотелок

Введение к работе

Актуальность. В обеспечении продовольственной безопасности страны важное место занимает молочное скотоводство, которая не может быть решена без модернизации генофонда животных. Главной задачей является достижение высокого уровня продуктивности крупного рогатого скота во всех регионах нашей страны (Фисинин В.И. и др., 2013).

Современный уровень селекции животных немыслим без их генетической идентификации, которая широко применяется для контроля происхождения, повышения точности прогноза племенной ценности, а также в маркерной селекции.

Проблема построения совершенной генеалогической и генетической структуры стада крупного рогатого скота связано не только с использованием качественного маточного поголовья, как по продуктивности, экстерьеру, генетическим показателям, но и с использованием препотентных быков - производителей, оцененных как улучшатели значимых селекционных признаков. Скрещивание коров отечественной породы с такими быками - производителями приведет к сужению генетической изменчивости в результате нарастания общей гомозиготности среди маточной части стада, поголовья быков - производителей и ремонтных бычков (Макаров В.Ю. и др., 2007).В таких условиях селекционно- племенная работа должна опираться на научно - обоснованные программы разработанные для каждого племенного стада (Дунин И.М., Прохоренко Д., 1995).

В качестве потенциальных маркеров молочной продуктивности могут рассматриваться следующие гены: ген каппа - казеина - связан с белковомолочностью и технологическими свойствами молока, аллель В ассоциирован с более высоким содержанием белка в молоке; ген бета - лактоглобулина (LGB) - отвечает за белковомолочность и показатель биологической ценности молока (Stralkowska N., 2002; Зиновьева Н.А. и др., 2003), вариант LGB^b связан с высоким содержанием в молоке казеиновых белков, высоким процентом жира, а вариант LGB^a характеризуется высоким содержанием сывороточных белков; ген пролактин (PRL) - принимает активное участие в формировании признаков молочной продуктивности (Dybus A., 2002; Alipanah M., 2007); ацилСоА - диацилглицерол - ацилтрансферазой (DGAT1) - является геном связанны с содержанием жира в молоке, наиболее желательным являются генотипы (КК и КА; ген гормона тиреоглобулин (TG5) - ранее рассматривался в качестве функционального и позиционного гена - кандидата мраморности мяса (Thaller G. et.al., 2003), на основании QTL (quantitive traite loci) исследований, проведенных на молочных породах крупного рогатого скота, а также из-за влияния этого гена на жировой метаболизм считают, что ген гормона тиреоглобулин связан с молочной продуктивностью и качественным составом молока.

С учетом актуальности молекулярно - генетических исследований, а также внедрения их в научное обеспечение производства, возникла практическая значимость разработки, широкой апробации и внедрения комплексной генетической оценки животных на основе ДНК - диагностики. Это позволит увеличить точность оценки племенной ценности животных и ускорить принятие селекционных решений.

Целью исследований явилось - молекулярно - генетическое тестирование племенного крупного рогатого скота отдельных племхозяйств и племпредприятий РТ по ДНК - маркерам хозяйственно - полезных признаков, а также изучение взаимосвязи полиморфизма с молочной продуктивностью.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ состояния селекционно - племенной работы в исследуемых хозяйствах РТ;

2. Изыскать ДНК - маркеры, ассоциирующие с молочной продуктивностью крупного рогатого скота и оптимизировать методы ПЦР - ПДРФ анализа (полемеразная цепная реакция и анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов);

3. Провести молекулярно - генетическое тестирование коров и первотелок, быков - производителей по локусам генов каппа-казеина, диацетилглицерин- О-ацетилтрансферазы, бета - лактоглобулина, пролактина, тиреоглобулина, определить аллельные варианты, а также их взаимосвязь с молочной продуктивности коров и родительского индекса быков (РИБ);

4. Определить коэффициент корреляции между основными признаками молочной продуктивности крупного рогатого скота;

5. Изучить встречаемость комплексных генотипов, а также их взаимосвязь с признаками молочной продуктивности коров и РИБ.

Научная новизна работы. Оптимизированы условия проведения ПЦР - ПДРФ анализа для генотипирования крупного рогатого скота по ДНК маркерам молочной продуктивности. Впервые проведен генетический мониторинг ремонтных бычков и быков - производителей различных пород, первотелок и коров татарстанского типа холмогорской породы по генам - маркерам CSN3, LGB, PRL, DGAT1, TG5. Изучена взаимосвязь отдельных и комплексных генотипов с молочной продуктивностью, выявлены частоты встречаемости аллельного полиморфизма животных. Отобраны наиболее ценные по комплексу признаков животные с целью расширения генофонда этой популяции в Республике Татарстан, сформированы группы особо ценных животных.

Практическая значимость. Ввиду полигенного характера формирования признаков молочной продуктивности целесообразно проводить молекулярно - генетическое тестирование молочных пород скота по пяти генам CSN3, LGB, PRL, DGAT1 и TG5. Животные, выявленные как наиболее ценные рекомендуются использовать в дальнейших селекционно - племенных работах для подбора родительских пар, для получения потомства с наилучшими показателями молочной продуктивности. Результаты исследований использованы при составлении каталога «Генеалогия, племенные качества, ДНК - маркеры продуктивности быков - производителей татарстанского типа, черно - пестрой и мясных пород скота» и внедрены в учебный процесс на кафедре биологической и неорганической химии, а также генетики и селекции сельскохозяйственных животных ФГБОУ ВПО КГАВМ, а также в лаборатории молекулярно - генетических исследований ГНУ ТатНИИСХ РАСХН.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на:

1) Всероссийской научно - практической конференции с международным участием «Молекулярная диагностика- 2010» (г. Москва, 2010г.);

5. 1. Всероссийской научно - практической конференции молодых ученых посвященный памяти Р.Г. Гареева «Научное обеспечение агропромышленного комплекса России» (г Казань, 2010 г.);

   2. Всероссийской научно - практической конференции молодых ученых посвященный памяти Р.Г. Гареева «инновационные разработки молодых ученых АПК России» (г. Казань, 2011 г.);

   3. II- Международной научно - практической конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки» (г.Владикавказ, 2011 г.);

   4. Всероссийской агропромышленной выставке «Золотая осень 2011», в конкурсе «За инновационные разработки в области сельскохозяйственной науки» (г. Москва, 2011 г.);

   5. Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Молодежь. Наука. Будущее: технологии и проекты" (г. Казань, 2012 г.).

   Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, в том числе 9 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК.

   Основные положения, выносимые на защиту:

   2. оптимизированные условия ПЦР - ПДРФ анализа эффективны для оценки полиморфизма генов - маркеров молочной продуктивности крупного рогатого скота;

   3. выявлены генетические особенности быков - производителей, ремонтных бычков различных пород, коров и первотелок татарстанского типа холмогорской породы по частоте встречаемости аллелей и генотипов генов CSN3, LGB, PRL, DGAT1 и TG5;

   4. более высокими показателями молочной продуктивности обладают

   BB AA

   животные с гомозиготными генотипами - CSN3 , LGB , и у животных с аллелями К и В по генам DGAT1 и PRL соответственно;

   5. наиболее распространенными являются комплексные генотипы у коров и первотелок - Csns^aaDgati^aaTgs^ccPRL^aaLgb^ab с частотой встречаемости от 7,15 % по 17,00 %, CSN3 ^aaDGATI ^aaTGS^ccPRL^aaLGB^aa с частотой от 8,80 % по 10,40 % и Csns^abDgati^aaTgs^ccPRL^aaLgb^ab с частотой от 6,60 % по 8,80 %, а среди быков - CSN3^aaDGAT1^kaTG5^ccPRL^aaLGB^aa частота встречаемости, которого от 6,77 % по 11,76 %, CSN3^aaDGAT1^aaTG5^ccPRL^aaLGB^bb с частотой встречаемости от 5,72 % по 18,64 %;

   6. выявлены ассоциации между определенными сочетаниями комплексных генотипов с показателями молочной продуктивности у коров и первотелок и родительским индексом быков.

   Объем и структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 170 страницах компьютерного текста (текстовый редактор «Microsoft Word 2007», стиль «Times New Roman», размер шрифта 14 пт, интервал полуторный) и включает: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты собственных исследований, обсуждение результатов исследования, выводы, практические предложения, список использованной литературы (всего 253 источника, в том числе 148 иностранных) и приложения. Диссертация иллюстрирована 28 таблицами и 36 рисунками.

   Полиморфизм гена жирномолочности - диацилглицерол-О-ацилтрансферазы и гормона тиреоглобулина

   Молоко - это один из наиболее ценных продуктов питания являющийся жидкостью биологического происхождения, образующийся в молочной железе млекопитающих. Его составные части усваиваются на 95-98% (Барабанщиков Н.В.идр., 1989).

   Как известно молоко является коллоидным соединением воды, молочного жира, белков, молочного сахара, липидов, органических и неорганических солей, газов, ферментов, витаминов и других веществ. Некоторые из основных компонентов молока казеин, лактоза ни в каких других природных веществах не существуют (Арзуманян Е.А. и др., 1978) .

   При оценке коров и родительского индекса быков молочных пород большое значение имеет не только высокий уровень молочной продуктивности, но и качественные показатели молока. Основой конкурентоспособности молочного животноводства и соответственно молочной промышленности, заключается, как уже было сказано выше, в качестве используемого сырья, а в частности от содержания в нем не только жира, но и белка.

   Известно, что белки молока имеют немаловажное значение для питания человека, так как содержат незаменимые аминокислоты и лучше усваиваются организмом, чем белки других продуктов питания. Установлено, что на долю молока приходится 25% потребляемого человеком белка (Martin P. et. al., 1993).

   Белки представляют собой сложный компонент молока, которые по строению и свойствам не однородны и представляют собой совокупность белковых фракций, общее количество которых превышает 20 наименований (Тепел А.; 1979).

   Молочные белки - это высокомолекулярные комплексные органические соединения, которые содержат углерод, водород, кислород, азот, серу, иногда фосфор. Эти элементы образуют структурные частицы белка - аминокислоты, которые связаны между собой специфической для них пептидной связью. Разнообразие свойств и функций белка, его специфичность определяют азот и сера (Алиев А.; 1997).

   Известно, что белки молока крупного рогатого скота представлены четырьмя казеиновыми фракциями -а-,р\у казенны и к-казеин, а так же фракциями кислых (сычужных) белков - это альфа-лактальбумин и бета-лактоглобулин, а так же иммуноглобулин и сывороточный альбумин, являющиеся полиморфными.

   Все белки молока характеризуются наличием генетически обусловленных полиморфных вариантов, отличающиеся одной или несколькими аминокислотами (генетический полиморфизм) (Aschaffenburg R., et. al., 1955). Изначально полиморфизм молочных белков был выявлен на белковом уровне, а уже с развитием молекулярно-генетических методов анализа, на уровне последовательности ДНК соответствующих локусов. Необходимо сказать, что изменения внешних условий, и состояния организма определенный генотип соответствующего гена остается неизменным его маркером (Ахметов Т.М. и др., 2009).

   В настоящее время огромный интерес представляют таких молочные белки, как каппа-казеин и бета-лактоглобулин (Валлиуллина Э. Ф. и др., 2007).

   Каппа-казеин и бета-лактоглобулин являются важными молочными белками у млекопитающих, синтезируемые элементами эпителиальной ткани молочных желез. Эти белки играют значительную роль в обеспечении качества молока, образования сыра и молока. Абсорбция главных компонентов в молоке достигается благодаря процессу коагуляции белков (Patel R. К. et. al., 2007).

   Генетические сведения об аллельных вариантах локусов, кодирующих синтез молочных белков, и их сочетание в геноме крупного рогатого скота оказывает значительную помощь в селекции молочного скота (Валиуллина Э.Ф. и др., 2007). При тепловой обработке молока происходит взаимодействие денатурированных сывороточных белков (бета-лактоглобулин) с каппа-казеином казеиновых мицелл. Образующиеся при этом комплексы влияют на технологические свойства молока - термоустойчивость и способность к сычужному свертыванию (Алексеева Н.Ю. и др., 1965).

   Казеин - это группа гетерогенных фосфопротеидов самоассоциирующихся в мицеллы в присутствии кальция цитратов и фосфатов (Дьяченко П. Ф., 1959).

   В 1939 г. исследования Mellander О. показали, что казеин состоит как минимум из трех фракций - это а -,Р-,у- казенны, которые обозначены согласно порядку уменьшения их подвижности. Warner R.C в 1944 году впервые предложил химическое разделение а-, р- компонентов казеина. Этот химический метод основан на различиях растворимости этих двух компонентов в воде при рН 4,4 и 2 С0 . А в 1950 г. Хиппом и сотруд. был описан метод выделения у-казеина, а вот в 1952 году этими же авторами были предложены методы для выделения из цельного казеина любой из трех фракций.

   В последние годы многих исследователей привлекает ген каппа-казеина. Это связано с тем, что каппа-казеин один из немногих известных генов, связанный с признаками белковомолочности и сыропригодности молока.

   Каппа-казеин - растворимая фракция белка в растворе хлористого кальция, стабилизирующая мицеллы казеина по отношению к ионам кальция. В отличие от других фракций каппа-казеин содержит мало фосфора, но много углеводов и сиаловую кислоту.

   При рН 7,0 в ультрацентрифуге каппа-казеин оседает как полимер, а при рН 12, 0 ведет себя как мономер. В результате редукции дисульфидных связей молекулярный вес каппа-казеина снижается с 60 до 20 тыс., в связи с чем сделан вывод, что каппа-казеин состоит из двух или большего числа полипептидных цепей, которые соединены дисульфидными связями (Swaigood Н. Е., 1962).

   Полиморфизм быков-производителей и ремонтных-бычков по гену каппа-казеина

   У крупного рогатого скота, DGAT 1 является геном-кандидатом процентного содержания жира в молоке. Так как данный ген картирован на хромосоме 14 в геноме Bos Taurus, который содержит количественный локус признака (QTL), влияющий не только на качественный состав молока, но и на молочную продуктивность (Coppieters W. et.al., 1998; Heyen D. et.al., 1999; Riquet J. et.al., 1999; Farnir F. et.al., 2002).

   Существует общее мнение, что точковая мутация К232А гена DGAT 1, где происходит замещение лизина на аланин приводит к снижению молочной продуктивности (Spelman R. et.al., 2002; Thaller R. et.al., 2003; Banos G. et.al., 2008) снижению выхода белка (Spelman R. et.al., 2002; Thaller R. et.al., 2003) и увеличению выхода молочного жира. Однако мало информации о взаимосвязи полиморфизма К232А (то есть наличием либо отсутствием К232А мутацией) и свойствами, связанными с молочной продуктивностью.

   Имеющиеся данные о гене DGAT1 доказывают, что он действительно может служить надежным индикатором среди общего количества генов, ответственных за изменения молочной продуктивности и качественного состава молока (Smaragdov M.S., 2011). Однако разные его генотипы по разному коррелируют, как с молочной продуктивностью, так и с качественным составом молока, и достоверно известно, что аллель К связан с большим выходом жира молока. Тем не менее, накопленные результаты по идентификации К232А мутации сами по себе не могут объяснить общее влияние QTL на молочные показатели (Smaragdov M.S., 2011).

   Был выполнен ряд работ по изучению влияния генотипов гена DGAT1 на показатели молочной продуктивности коров. Установлено, что животные-носители аллеля К гена DGAT1 имеют более высокие показатели содержания жира в молоке, как в общем количестве, так и в процентном отношении по сравнению с животными, гомозиготными по аллелю А (различия КК АА достигали 51%) (Moore S. et. al., 2003; Winter A. et. al., 2002).

   Необходимо отметить, что полиморфизм гена DGAT1 начали исследовать относительно недавно. Большинство данных относительно полиморфизма и взаимосвязи его с молочной продуктивностью и качественным составом молока, отмечается в исследованиях зарубежных авторов. Исследования Berry D.P. и соавт. (2010) показали следующую частоту распределения аллелей и генотипов гена DGAT1 среди голштино-фризского молочного скота: частота аллеля А - 0,68, а аллеля К - 0,32; частота генотипа АА - 0,47, гетерозиотного генотипа АК - 0,42 и желательного гомозиготного генотипа КК - 0,11. По данным Patel R.K. и соавтор. (2009) распределение частот встречаемости двух аллелей и трех генотипов, гена DGAT1 внутри исследуемой популяции американских голштинов было следующим: частота аллеля А - 0,41 и К - 0,59; частота генотипа АА - 0,03, АК - 0,76 и КК - 0,21. Amonrat М. et. al. (2012) исследуя голштинизированный молочный скот получил следующие данные о распределении частот встречаемости аллелей и генотипов гена DGAT1: частота аллеля А - 0,64 и К - 0,36; частота генотипа АА - 0,41, гетерозиготного генотипа АК - 0,48 и желательного генотипа КК - 0,11.

   Исследования Jolanta К. et. al., (2004) на джерситском крупном рогатом скоте показали следующие результаты: частота распределения аллеля А - 0,17 и К - 0,83; частота генотипа АА - 0,07, АК - 0,12 и желательного генотипа КК -0,81.

   Харзинова В.Р. и соавт. (2010) при изучении черно-пестрого молочного скота по гену DGAT1 установили следующее распределение встречаемости: частоты аллеля А - 0,62 и К - 0,38; частоты генотипа АА - 0,08, генотипа АК -0,6 и желательного генотипа КК - 0,32.

   Обобщая выше изложенное, можно констатировать, что ген DGAT1 связан не только с жирномолочностью, но и имеет взаимосвязь с выходом белка и этот локус должен изучаться как самостоятельно, так и во взаимосвязи с другими локусами, отвечающими за синтез белка например, ген каппа-казеин, а также может быть использован в селекционно-племенном процессе с целью качественного улучшения состава молока.

   Тиреоглобулин (TG5) - гликопротеин, предшественник тироидных гормонов трийодтиронина (ТЗ) и тетрайодтиронина (Т4). Они высвобождаются в результате гидролиза йодированного тиреоглобулина и секретируются в кровь. Гормоны щитовидной железы играют важную роль в регуляции метаболизма и могут повлиять на рост, дифференциацию клеток тканей и гомеостаз жировых отложений, а также участвуют в процессах образования жировых клеток (Ailhaud G. et.al., 1992; Cases S. et.al., 2005). Как известно, щитовидная железа состоит из мелких фолликул, выстланных однослойным кубовидным эпителием - тироцитами. Синтезируемый этими клетками предшественник тироидных гормонов, тиреоглобулин, поступает в просвет фолликула, где «дозревает», а затем проникает обратно в клетки (Ailhaud G. et.al., 1992). Ген гормона тиреоглобулина ранее рассматривался в качестве функционального и позиционного гена-кандидата мраморности мяса (Thaller G. et.al., 2003). На основании QTL исследований, проведенных на молочных породах крупного рогатого скота, а также из-за влияния этого гена на жировой метаболизм считают, что ген гормона тиреоглобулина связан с молочной продуктивностью и качественным составом молока.

   Ген тиреоглобулин также, как и ген DGAT1 был картирован в области центромеры хромосомы 14 крупного рогатого скота. Молекулярная масса его составляет 660 кД и содержит 115 остатков тирозина. Необходимо отметить, что 8 - 10% тиреоглобулина представлен углеводами. Ген TG5 крупного рогатого скота был секвенирован Parma J. et. al., (1987). Наличие полиморфизма этого гена было выявлено Georges М. et. al., (1995).

   Полиморфизм гена тиреоглобулина, начал изучаться относительно недавно в связи с мясными качествами крупного рогатого скота -мраморностью мяса. По данным Barendse W. (2004), среди популяции крупного рогатого скота Вагу: аллель С - 0,24 и аллель Т - 0,76; среди симментальской породы: аллель С - 0,36 и Т - 0,64; среди ангузской породы: аллель С - 0,69 и аллель Т - 0,32.

   Изучение ассоциации полиморфизма генов-молочных белков с молочной продуктивностью и качественным составом молока крупного рогатого скота

   Анализ состояния селекционно-племенной работы и выполнения данной программы проводились в племенных заводах: СХПК им. Ленина Атнинского района РТ и СХПК им. Вахитова Кукморского района РТ с использованием программы «Селекс 3,1».

   Оценку стада проводили путем отбора животных, направленного на выведение низкопродуктивных коров из стада, использования и получения в последующих поколениях всё более ценных животных для собственного воспроизводства и реализации племенным предприятиям.

   Отбор проводили по признакам, которые имеют большое экономическое значение для отрасли: удой, жирность, белковость, экстерьер, продуктивное долголетие, резистентность к заболеваниям, анализ генов технологических свойств молока и генетических аномалий.

   В результате проведенного анализа 161 коровы и первотелок татарстанского типа холмогорской породы в СХПК им. Вахитова установили, что в среднем молочная продуктивность по хозяйству, составила 7466,2 кг молока, а продолжительность лактации 400,4 дней (таблица 3).

   Основное поголовье племенного ядра сосредоточено на удои от 6000 до 8000 кг молока 68,7%. Коровы с молочной продуктивностью более 9000 кг молока оказалось 16 голов или 8,8% от племенного ядра с продолжительностью лактации 415,7 дней.

   Соответствующий анализ состояния селекционно-племенной работы был проведен и в СХПК им. Ленина. В результате из 1200 коров в хозяйстве было отобрано 52 коров с продуктивностью от 5500 кг до 8000 кг молока, что составляет 17,4%, оцененных как особо ценные. Данное поголовье коров было разделено на 4 группы по продуктивности (таблица 3). В первую высокопродуктивную группу (8-9 тыс. кг) были отнесены всего 3 коровы, что составило 5,8% от всего отобранного племенного ядра. Во второй группе 8 голов (15,4%) от общего числа исследуемых животных, в третьей и четвертой группах количество высокопродуктивных коров составило соответственно 17 и 23 головы, или 32,7% и 44,2%.

   Экономическая эффективность молочного скотоводства напрямую зависит от темпов воспроизводства. От каждой коровы при оптимальных условиях можно получить в течении года одного телёнка. Для этого необходимо, чтобы коровы становились в стаде стельными в течении 80-85 дней после отела (сервис-период), при средней продолжительности стельности 280-285 дней. Увеличение сервис-периода сопряжено со снижением выхода телят, увеличением продолжительности лактации, что, в большинстве случаев сопровождается снижением среднесуточного удоя за лактацию. При сервис-периоде свыше 85 дней, каждый следующий день считается днём бесплодия (яловости). С целью выяснения влияния молочной продуктивности на воспроизводительные функции коров был проведен анализ воспроизводства коров с разным уровнем молочной продуктивности. На рисунках 1 и 2 показано, что с повышением удоя количество дней сервис периода увеличивается, а соответственно воспроизводство ухудшается. Существенное ухудшение показателей плодовитости отмечено у коров, имеющих удой более 8000 кг молока для СХПК им. Вахитова, и с удоем более 7000 кг молока в СХПК им. Ленина, сервис период увеличивается на 25,3 и 32,5 дня соответственно, по сравнению с животными имеющих показатели удоя 5000 и 6000 кг молока соответственно.

   Динамика сервис-периода коров СХПК им. Ленина на 2011 г. в зависимости от уровня удоя. Одной из причин такого положения явилось отсутствие в хозяйствах послеродовой диспансеризации животных, что приводит к несвоевременности или малой эффективности принимаемых мер для нормализации репродуктивных функции после отела в первые 45 дней. Кроме того в данном хозяйстве не производилась оценка и отбор животных для воспроизводства молочного стада с учетом их продуктивности, что приводило к бесконтрольному воспроизводству низкопродуктивного поголовья.

   Таким образом, повышение воспроизводительной функции высокопродуктивных коров должно включать комплекс мероприятий, из которых основное - это полноценное кормление, правильное организация искусственного осеменения и акушерско-гинекологическая диспансеризация, с целью контроля, за состоянием половых органов коров перед осеменением. И одним из важных пунктов в современном воспроизводстве животных является ДНК-тестирование животных по генам-кандидатам хозяйственно-полезных признаков и генов, несущих генетические мутации и аномалии.

   При оценке крупного рогатого скота большое значение имеет не только высокая молочная продуктивность, но и качество молока, то есть содержание в нем жира, белка и других фракций. Одним из генов, детерминирующих эти признаки, является ген каппа-казеин (CSN3).

   В этой связи нами проведены исследования по изучению полиморфизма и определению частоты встречаемости аллельных вариантов гена CSN3. Исследования включали: коров и первотелок татарстанского типа холмогорской породы СХПК им. Вахитова Кукморского района РТ (п= 161) и СХПК им. Ленина РТ (п= 52); быков-производителей и ремонтных бычков Бугульминского п/п , Мензелинского п/п, а также ГУП ГПП «Элита»: голштино - фризской породы (п= 17), черно-пестрой породы (п= 59), татарстанского типа холмогорской породы (п= 42) и быки зарубежной селекции (голштины канадской и немецкой селекции), (п= 35).

   При амплификации ДНК лейкоцитов крови крупного рогатого скота с парой праймеров JK3: 5 -ATAGCCAAATATATCCCAATTCAGT-3 и JK5:5 TTATTAATAAGTCCATGAATCTTG-3 получены специфические фрагменты гена каппа - казеин длиной 350 п.н . После последующего ПДРФ анализа продуктов амплификации в изученных препаратах ДНК исследуемого поголовья крупного рогатого скота, выявлено два аллеля гена каппа-казеина - А и В и отмечено наличие трех генотипов - CSN3AA, CSN3AB и CSN3BB.

   Ассоциация полиморфизма гена тиреоглобулина с молочной продуктивностью коров и первотелок

   В основе белкового полиморфизма каппа-казеина лежит генетический полиморфизм последовательности гена каппа-казеина. Наиболее благоприятным для производства с технологической точки зрения является В -аллельный вариант каппа-казеина.

   С учетом вышеизложенным следующим этапом в данной работе явилось исследование по выявлению в геноме ассоциации аллельных вариантов гена каппа- казеина с молочной продуктивностью и качественным составом молока.

   На основании результатов ПЦР-ПДРФ анализа гена каппа-казеина, коровы и первотелки СХПК им. Вахитова Кукморского района и в СХПК им. Ленина Атнинского района РТ были поделены на три группы животных с генотипами СБШ , CSNS и CSN3BB.

   Исследование молочной продуктивности 106 коров СХПК им. Вахитова по локусу гена CSN3 показало преимущество животных, несущих гомозиготный аллель В по сравнению с гетерозиготными особями и гомозиготными по аллелю А. За 305 дней лактации они продуцировали в среднем 6288 кг молока, что на 187 кг и 178 кг больше по сравнению с животными, несущими генотипы соответственно. Молоко животных этой группы, оказалось и более высокого качества, что способствовало увеличению выхода молочного жира на 11,2 кг и 11,0 кг, и белка 11,5 кг и 9,8 кг соответственно.

   Изучение молочной продуктивности 57 первотелок по гену каппа-казеин показало, что у животных с генотипом CSN3BB продуктивность молока была самой максимальной и составила 5192 кг. По отношению же к сверстницам с генотипами СБШ и CSN3 разница по удою составила 379 кг и 216 кг молока, по выходу жира 23,1 кг и 17,6 кг, и по белку 13,6 кг и 6,0 кг.

   Анализ ассоциации полиморфизма гена каппа-казеина с молочной продуктивностью у 38 коров СХПК им. Ленина Атнинского района, показало, что наибольшим удоем, характеризовались коровы, несущие гетерозиготный генотип CSNS удой составил в среднем - 6530 кг молока. По отношению к сверстницам с генотипами CSNS и CSN3 вв разница составила 128 кг и 253 кг соответственно. Однако по содержанию жира и белка в молоке преимуществом обладали особи с гомозиготным генотипом CSN3BB , которые превосходили сверстниц с генотипами CSN3AA и CSN3 АВ по жиру на 0,01% и 0,05%, и по белку на 0,03% - 0,02% соответственно.

   Исследования 14 первотелок того же хозяйства показали, что наивысший удой, был в группе животных, несущих гомозиготный генотип CSN3AA, удой составил в среднем - 6471 кг, что на 58 кг молока больше, чем в группе сверстниц с гетерозиготным генотипом CSN3 . Молоко животных этой группы, оказалось также и более высокого качества, что увеличило выход молочного жира на 0,7 кг и белка на 3,1 кг соответственно (таблица 14, рисунок 19).

   Рисунок 19. Диаграмма ассоциации генотипов гена CSN3 с молочной продуктивностью коров и первотелок. Таким образом, по результатам сравнительного анализа коров и первотелок СХПК им. Вахитова преимущество по всем показателям молочной продуктивности было у животных несущих генотип CSN3BB. Относительно коров СХПК им. Ленина - животные, несущие генотип СБЫЗ были обильномолочными, а особи с генотипом CSN3BB оказались более жирномолочными и белковомолочными. У первотелок преимущество, как по удою, так и по содержанию жира было у животных гомозиготных по аллелю А гена каппа-казеин.

   В настоящее время в республике сосредоточено поголовье молочного скота представленного породами холмогорской татарстанского типа, черно-пестрой и голштино-фризской.

   На основании результатов ПЦР-ПДРФ анализа гена каппа-казеина внутри каждой породы быков животные были разделены на три группы: CSN3 , CSN3ABHCSN3BB.

   Анализ ассоциации полиморфизма гена каппа-казеина с родительским индексом у 17 быков голштино-фризской популяции показал, что особи с генотипом CSN3 по удою матери, превосходят матерей быков с генотипом на 2569-3223 кг молока соответственно. Кроме того они имели превосходство по выходу белка на 65,4-90,8 кг соответственно.

   По результатам анализа 59 быков черно-пестрой породы преимущество по удою, выходу жира и белка матерей было у быков с гомозиготным генотипом по аллелю А и разница с генотипами CSN3BB и CSW составила 1561 и 1033 кг молока, 64,5-48,8 кг жира, 41,7-23,6 кг белка соответственно.

   Анализ ассоциации генотипов гена CSN3 с родительским индексом 42 быков татарстанского типа холмогорской породы показал, что матери животных несущих генотип CSN3BB, превосходили матерей быков с генотипами CSN3AA и CSW по выходу жира на 5,3-42,6 кг и по выходу белка на 8,3-35,8 кг соответственно. Удой матерей быков данной группы, был ниже на 286 кг молока, чем у матерей быков, несущих генотип CSN3AA, и на 755 кг молока выше удоя матерей быков несущих гетерозиготный генотип

   Исследования ассоциации полиморфизма гена каппа-казеина с родительским индексом 35 быков зарубежной селекции выявили преимущество как по удою, так и по выходу жира и белка матерей быков, несущих генотип CSW . Разница между матерями быков, несущих генотипы CSW и CSN3BB , составила по удою 112-221 кг молока, по выходу жира 3,9-7,3 кг и по выходу белка 2,9-6,8 кг соответственно (таблица 15, рисунок 20).

   Похожие диссертации на Тестирование племенного крупного рогатого скота по ДНК-маркерам молочной продуктивности

   

   Оценка костромской породы крупного рогатого скота по ДНК-маркерам хозяйственно-полезных признаковПерчун Алексей Валерьевич

   

   Использование ДНК-маркеров и дерматоглифического полиморфизма носогубного зеркала в селекции молочных пород скотаАржанкова, Юлия Владимировна

   Биохимические тест-системы, генетические маркеры продуктивности, их использование в селекции овецЧижова Людмила Николаевна

   Эффективность использования молекулярно-генетических маркеров в селекции коров черно-пестрой породы по молочной продуктивности и устойчивости к маститамФедотова, Наталия Вячеславовна

   

   Полиморфизм микросателлитных локусов ДНК крупного рогатого скота красно-пестрой породы Шумкина Светлана Григорьевна

   Генотипирование чёрно-пёстрого скота по локусам каппа-казеина, бета-лактоглобулина и BLAD-мутации методами ДНК-технологииВалиуллина, Эльвира Фанилевна

   

   Межпородная дифференциация лошадей по биохимическим и ДНК-маркерамЗайцев Александр Михайлович

   

   Генетическая дифференциация внутрипородных линий уток по данным рестрикционного анализа митохондриальной ДНК и RAPD-маркерамГаниева Ильнура Нурисламовна

   

   Совершенствование методов повышения продуктивных и воспроизводительных качеств черно-пестрого скота с использованием иммуногенетического тестирования в условиях Вологодской областиКатышева Наталия Юрьевна

   

   Использование ДНК-маркеров в селекционно-генетических исследованиях риса Супрун Иван Иванович