Изучение связи генотипов бета-лактоглобулина с параметрами молочной продуктивности КРС

Ген бета-лактоглобулина (BLG) связан с белковомолочностью и показателями биологической ценности молока [Stralkowska N., 2002; Зиновьева Н.А. и др., 2003]. Варианты этого гена по-разному влияют на параметры молочной продуктивности. При анализе литературных данных не складывается однозначного мнения о влиянии конкретных аллелей этого гена на параметры молочной продуктивности.

Полученные нами результаты приведенные в таблице 4.1.1. по продуктивности группы коров чёрно-пёстрой породы OAO «Снежка-Госома» указывают на близкие показатели по среднему удою за месяц животных с генотипами АВ и ВВ, но в молоке коров с генотипом ВВ достоверно выше содержание жира. Животные с генотипом АА достоверно по этому параметру слабее других вариантов, но превосходят их по содержанию белка в молоке.

Таблица 4.1.1

Молочная продуктивность коров чёрно-пёстрой породы с различными генотипами бета-лактоглобулина

Р≤0,05; a – отличие от групп b и c достоверно; b – отличие от групп a и c достоверно; c – отличие от групп a и b достоверно; значения, обозначенные одной и той же буквой достоверно не отличаются.

На рисунке 4.1.1. показано распределение животных с разными генотипами по уровню среднего надоя за месяц. Из схемы видно, что среди коров с генотипом АА по гену бета-лактоглобулина преобладают особи со значением надоя менее 500 кг. в месяц. В группе животных с генотипом ВВ наибольшая доля особей с надоем 500-550 кг. В месяц. Среди особей с генотипом АВ присутствуют животные с надоем более 550 кг. Многими исследователями отмечено, что при определенных условиях гетерозиготные особи превосходят по некоторым показателям гомозигот.

При переходе от группы животных с генотипом АА к животным с генотипом ВВ, отмечается постепенное понижение доли коров с надоем мене 500 кг. в месяц и увеличение количества животных с надоем от 500 до 550 кг. Это может свидетельствовать о положительном влиянии В-аллеля β-лактоглобулина на уровень надоя.

Рис.4.1.1 - Распределение коров черно-пестрой породы с разными генотипами бета-лактоглобулина по уровню среднего надоя за месяц.

Patel, сообщает, что вариант B ассоциирован с высоким содержанием в молоке казеиновых белков, высоким процентом жира и параметрами казеинового коагулята, а вариант A характеризуется высоким содержанием сывороточных белков и суммарным содержанием белков молока [Patel et al., 2007]. Зариповым было показано что, А-аллель гена β-лактоглобулинаоказывает положительное влияние на молочную продуктивность коров (удой, содержание белка, лактозы и сухих веществ в молоке) [Зарипов Г.О., 2010]. В работе Гареевой И.Т., Долматовой И.Ю. по изучение влияния генотипов гена β-лактоглобулина на продуктивность и содержание жира в молоке коров симментальской породы местной и австрийской селекции в Республике Башкортостан отмечается, что в выборке коров местной селекции наибольшей величиной надоев и количеством молочного жира характеризовались особи с генотипом АА-генотип β-лактоглобулина. В группе же коров симменталов австрийской селекции, напротив, наибольшие надои (5103±204,3 кг) отмечены у коров с генотипом АВ, а самые низкие (4567,5±96,5 кг) - у особей с генотипом АА β-лактоглобулина [Гареева И.Т. и др. 2010]. Такие результаты на первое место, прежде всего, выводят комплексное действие сочетаний многих генов сложившихся в результате селекционной работы. В таком случае не исключен случайный характер в выявлении ассоциаций вариантов отдельного гена с параметрами молочной продуктивности, так как связь генотипа может теряться в сложной сети меженных взаимодействий.

Результаты нашего исследования частично соотносятся с данными Зарипова Г.О. и Patel [Зарипов Г.О., 2010; Patel et al., 2007].

Определение влияния аллельных вариантов гена соматотропина по MspI-маркеру на параметры молочной продуктивности КРС.

Соматотропин – важнейший регулятор соматического роста животных, обладающий лактогенным, инсулиноподобным, жиромобилизирующим действием.

В ряде исследований показано его участие GH в формировании молочной продуктивности у КРС, а именно, продемонстрирована связь (-) аллеля гена c высоким содержанием белка и жира в молоке [Hoj et al. 1993; Lagziel et al. 2000; Удина и др., 2001]. Ильясов А. Г. также отмечает, что наибольший надой за лактацию имеют группы коров с (-/-) и (+/-)-генотипами [Ильясов А. Г, 2008].

По нашим данным, приведенным в таблице 4.1.2.1 видно, что животные с (-\-)-генотипом по MspI - маркеру достоверно показывают наивысший средний за месяц удой и содержание белка в молоке.

На рисунке 4.1.2.1 показан спектр распределения животных с разными генотипами по показателям среднего надоя по генотипам гена гормона. Из гистограммы видно, что для коров с (+/+)- генотипом в большей степени характерно значением удоя менее 500 кг. Доля таких животных минимальна в группе с (+/-)генотипом. В этой группе самая большая доля коров с удоем 500-550 кг в месяц. В группе гомозигот по MspI(-)-аллелю присутствуют особи с м аксимальными показателями удоя. Таким образом, наиболее благоприятное влияние на параметры молочной продуктивности оказывает (-)-аллель соматотропина.

Рис. 4.1.2.1 - Распределение коров с разными генотипами соматотропина по MspI-маркеру в зависимости от уровня среднего надоя за месяц.

Таблица 4.1.2.1

Молочная продуктивность коров чёрно-пёстрой породы с различными генотипами соматотропина по MspI-маркеру.

*р≤0,05

Анализ связи аллельных вариантов гена соматотропина по AluI-маркеру с параметрами молочной продуктивности КРС.

В литературе накоплен значительный массив данных, позволяющий рассматривать варианты гена соматотропина по AluI-маркеру потенциальным маркером параметров молочной продуктивности.

Наши данные, приведенные в таблице 4.1.3.1., свидетельствуют, что животные с генотипом LL по удою и содержанию белка в молоке достоверно превосходят животных с гетерозиготным генотипом, которые в свою очередь имеют самое высокое содержание жира в молоке. Так как в исследуемой группе животных мы не выявили генотипа VV, оценить его влияние на параметры молочной продуктивности не удалось.

Таблица 4.1.3.1

Молочная продуктивность коров чёрно-пёстрой породы с различными генотипами соматотропина по AluI-маркеру

*р≤0,05

На рисунке 12 представлена спектр распределения коров с разными генотипами соматотропина по AluI-маркеру в зависимости от уровня среднего надоя за месяц, из которого видно, что в группе коров с генотипом LL доля особей с удоем 500 - 550 кг в месяц максимальна. В этой же группе присутствуют коровы с удоем более 550 кг. Среди гетерозигот (LV) таких животных не обнаружено, но в этой группе более 70% коров со средним значением удоя менее 500 кг в месяц. Таким образом, группа коров с генотипом LL более гетерогенна по признаку общего удоя и при анализе их продуктивности большое значение имеет потенциал животного входящего в контрольную группу, вероятно зависимый от внешних условий.

Рис. 4.1.3.1 -Распределение коров с разными генотипами соматотропина по AluI-маркеру в зависимости от уровня среднего надоя за месяц

В литературных источниках нет общего мнения об ассоциациях генотипов соматотропина AluI-маркеру на показатели молочной продуктивности.

Хатами С.Р. и Ильясов А.Г. в группах коров ярославской, черно-пестрой и у бестужевской пород, установили, что самое высокое содержание жира в молоке, наблюдается у коров с гетерозиготным генотипом LV [Хатами С.Р., 2004; Ильясов А.Г. 2008]. Михайлова М.Е. 2008, определила, что самые высокие показатели по общему удою также характерны для коров LV генотипом, но наиболее высокое содержания жира в молоке демонстрируют животные с генотипом LL [Михайлова М.Е. 2008].

Хабибрахимова Я.А. отмечает, что коровы холмогорской породы с генотипом VV имели наибольший удой и выход молочного жира и белка. Высокой жирномолочностью обладали и животные с LL генотипом [Хабибрахимова Я.А. 2009]. Коровы черно-пестрой пород с генотипом VV имели наивысшие показатели удоя (Р≤0,05), выхода молочного жира и белка. Dybus получил данные, что у коров с генотипом LL более высокий надой молока, содержание жира и белка по сравнению LV генотипом [Dybus, 2002]. Аналогичную зависимость выявил и Dario C. и Chung, они также установили, что в молоке коров с генотипом LL более высокое содержание белка, чем у животных с LV генотипом [Dario C. 2008; Chung et al., 1996]. Lucy c соавторами сообщили, что L аллель тесно связана с более высокими параметрами молочной продуктивности у американских голштинов [Lucy et al. 1993].

Комплексное влияние вариантов гена соматотропина по AluI- и MspI - маркерам на молочную продуктивность

В исследуемой группе коров черно-пестрой породы мы обнаружили пять сочетаний генотипов соматотропина по AluI- и MspI – маркерам (табл. 4.1.4.1.). Анализ их комплексного влияния показал, что наиболее продуктивными по удою являются животные с комплексным генотипом LL (-/-). Появление (+)-аллели заметно снижает этот показатель. Наименьший удой зафиксирован в группе животных с генотипом LV (+/+). Разница между ними составляет 61,4 килограмма в месяц.

Ранее мы установили, что самыми распространенными генотипами соматотропина по эти маркерам являются LL и (+/+), их частота в группе коров черно-пестрой породы достигает 0,7 и 0,6 соответственно. Из таблицы 13 видно, что группа коров с таким сочетанием генотипов занимаем срединное положение, достоверно отличаясь от максимальных и минимальных показателей

Таблица 4.1.4.1

Молочная продуктивность коров чёрно-пёстрой породы с комплексными генотипами соматотропина по AluI- и MspI-маркерам.

Р≤0,05; a – отличие от групп b и c достоверно; b – отличие от групп a и c достоверно; c – отличие от групп a и b достоверно; значения, обозначенные одной и той же буквой достоверно не отличаются.

AluI-и MspI-маркеры находятся в третьем интроне и в пятом экзоне гена соматотропина, что указывает на их сцепление. Положительное влияние L и (-)-аллелей на надой может приводить к возникновению давления отбора. Это может быть вероятной причиной обнаруженной нами корреляции в распределении этих аллелей.

Проведенное нами исследование на группе коров черно-пестрой породы из хозяйства ОАО "Снежка-Госома" Брянской области, свидетельствует о наличии зависимости параметров молочной продуктивности от варианта генотипа гормона роста по AluI-и MspI-маркерам. Дальнейшее изучение этого вопроса позволит корректировать селекционную работу в направлении повышения молочной продуктивности по изучаемым параметрам в стадах коров на территории Брянской области.

Анализ связи аллельных вариантов гена гипофизарного фактора транскрипции (PIT-1) с параметрами молочной продуктивности КРС.

Интенсивность экспрессии генов гормонов гипофиза находится под контролем клеток гипоталамической области, выделяющие стимулирующий фактор – PIT-1.

По нашим данным, приведенным в таблице 4.1.5.1. видно, что особи с генотипом АА гена PIT-1 по среднему надою за месяц достоверно превосходят животных с другими генотипами. Относительно показателей процентного содержание жира в молоке коров с разными генотипами по этому гену статистически достоверных различий не выявлено.

Таблица 4.1.5.1

Молочная продуктивность коров чёрно-пёстрой породы с различными генотипами Pit-1.

Р=0,05; a – отличие от групп b и c достоверно; b – отличие от групп a и c достоверно; c – отличие от групп a и b достоверно; значения, обозначенные одной и той же буквой достоверно не отличаются.

По спектру распределения животных с разными генотипами по величине среднего надоя за месяц было установлено, что в группе коров с генотипом АА присутствуют особи с продуктивностью более 550 кг молока в месяц (рис.4.1.5.1). В группах коров с АВ и ВВ генотипами наблюдали примерно одинаковое распределение коров с минимальной и средней продуктивностью.

Рис. 4.1.5.1 -Распределение коров с разными генотипами PIT-1 в зависимости от уровня среднего надоя за месяц

В литературных источниках имеется информация об ассоциациях аллельных вариантов этого гена с молочной продуктивностью. В частности показано, что наибольший уровень продуктивности по показателям общего удоя характерен для особей с генотипом АА [Renaville R., et al., 1997; Woollard J., et all., 1994; Михайлова М.Е. и др., 2008]. Наши результаты согласуются с этими данными. Parmentier продемонстрировал существенное превосходство аллеля А по содержанию белка в молоке [Parmentier et al., 1999]. Mattos обнаружил, что в молоке гетерозигот (АВ-генотип) больше жира по сравнению с содержанием жира в молоке коров с ВВ-генотипом [Mattos et al, 2004].

Все приведенные ассоциации генотипов анализируемых генов с параметрами молочной продуктивности это не более чем тенденция, которая не отображает всех зависимостей при формировании и регулировании этого количественного признака.

Очевидно, что количественные признаки характеризуются сложными взаимодействиями генов и их вариантами. Берге С., 1963 писал, что маловероятно, чтобы когда-либо удалось установить число генов обусловливающих, например параметры молочной продуктивности коров.

Полученные нами результаты можно рассматривать как предварительные. Более чётко изучить влияние вариантов генов на параметры молочной продуктивности возможно при соблюдении многих условий, прежде всего однородности испытуемой группы и физиологического состояние животных в ней.

ВЫВОДЫ

1. Общий анализ частот встречаемости аллельных вариантов генов связанных с молочной продуктивностью в трех группах животных Брянской области показал, что по некоторым генам наблюдается значительное преобладание одних аллельных вариантов и уменьшение частот или исчезновение других аллелей, некоторые из которых обладают положительным влиянием на показатели молочной продуктивности (В аллель каппа-казеина, (-)-аллель соматотропина и др.). Вероятными причинами могут быть голштинизация и генетический дрейф.

2. В анализируемых группах коров черно-пестрой, айрширской породы и частного скота не выявлено полиморфизма гена капа-казеина. Во всех группах определен только А-аллель этого гена.

3. Во всех опытных группах выявлено преобладание частоты В-аллеля гена гипофизарного фактора транскрипции (PIT-1) над А-аллелем. Частота В-аллеля в группах коров черно-пестрой, айрширской породы и частного скота составляет 0,88; 0,77; 0,83 соответственно.

4. Частота А-аллеля гена пролактина во всех опытных группах значительно превышает частоту В-аллеля. В группе коров айрширской породы В-аллель обнаружен только в составе гетерозигот, частота которых составляет -12%. Максимальная частота А-аллеля - зафиксирована в группе коров айрширской породы (94%). В группах коров черно-пестрой и айрширской породы частота доминирующего АА-генотипа достигает – 75% и 87% соответственно. В группе частного скота преобладает гетерозиготный генотип (АВ) – 55%.

5. В изученных группах КРС преобладает (+)-аллель и гомозиготный генотип (+/+) по MspI-маркеру гена соматотропина. Чаще (+)-аллель встречался в группе частных коров (85%). В группах коров черно-пестрой и айрширской пород частота этого аллеля равна - 72% и 83% соответственно. Наименьшая частота (-/-)-генотипа зафиксирована в группе коров айрширской породы – 2%.

6. В анализируемых группах КРС преобладает (L)-аллель и гомозиготный генотип (LL) по AluI -маркеру гена соматотропина. Максимальная частота (L)-аллеля зафиксирована в группе коров черно-пестрой породы (85%). В этой же группе, в отличие от остальных, не выявлено гомозиготного генотипа VV. В группах коров айрширской породы частного скота частота этого аллеля составляет - 74% и 76% соответственно.

7. В разной степени в исследуемых группах животных доминирует B-аллель гена β-лактоглобулина. Максимальна частота этого аллеля отмечена в группе коров айрширской породы – 77%. В этой же группе, в отличие от остальных, преобладающая доля животных имеет ВВ-генотип по этому гену - 66%. В группах коров черно-пестрой породы и частного скота преобладает АВ-генотип с частотой – 50%, 52,4% соответственно.

8. Выявлена зависимость в распределении аллелей гена соматотропина по MspI-и AluI-маркерам - в группах КРС с максимальной частотой MspI(-)-аллеля частота V-аллелей минимальна и наоборот. По результатам анализа данных литературных источников коэффициент корреляции между частотами встречаемости этих аллелей составляет – (-0.65). При анализе полученных нами данных коэффициент корреляции по частотам встречаемости аллелей этого гена Msp(-) и Alu(L) (или Msp(+) и Alu(V)-аллелей), равен – (-0,8).

9. При анализе полиморфизма гена бета-лактоглобулина было обнаружено нарушение сцепления между двумя мутациями, определяющими отличие А от В аллелей и обнаружены новые аллельные варианты, соответствующие А аллелю по локусу одной мутации и В аллелю по другой. При определении характерных для В-аллеля мутаций с наивысшей частотой (0,61) встречалось сочетание АВ/ВВ по второму и четвертому экзонам гена β-лактоголобулина, соответственно.

10. Коровы черно-пестрой породы с генотипом АА βLG достоверно лидируют по содержанию белка в молоке. Коровы с генотипом ВВ достоверно превосходят по содержанию жира в молоке (Р<0,05) животных с другими генотипами.

11. Коровы черно-пестрой породы с (-\-)-генотипом соматотропина по MspI - маркеру достоверно (р≤0,05) показывают наивысший средний удой за месяц и содержание белка в молоке (526,6±7,1кг., 4,765±0,029% соответственно). Наименьший средний удой за месяц выявлен в группе коров с (+\+)-генотипом - 477,3±4,4кг.

12. Животные с LL-генотипом соматотропина по AluI-маркеру по удою и содержанию белка в молоке (508,0±9,1%, 4,64%±0,47 соответственно) достоверно превосходят животных с гетерозиготным генотипом, которые в свою очередь имеют самое высокое содержание жира в молоке (3,7283%±0,0034).

13. При изучении комплексного влияние генотипов гена соматотропина по AluI- и MspI - маркерам на молочную продуктивность было выявлено, что наиболее продуктивными по удою являются животные с комплексным генотипом LL (-/-) (р≤0,05). Появление (+)-аллели заметно снижает этот показатель. Наименьший удой зафиксирован в группе животных с генотипом LV (+/+). Разница между ними составляет 61,4 килограмма в месяц.

14. Коровы черно-пестрой породы с генотипом АА гена PIT-1 по среднему надою за месяц достоверно (р≤0,05) превосходят животных с другими генотипами. Относительно показателей процентного содержание жира и белка в молоке животных с разными генотипами PIT-1 статистически достоверных различий не выявлено.