Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ХОЗЯЙСТВЕННО-ПОЛЕЗНЫЕ ПРИЗНАКИ КОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ГЕНОТИПАМИ КАППА-КАЗЕИНА И ПРОЛАКТИНА

ВАК РФ 06.02.01, Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "ХОЗЯЙСТВЕННО-ПОЛЕЗНЫЕ ПРИЗНАКИ КОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ГЕНОТИПАМИ КАППА-КАЗЕИНА И ПРОЛАКТИНА"

ЛЗШо

На правах рукописи

АЛИПАНАХ МАССУД

ХОЗЯЙСТВЕННО-ПОЛЕЗНЫЕ ПРИЗНАКИ КОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ГЕНОТИПАМИ КАППА-КАЗЕИНА ИПРОЛАКТИНА

Специальности: 06.02.01 - Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных;

06.02.04 - Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2006

Диссертационная работа выполнена на кафедре молочного и мясного скотоводства Российского государственного аграрного университета — МСХА имени К А.Тимирязева

Научный руководитель- доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Родионов Геннадий Владимирович доктор биологических наук, Калашникова Любовь Александровна

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор Харитонов Сергей Николаевич кандидат биологических паук, профессор Попов Вадим Васильевич

Ведущее учреждение - Российский университет дружбы народов

«о

Защита состоится «22.» июня 2006 года в «11 » часов на заседании диссертационного совета Д 220 043 07. в Российском Государственном аграрном университете - МСХА имени К.А Тимирязева

Адрес1 127550, г. Москва, ул Тимирязевская, 49. Ученый совет РГАУ — МСХА имени К А.Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ - МСХА имени К А Тимирязева

Автореферат разослан «¡0» оІ'иЛ 2006 г

Ученый секретарь, кандидат сельскохозяйственных наук —— К Н Калинина

1. Общая характеристика работы

і.'

1.1. Актуальность. Успех селекционной работы в значительной степени зависит от точности определения племенной ценности животных. В связи с этим возрастает значение разработки методов, позволяющих более обоснованно и своевременно выявлять лучших животных, прогнозировать их племенные качества в раннем возрасте.

Достижения современной молекулярной генетики позволяют определять гены, контролирующие хозяйственно-полезные признаки. Среди множества таких генов можно выделить группу мажорных генов, вносящих наибольший вклад в формирование и функционирование хозяйственно-полезных признаков.

Современные ДНК-технологии позволяют идентифицировать генотипы молочных белков у производителей и молодняка, поэтому генотипы животных можно использовать в качестве генетических маркеров и путем отбора и подбора закреплять наиболее ценные из них для следующих поколений.

Известно, что при оценке коров значение имеет не только высокая молочность, но и качество молока, то есть содержание в нем жира, белка и других фракций. Селекция на жирномолочность - это норма отечественного скотоводства, селекции же на белковомолочность до сих пор уделяется мало внимания. В исследованиях ряда авторов показано, что белковомолочность находится в определенной зависимости от наследственных факторов -породной принадлежности, влияния быка-производителя и полиморфизма белков молока.

Большое внимание исследователей в последнее время привлекает локус гена каппа-казеина. Из всех аллельных вариантов каппа-казеина выделяют В-аллелышй вариант, который ассоциируется с более высоким содержанием белка в молоке и более высоким выходом белковомолочных продуктов, а также лучшими коагуляционными свойствами молока.

Возрастающее значение производства белковой продукции диктует необходимость использования генетических и селекционных методов для повышения экономической эффективности этого производства. В связи с этим предлагается считать генотип каппа-казеина экономически важным селекционным критерием для пород крупного рогатого скота, специализированных в молочном направлении продуктивности.

Пролактин - один из семейства белковых гормонов, которые принимают участие в инициации и поддержании лактации и могут рассматриваться как потенциальные генетические маркеры молочной продуктивности крупного рогатого скота. Однако сведения о полиморфизме гена пролактина, которые могли бы послужить основой для тзпяния таких

РГАУ-МСХА

маркеров, крайне ограничены Этот ген практически не исследовался как маркер молочной продуктивности

Активное участие продуктов гена пролактина в формировании признака молочной продуктивности служит основанием для поиска значимых ассоциаций почиморфных вариантов с конкретными параметрами молочной продуктивности и сошшия на их основе тест-систем, пригодных для использования в генетико-селекционной работе

1.2. Цель и задачи исследования. Целью данной работы явчяется изучение хозяйственно-полезных признаков коров черно-пестрой и красно-пестрой пород, имеющих разчичные генотипы по токусам генов каппа-казеина и пролактина

В связи с этим поставлены следующие задачи

• генотипировать животных по локусам генов каппа-казеина и пролактина методом ДНК-диагностики,

• определить частоту встречаемости аллельных вариантов и генотипов, генетическую структуру стад черно-пестрой и красно-пестрой пороты по генам каппа-казеина и пролактина,

• оценить технологические свойства молока у коров черно-пестрой пород с различными генотипами каппа казеина

• выявить особенности формирования молочной продуктивности у коров черно-пестрой и красно-пестрой пород с различными генотипами по чокусам генов каппа-казеина и пролактина,

• изучить воспроизводитечьные качества коров черно-пестрой и красно-пестрой пород с различными генотипами по генам каппа-казеина и прочактина

• провести анализ динамики живой массы телок с различными генотипами по генам каппа-казеина и пролактина

1.3. Научная новизна. Получены новые данные по частоте встречаемости аллельных вариантов и генотипов каппа-казеина у крупного рогатого скота черно-пестрой и красно-пестрой пород российской селекции Впервые в стадах животных черно-пестрой и красно-пестрой пород методом ПЦР-ПДРФ анализа геномной ДНК изучен полиморфизм и определена частота встречаемости аллельных вариантов и генотипов по гену пролактина Установлены различия технологических свойств молока коров черно-пестрой породы с различными генотипами каппа-казеина Дана опенка показатечеи моточной продуктивности, воспроизводительных качеств коров и динамики живой массы телок черно-пестрой и красно-пестрой пород с различными генотипами каппа-казеина и пролактина

1.4. Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют выявить возможности генетического совершенствования коров черно-пестрой и

красно-пестрой пород в направлении повышения качества и технологических свойств молока. Показаны преимущества молока коров, несущих аллель В каппа-казеина, по содержанию белка и технологическим свойствам при приготовлении сыра. Накопление в стадах животных, несущих в своем геноме желательные аллельные варианты генов, приведет к увеличению производства белковомолочной продукции высокого качества.

1.5. Апробация работы. Материалы диссертационной работы были обсуждены:

- на конференциях молодых ученых МСХА, 2004 г., 2005 г.;

- на международной научной конференции «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных», ВИЖ, 2004 г.;

1.6. Публикация результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 11 научных работ.

1.7. Объем работы. Материал диссертации изложен на 125 страницах компьютерного текста, состоит из ведения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов исследований, выводов и предложений, списка литературы. Она включает 28 таблиц, 27 рисунков. Библиография насчитывает 228 источников, в том числе 171 на иностранном языке.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть работы проведена в лаборатории кафедры молочного и мясного скотоводства РГАУ - МСХА имени К.'А.Тимирязева МСХА, в лаборатории ДНК-технологии ВНИИ племенного дела, СХПК колхозе-племзаводе им М. Горького Ленинского района Московской области, а также в племзаводе «Дружба» Павловского района Воронежской области. Работа осуществлялась в соответствии со схемой исследований (рис. 1)

Для проведения исследований и оценки по генам каппа-казеина и пролактина было отобрано 72 нетели черно-пестрой породы в СХПК колхозе-племзаводе им М.Горького Московской области, 113 высокопродуктивных коров красно-пестрой породы в племзаводе «Дружба» Воронежской области, от которых были взяты пробы крови и выделены препараты ДНК.

Анализ локуса гена каппа-казеина. Для амплификации фрагмента 4 экзона гена каппа-казеина использовали следующие праймеры (D. Denicourt et al, 1990):

Bocas А 5 '-ATAGCCAAATATATCCCAATTCAGT-3' Bocas В 5'-TTTATTAATAAGTCCATGAATCTTG -3' Амплификацию с праймерами Bocas А и Bocas В проводили в термоциклере в следующем режиме: денатурация - 1 мин при 93 °С; отжиг

праймеров - 1 мин при 58 °С\ синтез - 1 мин при 72 °С (30 циклов) Концентрация MgCl; в реакционной смеси составляла 2 мМ

Результат ПЦР оценивали по характеру свечен!ш и подвижности амплификата в 2 % агарозном геле с напряжением 90 В в течение 40 мин Аликвоту полученного в результате амплификации продукта инкубировали с рестриктазами Taql, HindIII и PstI в соответствии с рекомендациями производителя

\нализ локуса гена пролактина. Амплификацию фрагмента 3 экзона гена пролактина выполняли методом ПЦР-ПДРФ (Mitra et al, 1995) со стедующими праймсрами PRL 1 5 '-CGAGTCCTTATGAGCTTG АТТСТТ- í PRL 2 5'-GCCTTCCAGAAGTC GTTTGTTTTC-3

Режим ПЦР денатурация 30 с при 95°С, отжиг праймеров 30 с при 59иС синтез 30 с при 72"С (всего 35 циклов) и финальный синтез проводили при 72°С 10 мин

Полученный в pe¡v 1ыате амплификации фрагмент гена пролактина инкубировали при 37 С с рестриктазой Rsal

Число и длину полученных фрагментов рестрикции определяли ^лектрофоретически в 4°о-ном агарозном гете в УФ-свете после окрашивания бромистым этидием Результаты фиксировали на фотопленку и оптическое компьютерное устройство

От коров опытных групп на 2 3, 5 - 6 и 8 9 месяцах лактации было отобрано молоко для определения пригодности его для приготовления сыра Исследования проводились в таборатории кафедры моточного и мясного скотоводства и кафедры технологии хранения и переработки продуктов животноводства РГАУ - МСХА имени К А Тимирязева по общепринятым методикам

Для обработки потученных данных применяли общепринятые статистические методы (Е К Меркурьева и др , 1977) и программу SAS (1986)

Изучение показателей молочной продуктивности (удой, % жира и белка, выход молочного жира

и белка) коров

Изучение показателей воспроизводства коров

Изучение показателей живой массы коров

Определение влияния генотипа по локусу генов каппа-казеина и пролактина на хозяйственно-полезные признаки

животных черно-пестрой и красно-пестрой пород

Определение

физико-химического состава и технологических свойств молока при

приготовлении сыра

Рис. 1 Схема исследований

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Оценка полиморфизма гена каппа-клзеина и гена пролактнна с помощью ДНК-диагностики

3.1.1. Полиморфизм животных по гену каппа-казспна

В данной рабо ге проведено исследование крупного рогатого скота черно-пестрой и красно-пестрой пород по выявлению в геноме аллельных вариантов А и В гена каппа-казеина, связанных с качеством мочока

С помошью ПЦР была проведена амплификация проб ДІЖ При ГГЦР происходит амплификация фрагмента ДНК, ограниченного с концов праймерами, которые отжигаются на противоположных цепях ДНК

После амплификации была проведена рестрикция Для рестрикционного анализа полученного фрагмента гена использовали "шдонуклєозу НіпЛІІ Эндонуклеаза НтіІІІІ расщепляет аллель В гена каппа-казеина на два фрагмента длиной 400 и 130 п н Характеристика фрагментов рестрикции Ніп-с1Ш аллельных вариантов гена каппа-казеина приведена в таблице I

Таблица 1

Характеристика фрагментов рестрикции гена каппа-казеина _

Генотип . , | Длина фрагментов рестрикции

і Амплификат (п н) 1 „ , , . I

каппа-казеина ^ НшаІГІ (пи)

I

АА 530 530

АВ 1 530 I 530,400,130,

ВВ | 5^0 400 ПО

В обеих исстедованных группах крупного рогатого скота найдены два алле тя гена каппа-казеина А и В Выявлено присутствие АА, АВ и ВВ генотипов каппа-казеина Типичная картина электрофоретического анализа рестрикционных фрагментов продуктов амплификации фрагмента гена каппа-казеина представлена на рис 2

Частоты встречаемости аллелей и генотипов каппа-казеина приведены в табчице 2 Распределение животных черно-пестрой породы по генотипам ток\са гена каппа-казеина в колхозе племзаводе им М Горького Московской области было следующим АА-50 гоюв, АВ-19 голов, ВВ-3 головы Частота встречаемости аллеля А составила 0,83, аллеля В 0,17

В племзаводе «Дружба» Павловского района Воронежской обчасти выявлено 49 коров с гомозиготным генотипом АА каппа-казеина (51%), 43 головы с гетерозиготным генотипом АВ (45%) и 4 головы с гомозиготным генотипом ВВ (4%)

АА АА АА ВВ АА АА М АА АА АА АА АА ВВ АВ АВ

Рис.2. Рестрикнионные фрагменты гена каппа-казеина.

Таблица 2

Полиморфизм крупного рогатого скота по локусу гена каппа-казеина

Частота Частота

Порода Генотип Число животных генотипа наблюдаемая, % генотипа, ожи-даемая, % Частота аллеля х2

Черно-пестрая АА АВ ВВ 50 19 3 69,44 26,39 4,17 68.89 28.22 2.89 А-0,83 В-0,17 0,7

Красно-пестрая АА АВ ВВ 49 43 4 51,04 44,79 4,17 53,29 39,42 7,29 А-0,73 В-0,27 2,16

Сопоставление полученных данных по черно-пестрой и красно-пестрой породам показало, что у обеих пород преобладает аллель А гена каппа-казеина, наибольшее количество животных в стаде имеет генотип АА. В стаде коров красно-пестрой породы животных с генотипом АА около половины (51%), в тоже время в стаде коров черно-пестрой породы таких животных почти 70%, т.е. на 20% больше. В исследованных стадах одинаковое количество гомозиготных животных с генотипом ВВ (4,17%). Существенные различия наблюдаются по долевому соотношению в стадах гетерозиготных особей. В стаде коров красно-пестрой породы животных с генотипом АВ почти на 20% больше (45%), чем среди коров черно-пестрой породы (26%).

3.1.2. Полиморфизм животных по гену пролактина Полиморфизм гена пролактина у черно-пестрой и красно-пестрой пород крупного рогатого скота исследовали с использованиеми метода ПЦР-ПДРФ.

После обработки рестриктазой Кяа! (табл 3) выявляются три генотипа животных по гену пролакгина генотипу АА соответствует продукт 156 п н, генотипу АВ - 156, 82 и 74 п н и і енотипу ВВ - 82 и 74 п к

Таблица З

Характеристика фрагментов рестрикции аллельных вариантов гена _ лролакиша__________

І _ ' Амплификат ' Длина фрагментов

Генотип і , . | о I / V

і I (п н) рестрикции Кзаі (п н) |

~АА * 156 } 156 і

I АВ | 156 І І56.82,74_]

¡ВВ Г 156 Г 82 74 _ ]

Типичная картина электрофореткческого анализа реетрикпионныч фрагментов проектов амплификации фрагмента гена протактинії представлена на рис »

АВ ВВ •ЧВ АЛ АВ АЛ АА АВ АВ

Г-»!? **» """" ■

1 - ■ ' «■•. -. . ДО ч\ ^

I

! Л- ¡1:

- --_».А ______- - - .. - -_„__

Рис ' Рестрикшюнные фрагменты гена пролаетина

По частотам А- и В-аллетей гена прочактина животные черно-пестрой и красно-пестрой породы различаются мало (табт 4) Преобладающим \ обеих пород скота является аллель Л гена протактина с частотен 0 71 0,7ч Частота аллетя В у коров черно-пестрой породы несколько выше и достигает 0 24 у коров красно-пестрой породы частота аллетя В составляет 0 21

Встречаются три генотипа гена протактина - АА, АВ н ВВ Почовина коров черно-пестрой породы имеет гомозиготный генотип АА (50°о) Среди коров красно-пестрой породы особей с генотипом АА на 10°« бочьше (60°о| Долевое соотношение животных несущих аллечь В в гетерозиготнои форме примерно одинаково 41 °<0 Имеются шачитечьные различия по

количественному соотношению гомозиготных особей с генотипом ВВ. Среди

коров черно-пестрой породы 8,7% имеют генотип пролакгина ВВ. В тоже время из 96 исследованных коров красно-пестрой породы лишь 1 голова имела генотип ВВ по гену пролакгина.

Таблица 4

Полиморфизм крупного рогатого скота черно-пестрой и красно-пестрой пород по локусу гена пролакгина

Частота гено- Частота генотипа, ожидаемая, %

Порода Генотип п типа наблюдаемая % Частота аллеля х2

Черно-пестрая АА АВ ВВ 23 19 4 50,00 41,30 8,70 49,91 41,48 8,61 А-0,71 В-0,29 0,002

Красно-пестрая АА АВ ВВ 58 37 1 59,79 39,18 1,03 63,01 32,74 4,25 А-0,79 В-0,21 0,142

Более редкая встречаемость генотипа ВВ гена пролакгина у красно-пестрой породы может быть обусловлена особенностями селекции или использованием быков-производителей, гомозиготных по А-аллелю гена пролакгина.

Наблюдаемое распределение частот генотипов в исследованных выборках для локуса пролакгина соответствует теоретически ожидаемому равновесному распределению Харди-Вайнберга, хотя следует отметить крайне низкий уровень гомозигот ВВ по этому маркеру у красно-пестрой породы.

Таким образом, существуют внутри- и межпородные различия по частоте встречаемости полиморфных вариантов аллелей и генотипов по локусу гена пролактина. При этом внутрипородные различия, по-видимому, более выражены, чем межпородные.

3.2 Влияние генотипа каппа-казеина на молочную продуктивность

коров

Следующим этапом работы явилось изучение уровня проявления признаков молочной продуктивности (% жира, % белка, выход жира, выход белка и удой, кг) коров в зависимости от генотипа каппа-казеина.

Результаты ежемесячных исследований показателей молочной продуктивности коров черно-пестрой породы опытных групп приведены в таблице 5

Уровень удоя за лактацию был выше в опытной группе первотелок с ВВ генотипом каппа-казеина по сравнению со сверстницами с генотипом АВ на 173 кг, но ниже на 192 кг, чем у первотелок с генотипом АА каппа-казеина Содержание жира в молоке выше у животных с генотипом ВВ каппа-казеина, чем V первотелок с АА и АВ генотипами каппа-казеина, на 0,11 °о и 0 06 % соответственно

Таблица 5

Моточная продуктивность коров-первотеток черно-пестрой породы с различными генотипами каппа казеина

Показатели

Генотип , П і Удой ,кг 1 Жир,°о 1 Белок, 0 о 1 Жир, кг Ьелок кг |

' АА 1 :з 727&е43 1 4 ;о±ооі | 3 13^0 004 1 да;-! 7 227*19 1

і АВ ' 10 6Ч1ІІІ10 | 4 2^*0 02 ■ 3 12±0 00Ч | 293 3 9 :і^з і

| ВВ 1 І 7084а=49ь | 4 31=0 11 3 17+0 0* 304±19 3 224*14 8 .

ВВ к АА \ -102 <-0 11 04 -1 -3 1

ВВ к АВ | -173 1 Ю06 1 НКЧ 1 -11 1

Выход молочного жира у животных с генотипом ВВ составил 304 кг что превышает аналогичный показатель у первотелок с гетерозиготным генотипом АВ на 11 кг

У животных с генотипом ВВ содержание белка в молоке составило 3,17%, что выше на 0,04 %, чем V животных с генотипом А А и выше, чем у первотелок с генотипом АВ на 0,05 % Выход молочного белка был выше V животных с генотипом ВВ на 9 кг, чем у коров с генотипом АВ. но на * кг ниже, чем V коров с генотипом АА

Таким образом, исследование показателей моточной продуктивности коров-первотелок черно-пестрой породы показало что животные с генотипом ВВ гена каппа-казеина имеют более высокое содержание жира и белка в молоке по сравнению со сверстницами с генотипом АА, но vcтyпaют им по удою

На основании исследований генотипов высокопродуктивных коров красно-пестрой породы методом ДНК-диагностики животные были разбиты на три группы в соответствии с генотипами каппа-казеина - АА, АВ и ВВ Был проведен анализ показателей молочной продуктивности по данным зоотехнического учета

При расчете средних показателей молочной продуктивности были учтены влияние года и номера лактации путем использования программы статистической компьютерной обработки данных SAS Полученные результаты приведены в таблице 6

Из таблицы следует, что v коров красно-пестрой породы с генотипом ВВ средний удои за 305 дней лактации был ниже на 204 кг, чем удой коров с генотипом АА (р<0 05), и на 111 кг меньше, чем удой коров с генотипом АВ Необходимо отметить что малое число наблюдений показателей коров с генотипом ВВ позволяет детать лишь предварительные заключения Удой коров с генотипом АВ в среднем был на 93 кг ниже чем удой коров с генотипом АА

По содержанию жира в молоке коровы с генотипом ВВ немного превосходили коров с генотипом АА (на 0,04%) и коров с генотипом АВ (на 0 03%) По выходу молочного жира все группы животных име*ш приблизительно одинаковые показатели (221 -226 кг)

Таблица 6

Влияние генотипа каппа-казеина на показатели молочной продуктивности коров красно-пестрой породы в среднем по всем лактациям

Генотип

Показатели

Удой, кг

I АА I \В , ВВ ВВ к ЛА ВВ к АВ

*Р'0 0<

4ь 40 3

I

6047*4:18 <954*1< S843-S3 204 111

Жир, %

3 7^0 004 3 76-tO 004 3 74*0 02 -0 04 »0 03

Белок, % I Жир, кг і Беток, кг

3 26аю 003 3 2б±0 003 і о;

4)09 *0 09

22ьм> 7 223±0 6 221ІЗ 3 S

197±0 8 |94±0 1%+4 <

- I

7 i

Средняя процент белка в молоке коров с генотипом ВВ был больше на 0 09% чем у коров с генотипами АА и АВ Благодаря »тому, несмотря на разницу в удое, от коров с генотипом АА, АВ и ВВ было подучено примерно одинаковое количество кг молочного белка (194 - 197 кг)

3 3 Влияние генотипа пролактнна на молочную продуктивность коров На основании данных ДНК-диагностики генотипов животных по лок\су гена пролактина были сформированы три опытных группы коров-первотелок с генотипами АА, Л В и ВВ Показатели молочной продуктивности коров с различными генотипами пролактина приведены в таблице 7

В исследованных группах коров наиболее высокий уровень удоя отмечался в группе животных с генотипом АВ (7512 кг молока), что на 761 кг молока выше, чем в группе коров с генотипом ВВ. Удой коров с генотипом АА был на 356 кг молока ниже, чем у коров с генотипом АВ.

На фоне более низкого удоя содержание жира в молоке коров с генотипом ВВ было наиболее высоким и составило 4,38%, что на 0,22% выше, чем у сверстниц с генотипом АВ и на 0,19% выше, чем у коров с генотипом АА. Выход жира был наибольшим у коров с генотипом АВ и достиг 311 кг, что на 11 кг больше, чем у коров с генотипом АА и на 16 кг больше, чем у коров с генотипом ВВ.

Животные, несущие генотип АА пролактина, имели больший процент белка в молоке - 3,17%, что на 0,05% больше, чем у животных с генотипом АВ и на 0,1% больше, чем у животных с генотипом ВВ. Наибольший выход молочного белка за 305 дней лактации отмечен у животных с генотипом АВ пролактина (233 кг), что выше, чем у коров с генотипом АА на 7 кг, и выше, чем у коров с генотипом ВВ на 27 кг.

Таблица 7

Показатели молочной продуктивности у коров черно-пестрой породы с различными генотипами пролактина

Генотип П Показатели

Удой, кг Жир, % Белок, % Жир, КГ Белок, кг

АА 8 7156±140,5 4,19±0,07 3,17±0,03 299,65±5,4 226±4,3

АВ 8 7512±145,б 4,16±0,07 3,12±0,03 311,00±5,5 233±4,5

ВВ 3 6751±401,4 4,38±0,11 3,07±0,04 295,27±14,6 206±11,6

АА-АВ -356 +0,03 +0,05 -11 -7

АА-ВВ +405 -0,19 +0,10 +4 +20

АВ-ВВ +761 -0.22 +0,05 +16 +27

Таким образом, у коров-первотелок черно-пестрой породы с различными генотипами пролактина наблюдались различия по показателям молочной продуктивности. Животные с гетерозиготным генотипом АВ имели наиболее высокие показатели удоя, выхода молочного жира и белка. Коровы с генотипом ВВ отличались сравнительно низким уровнем удоя и высоким содержанием жира в молоке (4,38%) при низком содержании белка (3,07%). Первотелки с генотипом АА имели промежуточный уровень удоя при более высоком содержании белка в молоке (3,17%) по сравнению с животными других генотипов.

Согласно данным мочекулярно-генетического анализа генотипов по локусу гена пролактина высокопродуктивные коровы красно-пестрой породы были разделены нами на три группы с генотипами АА АВ и ВВ Был проведен анализ показателей молочной продуктивности животных по данным зоотехнического учета с помощью компьютерной программы статистической обработки данных SAS Средние показатели молочной продуктивности коров красно-пестрой породы с различными генотипами пролактина приведены в табчице 8

Анализ полученных данных показал, что гетерозиготные по гену пролактина коровы имели наименьший удой, который составил 6249 кг молока, что на 441 кг ниже, чем >дой коров с генотипом АА Содержание жира и бетка в молоке коров с генотипом АВ было наибочее высоким и достигло 3,78°о и \29% соответственно От коров с генотипом АВ бьпо получено наименьшее количество молочного жира (236 кг) От коров с генотипом АА надоено ia дней іактаиии 6690 кг молока и содержание жира в молоке было меньше на 0 07" о чем v коров с генотипом АВ От коров с генотипом АА было получено на 11 кг больше молочного жира и на 13 кг больше молочного бечка, чем от коров с генотипом АВ

Таблица 8

Молочная продуктивность коров красно-пестрой породы с различными генотипами пролактина

Генотип

I

*Р-"0 05, **Р<0 01

В исследованном стаде генотип пролактина ВВ оказался очень редким Была выявлена только одна корова с генотипом пролактина ВВ Она имела наивысшую продуктивность 7414 кг молока при сравнительно низком содержании бетка 3,250/о и жира 3,63% Выход молочного жира v коровы с генотипом ВВ был наибольшим и достиг 266 кг, что на 14 кг больше, чем V

выходу белка за лактацию корова с генотипом ВВ превосходила животных с генотипом АА на 22 кг, а коров с генотипом АВ на 34 кг молочного белка.

3.4. Влияние комплексного генотипа по генам каппа-казеина и пролактина на молочную продуктивность коровы красно-пестрой породы У коров красно-пестрой породы наблюдали 5 комплексных генотипов (Таб. У'). Более распространенными генотипами оказались АА/АА. Коровы с генотипом АА/АА имели превосходство по удою и количеству жира и белка в молоке. Наименьшие удои имели коровы с генотипом ВВ/АВ. Генотип АА/АВ превосходил другие генотипы по содержанию жира (%) в молоке.

Таблица $■

Влияние генотип каппа-казеин и пролакгин на молочного

Генотип Показатели

и Удой, кг Жир, % Белок, %

АА/АА 31 6633,90*±46,60 3,67±0,01 3,30±0,01

АА/АВ 11 5733,79*129,19 3,87**±0,02 3,31±0,04

АВ/АА 20 6037,80*71,06 3,66±0,01 3,32±0,02

АВ/АВ 14 5652,53±101,55 3,72±0,01 3,34±0,02

ВВ/АВ 3 5067,33±474,24 3,83±0,06 3,24±0,02

*Р<0.05, **Р<0.01

3.5 Технологические свойства молока коров с различными генотипами

каппа-казеина

С целью изучения технологических свойств молока проведены опыты по производству сыра из молока коров черно-пестрой породы с разными генотипами каппа-казеина. На основании данных ДНК-диагностики было сформировано три опытных группы, с генотипами по каппа-казеину АА (п=13), АВ (п=7) и ВВ (п=2). Из молока коров каждой подопытной группы на 3-4 ,5-6 и 8-9 месяце лактации был изготовлен сыр.

Для характеристики пригодности молока для изготовления сыра нами были изучены кислотность, плотность, содержание жира, белка, сухих веществ, сычужная проба в сборных пробах молока коров-первотелок с различными генотипами по каппа-казеину. Полученные результаты приведены в таблице №

Из результатов, приведенных в таблице, следует, что молоко коров-первотелок всех генотипов оказалось пригодным для изготовления сыров. В молоке коров с генотипом АА среднее содержание жира составляло 3,43 %, что было выше, чем в молоке коров с генотипом АВ, на 0,06 % и выше, чем в молоке коров с генотипом ВВ, на 0,33 %. По содержанию белка в молоке более

низкий уровень имели коровы с генотипом АА Содержание белка в молоке коров этой группы составило 3,13 %, что было меньше, чем в мочоке коров с генотипом АВ и ВВ, на 0 04° о

Таблица\?

Характеристика пригодности молока коров-первотелок с различными

_ _ генотипами каппа-казеина для изготовления сыра_

¡_ _ Генотипы каппа-казеина_ ]

АА (п=13)

Показатели

| Беток, °о ' Жир, %

Плотность, г'см1 I Кистотность, °Т Лактоза, % I СОМО, 0/о

I Соматические клетки тыс см

3,13-0,01 3,43-^0,08 1,029^0 007 18,50±0,09 4 60і 0,006 8,58^0,0,07 28б±8 51

АВ (п 7) 3,17 0,03

3 37*0,04 1,030^0,005 17,33*0,25

4 60-0,007 8 70-с0 06

357 67--14 36

ВВ (п-2) 3,17л0 04 3,10і0 48 I 1,029*0,004 17,86±0,40 I 4,61-009 8,74 -0 01 221.71±21,28 |

Месяц лактации

Рис 4 Влияние генотипа каппа-казеина на время свертывания молока

В молоке коров-первотеток с гомозиготным генотипом каппа-казеина ЛА наблюдался ботее высокий показатель кислотности (18 50) Второе место по данному показателю занимали животные с генотипом ВВ (17,86) и соответственно последние место было V животных с генотипом АВ (17,33)

При наличии в молоке аллечьного варианта В каппа-казеина время образования сг\стка при производстве сыра укорачивается Результаты исслелования во всех опытах, представленные на ристаке 4, показали, что время свертывания молока коров с генотипом ВВ на 3-4, ">-6 и 8-9 месяце зактании было меньше, чем время свертывания молока коров с генотипом АА, соответственно на 38% 18%, 14% Время свертывания молока коров с

генотипом АВ на 3-4 и 5-6 месяце лактации имело промежуточное значение, а на 8-9 месяце лактации было на 43% короче, чем время свертывания молока коров с генотипом АА.

По показателям плотности молока и содержанию лактозы у коров с разными генотипами каппа-казеина различий не выявлено.

Результаты оценки качества сыра, выработанного из молока исследуемых коров-первотелок, приведены в таблице И.

Содержание белка в сыре, приготовленном из молока коров с генотипом ВВ, составляло 19,47 %, что выше по сравнению с генотипами АВ и АА соответственно на 0,97 - 2,09 %. Наибольшее содержание жира в сыре было отмечено у коров с генотипом АВ и составляло 20,31% (р<0.05). Содержание сухого вещества в сыре, приготовленном из молока коров с генотипом АА, было выше по сравнению с генотипами АВ и ВВ соответственно на 1,28 -1,42%.

Уровень кислотности был выше у сыра, приготовленного из молока животных, имеющих АА генотип каппа-казеина (81,46, р<0.05).

Таблица II

Показатели качества сыра из молока коров с различными генотипами каппа-казеина

Показатели Генотипы каппа-казеина

АА АВ ВВ

Белок, % Жир, % Сухое вещество, % Кислотность, °Т 18,50±0,53 19,23±0,11 44,10±0,б2 81,46* ±0,98 17,38±0,53 20,31*±0,11 42,82±0,62 80,26±0,98 19,47±0,85 18,53±0,18 42,68±1,01 74,20±1,58

*Р<0.05

Нами был проанализирован состав сыворотки при приготовлении сыра из молока коров с разными генотипами каппа-казеина (таблица 12).

Таблица 1 £-

Физико-химический состав сыворотки при приготовлении сыра

Показатели Генотипы каппа-казеина

АА АВ ВВ

Белок, % 0,79±0,02 0,71±0,02 0,71 ±0,03

Жир, % 0,75±0,04 0,57±0,04 0,53±0,06

Лактоза, % 3,29±0,52 3,13±0,54 3,30±0,67

Сухое вещество, % 6,36±0,41 7,94±0,52 6,17±0,67

Кислотность, °Т 17,34±0,98 15,9б±0,89 15,26±1,59

Зола, % 1,46±0,15 0,54±0,12 1,69 ±0,16

При переработке молока на сыр выгодно иметь не только бопее короткое время денатурации, более плотный сгусток с меньшими порами, но и бо'іее низкие потери белка На основании полученных данных (табчица 13) можно заключить, что наилучшее использование бетка наблюдается при приготовлении сыра из молока коров с генотипом ВВ 84,51° о в го время как при изготовлении сыра из молока животных, имеющих генотипы АВ и АА, оно было значительно ниже 68,80 и 72,75 % соответственно

Превосходство по использованию жира при приготовлении сыра из молока животных с генотипом ВВ составляло по сравнению с генотипом АВ 2,98 % и по сравнению с генотипом АА 16,99 % (таблица 13)

Выход сыра из молока коров с генотипом ВВ достиг 13,76°о что было выше по сравнению с генотипом АА на 2,12%

Таблица 13

Испотьзование бетка и жира при приготовлении сыра

_ (средние показатети по трем опытам)_

„ Генотипы каппа-казеина

I Показатели |—— - - —-■___

_ _ А А А В ВВ

Выход сыра, % 11,64±0,48 | 13 27^0 34 | 13 76^0,34 ,

■ Использование бе іка °о I 68 80±1,94 | 72,75±4 45 | 84 51-1,11 !

' Использование жира % I 65.26*4 09 1 79.27*4 28 _[ 82 25*6.11

Нами были изучены органолептические свойства (внешний вид, вкус и запах, консистенция цвет рисунок) сыра, полученного из молока коров-первотеток с различными аллельными вариантами гена каппа-казеина Данные изучения органотептических свойств сыра приведены в таблице

Реіуіьгатьг исследований показали, «по внешний вид вкус и шпах, консистенция, цвет, рисунок сыра, по г/ченного из мотока исследуемых групп коров-первотелок, имети различия

Ботее выраженным сырным вкусом и запахом обладал сыр, почученный из мо шка коров с генотипом АВ и ВВ Сыр изготовленный, из мо юка коров с генотипом АА оттичался слабо выраженным сырным вкусом и шпахом Наиболее оптимальную консистенцию имел сыр, полученный из молока коров, несущих В аллель каппа-казеина Лучшим внешним видом и рисунком, присушим для данных видов сыров, обладал сыр, приготовленный из молока коров с генотипом АВ Оптимальной цвет был V сыра, изготовленного из сборного молока группы исследуемых животных с генотипом В В

Таблица

Влияние генотипа капа-казеина на органолептические показатели сыра

Показатели Генотипы каппа-казеина

АА АВ ВВ

Вкус и запах 4,20*0,03 4,32±0,03 4,30*0,05

Консистенция 4,30±0,03 4,43*0,03 4,42±0,04

Цвет 4,48*0,24 4,59*0,28 4,66*±0,03

Рисунок 4,37*0,03 4,58**0,03 4,44±0,04

Внешний вид 4,49*0,03 4,62*0,03 4,43*0,04

Итого, балл 21,83*0,10 22,54**0,10 22,25*0,16

*Р<0.05

В целом, по данным органолептической оценки, сыр, полученный из молока коров с генотипом АВ, был наилучшими (р<0.05), второе место было присуждено сыру, приготовленному из молока коров с генотипом ВВ, а сыр из молока коров с генотипом АА, получил наименьшую суммарную балльную оценку.

3.6. Воспроизводительная способность коров и живя масса телок с разными генотипами каппа-казеина и пролактина.

Проведенный анализ воспроизводительной способности коров черно-пестрой и красно-пестрой пород с разными генотипами по гену каппа-казеина и пролактина показал отсутствие влияния генотипа каппа-казеина и пролактина на показатели воспроизводительной способности коров, а также на интенсивность выбытия животных из стада по причинам нарушения воспроизводительных функций.

Проведенные исследования также показали, что у телок красно-пестрой и черно-пестрой пород с генотипом ВВ были более высокие показатели живой массы по сравнению с животными других опытных групп, но это разница была статистически не достоверна.

Выводы

1 Методом ДНК-диагностики в популяции животных черно-пестрой и красно-пестрой пород выявлено три генотипа по локусу гена каппа-казеина АА, АВ и ВВ У коров черно-пестрой породы частота наиболее распространенного гомозиготного генотипа АА достигает 69,44% частота генотипа АВ составляет 26,19%, генотипа ВВ 4,17% Частота аллеля А-0,83, аллеля В-0,17 У коров красно-пестрой породы частота встречаемости генотипа АА составила 51,04 %, гетерозиготного генотипа АВ 44,79 %, гомозиготного генотипа ВВ - 4,17 % частота аллеля А составила 0,73 аллеля В 0 27

2 Методом ДНК-диагностики в популяции животных черно-пестрой и красно-пестрой пород выявлено три генотипа по локусу гена пролактина АА, АВ и ВВ У коров черно-пестрой породы частота наиболее распространенного гомозиготного генотипа Л Л достигает 50° о частота генотипа АВ составляет 41,30%, генотипа ВВ 8,70% Частота аллеля А-0,71, аллеля В-0,29 У коров красно-пестрой породы частота встречаемости генотипа АА составила 59,79 % гетерозиготного генотипа АВ 39 18% гомозиготного генотипа ВВ I (Л % частота аллеля А составила 0,79, аллеля В 0,21

3 Уровень удоч за такгацию был выше в опытной группе коров черно-пестрой породы с ВВ генотипом каппа-казеина по сравнению со сверстницами с генотипом АВ на 173 кг, но ниже на 192 кг, чем у коров с генотипами АА каппа-казеина V коров красно-пестрой породы с іенотипом ВВ удой был ниже на 204 кг, чем у коров с генотипом АА (р-0,05) и на 111 кг меньше, чем у коров с генотипом АВ

4 Наибо гее высокая мо ючная продуктивность за *05 дней наблюдалась V коров черно-пестрой породы с генотипом АВ пролактина (7512 кг), что на 356 кг больше, чем у коров с генотипом АА (7156 кг), и на 761 кг больше, чем у коров с генотипом ВВ (6751 кг) У красно-пестрой породы наиболее высокая молочная продуктивность за 305 дней наблюдалась с генотипом АА пролактина (6690 кг), что на 441 кг больше чем у коров с генотипом АВ (6249 кг) (Р^0 01)

^ Содержание жира в молоке выше у коров черно-пестрой породы с генотипом ВВ каппа-казеина чем у коров с АА и АВ генотипами каппа-казеина. на 0,11 % и 0 06 "о сооїветственно По содержанию жира в молоке все группы животных красно-пестрой породы имели приблизительно одинаковый ре ¡утьтат

6 Коровы черно-пестрой породы, имеющие генотипа ВВ гена протактина имели более высокое среднее содержание жира в молоке (4,3 8%), чем животные с генотипом АА ( 4,19%) и АВ (4,16%)(Р<0 01) У красно-пестрой породы по содержанию жира в молоке коровы, имеющие генотип АВ

пролактина, имели больше показатели (3,78%), чем с АА генотипом пролактина, на 0,07 % и 0,15 %, соответственно.

7. Коровы черно-пестрой породы с генотипом ВВ каппа-казеина имели более высокий уровень содержания белка в молоке (3,17%) по сравнению с животными, имеющими генотип АА (3,13%) и АВ (3,12%). Средний процент белка в молоке коров красно-пестрой породы с генотипом ВВ (3,35%) был больше, чем у коров с генотипами АА (3,26%) и АВ (3,26%).

8. Коровы черно-пестрой породы с генотипом АА пролактина имели наиболее высокий уровень содержания белка в молоке (3,17%), чем АВ (3,12%) и ВВ (3,07%) генотипы. Коровы красно-пестрой породы, имеющие АВ генотип пролактина, показали более высокое среднее содержание белка в молоке (3,29%), чем животные с генотипами АА (3,28%, Р<0.05)

9. Генотип животных по локусу гена каппа-казеина влияет на технологические свойства молока. Молоко коров с генотипом ВВ имело наименьшее время свертывания. При приготовлении сыра из молока коров с генотипом ВВ каппа-казеина отмечается более высокая степень использования молочного белка и жира (на 15,71% и 16,99% выше), чем у коров с генотипом АА. Выход сыра из молока коров с генотипом ВВ являлся наибольшим и составлял 13,76%, что на 2,12% и 0,49% больше, чем у АА и АВ генотипов. По данным органолептической оценки сыр, полученный из молока коров с генотипом АВ, был наилучшим.

10. Изучение воспроизводительных качеств коров черно-пестрой и красно-пестрой пород с разными генотипами каппа-казеина и пролактина по продолжительности сервис-периода и межотельного периода не выявили достоверных различий между опытными группами животных. Генотип коров не оказал влияния на причины выбытия животных из стада.

Практические предложения

Для объективной оценки генетической ситуации в стаде, популяции, породе использовать молекулярно-генетические маркеры, выявляемые методами ДНК-диагностики. Для ускорения создания стад крупного рогатого скота с высокими технологическими качествами молока рекомендуется осуществление подбора родительских пар с учетом желательных для селекции генотипов каппа-казсина (АВ, ВВ).

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Алипанах М. Генотипирование популяции крупного рогатого скота черно-пестрой породы по локусу гена каппа-казеина // Материалы научной конференции молодых ученых и специалистов МСХА. 2004. С.245-247.

2 Алипанах М Дифференциация крупного рогатого скопа по локусу гена каппа-казеина // Материалы научной конференции молодых ученых и специалистов МСХА 2005.

3 Алипанах М, Калашникова Л А., Медведев ЮБ, Родионов Г.В Генотипирование популяции крупного рогатого скота черно-пестрой породы по локусу гена каппа-казеина И Материалы 4-ой Международной научной конференции «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных», ВИЖ, Дубровицы. 2004. С 34-36

4 Алипанах М, Родионов ГЗ , Калашникова JLA Влияние гена каппа-казеина на признаки продуктивности черно-пестрой породы Материалы международной научно-практической конференции «Прошлое, настоящее и будущее зоотехнической науки», Дубровицы 2004 С 147.

5. Алипанах М., Родионов Г. В , Калашникова Л. А .Медведев Ю Б, Влияние полиморфизма гена каппа-казеина на признаки продуктивности коров красно-пестрой породы // Аттериалы международной научно-практической конференции, Минск Белоруссия 2005. С.68-69.

6 Алипанах М, Родионов TJB Молочная продуктивность коров-первотелок черно-пестрой породы в связи с генотипом каппа-казеина // Сборник материалов международной научно-практической конференции «Наука-сельскохозяйственному производству и образованию», Смоленск. 2004 С 4143

7 Алипанах М., Калашникова Л А., Родионов Г В Взаимосвязь системы каппа-казеина с молочной продуктивностью коров // Bulletin of State Agrarian University of Armenian 2006 № 5

8 Алипанах M, Калашникова Л А, Родионов Г.В Частота встречаемости гена каппа-казеина у крупного рогатого скота // Iranian Journal of Biotechnology. 2006. V. 3

9 Алипанах M, Калашникова Л.А, Родионов Г.В, Медведев У-Б Генетические полиморфизмы локуса гена каппа-казеина у крупного рогатого скота // Материале 13-ой конференции иранских исследователях. Лидез университет 2005 С 112

10 Алипанах М, Калашникова Л.А, Родионов Г.В, Медведев У Б Полиморфизм гена каппа-казеина у черно-пестрой и красно-пестрой пород // Материалы 13-ой международной конференции иранской биотехнологии. Керман. 2005 С 90

11 Алипанах М., Родионов Г.В , Калашникова Л.А. Изучение влияний каппа-казеина в скотоводстве // Материалы международной конференции биотехнологии Гавана 2005 С. 65

Объем 1,25 печ ч

Зак 371

Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА им К А Тимирязева 127550, Москва ул Тимирязевская, 44

Тираж 100 экз