Использование генной технологии для разводения пород крупного рогатого скота в предгорной зоне Северного Кавказа

Дохова, Залина Лостанбековна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Использование генной технологии для разводения пород крупного рогатого скота в предгорной зоне Северного Кавказа
ВАК РФ 06.02.07, Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Использование генной технологии для разводения пород крупного рогатого скота в предгорной зоне Северного Кавказа"

на правах рукописи

ДОХОВА Залина Лостанбековна

Использование генной технологии для характеристики разводимых пород крупного рогатого скота в предгорной зоне Северного Кавказа

06.02.07 - разведение, селекция, генетика

сельскохозяйственных животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

6 ИЮН ¿013

Москва - 2013

005061¿эо

005061253

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов Российской академии менеджмента в животноводстве

Официальные оппоненты:

Скрипниченко Георгий Григорьевич

доктор биологических наук, профессор кафедры генетики и разведения животных ФГБОУ ВПО МГАВМиБ имени К.И. Скрябина

Лозовая Галина Степановна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник

лаборатории разведения красно-пестрой породы скота ФГБНУ ВНИИплем МСХ РФ

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова» (ФГБОУ ВПО КБГАУ).

Защита диссертации состоится " 2013 г. в " часов на

заседании диссертационного совета Д 220.042.03 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» по адресу:

109472, Москва, ул. Академика Скрябина. Тел.: 8(495) - 377 - 49 - 39; Факс: 8(495) 377 - 49 - 39. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина».

(ФГБОУ РАМЖ)

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Марзанов Нурбий Сафарбиевич

Автореферат разослан

^¿¿2^2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Наталья Николаевна

Шумилина

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Исходя из фундаментальной идеи французского историка XX века Фернана Броделя о существовании «островов цивилизаций, окруженных сушей» (Бродель Ф., 2002; Агрба Б.С., Хотко С.Х., 2004), животноводство России рассматривается как крупная социально-биологическая структура, состоящая из разных историко-культурных самобытностей. В научной практике подобная попытка еще никем не предпринималась, хотя в специальной литературе немало материалов об особенностях животноводства разных регионов Российской Федерации [Марзанов Н.С.,2010].

Что понимается под «островами цивилизаций, окруженных сушей»? Исторический аспект хорошо видимых неповторимых своеобразий, свой, ни с чем несравнимый региональный аромат, в высшей степени самобытный. Это касается элементов не только животноводства, но и всей сельскохозяйственной отрасли. Такими островами на территории Российской Федерации являются Северный Кавказ, Верхне-Волжский район, Забайкалье, Тундровая зона, Республика Тыва, Республика Саха-Якутия, Алтай.

В условиях разведения животных бурой швицкой породы, к которым относится Северный Кавказ и в частности Кабардино-Балкарская Республика (КБР), в силу исторических обстоятельств, сложившихся в данном регионе, желательным является молочно-мясной тип крупного рогатого скота с высокими сыродельческими свойствами молока. Учитывая, что у кавказских народов накоплен огромный опыт по использованию молока в своей жизнедеятельности, считаем необходимым провести оценку влияния генетики животных на такой важный продукт, как адыгейский сыр.

Генетическое маркирование дает возможность сравнивать популяции по уровню биоразнообразия, проводить мониторинг генофонда породы, анализировать степень внутренней их дифференциации, оценивать линии и семейства, прогнозировать эффективность племенной работы, успешно применять в виде метчиков качественных и количественных признаков, судить о формообразовательных процессах, происходящих в организме животных. В молочном скотоводстве все большее значение приобретает генетическая оценка особей, типов и пород с использованием различных маркеров, включая полиморфные системы белков, группы крови и последовательности ДНК, оценка их связи с различными типами молочной продукции (Машуров A.M., 1980; Амерханов Х.А., Марзанов Н.С., 1999; Амбросьева Е.Д., 2005; Марзанов Н.С. и др., 2003, 2004, 2006, 2010; Хаертдинов P.A. и др., 2009; Калашникова JL, 2010).

Цель и задачи исследований. Целью работы явилась оценка семени племенных быков, принадлежащих ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям, по двум наследственным заболеваниям (BLAD, CVM) и каппа-казеину. Характеристика коров бурой швицкой породы племрепродуктора СХПК «Верхнемалкинский» КБР по трем типам генетических маркеров (группы крови, полиморфные белки и ДНК

последовательности) и их связь с технологическими свойствами молока. В связи с этим решали следующие задачи:

1. Дать характеристику племенным быкам ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям, на основе результатов анализа носительства мутантных BL и CV аллелей, вариантов каппа-казеина с учетом породы и генеалогического корня.

2. Изучить генофонд бурого швицкого скота СХПК «Верхнемалкинский» по трем типам генетических маркеров: группам крови, полиморфным белкам и каппа-казеину.

3. Дать иммунологическую и генетическую характеристику исследованной популяции коров бурой швицкой породы по ЕАВ локусу групп крови.

4. Провести анализ полиморфных систем белков крови (гемоглобин, трансферрин, альбумин, преальбумин) у коров бурой швицкой породы.

5. Изучить генетическую структуру у коров бурой швицкой породы по локусу каппа-казеина, гормона роста и пролактина.

6. Дать характеристику молочной продуктивности коров СХПК «Верхнемалкинский» с учетом генотипа по каппа-казеину.

7. Изготовить и провести оценку качества адыгейского сыра из молока коров бурой швицкой породы с учетом генотипа по каппа-казеину.

Научная новизна. Впервые на основе популяционно-генетического анализа по 10 системам групп крови определена частота встречаемости антигенов, аллелей и генотипов у коров бурой швицкой породы. Показано у животных наличие аллелей костромской и кавказской бурой пород. Проведен генетический анализ по четырем полиморфным локусам белков: гемоглобину (HB), трансферрину (TF), альбумину (ALB), преальбумину (PRE). Предложена классификация аллелей в полиморфных локусах маркирующих систем. По коэффициенту эксцесса установлен высокий уровень гетерозиготности у коров бурой швицкой породы. Установлено, что генетические системы трех типов (группы крови, полиморфные белки и ДНК маркеры) являются эффективным инструментом для популяционно-генетической характеристики бурой швицкой породы, разводимой в условиях КБР.

Теоретическая и практическая значимость работы. Впервые получены данные для характеристики аллелофонда животных бурой швицкой породы. Показана встречаемость аллелей трех типов маркирующих систем у пород быков и коров бурой швицкой породы. У исследованных животных отсутствовал k-CNe аллель, ответственный за ухудшение технологических свойств молока. Более качественное молоко по всем показателям было получено от коров, имеющих CNBB генотип.

В адыгейском сыре, полученном из молока коров с генотипом CNBB, меньше содержится влаги (53,4%), чем в молоке от коров с генотипом CN^ (54,4%) и CN^ (56,2%), соответственно в их молоке больше сухого вещества. Процент жира (21,4%) и сухого вещества (46,0%) в натуральном

сыре был также выше в молоке коров с CNBB генотипом. У исследованных быков голштинской породы по двум наследственным заболеваниям выявлен один носитель с BL мутацией. У всех исследованных животных отсутствовал рецессивный CV аллель. Отсутствуют ассоциации между генотипами по каппа-казеину и уровнем гомозиготности других маркирующих систем; между уровнем гомозиготности групп крови, полиморфных локусов, пролактина и гормона роста и продуктивными признаками. Это говорит о том, что на формирование качества сыра влияет структура В варианта белка каппа-казеина и связанных с ней систем в молоке.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на ученых советах ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии и ФГБОУ РАМЖ (20092012). Часть материалов диссертации были представлены в научных трудах ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии: «Научные основы ведения животноводства» (Дубровицы, 2009); в материалах Всероссийской научно-практической конференции на тему: «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России» (Саранск, 2010); в трудах научно-практической конференции «Практическое использование современных научных разработок в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота» (Быково, 2011); в материалах международной научно-практической конференции на тему: «Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения» (Быково, 2012).

Публикации. По теме диссертации издано 7 научных работ, из них две в рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ журналах (Доклады РАСХН, 2011. №3; Проблемы биологии продуктивных животных, 2011. №4).

Основные положения, выносимые на защиту:

- характеристика семени племенных быков по трем типам генетических маркеров и носительства мутантных BL и CV аллелей;

- оценка аллелофонда у коров бурой швицкой породы по группам крови, полиморфным локусам и ДНК-маркерам;

- оценка продуктивности и качества молока и адыгейского сыра, полученного от коров с различными генотипами по каппа-казеину.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических предложений, библиографии. Материал изложен на 111 страницах компьютерного текста, содержит 17 таблиц, 5 рисунков и одно фото. Библиография включает 135 источников, в том числе 42 - на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили с 2008 по 2012 гг. в двух хозяйствах: ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям и СХПК «Верхнемалкинский» КБР. Всего было исследовано 236 животных, из них 26 племенных быков трех пород (голштинская, бурая швицкая, красная степная) и 210 коров бурой швицкой породы. Работу проводили на

основании общей схемы исследований, представленной на рисунке 1. Полученные данные по племенным быкам из КБР сравнивали с результатами исследований других племобъединений: ОАО "Тамбовплем"; ОАО «ГЦВ СЖ»; ОАО "Кировплем".

Материалом для исследований служили образцы семени быков трех пород ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям, а также цельная кровь и молоко лактирующих коров из СХПК «Верхнемалкинский». Кровь брали из яремной вены вместе с ветеринарными специалистами хозяйства. Для получения сывороток, а также изготовления суспензий эритроцитов, кровь отбирали в пробирки с консервантом в соотношении 4:1. После взятия крови производили отделение сыворотки с последующим ее замораживанием в морозильной камере при -20°С до проведения исследований. Характеристику генофонда у коров бурой швицкой породы племрепродуктора «Верхнемалкинский» КБР проводили по 10 системам группам крови (Сороковой П.Ф., 1974).

Образцы молока отбирали во время контрольных доек. Консервацию молока проводили бромополом. Оптимальной дозой считалась 1 таблетка бромопола на 30 мл молока. При проведении эксперимента с целью изготовления адыгейского сыра с учетом генотипов по каппа-казеину были сформированы 4 группы коров по 15 животных в каждой:

k-CNaa K-CNbb K-CNab K-CNaa+bb+ab

n=15 n=15 n=15 n=15 (контроль)

Сыр изготавливали в домашних условиях, по старинному рецепту, описанному Кубатиевым Б.Х. (2008). Закваску брали в СХПК «Верхнемалкинский» КБР. После изготовления сыра из молока животных с генотипами по каппа-казеину (k-CN^, k-CNbb k-CN^, k-CN^8^), проводили химический анализ на содержание % влаги, % сухого вещества, % жира в натуральном сыре, % жира в сухом веществе по схеме, предложенной Кугеневым В.В., Барабанщиковым Н.В. (1988). Определение физико-химического состава молока и оценку сыра проводили согласно ГОСТам, в лаборатории компании «Молочный продукт», расположенной в Кабардино-Балкарской Республике (г. Нальчик).

Спермобанк ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям, исследовали по мутантным аллелям двух наследственных заболеваний: дефицита лейкоцитарной адгезии (BLAD) и комплекса аномалий позвоночника (CVM), и трем аллелям каппа-казеина (k-CNa, к-CNB, k-CNe).

Выделение ДНК из крови и спермы, оценка его качества, а также генотипирование аллелей проводили по схеме, предложенный Kantanen J. (1999). Диагностику мутантного аллеля, вызывающего дефицит лейкоцитарной адгезии или BLAD, осуществляли по методике, изложенной в работах Shuster D.E. et al. (1992) и Tammen I. (1994).

Рисунок 1. Общая схема исследований

Диагностика мутантного аллеля комплекса аномалий позвоночника (CVM) осуществлялась по методу, описанному Ruse A., Kaminski S. (2007). Определение пролактина (PRL) и гормона роста (GH) проводили соответственно по методикам Mitra A. et al. (1995) и Mohammadabadi M.R. et al. (2010).

Идентификацию вариантов белков крови по локусам гемоглобина (HB), трансферрина (TF), альбумина (ALB), преальбумина (PRE) осуществляли методом вертикального электрофореза на полиакриламидном геле (Gähne В. et al., 1977; Амбросьева Е.Д., 2005) с некоторыми модификациями (Петров С.Н., 2008).

Изучали следующие популяционно-генетические параметры: частоты аллелей и генотипов исследуемых локусов. Проверку генетического равновесия в изучаемых локусах проводили по формуле: х2 = £(Рэмп ■ Ртеор) !> Ртеор. гДе х2 " критерий соответствия фактического ожидаемому распределению животных по данному генотипу; Рэмп - фактическое число особей данного генотипа в популяции; Р^ - теоретически ожидаемое число особей данного генотипа. Теоретически ожидаемое число особей определяли по формуле Харди - Вайнберга для двухаллельных систем^ = Np2 N2pc^ + Nq2; формуле Бернштейна для полиаллельных систем: N = Np2 + Nq2 + Nr + N2pq + N2pr + N2qr. Для характеристики уровня гомо- и гетерозиготности определяли следующие параметры: а). Коэффициент гомозиготности (Ca) популяции по формуле Робертсона: Ca = Ip¡2, где Ca - ожидаемая гомозиготность, p¡ - частоты аллелей в локусе; б). Уровень полиморфности -Na (показатель числа действующих эффективных аллелей) по формуле Робертсона: Na = 1/Са, где Ca - коэффициент гомозиготности; в). Тест гетерозиготности (Т.Г.) по формуле Робертсона: Т.Г. = К

эмп " ^теор»

где Кэмп

отношение числа фактических гетерозигот к числу фактических гомозигот, К«ор - отношение числа теоретических гетерозигот к числу теоретических гомозигот; г). Степень гомозиготности по нескольким локусам (SH) по Гельдерману: SH=W(£(Hi - Н)2 /п) , где H¡ - частная гомозиготность i-ro локуса, Н - средняя гомозиготность по п локусам. Часть цифровых материалов обрабатывали общепринятыми методами вариационной статистики с применением персонального компьютера: Microsoft Office Excel. 2003; STATISTICA for Windows. Version 7. 1999.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Характеристика семени быков ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям, по гену каппа-казеина с учетом породы и генеалогического корня. Влияние k-CNb аллеля на содержание белка в молоке показаны на многих породах, включая черно-пеструю и даже гибридов зебу х черно-пестрая. Поэтому отбор животных по k-CNb аллелю интегрирован в селекционные программы молочного скота многих стран мира. В задачу исследований входило проведение оценки генетической структуры по локусу каппа-казеина у 26 племенных быков следующих пород: голштинская черно-пестрой масти, голштинская красно-пестрой

масти, бурая швицкая, красная степная, принадлежащих ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям (таблица !)•

Как видно из таблицы 1, во всех породах наблюдается преобладание аллеля к-СКГА по каппа-казеину. Частота аллеля к-СЫ® колеблется от 0,0 до 0,3182, наиболее высокий результат наблюдается у красной степной и бурой швицкой пород: соответственно 0,286 и 0,318. Анализируя встречаемость к-СИВ аллеля можно сказать, что все быки отличаются довольно низкой частотой встречаемости этого аллеля. Полученные материалы свидетельствуют об отборе быковоспроизводящих коров по величине удоя. Установлено, что при увеличении интенсивности отбора наблюдается снижение встречаемости аллельного к-СИ3 варианта. Этот аллельный вариант "вымывается" из генотипа животных, особенно при массовом использовании голштинской породы в качестве улучшающей по удою.

Таблица 1 - Полиморфизм гена каппа-казеина у племенных быков

различных пород (п=26)

Порода п Распре- Генотипы каппа-казеина Частота аллелей

деление к- СИАА к- СЫАВ СЫВВ к- СИА к- СМВ X

Голштинская черно-пестрой масти 5 Н О 3 3,2 2 0,64 0 0 0,8 0,2 2,89; Р>0,05

Голштинская красно-пестрой масти 3 Н О 3 3,2 0 0 0 0 1 0,0 0,0; сИЧ; Р>0,05

Бурая швицкая 11 н О 5 5 5 4,8 1 1,1 0,682 0,318 0,3; Р>0,05

Красная Степная 7 н О 3 1,5 4 1,6 0 0 0,714 0,286 5,1*; ёМ; Р<0,05

Примечание: Н - наблюдаемое число генотипов; О - ожидаемое число генотипов; * - нарушено генетическое равновесие

Результаты на особях голштинской породы черно-пестрой масти показывают также, что встречаемость аллеля к-СЫв имеет незначительный размах изменчивости и находится на уровне низких величин, близких европейским данным - 0,10-0,22 (Б^гаИсошБка N. й а1., 2002).

У голштинской красно-пестрой масти к-ОМв аллель вовсе отсутствовал. Нарушение генетического равновесия по каппа-казеину отмечали только у быков красной степной породы за счет дефицита гетерозиготных и гомозиготных генотипов (х2= 5,1; с!Г= 1; Р < 0,05).

Исследованные быки не обладали к-СЫБ аллелем, снижающим технологические свойства молока (Ьипс1еп А., АГГогзеПеБ I., 2000).

Проведены сравнительные исследования по встречаемости генотипов аллельных вариантов каппа-казеина (к-СИА и к-СИв) у быков различных пород крупного рогатого скота (таблица 2).

Таблица 2 - Сравнительная характеристика локуса каппа-казеина у племенных быков различных пород и регионов Российской Федерации ____

Порода п Распределение Генотипы каппа-казеина Частота аллелей х2

к- СЫ^ СМАВ к- СЫВВ к- СИА к- С1МВ

Голпггинская черно-пестрой масти (1) 5 Н О 3 3,2 2 0,64 0 0 0,8 0,2 2,89

Голштинская черно-пестрой масти (2) 7 Н О 5 3,57 0 2,86 2 0,57 0,714 0,286 7,07

Голштинская черно-пестрой масти (3) 82 н О 44 43,9 32 32,2 6 5,9 0,730 0,270 0,0

Голштинская черно-пестрой масти (4) 20 н О 15 15,31 5 4,38 0 0,31 0,875 0,125 0,4

Голштинская красно-пестрой масти (1) 3 н О 3 3,2 0 0 0 0 1 0,0 0,0

Голштинская красно-пестрой масти (2) 16 н О 10 9,73 5 5,49 1 0,78 0,781 0,219 0,11

Голштинская красно-пестрой масти (3) 15 н О 11 п,з 4 3,5 0 0,2 0,870 0,130 0,36

Красная степная (2) 4 н О 3 3,02 1 0,9 0 0,08 0,875 0,125 0,09

Красная степная (3) 7 н О 3 2,89 3 3,21 1 0,89 0,640 0,360 0,03

Красная степная (1) 7 н О 3 1,5 4 1,6 0 0 0,714 0,286 5,1*

Бурая швицкая (3) 19 н О 6 4,75 7 9,5 6 4,75 0,500 0,500 1,32

Бурая швицкая (1) 11 н О 5 5 5 4,8 1 1,1 0,682 0,318 0,3

Примечание: 1 - ОАО «КБ» по воспроизводству и биотехнологиям;

2 - ОАО "Тамбовплем"; 3 - ОАО «ГЦВ СЖ»; 4 - ОАО "Кировплем"; * - нарушение генетического равновесия (^2 - 5,1; <^=1; Р<0,05)

Что касается голштинской красно-пестрой масти, то полученные данные имели следующие показатели: к-СЫв = 0,130-1,0; к-СКГвв - 0,0-6%. Это характерные данные для пород, специализированных в молочном направлении продуктивности. Что касается красной степной породы этот аллельный вариант встречался с частотой в пределах СКВ=0,125-0,360, а частота к-СИ гомозигот составляла от 0 до 14,3%. По встречаемости к-СЫв

аллеля каппа-казеина все три исследуемые породы крупного рогатого скота входят только в две группы, исходя из классификации И.С. Турбиной (2006). В первую группу попадают породы, имеющие данный аллель с частотой до 0,3 (голштинская черно-пестрой масти, голштинская красно-пестрой масти), во вторую, с частотой в пределах от 0,3 до 0,5 - две породы (красная степная, бурая швицкая). В третью, с частотой от 0,5 и выше - не попала ни одна порода. Такой расклад к-С№, когда в третью группу не попадает бурая швицкая порода, связан с системой разведения в сторону молочно-мясного направления. Данная динамика распределения аллельных вариантов каппа-казеина одинаково широко распространена во многих популяциях, разводимых в Европе и США. Результатом анализа явилось выявление ситуации ведения однонаправленной селекционно-племенной работы на отбор быков с целью получения коров с высоким удоем молока. В этой связи желателен баланс генотипов по каппа-казеину, необходимо использование быков с к-СЫАВ и к-С>1вв генотипами.

3.2. Встречаемость аллелей наследственных заболеваний у племенных быков голштинской породы. Нами была поставлена задача изучить встречаемость мутантных ВЬ и СУ аллелей у используемых племенных быков в условиях КБР спермобанка голштинской породы черно-и красно-пестрых мастей. Всего в опыте было использовано 8 образцов спермы быков. Из них пять принадлежали голштинской породе черно-пестрой масти и три - голштинской красно-пестрой масти (таблица 3).

Таблица 3 - Результаты исследований носительства мутантного ВЬ аллеля

в локусе CD-18 у племенных быков голштинской породы

Порода Кол-во ж-х Распределение Генотипы в локусе CD-18 Частота аллелей X2

NN Nn nn N п

Голштинская черно-пестрой масти 5 Н 0 4 4 1 1 0 0 0,9 0,1 0,3; df=l; Р>0,05*

Голштинская красно-пестрой масти 3 Н 0 3 3 0 0 0 0 1,0 0,0 0,0; df=l; Р>0,05*

Примечание: * - генетическое равновесие не нарушено

Частота встречаемости различных генотипов исследованных нами быков голштинской породы черно- и красно-пестрой мастей, используемых в КБР выглядела следующим образом: все животные, принадлежащие к голштинской красно-пестрой масти оказались гомозиготами (0128/0128) по нормальному Ш28 аллелю (неносители). Что касается голштинской черно-пестрой масти, то один из пяти особей - оказался гетерозиготным и имел генотип 0128/1)1280 (носитель). По всем исследованным животным голштинской породы черно- и красно-пестрой мастей (п=8), частота встречаемости нормального аллеля (Ы) составила 0,9, тогда как мутантного ВЬ аллеля (п) по исследованной популяции - 0,1.

Изучение соответствия фактического ожидаемому распределению генотипов в локусе CD-18 показало отсутствие нарушения генетического равновесия. Гомозиготные особи по мутантному BL аллелю у исследованных животных отсутствовали. Таким образом, своевременное выявление носителей позволит избежать спаривания двух гетерозиготных особей или, наоборот, использовать их в разведении под особым контролем в случае их высокой препотентности. И самое главное, можно локализовать животных, несущих мутацию, без значительного сужения генетического разнообразия той популяции, за которым закрепляется гетерозиготный бык-производитель. В КБР мутантный BL аллель оказался в результате покупки семени от не проверенного на носительство быка-производителя Пломбира 998. Бык Пломбир 998 получил мутантный BL аллель по отцовской линии, от быка Пионера 188, сына Карлин М. Айвенго Белла 1667366, от которого мутантные BL и CV аллели распространились по всему миру.

3.3. Генетическая структура групп крови у коров бурой швицкой породы. У коров бурой швицкой породы (п=120) изучен аллелофонд по 57 антигенам 10 систем групп крови (ЕАА, ЕАВ, EAC, EAF-V, EAJ, EAL, ЕАМ, EAS, EAZ, EAR'). Установлено полное отсутствие у животных 6 из 57 антигенов (А2, ЕАА система; Gi, Е'3, В", ЕАВ система; М, ЕАМ система; Z, EAZ система). Что касается дальнейшего анализа антигенов, то следует отметить, что они были поделены на три группы по частоте встречаемости: редкая, от 0 до 0,3; средняя, от 0,3 до 0,5; высокая, от 0,5 и выше. Больше всего антигенов оказалось представлено по редкой группе - 39, меньше всего по средней - 6. Группа с высокой частотой заняла промежуточное положение, всего по ней было обнаружено 12 антигенов.

Генетические особенности исследованной популяции бурого скота хорошо прослеживаются по ЕАВ локусу. В ней много крупных аллелей, которые редко встречаются у других пород. По ЕАВ локусу в процессе исследования выявлено 177 генотипов. Из 120 исследованных коров 4 имели одинаковые генотипы (GATiY^F^ / A'iG'G"). Четыре пары других особей также были обладателями двух одинаковых генотипов: BJP^'ID'/BAYJA'ZE'jGT'JQ'Y', G,A',I"/ I1Y2E,,Y,G"IIY2E,IY'G", A'iG'G" / BiPiY2G'Y\ GATjA^E'jF^ / BAPiTiA'iB'O*. А в одном случае с одинаковыми генотипами (A'iG'G" / BiPiY2G'Y') по ЕАВ системе оказалось даже три пары. Оценка коров племрепродукгора СХПК «Верхнемалкинский» КБР позволила установить, что наиболее часто встречаемыми по ЕАВ локусу оказалось 28 аллелей. По данному локусу уровень гетерозиготности составил 100%. Установлены и единичные аллели, их число составило 49. К единичным аллелям ЕАВ системы относятся те, которые выявляются только один раз: BiG2K04E'iF2G'0', BiG2K04E'IF'20'I", B,G2K040\ BIG2K04E'IF'20', BIG2K04E'3F'2G'0', B,G2KY2E'3G", B.GzKX^YjE^F'jG'O'G", В^Т^РЧ,

B,G3T,A',B'E'3F'2Q', В,ГР'2, B,0,D", BiOIQA',1", BAYzA'zE'-jGP'zQ'Y', B,G\ В,ГР'2, B.P',, BiP]Y2A'irP'iB", B,P,Y2G'Y', B,T,, BjT^B'E'SF'JQ',

B^A'iB'E'aF'jQ, B^aA'jE'jGT'jY', B2I2A',D'G'Q\ B20,D", BzPiA^D', B'2T2G'P',B", G.A'b GiA'iI", G20,, G204E'3F'20', G30,Y2E'3F'2> 1,0,QA',, I,Y,E'iG'G", I^E^Y'G", 1,У2Г, J2E'3, 0,E'3) 0,Q\ 0,Y2D'E'3G", 02A'2E',F'2J'2, 02A'2J'iK'0', 04E'3G", 040', QA',, QA',E'b Y2E'3> Y,E'3G'Y'G", Y2E'3G'Y'G", Y2E'3G'Q'.

Полученное число аллелей у животных оказалось большим. В целом же все аллели бурого швицкого скота являются очень редкими. Самый высокий уровень гомозиготности был в EAR' системе -99%, а минимальный в ЕАВ локусе - 0,0%. В других системах групп крови эти данные составили: EAJ - 92%; EAF-V - 74; ЕАА - 68%; EAL - 50%. За исключением ЕАВ локуса, все остальные были диаллельными системами. В среднем по всем 6 локусам уровень гомозиготности был равен 64%. По классификации С. Stormont (1962) эритроцитарные факторы В,, В2,1,, Y2, В', Г, В" относятся к иммунологически сильным антигенам. У исследованных коров большинство отмеченных антигенов были с низкой или средней частотой встречаемости I, (0,225); В' (0,0333); Г (0,0083); В" (0,0); В, (0,25); В2 (0,4) и только Y2 фактор был с высокой встречаемостью (0,5917). Учитывая, что группы крови тесно связаны с иммунной системой организма, все это предполагает контроль уровня гетерозиготности и определенных антигенов в стаде СХПК «Верхнемалкинский».

3.4. Оценка генетической структуры стада СХПК «Верхнемалкинский» Кабардино-Балкарской Республики по локусам гемоглобина (HB), траксферрина (TF), альбумина (ALB) и преальбумина (PRE). В локусе гемоглобина выявлено три генотипа (НВАА - 0,035; НВ^ -0,25; НВвв - 0,715). Определено два аллеля: НВА - 0,16; НВв - 0,84. Низкая частота встречаемости выявлена по НВ^ генотипу. Наиболее часто встречаемым генотипом является вариант НВвв. Он обуславливает вариант В белок с медленной подвижностью, характерный для степных и предгорных зон Северного Кавказа. Что касается локуса трансферрина, то в ней выявлено 13 генотипов (TF^, TFAC, TF*02, TFBB, TFBC, TFBm, TFBm, TFCC, TFCDI, TFCD2, TFD1D1, TFd , TFD1E) и 6 аллелей (TFA, TFB, TFC, TFD2, TFD1, TFE). Встречаемость в локусе трансферрина 13 генотипов выглядела следующим образом: TF*3 - 0,07; TFAC - 0,075; TF^2 - 0,01; TFBB - 0,04; TFBC - 0,255; TFBD1 - 0,16 ; TFBD2 - 0,025; TFCC - 0,025; TFCD1 - 0,21; TFCD2 - 0,07; TFD1D1 -0,025; TFD1D2-0,03; TFD1E-0,005. Частота встречаемых аллелей в локусе трансферрина выглядела следующим образом: TFC - 0,33; TFB - 0,295; TF 1 -0,2275; TFA - 0,0775; TF02 - 0,0675; TF - 0,0025. Наиболее встречаемыми являются варианты белков со средней подвижностью, затем с большей скоростью. Меньше всего выявлялись типы трансферринов с медленной активностью. По данному локусу отмечено нарушение генетического равновесия (х2=41,67; df=7; PO,05). В локусе альбумина было установлено три генотипа (ALBbb - 0,025; ALBBC - 0,1; ALBbd - 0,875). Наиболее встречаемыми оказались ALBBC и ALBbb генотипы белков. Реже в стаде регистрировались животные с ALBbd генотипом. Всего было установлено

три аллеля: ALBB, ALBC, ALB0. Из них чаще выявлялся аллель ALB0, затем ALB8 и реже всего ALB0. По локусу альбумина нарушено генетическое равновесие (%2=132,7; df=l; Р < 0,001). В локусе преальбумина было выявлено пять генотипов: PRE1*-0,05; PREF0-0,485; PREFS-0,32; PRES0-0,135; PRESS - 0,01. Установлено наличие трех аллелей данного белка: PREF - 0,45; PRES - 0,24; PRE0 - 0,31. Часто встречаемыми генотипами являются варианты PREF0 и PREFS. Реже всего наблюдали генотип PRESS. По данному локусу отмечено нарушение генетического равновесия (^=71,63; df=2; Р<0,001). Уровень гомозиготности по локусу трансферрина составил 0,25; преальбумину - 0,36; по альбумину - 0,46; максимальный показатель оказался в локусе гемоглобина и был равен 0,73. Степень реализации возможной изменчивости (V) по локусу трансферрина составил 75,4%, преальбумину - 64,32%, по альбумину - 54,3%, минимальным он оказался по гемоглобину - 27,14%. Эффективное число аллелей (Na) было минимальным только в системе гемоглобина, в остальных трех локусах высоким.

При сравнении фактической гетерозиготности с теоретически рассчитанной по четырем локусам белков крови, у бурой швицкой породы выявлен избыток гетерозигот по трансферрину, альбумину и преальбумину (таблица 4).

Таблица 4 - Коэффициент эксцесса (D) у бурой швицкой породы

Система Число эффективных аллелей Средняя гетерозиготность D

наблюдаемая ожидаемая

Гемоглобин 2 0,25 0,2688 -0,0699

Трансферрин 6 0,91 0,7025 0,2954

Альбумин 3 0,975 0,5 0,95

Преальбумин 3 0,94 0,6438 0,46

Среднее 3,5 0,7688 0,5288 0,4539

Установлено преобладание правостороннего эксцесса по локусам трансферрина, альбумина и преальбумина. Выявлено наличие очень слабого левостороннего эксцесса по гемоглобину. Это говорит о том, что в данной популяции происходит увеличение доли гетерозиготных животных, что видно по высокому среднему значением коэффициента эксцесса по четырем локусам белков крови (0=0,4539). Таким образом, полученные данные говорят о наличии своеобразного аллелофонда в СХПК «Верхнемалкинский». Причиной нарушения генетического равновесия по локусам трансферрина и альбумина связаны с постоянным использованием семени быков из Смоленской области и Канады. Получаемое потомство составляет костяк маточного поголовья, которому требуется постоянная адаптация к отгонно-горным условиям КБР.

3.5. Генетическая структура у коров бурой швицкой породы по локусу каппа-казеина. В результате аттестации было выявлено два аллеля гена каппа-казеина (к-СпА и к-Спв) и три генотипа (к-СЫ^, к-СМАВ и к-СМВВ). У всех исследованных животных отсутствовал к-СЫЕ аллель. Распределение по генотипам локуса каппа-казеина было следующим: 29 коров (13,9 %) имели к-СЫ^ генотип, 99 коров (47,6%) - к-СИ*8, 80 коров (38,5%) - к-СЫвв. Частота к-СЫА аллеля составила 0,3774, к-СИв - 0,6226. Частота к-ОГ^ генотипа была самой низкой в стаде и составляла в 3,4 раза меньше, чем к-С1ЧАВ гетерозиготы и в 2,8 раза к-СКГвв гомозиготы. После формирования групп с учетом генотипа по каппа-казеину (к-ОЯ^, к-СЫвв, к-СМ*®), у опытных коров бурой швицкой породы определяли удой 1-3 лактации, содержание жира в молоке (таблица 5).

Таблица 5 - Молочная продуктивность коров СХПК «Верхнемалкинский»

с учетом генотипа по каппа-казеину

№ п/п Генотип каппа-казеина Удой по I лактации М.д.« жира, % Генотип каппа-казеина Удой по II лактации М.д. жира, % Генотип каппа-казеина Удой по III лактации М.д. жира, %

1. к-С!^ (п=18) 3540 ±120 3,77 ±0,02 к-CNAA (п=69) 3871 ±169 3,81± 0,01 к-СЛ^ (п=52) 4004± 219 3,80± 0,01

2. к-СК^ (п=11) 3754± 62 3,78± 0,01 к-СКАЦ (п=58) 4228± 97 3,84± о.оГ2-1 к-СМ^ (п=47) 4188± 97 3,82± 0,01

3. к-СИ"11 (п=10) 3879± 78*3'1 3,78± 0,01 к-СИ (п=46) 4276± 104*3"1 3,82± 0,01 к-СМив (п=30) 4312± 103 3,82± 0,01

ААкАВ -214 -0,01 ААкАВ -357 -0,03 ААкАВ -184 -0,02

ААкВВ -339 -0,01 ААкВВ -406 -0,01 ААкВВ -308 -0,02

АВкВВ -125 0 АВкВВ -48 +0,02 АВкВВ -124 0

Примечание: М.д. - Массовая доля; * - 2-1 - Р<0,05; * - 3-1- Р<0,05 Как видно из таблицы 5, наибольший удой по I лактации был получен от коров с генотипом к-СЫвв (3879 ± 78 кг), затем от животных с к-СЫАВ (3754 ± 62 кг). Наименьший показатель по данному признаку отмечали у коров с к-ОЧ^ генотипом - 3540 ±120 кг. Что касается процента жира, то его содержание в молоке по I лактации у коров с генотипами к-СЫв и к-СМАВ (3,78±0,01%) было большим, чем у животных с к-СЫ^ генотипом (3,77±0,02%) на 0,01%.

В дальнейшем, у животных отбирали среднесуточную пробу молока и определяли основные качественные показатели (таблица 6). Исходя из полученных данных таблицы 6 по физико-химическим показателям, характеризующим качество молока, достоверных различий между животными с СИ^, СЫАВ, С1ЯВВ генотипами не установлено.

Вместе с тем прослеживается устойчивая тенденция, что более качественное молоко практически по всем показателям было получено от коров, имеющих СМ00 генотип. Таким образом, наименьшие показатели по удою и жиру отмечали в первую лактацию у коров с к-СК** генотипом -соответственно 3540±120 кг и 3,77±0,02%. Максимальные значения по удою

отмечали у коров с к-СМвв генотипом (4312±103 кг) в 3-ю лактацию, а по жиру - у животных с к-ОТ*8 генотипом во 2-ю лактацию (3,84±0,01 %)

(Р<0,05).

Таблица 6 - Физико-химический состав молока коров с различными генотипами по каппа-казеину (М±ш)_

Показатели молока Генотипы по каппа-казеину Смешанное молоко

cnaa CNau CNBB

Плотность, °А (xlOJ) 1031±0,39 1030±0,46 1030±0,34 1030±0,22

Содержание жира, % 3,86±0,26 3,94±0,19 4,30±0,17 4,01±0,11

Содержание белка, % 3,35±0,06 3,38±0,09 3,43±0,09 3,37±0,04

COMO, % 8,92±0,07 8,74±0,10 8,85±0,08 8,82±0,04

Содержание соматических клеток, тыс./см3 399±132 332±82 394±119 375±58

Достаточно высокими были данные по жиру у животных из групп с к-СЫВВ и к-СЫЛВ генотипами, также в 3-ю лактацию (3,82±0,01 %). Прослеживается устойчивая тенденция, что более качественное молоко практически по всем показателям было получено от коров, имеющих СЫВВ генотип.

3.7. Производство и оценка качества адыгейского сыра из молока коров СХПК «Верхнемалкинский» с учетом генотипа по каппа-казеину.

По классификации все сыры разделены на две основные группы: натуральные и плавленые. В натуральных сырах выделены следующие подгруппы: твердые, полутвердые и мягкие. Все сыры еще делятся на желтые и белые. Адыгейский сыр относится к мягким, белым, сывороточным сырам с кисломолочным вкусом и творожистой консистенцией. Сыр вырабатывают из пастеризованного молока с использованием кисломолочной сыворотки для осаждения белков молока. В процессе приготовления сыра было установлено, что выход готового продукта зависит не только от периода лактации, но и от генотипа каппа-казеина (Мещеров Ш.Р., 2009).

После формирования 4-х групп с учетом генотипа по каппа-казеину (к-СМ^, к-СЫ , к-СЫ^), из молока животных с генотипами по каппа-казеину (к-СЫ^, к-СЫвв, к-СМАВ, к-СКАА+В0+АВ) изготавливали адыгейский сыр. После проводили анализ на содержание % влаги, % сухого вещества, % жира в натуральном сыре, % жира в сухом веществе (таблица 7). Анализ таблицы 7 показывает, что в сыре, полученном из молока коров с генотипом С1ЧВВ, меньше содержится влаги (53,4%), чем в молоке от коров с генотипом СЫ^ (54,4%) и СЫАВ (56,2%), соответственно в их молоке больше сухого вещества.

Процент жира в натуральном сыре (21,4%) и в сухом веществе (46,0%) также был выше у коров с СКГВВ генотипом. Анализ таблицы 7 показал, что наилучшие показатели были получены из молока коров с СИВВ генотипом. В создавшейся ситуации желателен баланс по каппа-казеину, необходимо введение в имеющееся поголовье быков с генотипами к-С>1АВ и к-СЫ™.

Таблица 7 - Характеристика адыгейского сыра из молока коров СХПК «Верхнемалкинский» с учетом генотипа по каппа-казеину_

Генотип % Влаги % сухого вещества % жира в натуральном сыре % жира в сухом веществе

CN** 54,4 45,6 17,6 38,6

CNAÜ 56,2 43,8 19,8 45,2

CNUÜ 53,4 46,6 21,4 46,0

Смешанное 53,4 46,6 19,8 42,5

В последние годы интерес к традиционной одежде и продуктам питания народов Российской Федерации большой. На новой основе возрождается технология производства одежды, этнографическая кухня, которые наряду с другими факторами участвуют в формировании «островов цивилизаций, окруженных сушей». На территории Российской Федерации, таких островов выделено семь: Северный Кавказ, Верхне-Волжский регион, Забайкалье, Тундровая зона, Республика Тыва, Республика Саха-Якутия, Алтай (Марзанов Н.С. и др., 2011). Проверенная веками национальная пища, созданная в этих «островах цивилизаций, окруженных сушей», очень питательна и калорийна. Одним из них является адыгейский сыр, он упоминается в ряде источников, существовавших 2000 лет назад, в частности в эпосе «Сказания о Нартах» (А.М. Гадагатль, 1968-1971). В нашем случае сыр был изготовлен в домашних условиях, по старинному рецепту, описанному Кубатиевым Б.Х. (2008).

3.8. Анализ ассоциаций генотипов каппа-казеина с другими популяционно-генетическими показателями у коров бурой швицкой породы. Исследования проводили на 208 коровах бурой швицкой породы, с учетом трех генотипов (k-CN^, k-CN и k-CNbb). Стадо коров характеризовали по трем типам маркирующих систем (четыре -полиморфные белки, шесть групп крови и три ДНК последовательности).

Эти показатели сравнивали с данными по продуктивности и оценке качества молока. Определяли уровень гомозиготности (Са) в изученных маркирующих системах с учетом генотипа в локусе каппа-казеина. По всем исследованным системам был отмечен практически одинаковый уровень гомозиготности, для группы с CNaa - 0,58; CN^ - 0,57; CNBB - 0,58. Установлено отсутствие ассоциаций между генотипами по каппа-казеину и уровнем гомозиготности маркирующих систем; между уровнем гомозиготности и продуктивными признаками. Это говорит о том, что на формирование качества сыра влияет сама структура В белка каппа-казеина и связанных с ней систем в молоке. Он очень близок по своему составу с у цепью фибриногена и выполняемой аналогично ей функцией. Каппа-казеин, как белок служит стабилизирующим фактором, при формировании структур мицелиев в процессе свертывания молока. Исследования коров СХПК «Верхнемалкинский» также показали в стаде превалирование редких

антигенов, аллелей и генотипов по трем типам маркирующих систем (таблица 8).

Таблица 8 - Характеристика коров бурой швицкой породы по трем типам

маркеров

Показатели Встречаемость генетических структур

редкая, <0,3 средняя, 0,3 - 0,5 высокая, >0,5

Группы крови

Антигены 39 6 12

Аллели 80 - -

Генотипы 120 - -

Полиморфные системы белков крови

Гемоглобин

Аллели 1 1

Генотипы 2 1

Траисферриы

Аллели 5 1

Генотипы 13

Альбумин

Аллели 1 1 1 1

Генотипы 2 | 1

Преальбумин

Аллели 1 2

Генотипы 3 2

ДНК маркеры

Каппа-казеин

Аллели 1 1

Генотипы 1 2

Гормон роста

Аллели 1 1

Генотипы 2 1

Пролактин

Аллели 1 1

Генотипы 2 1

Итого:

Антигенов 39 6 12

Аллелей 90 5 5

Генотипов 136 5 3

Известно, что знание генетических особенностей серого украинского скота по полиморфным системам крови позволило в Украине разработать ряд селекционных мероприятий, направленных на стабилизацию аллелофонда данной породы (Эйснер Ф.Ф. и др., 1976). Аналогичным образом, подобные мероприятия позволят сохранять аллелофонд бурой швицкой породы неограниченно долго даже при замкнутом разведении. Этот опыт заслуживает особого внимания, поскольку подобного отношения к себе

требуют не только локальные, но и широко разводимые породы крупного рогатого скота, к которым относится и бурая швицкая. Полученные данные свидетельствуют о наличии отбора в сторону увеличения к-СЫв аллеля.

Бурая швицкая порода создавалась для получения молока с высокими сыродельческими свойствами. В данном случае частота встречаемости аллельного варианта к-СЫ0 каппа-казеина является своеобразным генетическим маркером, показывающим правильное направление селекционной работы в СХПК «Верхнемалкинский» КБР. Хозяйство обладает цехом по производству различных молочных продуктов, в том числе нескольких сортов сыра. Характеристика стада СХПК «Верхнемалкинский» по трем типам генетических маркеров показала о превалировании в стаде редких антигенов, аллелей и генотипов групп крови, полиморфных белков и ДНК-последовательностям, что требует особого контроля при подборе быков-производителей.

ВЫВОДЫ

1. По 10 системам групп крови, четырем локусам полиморфных белков и трем локусам ДНК изучен аллелофонд у быков-производителей ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям и коров бурой швицкой породы племрепродуктора СХПК «Верхнемалкинский». Показаны особенности структуры локусов по трем типам генетических маркеров у исследованных пород. У большинства коров по трем типам генетических маркеров отмечается наличие редких аллелей. Подобные данные требуют особых мероприятий по длительному сохранению продуктивного потенциала и аллелофонда бурой швицкой породы. Эти результаты заслуживают особого внимания, так как подобного отношения к себе сейчас требуют не только локальные, но и широко разводимые породы крупного рогатого скота, к которым относится и бурая швицкая.

2. Анализ спермобанка племенных быков ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям бурой швицкой, красной степной, голштинской породы по локусу каппа-казеина показывает превалирование у большинства гомозигот (к-СЫ^, к-СЫвв) над гетерозиготами (к-СЫАВ). У исследованных животных отсутствовал к-СЫЕ аллель. Нарушение генетического равновесия по локусу каппа-казеина отмечали только у быков красной степной породы за счет дефицита как гетерозиготных, так и гомозиготных генотипов (%2 = 5,1; с1Г = 1; Р<0,05). В стаде бурого швицкого скота происходит увеличение доли гетерозиготных животных по локусам полиморфных белков крови. Об этом говорит высокое значение коэффициента эксцесса в среднем по четырем исследованным белкам: гемоглобину, трансферрину, альбумину, преальбумину (0=0,4539). Причиной является активный приток генов, за счет использования смоленских и канадских быков-производителей.

3. Наименьшие показатели по удою и жиру отмечали в первую лактацию у коров с к-СЫАА генотипом - соответственно 3540±120 кг и 3,77±0,02%. Максимальные значения по удою отмечали у коров с к-СЫвв генотипом (4312±103 кг) в 3-ю лактацию, а по жиру - у животных с к-СЫАВ генотипом во 2-ю лактацию (3,84±0,01 %) (Р<0,05). Достаточно высокими были данные по жиру у животных из групп с к-СЫ в и к-СЫ*3 генотипами, также в 3-ю лактацию (3,82±0,01 %). Между животными с СКЛА, СМАВ, СКВВ генотипами достоверных различий не установлено, однако прослеживается устойчивая тенденция, что более качественное молоко по всем показателям было получено от коров, имеющих СЫВВ генотип.

4. В адыгейском сыре, полученном из молока коров с генотипом СЫВВ меньше содержится влаги (53,4%), чем в молоке от коров с генотипами СТ^ (54,4%) и СЫ*® (56,2%), соответственно в их молоке больше сухого вещества. Процент жира в натуральном сыре (21,4%) и в сухом веществе (46,0%) также был выше у коров с СЫ00 генотипом.

5. Анализ спермобанка быков ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям показал превалирование встречаемости к-С>1Л аллеля над к-СЫв. Результатом анализа явилось выявление ситуации ведения однонаправленной селекционно-племенной работы на отбор быков с целью получения коров с высоким удоем молока. В создавшейся ситуации желателен баланс генотипов по каппа-казеину, необходимо введение в имеющееся поголовье быков с к-СМ*0 и к-СЫвв генотипами.

6. У коров бурой швицкой породы племрепродуктора СХПК «Верхнемалкинский» Кабардино-Балкарской Республики характерно превалирование встречаемости к-СКР (0,6226) над к-СКА (0,3774) аллелем. Что касается встречаемости генотипов каппа-казеина, то у исследованных животных было выявлено больше всего гетерозигот к-СЫ*0 (п=99), из гомозигот - к-СЫвв (п=90), затем СЫ^ (п=29). У коров отсутствовал к-СТЧЕ аллель.

7. Среди исследованных быков голштинской породы черно- и красно-пестрой мастей по двум наследственным заболеваниям (ВЬАБ, СУМ) выявлен один носитель с ВЬ мутацией. У всех исследованных животных отсутствовал рецессивный СУ аллель.

8. Характеристика антигенофонда по 10 системам групп крови позволила разделить эритроцитарные факторы на три группы: 1-е редким уровнем встречаемости, от 0 до 0,3; II - средним уровнем встречаемости, от 0,3 до 0,5; III - с высоким уровнем встречаемости, от 0,5 и выше. Из 57 выявленных антигенов, с редкой частотой встречаемостью оказалось 39, средней — 6 и высокой —12.

9. Самый высокий уровень гомозиготности был в EAR' системе - 99%, а минимальный в ЕАВ локусе - 0,0%. Что касается других систем групп крови эти данные составили: EAJ - 92%; EAF-V - 74; ЕАА - 68%; EAL - 50%. За исключением ЕАВ локуса, все остальные были диаллельными системами. В среднем по всем 6 локусам уровень гомозиготности был равен 64%. Эритроцитарные факторы Вь В2) Ii, Y2, В', Г, В" относятся к иммунологически сильным антигенам. У исследованных коров сильные антигены были с низкой или средней частотой встречаемости Ii (0,225); В' (0,0333); Г (0,0083); В" (0,0); В, (0,25); В2 (0,4). Исключением являлся Y2 фактор, который выявлялся с высоким уровнем встречаемости (0,5917). Учитывая, что группы крови тесно связаны с иммунной системой организма, требуется контроль уровня гетерозиготности и встречаемость определенных антигенов в стаде СХПК «Верхнемалкинский».

10. Проведенный анализ по различным типам генетических маркеров показал наличие биологических особенностей структуры локусов у коров бурой швицкой породы по группам крови, полиморфным белкам и ДНК последовательностям. Отмечено отсутствие ассоциаций между генотипами по каппа-казеину и уровнем гомозиготности маркирующих систем; между уровнем гомозиготности и продуктивными признаками. Все это говорит о том, что на формирование качества сыра влияет сама структура В белка каппа-казеина и связанных с ней систем в молоке.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Учитывая, что лучшими качествами на сыропригодность обладает молоко коров бурой швицкой породы с k-CNbb и k-CNab, рекомендуем отбирать быков-производителей и быковоспроизводящих коров с заданными генотипами.

2. С целью исключения заноса нежелательных аллелей в элитные стада молочного скота Кабардино-Балкарской Республики при приобретении племенного материала (животных, семени или эмбрионов) необходимо наличие на приобретаемую продукцию генетического паспорта.

3. Полученные результаты исследований используются при чтении лекций и проведении практических занятий по курсу «Разведение сельскохозяйственных животных» для слушателей системы аграрного дополнительного профессионального образования в ФГЪОУ РАМЖ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ

1. Для поддержания эффективного уровня биоразнообразия внутри стада СХПК «Верхнемалкинский» Кабардино-Балкарской Республики проводить оценку аллелофонда с помощью различных типов генетических маркеров (группы крови, полиморфные системы белков крови, ДНК последовательности) и молочной продуктивности.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: Статьи в изданиях, рецензируемых ВАКМинобрнауки России:

1. Марзанов Н.С. Генетические особенности молочного скота, разводимого в Кабардино-Балкарской Республике / Марзанов Н.С., Попов H.A., Марзанова Л.К., Попов А.Н., Тохов М.Х., Дохова З.Л., Петров С.Н., Марзанова С.Н., Утижев А.З., Начоев Х.Х., Саморуков Ю.В., Амерханов Х.А. // Доклады РАСХН, 2011. - №3. - С.37-41.

2. Турбина И.С. Сравнительная характеристика локуса каппа-казеина у животных чёрно-пёстрой голштинизированной породы различных регионов Российской Федерации / Турбина И.С., Калязина Т.В., Дохова З.Л., Попов А.Н., Кийко Е.И., Тохов М.Х., Алексеев Я.И., Саморуков Ю.В., Марзанов Н.С. Научно-практическая конференция: «Практическое использование современных научных разработок в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота» // Научно-теоретический журнал: Проблемы биологии продуктивных животных, 2011. - №4. Спецвыпуск. - С. 152-154.

В трудах всероссийских и международных конференций:

3. Дохова З.Л. Генетическая структура у коров бурой швицкой породы / Дохова З.Л., Марзанов Н.С., Попов А.Н., Попов H.A., Марзанова Л.К., Начоев Х.Х., Изотова Н.В., Тохов М.Х., Петров С.Н. // Научные труды ВИЖа: «Научные основы ведения животноводства». Дубровицы. - 2009. -С.22-23.

4. Марзанов Н.С. Характеристика быков-производителей различных пород по генам каппа-казеина, BLAD и CVM / Марзанов Н.С., Дохова З.Л., Попов А.Н., Тохов М.Х., Попов H.A., Утижев А.З. // Научные труды ВИЖа: «Научные основы ведения животноводства». Дубровицы, 2009. - С.37.

5. Марзанова Л.К. Генофонд у коров бурого швицкого скота племрепродуктора «Верхнемалкинский» Кабардино-Балкарской Республики по группам крови / Марзанова Л.К., Дохова З.Л., Попов H.A., Изотова Н.В., Тохов М.Х., Начоев Х.Х., Марзанов Н.С. // Научные труды ВИЖа: «Научные основы ведения животноводства». Дубровицы, 2009. - С.38-39.

6. Петров С.Н. Характеристика бурой швицкой породы по полиморфным локусам белков крови / Петров С.Н., Дохова З.Л., Тохов М.Х., Начоев Х.Х., Насибов М.Н., Марзанов Н.С. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции на тему: «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России». Изд-во «САРАНСК». Саранск, 2010. - С.168-169.

7. Марзанов Н.С. Технологические свойства молока у коров бурой швицкой породы / Марзанов Н.С., Тохов М.Х., Дохова З.Л., Попов А.Н., Начоев Х.Х., Марзанова С.Н., Саморуков Ю.В. // Материалы международной научно-практической конференции на тему: «Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения». Быково, 2012. - Вып. 18. -С.48-53.

Отпечатано в ООО «Издательство Спутник+» ПД № 1-00007 от 26.09.2000 г. Подписано в печать1б.05.2013 г. Тираж 150 экз. Усл. п.л. 1,0 Печать авторефератов (495)730-47-74, 778-45-60

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Дохова, Залина Лостанбековна, п. Быково, Московской обл.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов Российская академия менеджмента в животноводстве

(ФГБОУ РАМЖ)

„, „„ на правах рукописи

04201357764

ДОХОВА Залина Лостанбековна

06.02.07 - разведение, селекция, генетика сельскохозяйственных животных

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор биологических наук, профессор Марзанов Нурбий Сафарбиевич

п. Быково Московской области 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Страница

ВВЕДЕНИЕ............................................................................. 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ............................................... 9

1.1. Современное определение понятия «порода»............................ 9

1.2. Классификация пород крупного рогатого скота.......................... 23

1. 3. Генетические связи популяций черно-пестрого,

палево-пестрого, бурого и красного скота..................................... 24

1.4. История создания бурой швицкой породы, ареал ее распространения.............................................................................. 25

1.5. Краткая история изготовления адыгейского сыра.................... 29

1.5.1. Источник незаменимых аминокислот............................................................32

1.5.2. Промышленное производство адыгейского сыра................................33

1.6. Геномная технология в селекции молочного скота..............................35

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ....................................40

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ..............44

3.1. Характеристика семени племенных быков ОАО «Кабардино-

Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям по гену каппа-казеина с учетом породности и генеалогического корня............ 44

3.2. Встречаемость аллелей наследственных заболеваний у племенных быков голштинской породы........................................ 50

3.3. Генетическая структура групп крови у коров

бурой швицкой породы......................................................... 56

3.4. Характеристика коров по полиморфным локусам белков крови... 60

3.4.1. Оценка генетической структуры стада СХПК

«Верхнемалкинский» Кабардино-Балкарской Республики по локусам гемоглобина (HB), трансферрина (TF), альбумина (ALB) и преальбумина (PRE)........................

3.4.2. Коэффициент эксцесса (D) у бурой швицкой породы крупного рогатого скота.............................................. 65

3.5. Генетическая структура у коров бурой швицкой породы

по локусу каппа-казеина........................................................ 66

3.6. Молочная продуктивность коров СХПК

«Верхнемалкинский» Кабардино-Балкарской Республики

с учетом генотипа по каппа-казеину.............................................. ^

3.7. Производство и оценка качества адыгейского сыра из молока

коров СХПК «Верхнемалкинский» с учетом генотипа

по каппа-казеину.......................................................................

3.8. Анализ ассоциаций генотипов каппа-казеина с другими популяционно-генетическими показателями у коров бурой швицкой

породы..................................................................................... 74

ОБСУЖДЕНИЕ......................................................................... 78

ВЫВОДЫ................................................................................. 92

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ

НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ........................................................ 96

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ

ВЫВОДОВ................................................................................ 96

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................ 97

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Исходя из фундаментальной идеи французского историка XX века Фернана Броделя о существовании «островов цивилизаций, окруженных сушей» [12; 1], животноводство России рассматривается как крупная социально-биологическая структура, состоящая из разных историко-культурных самобытностей. В научной практике подобная попытка еще никем не предпринималась, хотя в специальной литературе немало материалов об особенностях животноводства разных регионов Российской Федерации [60].

Что понимается под «островами цивилизаций, окруженных сушей»? Исторический аспект, хорошо видимых неповторимых своеобразий, свой, ни с чем несравнимый региональный аромат, в высшей степени самобытный. Это касается элементов не только животноводства, но и всей сельскохозяйственной отрасли. Такими островами на территории Российской Федерации являются Северный Кавказ, Верхне-Волжский район, Забайкалье, Тундровая зона, Республика Тыва, Республика Саха-Якутия, Алтай.

В условиях разведения животных бурой швицкой породы, к которым относится Северный Кавказ и в частности Кабардино-Балкарская Республика (КБР), в силу исторических обстоятельств, сложившихся в данном регионе желательным является молочно-мясной тип крупного рогатого скота с высокими сыродельческими свойствами молока. Учитывая, что у кавказских народов накоплен огромный опыт по использованию молока в своей жизнедеятельности, считаем необходимым провести оценку влияния генетики животных на такой важный продукт, как адыгейский сыр.

Генетическое маркирование дает возможность сравнивать популяции

по уровню биоразнообразия, проводить мониторинг генофонда породы,

анализировать степень внутренней их дифференциации, а также оценивать

линии и семейства, прогнозировать эффективность племенной работы,

успешно применять ввиде метчиков качественных и количественных

признаков, судить о формообразовательных и физиологических процессах,

происходящих в организме животных. В молочном скотоводстве все большее значение приобретает генетическая оценка особей, типов и пород с использованием различных маркеров, включая полиморфные системы белков, группы крови и последовательности ДНК, оценка их связи с различными типами молочной продукции [62; 3; 2; 72, 89; 96; 48; 42].

Цель и задачи исследований. Целью работы явилась оценка семени племенных быков, принадлежащих пород ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям, по двум наследственным заболеваниям (ВЬАЭ, СУМ) и каппа-казеину. Характеристика коров бурой швицкой породы племрепродуктора СХГЖ «Верхнемалкинский» КБР по 3 типам генетических маркеров (группы крови, полиморфные белки и ДНК последовательности) и их связь с технологическими свойствами молока. В связи с этим решали следующие задачи:

1. Дать характеристику племенным быкам ОАО «Кабардино-Балкарское» по воспроизводству и биотехнологиям, на основе результатов анализа носительства мутантных ВЬ и СУ аллелей, вариантов каппа-казеина с учетом породы и генеалогического корня.

Научная новизна. Впервые на основе популяционно-генетического анализа по 10 системам групп крови, определена частота встречаемости антигенов, аллелей и генотипов у коров бурой швицкой породы. Показано у животных наличие аллелей костромской и кавказской бурой пород. Проведен генетический анализ по 4 полиморфным локусам белков: гемоглобину (HB), трансферрину (TF), альбумину (ALB), преальбумину (PRE). Предложена классификация аллелей в полиморфных локусах маркирующих систем. По коэффициенту эксцесса установлен высокий уровень гетерозиготности у коров бурой швицкой породы. Установлено, что генетические системы 3-х типов (группы крови, полиморфные белки и ДНК маркеры) являются эффективным инструментом для популяционно-генетической характеристики бурой швицкой породы, разводимой в условиях Кабардино-Балкарской Республики.

Теоретическая и практическая значимость работы. Впервые получены данные для характеристики аллелофонда животных бурой швицкой породы. Показана встречаемость аллелей 3-х типов маркирующих систем у различных пород быков и коров бурой швицкой породы. У

исследованных животных отсутствовал к-CN аллель, ответственный за технологические свойства молока. Более качественное молоко по всем показателям было получено от коров, имеющих CNBB генотип. В адыгейском

сыре, полученном из молока коров с генотипом CN , меньше содержится

влаги (53,4%), чем в молоке от коров с генотипом CN^ (54,4%) и CNÄB

(56,2%), соответственно в их молоке больше сухого вещества. Процент жира

(21,4%) и сухого вещества (46,0%) в натуральном сыре был также выше в

молоке коров с CNBB генотипом. У исследованных быков голштинской

породы по двум наследственным заболеваниям выявлен один носитель с BL

мутацией. У всех исследованных животных отсутствовал рецессивный СУ аллель. Отсутствуют ассоциации между генотипами по каппа-казеину и уровнем гомозиготности других маркирующих систем; между уровнем гомозиготности групп крови, полиморфных локусов, пролактина и гормона роста и продуктивными признаками. Это говорит о том, что на формирование качества сыра влияет сама структура В варианта белка каппа-казеина и связанных с ней систем в молоке.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на ученых советах ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии и ФГБОУ РАМЖ (20092012). Часть полученных материалов диссертации были представлены в научных трудах ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии «Научные основы ведения животноводства» (Дубровицы, 2009); в материалах Всероссийской научно-практической конференции на тему: «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России» (Саранск, 2010) и в трудах научно-практической конференции «Практическое использование современных научных разработок в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота» (Быково, 2011; в материалах международной научно-практической конференции на тему: «Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения» (Быково, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, из них две, в рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ журналах (Доклады РАСХН, 2011, №3; Проблемы биологии продуктивных животных, 2011. №4).

Основные положения, выносимые на защиту:

- характеристика семени племенных быков по трем типам генетических маркеров и носительства мутантных ВЬ и СУ аллелей;

- оценка аллелофонда у коров бурой швицкой породы по группам крови, полиморфным локусам и ДНК-маркерам;

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Современное определение понятия «порода»

В творческой деятельности по разведению и совершенствованию домашних животных человек имеет дело не с изолированными друг от друга особями, а с некоторыми целостными упорядоченными их группами породами. Согласно современной систематике, в зоологии основной систематической (таксономической) единицей является вид (Species), который подразделяется на более мелкие единицы - разновидности, экобиотипы и т.д. По примеру зоологов зоотехники для обозначения среди домашних животных групп с более тонкими различиями выработали свою систематику. Основной ее единицей при классификации сельскохозяйственных животных является порода.

Понятие «порода» начало складываться еще в средние века, когда человек для улучшения одних групп животных другими стал сознательно пользоваться скрещиванием и когда вырабатывался метод чистопородного разведения (при создании лошадей арабской породы). Значительное уточнение этого понятия произошло в период создания и разведения чистокровной верховой породы лошадей в Англии (XVIII в.), когда уже довольно основательно был разработан метод чистопородного (чистого) разведения. Попытки же дать определение породы относятся к тому времени, когда эволюционная теория завоевала прочное положение в науке. В одних определениях подчеркивалось большее или меньшее постоянство, неизменность пород, в других, наоборот, значительная изменчивость их под влиянием меняющихся условий существования.

В некоторых работах обращалось внимание на сходство

принадлежащих к одной породе животных по внешним признакам (масть,

экстерьер), а в иных — на общность их происхождения. Одни авторы при

определении породы подчеркивали ее целостность и тот факт, что

понятие «порода» относится к домашним, а не к диким животным; другие

этого не делали и т. д. К одним из ранних работ в этом плане относится

определение Г. Зеттегаста [35, 36], согласно которому «к одной породе должны быть причислены все те неделимые одного вида, которые отличаются от других неделимых того же вида характеристическими признаками и сохраняют эти последние до тех пор, пока обстоятельства не настолько сильны, чтобы изменить эти характерные особенности».

М. \\/11скеп8 [139] под породой понимал «возникшую через приспособление к одинаковым условиям жизни группу домашних животных одинаковой формы». Более близким к современности является определение, предложенное К. Кронахером [49]. Под породой он понимает группу животных одного вида, которая на основании общности происхождения и сходства по ряду морфологических и физиологических свойств и виду хозяйственного использования обнаруживает известную общность и отличается от других групп того же вида по экстерьеру, продуктивности и требованиям к условиям существования. При внешних условиях, в общем таких же, животные определенной породы дают в среднем одинаковое или сходное с ними потомство. По определению другого автора Герре В. [23], породы - это охраняемые от случайных скрещиваний, распространенные подразделения вида, которые по некоторым признакам и наследственным задаткам довольно сильно отличаются друг от друга. Это коллективные единицы, особенности которых могут быть выражены только статистическими методами.

Породы могут состоять из нескольких отродий, под которыми понимают подразделения породы, отличающиеся одним или несколькими признаками и имеющие широкое распространение. В пределах породы различают также типы или формы, образующиеся в пределах биологической группы, выделенной во времени или пространстве и характеризующиеся значительными различиями в телосложении, внешнем облике и продуктивности.

Менее удовлетворительным определением породы, в основе

которого лежит идея чистых линий, следует считать предложенная

трактовка Л. Крюгера [50]. Порода, по Л. Крюгеру [50], — это группа животных, «которые в отношении всех наследственных признаков одинаковы и наследственно чисты». В приведенных выше и многих других определениях породы подчеркивается обычно одна какая-нибудь сторона или свойство ее, т.е. порода рассматривается слишком односторонне. При этом забывают основное, что порода является продуктом человеческого труда, что племенная ценность породного животного создана трудом человека. А племенная ценность и есть то новое качество, которое отличает породное животное от беспородного.

Наследственность в определении породы - важный признак; но он присущ всем организмам. Особь или группа особей с определенными наследственными чертами - это лишь материал для создания породы. Для породного животного, для его племенной ценности характерна не просто наследственность, а наследственность, упорядоченная племенной работой; важен не только прошлый заложенный в породе человеческий труд, но и постоянное (планомерное) воздействие на нее человека. Без непрерывного воздействия человека, как бы постоянна порода ни была, какой бы наследственностью она ни отличалась, она «выродится», потеряет свои «характеристические» особенности, перестанет быть породой. Так, лошадь арабского корня, попав в Америку, не подвергаясь дальнейшему воздействию со стороны человека, одичала, перестала быть породной и дала начало мустангам.

Из той основной особенности, что порода есть продукт человеческого труда, вытекает и другая, заключающаяся в упорядоченности породы, в известной ее структуре, созданной искусственным отбором и подбором. Этим порода отличается от сборного стада, от

Информация о работе

Дохова, Залина Лостанбековна
кандидата биологических наук
п. Быково, Московской обл., 2013
ВАК 06.02.07

Диссертация

Использование генной технологии для разводения пород крупного рогатого скота в предгорной зоне Северного Кавказа - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы