Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка костромской породы крупного рогатого скота по ДНК-маркерам хозяйственно-полезных признаков

ВАК РФ 06.02.07, Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Оценка костромской породы крупного рогатого скота по ДНК-маркерам хозяйственно-полезных признаков"

На правах рукописи

Перчуп Алексей Валерьевич

ОЦЕНКА КОСТРОМСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО ДНК-МАРКЕРАМ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПОЛЕЗНЫХ ПРИЗНАКОВ

06.02.07 - Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

005570246

п. Лесные Поляны, Московская область 2015 г.

005570246

Работа выполнена на кафедре частной зоотехнии, разведения и генетики ФГБОУ ВПО Костромской государственной сельскохозяйственной академии и в лаборатории сравнительной генетики животных ФГБУН Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

ФГБОУ ВПО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия», Белокуров Сергей Гаврилович доцент кафедры частной зоотехнии, разведения и генетики

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет -МСХА имени. К.А. Тимирязева», Глазко Валерий Иванович заведующий Центром нанобиотехнологий

доктор биологических наук, лаборатория биотехнологии ФГБНУ «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт животноводства», Ковалюк Наталья Викторовна заведующая лабораторией

Ведущая организация: ФГБНУ Всероссийский научно-

исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных

Защита диссертации состоится «22» мая 2015 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 220.017.01 на базе ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела» по адресу: 141212, Московская область, Пушкинский район, п. Лесные поляны, ВНИИплем, факс: 8 (495) 515-95-57

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБНУ ВНИИплем: www.vniiplem.ru

Автореферат разослан « 18 » марта 2015 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, п ^ /

доктор биологических наук, профессор У Ерохин Анатолий Сергеевич

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современные достижения молекулярной генетики сделали возможным идентифицировать гены, связанные с качественными и количественными признаками КРС. Выявление предпочтительных аллельных вариантов таких генов позволит дополнительно к традиционным методам отбора и подбора животных проводить селекцию с использованием маркеров на уровне ДНК. С помощью ДНК-диагностики определяется генотип животного независимо от пола, возраста и физиологического состояния, что является важным и эффективным этапом в селекционно-племенной работе с КРС. Наиболее информативными в этом отношении являются ДНК-маркерные системы, а именно тест-системы, основанные на анализе полиморфизма структурных генов, принимающих участие в формировании и функционировании хозяйственно-полезных признаков (Т.Е. Сулимова, 2006; Е. Milanesi et al., 2008; JI.A. Калашникова и др., 2008; В. Hayes et al., 2009; Н.А. Зиновьева и др., 2010; В.И. Глазко и др., 2012; F.M. Rezende, 2013).

К одним из наиболее распространённых потенциальных ДНК-маркеров признаков продуктивности КРС относятся гены: каппа-казеина (CSW3), пролактина (bPRL), гормона роста (bGH) и диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 (DGATI). Ген CSN3 связан с белковомолочностью и технологическими свойствами молока. Ген bPRL у млекопитающих стимулирует развитие молочных желез, а также выполняет регуляцию функций образования и секреции молока. Ген bGH является важнейшим регулятором соматического роста животных, обладающий лактогенным и жиромобилизующим действием. Ген DGATI - микросомальный энзим, катализирующий последний этап синтеза триглицеридов. Многочисленными исследованиями (A. Dybus et al., 2005; К. Tatsuda et al., 2008; JI.A. Калашникова и др., 2009; L. Pannier et al., 2010; V. Bonfatti et al., 2011; O.B. Костюнина и др., 2011; N. Moravcikova et al., 2012; И.В. Лазебная и др., 2012; Ю. Юльметьева и др., 2013; И.Ф. Горлов и др., 2014) установлена связь различных полиморфных вариантов указанных ДНК-маркеров с такими селекционно-значимыми признаками КРС как рост и развитие, молочная и мясная продуктивность, качественный состав молока и мяса, а также воспроизводительная способность коров.

В настоящее время практически отсутствует характеристика генофонда костромской породы КРС по полиморфизму генома, на основе информативных ДНК-маркеров и их ассоциированные связи с хозяйственно-полезными признаками. В связи с этим, актуальным является исследование активной части популяции костромского скота по выше перечисленным генам.

Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в оценке костромской породы КРС по основным хозяйственно-полезным признакам с использованием ДНК-маркеров по генам CSN3, bPRL, bGH и DGA 71.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: • установить наличие полиморфизма в генах CSN3, bPRL, bGH и DGATI у коров и быков-производителей и частоту генотипов и аллельных вариантов

этих генов, как в целом, так и с учётом кровности и линейной принадлежности;

• изучить частоту комплексных генотипов у животных одновременно по четырём генам: СБЮ, ЬРЯЬ, ЬвНлБвАП-,

• дать характеристику основных генеалогических групп породы по анализируемым ДНК-маркерам;

• провести анализ динамики живой массы коров в зависимости от генотипа по генам СЖЗ, ЬРШ, ЬвНкОвАП-,

• выявить наличие ассоциаций различных генотипических вариантов исследуемых генов с признаками молочной продуктивности (удой, содержание жира и белка в молоке, количество молочного жира и белка) коров;

• оценить воспроизводительную способность коров-первотёлок с разными генотипами исследуемых генов;

• определить племенную ценность быков-производителей с учётом анализируемы* ДНК-маркеров;

• дать экономическую эффективность производства молока от животных разных генотипов по генам СБШ, ЬРШ, ЬОНнОвАТ!.

Научная новизна. Получены новые данные о частотах генотипов и аллельных вариантов генов СЯУЗ, ЬРШ, ЪвН и ВвАТ\ у коров стада ОАО «Племзавод «Караваево», являющегося ведущим племенным заводом по работе с породой. Впервые исследован полиморфизм указанных генов у быков-производителей головного племпредприятия ОАО «Костромское» по племенной работе разной генеалогической основы. Впервые изучена встречаемость различных полиморфных вариантов этих генов у животных костромской породы с учётом линейной принадлежности и кровности по швицкой породе. Проведена комплексная оценка хозяйственно-полезных признаков в зависимости от генотипа животного по локусам изученных ДНК-маркеров.

Теоретическая и практическая значимость работы. В костромской породе КРС установлен полиморфизм по всем четырём генам. Показано, что животные с различной кровностью по швицкой породе и разной линейной принадлежности отличались друг от друга, как по спектру, так и по частотам выявленных генотипов и аллелей генов СК/УЗ, ЬРШ, ЬвН и ВСАТХ. Проведённые исследования позволили оценить продуктивные возможности коров с различными генотипами, как отдельно по каждому изученному ДНК-маркеру, так и при их комплексном изучении. Установлена связь локусов исследованных ДНК-маркеров с племенной ценностью быков-производителей.

Полученные данные о наличии ассоциаций разных генотипов по локусам генов СЖУЗ, ЬРШ, ЬвН и £><2471 с хозяйственно-полезными признаками позволят использовать молекулярно-генетические методы для совершенствования генофонда костромской породы в направлении повышения молочной и мясной продуктивности и улучшения качеств получаемой продукции. Знание генотипа племенных быков по изученным ДНК-маркерам

даст возможность более эффективного использования тех быков-производителей, которые являются носителями «желательных» в селекционном

отношении генотипов.

Результаты исследований включены в план селекционно-племеннои работы с костромской породой крупного рогатого скота в Костромской области на 2015-2024 гг. (Кострома, 2014). Основные положения материалов диссертационной работы используются в учебном процессе при чтении лекций студентам очной и заочной форм обучения направления подготовки 36.03.02 «Зоотехния» факультета ветеринарной медицины и зоотехнии ФГБОУ ВПО Костромской ГСХА.

Положения, выносимые на защиту: . полиморфизм генов С5ЛЗ, ЪРК1, ЬвНиОвАП у КРС костромской породы;

• связь генотипов изучаемых ДНК-маркеров с хозяйственно-полезными признаками коров;

• племенная ценность быков-производителей различных генотипов по СБЮ, ЬРШ, ЪвН» БСАТ\-локусам;

• эффективность производства молока коров разных генотипов изучаемых ДНК-маркеров.

Степень достоверности и апробация результатов исследования.

Основные научные положения и выводы, сформулированные в диссертации, базируются на данных первичного зоотехнического и племенного учёта и результатах полученных в экспериментальных исследованиях. Применение биологической статистики и экономического анализа позволило установить достоверность полученных результатов и их экономическую значимость.

Результаты исследования доложены на: Международной научно-практической конференции «Проблемы сохранения биоразнообразия в животноводстве» (Кострома, 2011); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе» (Кострома, 2012-2014); Международной научно-практической конференции «Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков» (Новосибирск, 2013); Молодёжной конференции «Популяционная генетика и геногеография: наука и практика» (Москва, 2013); Объединённом научном мероприятии «VI Съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров и ассоциированные генетические симпозиумы» (Ростов-на-Дону, 2014).

Публикация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 3 в изданиях рекомендуемых ВАК

Минобрнауки России.

Струюура и объём и работы. Диссертация изложена на 121 странице машинописного текста и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты исследований и их обсуждение, заключение, выводы, предложения производству, список литературы, приложение. Работа содержит 39 таблиц и 14 рисунков. Список литературы включает 267 источников, в том числе 123 на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Материалом для исследований послужили кровь коров (п=125) стада ОАО «Племзавод» Караваево», являющегося ведущим по разведению и совершенствованию животных костромской породы и сперма быков-производителей (п=79) головного племпредприятия ОАО «Костромское» по племенной работе, являющегося основным банком хранения спермопродукции быков костромской породы. Кровь отбирали из ярёмной вены в объёме 5 мл в вакуумные пробирки с сухим ЭДТА КЗ (ООО «ГЕМ», Россия). Сперма быков-производителей использовалась в виде глубокозамороженных (-196°С) гранул и

пайет, объёмом 100 мкл каждая.

Экспериментальная часть работы выполнялась в лаборатории сравнительной генетики животных ФГБУН ИОГен РАН (г. Москва) под руководством доктора биологических наук, профессора Сулимовой Галины Ефимовны.

Наряду с экспериментальными материалами использовались сводные данные первичного зоотехнического и племенного учета - карточка племенного быка (Форма 1-МОЛ) карточка племенной коровы (Форма 2-MOJI), и данные о результатах племенной работы с костромской породой за последние пять лет (Форма 7-МОЛ). При этом изучали следующие признаки: удой за 305 дней, содержание жира и белка в молоке за первые три и наивысшую лактации, живую массу от рождения до первого отёла, воспроизводительную способность коров оценивали по возрасту и живой массе при первом плодотворном осеменении, возрасту первого отёла, продолжительности сервис-, сухостойного и межотёльного периодов, рассчитывали коэффициент воспроизводительной способности по Н.М. Крамаренко (1969) и индекс плодовитости по И. Дохи (1961). Племенную ценность быков-производителей изучали по результатом их оценки по качеству потомства методом «дочери-сверстницы» на основе данных, представленных в «Каталоге быков-производителей костромской породы» (Б.В. Шалугин и др., 2011).

Исследования проводили по схеме, представленной на рисунке 1.

Выделение ДНК из цельной крови коров проводили с использованием набора «Magna™ DNA Prep 200» (ООО «Лаборатория Изоген», Россия), согласно прописи, предоставленной изготовителем. ДНК из спермы быков-производителей выделяли с использованием того же набора, но из-за различий в химическом строении клеточных мембран сперматозоидов и клеток крови к каждому образцу в лизирующую смесь добавляли по 8 мкл 10 мМ реагента-тиовосстановителя дитиотреитол, который позволяет разрушить большое количество дисульфидных связей. Концентрацию выделенной ДНК определяли с помощью электрофореза в 1% агарозном геле при постоянном напряжении 80 В в течение 2 часов. По окончанию электрофореза гель анализировали на трансиллюминаторе «UVT-1» («Биоком», Россия) в коротковолновом УФ-свете. Концентрации ДНК исследуемых образцов оценивали, сравнивая интенсивность флуоресценции аликвот анализируемой ДНК с контрольной раститровкой ДНК фага X (25, 50 и 100 нг).

Тестирование А- и 5-аллелей гена СЗШ проводили с помощью метода аллель-специфичной полимеразной цепной реакции с использованием набора реагентов «ОепеРакк к-Савет» (ООО «Лаборатория Изоген», Россия), согласно прописи изготовителя. Амплификацию проводили в термоциклере «Терцик» (ООО «ДНК-технология», Россия) в следующем режиме: первый цикл - 95 °С, 2 мин; последующие 32 цикла - 95 °С, 15 с; 62 °С, 40 с; 72 °С, 30 с; заключительный цикл - 72 °С, 7 мин._

[, Группы животных I

ШЯШ-ШЁ

Коровы стада ОАО «Племзавод «Kapaeaei

■ ' . _J

ки-производители племпредприятия ОАО «Костромское» по племенной работе

f~7

csm J |

ка SNP методом PCR-RLFP и AS-PCR в генах j

DC

ьвн

-■ I • ЩЩ • : Ж---Щ, ' -\ ~1 I

«деление частот аллелькых вариантов и генотипов, _ л гетерозиготное™, наличия генного рав»""

. г: - ■ : ■ • - ■■

■■ .....■-—---

Оценка генеалогьмеской ст| иской породы

I- - ■■■■-■-■___

.....■

Анализ связи с основными

йсгвекно-полезными пр

эффективность результатов исследования |

■-Е-

—-I—s--—

Выводы и предложения производству j

Рисунок 1. Схема исследования.

Полиморфизм генов DGATl, bGH и bPRL исследовали методом PCR-RFLP. Для амплификации фрагментов этих генов использовали следующие пары олигонуклеотидных праймеров, синтезированных в ООО НПФ «Литех» (г. Москва):

DGAT\\F - 5'-GCTGCTCCTGAGGGCCCTTCG-3'

R - 5'-GCGGCGGCАСТТСATGACCCT-3' (R.J. Slepman et al„ 2002); bGH: F - 5' -GCTGCTCCTGAGGGCCCTTCG-3'

R - 5'-GCGGCGGCACTTCATGACCCT-3' (M.C. Lucy et al., 1993); bPRL: F - 5' -CGAGTCCTTATGAGCTTGATTCTT-3'

R - 5'-GCCTTCCAGAAGTCGTTTGTTTTC-3' (H.A. Lewin et al., 1992). Амплификацию проводили с использованием набора «GenePakR PCR Core» (ООО «Лаборатория Изоген», Россия) согласно прописи изготовителя в

Экономическую эффективность производства молока от коров с разными генотипами определяли на основании данных продуктивности за 305 дней

термоциклере «MyCycler» («BioRad», США) в следующем режиме: для фрагмента гена DGAT1: первый цикл - 95 °С, 5 мин; последующие 35 циклов -95 °С, 30 с; 57 °С, 30 с; 72 °С, 45 с; заключительный цикл - 72 °С, 7 мин; для фрагмента гена bGH: первый цикл - 95 °С, 5 мин; последующие 35 циклов - 94 °С 45 с- 65 °С, 45 с; 72 °С, 45 с; заключительный цикл - 72 °С, 7 мин; для фрагмента гена Wl: первый цикл - 95 °С, 5 мин; последующие 35 циклов - 95 °С 30 с; 57 °С, 30 с; 72 °С, 30 с; заключительный цикл - 72 °С, 7 мин. Полученные продукты амплификации генов DGATl, bGH и bPRL обрабатывали эндонуклеазами рестрикции Acol, AluI и Rsal, соответственно, в течение 16 часов при соблюдении условий, указанных фирмой-производителем НПО

«СибЭнзим» (Россия).

Размер продуктов амплификации гена CSV3 и продуктов рестрикции фрагмента генов DGATl, bGH и bPRL оценивали методом электрофореза в 2% агарозном геле, после окрашивания бромистым этидием (10 мкг/мл) в трис-боратном буфере (89 мМ Tris-OH, 89 мМ Н3В03, 2 мМ EDTA) при напряжении 8 В/см после окрашивания бромистым этидием (10 мкг/мл). Для определения длины фрагментов нуклеиновых кислот использовали маркер молекулярных масс «GenePakR DNA Ladder М 50» (ООО «Лаборатория Изоген», Россия). Результаты электрофореза регистрировали в ультрафиолете с использованием системы гель-документирования «ViTran v. 1.0». Генотипы животных определяли по числу и размеру полученных "

Рисунок 2. А. Анализ продуктов аллель-специфичной амплификации гена С8ИЗ: 1 -маркер молекулярных масс М50 Ър; 4,8- гетерозиготы АВ; 2,5- гомозиготы по аллелю А; 3,6,7-гомозиготы по аллелю В; Б. Рестрикционный анализ продуктов амплификации гена ОвАТ1: 1 -маркер молекулярных масс М100 Ьр; 3, 9, 10, И - гетерозиготы АК; 5 - гомозиготы по аллелю К; 2, 4, 6, 7, 8 - гомозиготы по аллелю А; В. Рестрикционный анализ продуктов амплификации гена ЬРМ: 1 -маркер молекулярных масс М50 Ьр; б, 7 - гетерозиготы АВ; 2, 3, 4, 8 - гомозиготы по аллелю А; 5 - гомозиготы по аллелю В; Г. Рестрикционный анализ продуктов амплификации гена ЪОН: 1 -маркер молекулярных масс М50 Ьр; 6, 7 -гетерозиготы VI; 2, 3, 4, 5, 8- гомозиготы по аллелю I.

•■».Ж»

первой лактации, учета всех затрат на содержание и молекулярно-генетическое тестирование одной головы и выручки, полученной от реализации молока.

Результаты, полученные в экспериментальных исследованиях и данные зоотехнического и племенного учета, обработаны методами популяционно-генетического и биометрического анализа (П.Ф. Рокицкий, 1961; Н.А. Плохинский, 1970; Е.К. Меркурьева, 1977) с использованием программных возможностей «Microsoft Excel 2010» и «Statistica 7.0».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Оценка полиморфизма генов CSN3, bPRL, bGHn DGATi в костромской породе крупного рогатого скота

3.1.1. Полиморфизм гена CSN5

Результаты ДНК-тестирования локуса гена каппа-казеина методом аллель-специфичной ПЦР на наличие А- и В-аллельных вариантов у животных костромской породы, представленные в таблице 1, показали, что наибольшее число животных являлись носителями гетерозиготного генотипа АВ гена CSN3. Частота его у коров составила 0,528, у быков - 0,532. Генотип ВВ был представлен у коров с частотой 0,360, у быков-производителей - 0,215, соответственно, генотип АА - 0,112 и 0,253. Отметим, что наиболее предпочтительный для выработки твёрдых сортов сыра Б-аллель и его гомозиготное состояние с большей частотой встречались у животных стада ОАО «Племзавод «Караваево». В целом по изученным выборкам частота аллеля В и генотипа ВВ, соответственно, составила 0,569 и 0,304.

Таблица 1

Частота генотипов и аллелей гена CSN3_

Генотип п, гол. Частота генотипов ± Sp Аллель Частота аллелей ± Sp' Нсхр X2

коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево»

А/А А/В (Hobs) В/В 14 66 45 0,112 ±0,028 0,528 ± 0,045 0,360 ± 0,043 А В 0,376 ±0,043 0,624 ± 0,043 0,469 ± 0,045 1,555

быки-производители ОАО «Костромское» по племенной работе

А/А А/В (Hobs) В/В 20 42 17 0,253 ± 0,049 0,532 ± 0,056 0,215 ±0,046 А В 0,519 ± 0,056 0,481 ±0,056 0,499 ± 0,056 0,424

в целом

А/А А/В (Ноь3) В/В 34 108 62 0,167 ±0,026 0,529 ± 0,035 0,304 ± 0,032 А В 0,431 ±0,035 0,569 ± 0,035 0,490 ± 0,035 0,628

Примечание: Sp - ошибка частот аллелей и генотипов; Hobs - наблюдаемая гегерозигошосгь; Нехр - ожидаемая гетерозиготность; х2- критерий соответствия.

Проверка соответствия выявленной частоты генотипов распределению Харди-Вайнберга показала, что все анализируемые выборки по гену каппа-

казеина находятся в равновесном состоянии. Оценки ожидаемой гетерозиготности (Н^р) соответствовали значениям наблюдаемой гетерозиготности (Hobs) и в целом, соответственно, составили 0,490 и 0,529.

3.1.2. Полиморфизм гена bPRL

Изучение &«Л-полиморфизма гена bPRL показало (табл. 2), что как у коров, так и у быков-производителей с наибольшей частотой встречался аллель А. Частота его, соответственно, составила 0,720 и 0,728, что характерно для большинства пород вида Bos taurus. Анализ распределения частот генотипов позволил установить, что для костромских животных характерно преобладание гомозиготного генотипа АЛ (0,510), в то время как встречаемость особей с гомозиготным генотипом ВВ составила всего 0,064.

Таблица 2

Частота генотипов и аллелей гена bPRL _

Генотип п, гол. Частота генотипов ± Sp Аллель Частота аллелей ± Sp Нехр X2

коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево»

AJA А/В (Hobs) В/В 62 56 7 0,496 ± 0,045 0,448 ± 0,044 0,056 ± 0,021 А В 0,720 ± 0,040 0,280 ± 0,040 0,403 ± 0,044 1,216

быки-пооизводители ОАО «Костромское» по племенной работе

А/А А/В (Hobs) В/В 42 31 6 0,532 ± 0,056 0,392 ± 0,055 0,076 ± 0,030 А В 0,728 ± 0,050 0,272 ± 0,050 0,396 ± 0,055 0,010

в целом

А/А А/В (Hobs) В/В 104 87 13 0,510 ±0,035 0,426 ± 0,035 0,064 ±0,017 А В 0,723 ±0,031 0,277 ±0,031 0,401 ± 0,034 0,408

Примечание: Sp - ошибка частот аллелей и генотипов; Hobs - наблюдаемая гегерозигошосгь; Нехр - ожидаемая гетерозиготность; х2 - критерий соответствия.

Распределение частот генотипов у коров Р=0,544), быков-

производителей (хМ>,010, Р=0,995) и в целом по изученным выборкам (^2=0,408, Р=0,816) отвечало критерию равновесного состояния по Харди-Вайнбергу. Значения наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности достоверно не различались.

3.1.3. Полиморфизм гена ЪО!

Результаты анализа ЛМ-полиморфизма гена ЬйН, представленные в таблице 3, указывают на отсутствие в изученных выборках животных с генотипом УУ, низкой долей гетерозигот (0,103) и высокой долей гомозигот по 1-аллелю (0,897). Частота аллеля Ь составила 0,949, аллеля V всего 0,051. Отметим, что у быков-производителей по сравнению с коровами наблюдалось незначительное превышение частоты ¿-аллеля' (0,962) и гомозиготного генотипа Ы (0,924). Достоверных различий по уровню наблюдаемой и

ожидаемой гетерозиготности установлено не было. Распределение частот генотипов соответствовало равновесному распределению по Харди-Вайнбергу.

Таблица 3

Частота генотипов и аллелей гена bGH

Генотип п, гол. Частота генотипов ± Sp Аллель Частота аллелей ± Sp Нехр х2

коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево»

L/L V/L (Hobs) 110 15 0,880 ± 0,029 0,120 ±0,029 L V 0,940 ± 0,021 0,060 ±0,021 0,110± 0,028 0,445

быки-пооизводители ОАО «Костромское» по племенной работе

L/L V/L (Hobs) 73 6 0,924 ±0,030 0,076 ±0,030 L V 0,962 ± 0,022 0,038 ±0,022 0,073 ± 0,029 0,112

в целом

L/L К/1 (Hobs) 183 21 0,897 ± 0,021 0,103 ±0,021 L V 0,949 ±0,015 0,051 ±0,015 0,097 ± 0,021 0,339

Примечание: Sp - ошибка частот аллелей и генотипов; Н0ь* -наблюдаемая гетерозиготносгь; Н„р - ожидаемая гетерозиготносгь; х2-критерий соответствия.

3.1.4. Полиморфизм гена 1)(7Л71

Исследование мутации К232А (динуклеотидная замена АрА-»ОрС, приводящей к замене в белковом продукте лизина (аллель К) на аланин (аллель А)) в костромской породе (табл. 4) выявило наличие высокой частоты А- и низкой ^-аллельных вариантов гена £<2471 как у коров, так и у быков-производителей. При этом встречаемость животных стада ОАО «Племзавод «Караваево» с А-аллелем была несколько выше и составила 0,948, в сравнении с быками-производителями ОАО «Костромское» по племенной работе, где частота его находилась на уровне 0,797. Среди генотипов, в целом по изученным выборкам, наблюдалось следующее распределение: АА - 0,794, АК-

0,191 нКК-0,015.

Таблица 4

Частота генотипов и аллелей гена DGATX_

Генотип п, гол. Частота генотипов ± Sp Аллель Частота аллелей ± Sp Нехр X2

коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево»

А/А Л/К (Hobs) К/К ИЗ 11 1 0,904 ±0,026 0,088 ± 0,025 0,008 ± 0,0 А К 0,948 ± 0,020 0,052 ± 0,020 0,099 ± 0,027 0,958

быки-ir воизводители ОАО «Костромское» по племенной работе

А/А А/К (Hobs) К/К 49 28 2 0,620 ±0,055 0,355 ± 0,054 0,025 ± 0,0 А К 0,797 ± 0,045 0,203 ± 0,045 0,324 ± 0,053 0,956

в целом

А/А А/К (Hobs) К/К 162 39 3 0,794 ±0,028 0,191 ± 0,028 0,015 ±0,009 А К 0,890 ±0,022 0,110 ±0,022 0,196 ± 0,028 0,088

Примечание; Sp - ошибка частот аллелей и генотипов; Hobs - наблюдаемая гетеразиготность; Нехр - ожидаемая гетерозиготносгь; х2- критерий соответствия.

Согласно закону Харди-Вайнберга, изученные выборки коров и быков-производителей по гену DGATI находилась в генном равновесии. Значения наблюдаемой (Hobs) и ожидаемой (НехР) гетерозиготности достоверно не различались.

3.1.5. Частота комплексных генотипов ДНК-маркеров CSN3, bPRL, bGH и

DGATI

Для более детальной оценки генетической структуры костромского скота рассмотрена встречаемость комплексных генотипов одновременно по четырём генам: CSNS, bPRL, bGH к DGATI. Спектр всех преобладающих комплексных генотипов с их частотой представлен в таблице 5.

Таблица 5

Спектр преобладающих комплексных генотипов с учётом изучаемых генов _СЖУЗ, ЪРШ, ЪвН и РвАП _

Выборка Выявленное чйсло генотипов Число генотипов с р>5% Преобладающие комплексные генотипы: CSNUbPRL/bGHJDGA 71 Число генотипов с р<5% Общая частота генотипов с р<5%

Коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево» 22 5 АА/АВ/ШАА (0,072) AB/AA/WAA (0,224) AB/AB/LL/AA (0,184) BB/AA/LL/AA (0,160) ВВ/АВ/ШАА (0,104) 17 0,256

Быки-производители ОАО «Костромское» по племенной работе 22 10 АА/АА/ШАА (0,063) AA/AA/LL/AK (0,063) АА/АВ/ШАА (0,076) AB/AA/LUAA (0,152) АВ/АА/ШАК (0,089) АВ/АВ/ШАА (0,089) AB/AB/LL/AK (0,089) АВ/ВВ/ШАА (0,051) ВВ/АА/ШАА (0,051) ВВ/АВ/ШАА (0,089) 12 0,188

В целом 28 5 АА/АВ/ШАА (0,074) АВ/АА/ШАА (0,196) АВ/АВ/ШАА (0,147) ВВ/АА/ШАА (0,118) ВВ/АВ/ШАА (0,098) 23 0,367

Примечание: в скобках указаны частоты комплексных генотипов.

В целом, в исследуемых выборках выявлено 28 комплексных генотипов из 54 теоретически возможных. Наиболее часто встречались следующие генотипы {СБЮ/ЪРШЛСНЮСАТХ): АА/АВ/ШАА (0,074), АВ/АА/ШАА (0,196), АВ/АВ/ШАА (0,147), ВВ/АА/ШАА (0,118) и ВВ/АВ/ШАА (0,098). Суммарная частота остальных 23 составила 0,367. Наиболее редкими, с частотой равной 0,005, оказались генотипы: АА/АА/ШКК, АА/АА/ШАА, АА/АВ/ШАК, АА/ВВ/ШАА, АА/ВВ/ШАК, ВВ/АА/ШАК, ВВ/АВ/ШАК. Выборки коров и быков-производителей характеризовались одинаковым количеством

комплексных генотипов, которое насчитывало 22. При этом наличие генотипов с частотой более 5% в стаде коров ОАО «Племзавод «Караваево» оставалось неизменным, те же самые 5 генотипов, что и в среднем по выборкам, но у быков-производителей из ОАО «Костромское» по племенной работе их количество было вдвое больше и равнялось 10. Следует сказать, что наибольшее число животных было выявлено с генотипом АВ/АА/ШАА, как среди коров, так и среди быков-производителей с частотой равной, соответственно, 0,224 и 0,152.

3.1.6. Генеалогическая структура костромской породы по изучаемым ДНК-

маркерам

На различных этапах селекционной работы с костромской породой в ряде племенных хозяйств активно использовались быки-производители родственной швицкой породы зарубежной селекции, в основном, американской. Вследствие чего, генеалогическая структура породы в настоящее время представлена отечественными костромскими линиями и генеалогическими группами бурой швицкой породы.

На основании этого, по данным выявленных частот аллелей генов СЯУЗ, ЬРЯЬ, ЬвН и 1ЮАТ\ у животных ведущих заводских линий и родственных групп породы были рассчитаны показатели стандартных генетических дистанций между отдельными генеалогическими группами и построена дендрограмма генетических взаимосвязей, представленная на рисунке 3.

л. Салата

л. Снлача

л. Бархата л.Ладаа

л. Каро л. Ограда гр. Бага ера гр.Концен1рата гр. Лэ^)да гр. Меридиана

0,048

0,111

0,170

0,203

гр. Мастера

,0,355

Рисунок 3. Депдрограмма генетической близости генеалогических костромского построенная использованием невзвешенной групповой (иРвМА) на частот аллелей ЪРКЬ,

0,264

0,123

0,095

групп скота, с

метода парно-средней основе генов

СЯЮ, ЬРШ, ЪвН и йСАТ1. Числами

обозначены генетические расстояния, рассчитанные по Ш (1972).

0,033

0,0

o.l

0,13 од одз

0,3

0,35 0,4

Как видно из представленной дендрограммы, все особи из исследуемых выборок распались на два кластера: в первый вошли животные, принадлежащие заводским линиям: Салата КТКС-83, Силача КТКС-84, Ладка КТКС-253, Каро КТКС-101, Бархата ВДКС-6 и Ограда ВДКС-24; во второй - животные, принадлежащие родственным группам: Концентрата 106157, Меридиана 90827, Мастера 106902, Батлера 107506 и Лэйрда 71151. Величина генетического расстояния между животными из первого и второго кластера составила 0,355,

что указывает на их генетическую разобщенность.

Таким образом, несмотря на большое влияние, которое оказали и продолжают оказывать быки-производители бурой швицкой породы зарубежной селекции на генофонд костромской породы, между изученными линиями собственно костромской породы и генеалогическими структурами бурого швицкого скота наблюдаются генетические различия по частотам аллелей анализируемых генов. Отметим, что животные, как заводских линий, так и родственных групп вносят свой особый вклад в формирование породно-продуктивных качеств, поэтому селекционно-племенная работа в породе должна продолжаться с использованием животных обеих генеалогических групп.

3.2. Оценка хозяйственно-полезных признаков животных костромской породы с различными полиморфными вариантами генов CSN3, bPRL, bGH

a DGATI

3.2.1. Динамика живой массы животных разных генотипов по генам CSN3, bPRL, bGH и DGATI

Поскольку живая масса, как и все количественные признаки, обусловлена не только типом кормления и системой выращивания, но и генотипом каждого конкретного животного, нами проведена оценка динамики живой массы маточного поголовья стада ОАО «Ппемзавод «Караваево» в различные возрастные периоды в зависимости от генотипов по исследованным генам (табл. 6).

Таблица б

Динамика живой массы животных с разнымигенотипами по генам _ CSN3, bPRL, bGH и DGATI, Х± Sx_

Генотип п, гол. Живая масса в возрасте, кг

при рождении 10 мес. 12 мес. 18 мес. 1-я лактация

каппа-казеин (CSN3)

А/А 14 38,7±0,5 232,7±6,5 272,3±6,9 393,1±6,9 597,1±13,2

А/В 66 37,8±0,4 236,2±3,1 274,8±3,6 395,4±3,7 602,1±5,1

В/В 45 37,8±0,4 235,2±3,1 276,1±4,5 398,5±4,0 600,0±7,5

пролакгин (bPRL)

А/А 6?. 37,7±0,3 239,9±3,0* 279,0±4,2 400,2±3,7* 603,2±5,6

А/В 56 38,1±0,4 230,9±3,0* 271,6±3,2 394,6±3,5 600,9±5,7

В/В 7 37,7±0,8 231,9±9,4 267,1±Ю,5 374,1±11,4* 578,6±27,6

гормон роста (bGH)

иь НО 37,7±0,3 234,8±2,3 274,6±2,9 396,7±2,7 599,3±4,3

иг 15 39,2±0,8 240,5±4,8 277,8±4,1 393,1±7,6 612,0±12,7

диадилглидерол О-ацшпрансфераза 1 {DGATI)

А/А ИЗ 37,9±0,3 235,3±2,2 274,9±2,7 396,6±2,7 599,6±4Д

А/К 11 37,8±0,7 232,7±7,3 272,3±9,7 392,1±8,0 617,3±16,1

К/К 1 38,0±0,0 284,00±0,0 316,0±0,0 404,0±0,0 560,0±0,0

Примечание: X - среднее арифметическое; Sx - стандартная ошибка; уровень значимости: *Р<0,05.

Установлены достоверные различия в живой массе между животными разных генотипов только по гену ЬРЯЬ и только в возрасте 10 и 18 месяцев. Так тёлки с генотипом АА в 10 месяцев превосходили по живой массе своих сверстниц с генотипом АВ на 9,0 кг (Р<0,05) и в 18 месяцев с генотипом ВВ на 26,1 кг (Р<0,05). Проведённый однофакторный дисперсионный анализ показал наличие влияния ЛМ-полиморфизма гена ЮН на живую массу телят при рождении. Доля влияния составила дМ),031 (Р<0,05).

Таблица 7

Динамика живой массы животных с учётом комплексных генотипов по генам _ СБЮ, ЬРШ, ЬвНУ-РвАП, Х±8х_

Комплексный генотип п, гол. Живая масса в возрасте, кг

при рождении 10 мес. 12 мес. 18 мес. 1-я лактация

АА/АВ/ШАА 9 37,9±0,5 234,2±7,4 272,3±8,5 392,0±8,0 58б,7±18,0е'

АВ/АА/ШАА 28 37,8±0,5 237,9±4,7 273,4±6,2 399,2±5,7 60б,1±6,5с'"

АБ/АА/ШАК 3 38,3±2,3 236,3±18,6 285,3±33,2 400,0±26,9 643,3±

АВ/АА/ШАА 5 38,0±1,8 251,0±8,2а' 284,0±8,4 400,2±17,5 610,0±33,5

АВ/АВ/ШАА 23 37,7±0,7 226,5±5,7а' 268,б±5,9 390,5±6,8 596,5±8,6"""

ВВ/АА/ШАА 20 37,5±0,6 237,6±5,6 282,7±8,7 402,4±6,7 588,5±11,3 ""*

ВВ/АВ/ШАА 13 37,6±0,9 232,9±4,9 273,2±6,7 401,9±5,3 603,9±14,7 а'

ВВ/АВ/ШАА 3 40,7±1,8 242,7±19,4 278,7±18,0 393,3±32,7 620,0±14,1

ВВ/ВВ/ШАА 4 38,0±0,8 232,3±9,1 268,3±13,5 375,0±19,6 580,0±38,б

Примечание: Х- среднее арифметическое; Эх- стандартная ошибка; буквенными индексами (а, Ь, с, <1, е) обозначены пары достоверно различающихся генотипов при уровне достоверности: *Р<0,05 и ***Р<0,001.

Данные представленные в таблице 7 свидетельствуют о том, что первотёлки с комплексным генотипом АВ/АА/ЫУАК имели наиболее высокую живую массу, равную 643,3±4,1 кг, что на 39,4 кг (Р<0,05), 54,8 (Р<0,001), 37,2 кг (Р<0,001), 46,8 кг (Р<0,001) и 56,6 кг (Р<0,05) выше, чем у их сверстниц с генотипом, соответственно: ВВ/АВ/ШАА, ВВ/АА/ШАА, АВ/АА/ШАА, АВ/АВ/ШАА и АА/АВ/ШАА. Кроме .того, высокая живая масса выявлена и у тёлок в возрасте 10 месяцев с генотипом АВ/АА/ЬУ/АА. В сравнении со сверстниками с генотипом АВ/АВ/ШАА различия составили 24,5 кг (Р<0,05). Отметим, что животные с вышеуказанными комплексными генотипами (АВ/АА/ЫУАК и АВ/АА/ШАА) имели довольно хорошие показатели живой массы на протяжении всех анализируемых периодов роста и развития.

3.2.2. Связь молочной продуктивности коров с генами СБЮ, ЬРЛЬ, ЬйН и

ОвАП

Молочная продуктивность является основным показателем, по которому ведётся селекция молочных пород скота. Известно, что показатели молочной продуктивности в определённой степени зависят от генотипа животных по генам, кодирующим синтез основных компонентов молока. В таблице 8 представлены результаты анализа молочной продуктивности за 305 дней

первой лактации коров стада ОАО «Племзавод «Караваево» с учётом генотипа анализируемых генов.

Таблица 8

Молочная продуктивность за 305 дней первой лактации коров с разными генотипами по генам С57УЗ, ЬРЯЬ, ЪОНкЕЮАТХ, Х± Бх_

Генотип п, гол Удой, кг Жир, % Молочный жир, кг Белок, % Молочный белок, кг

каппа-казеин (С5ДЗ)

А/А 14 6351±321 4,25±0,08 277,4±16,5 3,18±0,02 ' 201,9±10,2

А/В 66 6364±133 4,15±0,04 264,1±5,8 3,23±0,01 а* 205,5±4,3

В/В 45 6494±164 4,15±0,04 269,0±7,1 3,25±0,01 Ь" 210,6±5,2

пролакган (ЬРШ)

А/А 62 6416±142 4,14±0,04 265,3±5,7 3,23±0,01 207,4±4,5

А/В 56 6426±144 4,19±0,04 270,6±7,1 3,23 ±0,01 207,2±4,6

В/В 7 6207±435 4,17±0,08 259,2±20,8 3,23±0,04 200,5±14,8

гормон роста (ЬСН)

1Л 110 6456±108 "* 4,13±0,03 "" 267,3±4,8 3,23±0,01 208,5±3,5 С

Ш 15 6064±156 а* 4,38±0,07"" 268,1±7,2 3,22±0,01 195,1±4,9С*

диацилглицерол О-ацилтрансфераза 1 (7Х?ЛП)

А/А 113 6476±99 4,15±0,03 а" 269,2±4,4 3,23±0,01 208,9±3,2

А/К 11 5738±436 4,35±0,08 '* 249,7±20,4 3,25±0,03 185,5±13,0

К/К 1 6282±0,0 3,97±0,0 249,1±0,0 3,45±0,0 216,7±0,0

Примечание: буквенными индексами (а, Ъ) обозначены пары достоверно различающихся генотипов при уровне значимости: *Р<0,05 и **Р<0,01.

Данные таблицы 9 показывают, что коровы-первотёлки с генотипом ЬЬ гена ЬвН превосходили своих сверстниц с генотипом ¿V по удою на 392 кг (Р<0,05) и количеству молочного белка на 13,4 кг (Р<0,05). Однако, у животных с последним генотипом содержанию жира в молоке было на 0,25 % (Р<0,01) выше, в сравнении с животными генотипа ЬЬ. У коров-первотёлок с генотипами АВ и ВВ гена СБ1УЗ выявлено наибольшее содержание белка в молоке, равное 3,23±0,01 % и 3,25±0,01 %, что, соответственно, на 0,05 % (Р<0,05) и 0,07 % (Р<0,01) выше, чем у их сверстниц с генотипом АА. Содержание жира в молоке у первотёлок с генотипом АК по гену ВОАТ1 составило 4,35±0,08 %, что на 0,2 % (Р<0,05) выше, в сравнении с первотёлками генотипа АА. При анализе полиморфизма гена ЪРКЬ наличия ассоциативных связей разных генотипических вариантов с показателями молочной продуктивности коров не выявлено. Также не выявлено ассоциаций за вторую и третью лактации.

Учитывая полигенный характер детерминации формирования признаков молочной продуктивности, нами изучено совместное влияния рассматриваемых генов на показатели молочной продуктивности коров. Результаты полученных данных представлены в таблице 9.

Таблица 9

Молочная продуктивность коров с комплексными генотипами изучаемых генов _(СЗт/ЬРИЬ/ЬвН/РвАП), Х±Бх__

Комплексный генотип N Удой, кг Жир, % Молочный жир, кг Белок, % Молочный белок, кг

первая ла1сгация

АА/АВ/ШАА 9 6429±496 4,26±0,12 280,6±26,0 3,18±0,03 204,4±15,8

АВ/АА/ШАА 28 6360±195 4,09±0,05 ь' 260,1±8,1 3,23±0,02 205,8±6,4

АВ/АА/ШАК 3 6164±1270 4,34±0,18 265,5±49,7 3,22±0,07 197,4±38,4

АВ/АА/ШАА 5 6085±264 4,42±0,21 269,0±16,1 3,19±0,02 194,1±7,5С"

АВ/АВ/ШАА 23 6713±232ь' 4,11±0,07 276,7± 11,1 3,21±0,02 215,5±7,5 ""

ВВ/АА/ШАА 20 6793±300 »• 4,04±0,0б 273,7± 12,0 ЗД4±0,02 219,6±9,5

ВВ/АВ/ШАА 13 6286±234 4,17±0,07 262,7±11,6 3,27±0,04 205,3±7,2

ВВ/АВ/ШАА 3 5790±327 "" 4,27±0,06 246,9±10,7 3,23±0,02 186,7±9,7а,ь"

ВВ/ВВ/ШАА 4 6469±564 4,15±0,15 269,6±30,3 3,24±0,06 210,2±21,7

вторая лактация

АА/АВ/ШАА 9 6409±325 4,20±0,12 268,7±15,6 3,21 ±0,05 205,0±8,6

АВ/АА/ШАА 27 6908±217 4,14±0,04•* 287,4±9,7 3,20±0,02 221,2±7,1

АВ/АА/ШАА 5 6991±422 4,43±0,13 "•"* 310,3±22,0 3,21±0,06 224,7±16,4

АВ/АВ/ШАА 20 6860±20б 4,11±0,08 "" 281,4±10,0 3,19±0,02 219,0±6,8

ВВ/АА/ШАА 19 6895±27б 4,17±0,07 286,9±11,8 3,23±0,02 222,5±8,6

ВВ/АВ/ШАА 13 6562±200 4,24±0,08 278,5±10,3 3,23±0,03 212,1±6,6

ВВ/ВВ/ШАА 4 6830±502 4,04±0,18 276,0±24,6 3,25±0,03 222,4±18,0

третья лактация

АА/АВ/ШАА 7 7109±532 4,17±0,08 296,0±22,1 3,23±0,05 228,9±16,1

АВ/АА/ШАА 21 6970±237 4,09±0,06 а' 285,4±11,0 3,22±0,02 224,2±7,8

АВ/АА/ШАА 3 7589±720 4,47±0,1б 340,7±44,8 3,21±0,06 243,0±20,9

АВ/АВ/ШАА И 7174±288 4,04±0,14 290,2±15,8 3,18±0,03 228,5±10,8

ВВ/АА/ШАА 13 7160±229 4,12±0,10 295,0±11,3 3,21±0,03 229,7±7,0

ВВ/АВ/ШАА 8 7672±497 4,17±0,09 321,0±24,4 3,25±0,05 248,1±14,3

ВВ/ВВ/ШАА 3 7973±1015 4,14±0,27 330,8±49,5 3,17±0,04 253,0±33,8

Примечание: буквенными индексами (а, Ь, с) обозначены пары достоверно различающихся генотипов при уровне значимости: *Р<0,05.

Анализ молочной продуктивности за первые три лактации с учётом комплексных генотипов одновременно по четырём генам (табл. 9) показал, что за первую лактацию, лучшими по удою (6713±232 кг и 6793±300 кг) и выходу молочного белка (215,5±7,5 кг и 219,6±9,5 кг) оказались, соответственно, животные с генотипами АВ/АВ/ШАА и ВВ/АА/ШАА. Наихудшими эти показатели были у коров с генотипом ВВ/АВ/ШАА. Несмотря на это первотёлки с данным генотипом обладали достоверно лучшими значениями содержания жира в молоке 4,27±0,06 %. По второй и третьей лактациям почти среди всех выявленных комплексных генотипов различия были не достоверны, за исключением генотипа АВ/АА/ШАА. Животные с этим генотипом имели самое высокое содержания жира в молоке. За вторую лактацию оно составил 4,43±0,13 %, за третью - 4,47±0,16 %.

Таким образом, полученные результаты позволяют рассматривать однонуклеотидный полиморфизм в генах СЯУЗ, ЬРШ, ЬвНпОвАТХ в качестве

потенциальных маркеров удоя, жирно- и белковомолочности у коров костромской породы.

3.2.3. Воспроизводительная способность коров-первотёлок в зависимости от их генотипа по исследуемым генам

Успешность молочного скотоводства в условиях промышленной технологии в значительной степени зависит не только от уровня молочной продуктивности, но и от воспроизводительной функции животных.

В результате проведённых исследований не установлено влияние изучаемых маркерных генов на признаки, характеризующие воспроизводительные способности коров-первотёлок костромской породы, за исключением ЛМ-полиморфизма в гене ЮН с продолжительностью сервис-периода. Доля влияния составила ц2=0,034 (Р<0,05).

Однако, анализ зависимости воспроизводительной способности коров-первотёлок от комплексного генотипа по генам СЖУЗ, ЬРШ, ЬОН и £>С/471 показал, что более короткий сервис период, равный 116,83±20,18 дней, имели животные с генотипом ВВ/ВВ/ЫУАА, что в сравнении с животными генотипа ВВ/АА/ШАА на 56,78 дней (Р<0,05) и генотипа АВ/АВ/ШАА на 61,77 день (Р<0,05) ниже. По продолжительности сухостойного периода лучшими показателями - 61,10±6,09 день - характеризовались животные с генотипом АВ/АА/ШАК, что на 25,82 дней (Р<0,05) и 16,2 дней (Р<0,05) ниже, чем у животных, соответственно, с генотипом АА/АВ/ЫУАА и АВ/АА/ЬЬ/АА. В целом же наилучшими показателями воспроизводства характеризовались первотёлки с генотипом ВВ/ВВ/ЬЬ/АА, наихудшими - АА/АВ/ЬЬ/АА.

3.2.4. Племенная ценность быков-производителей с разными ДНК-

маркерами

Учитывая доминирующую роль быков-производителей в совершенствовании племенных и продуктивных качеств молочного скота, важнейшим звеном в селекционной работе является отбор и интенсивное использование в стадах препотентных быков, оценённых по качеству потомства как улучшатели значимых селекционных признаков.

В наших исследованиях проведён сравнительный анализ результатов испытания быков-производителей костромской породы головного племпредприятия ОАО «Костромское» по племенной работе с разными генотипическими вариантами изучаемых ДНК-маркеров. На рисунке 4 представлены диаграммы, отражающие процентное соотношение оценённых по качеству потомства быков-производителей по основным селекционируемым признакам в зависимости от генотипа рассматриваемого ДНК-маркера.

В результате полученных данных установлено, что наибольшее количество быков, аттестованных по качеству потомства как улучшатели, являлись носителями генотипа ВВ по гену СБЮ, АВ по гену ЬРЛЬ, Ы по гену ЬОН иАА по гену ЮОАТХ. Процент таковых, соответственно, составил 54,55 %,

41,67 %, 35,85 % и 35,14 %.

Рисунок 4. Соотношение быков-производителей по племенной категории с различными генотипами изучаемых ДНК-маркеров.

ГенСЯУЗ

Ген ЪРШ

А/В А/А

Пропевшее соотношение животных з улучшатели, % «нейтральные, % с без категории, %

А/В

А/А

Процентное соотношение животных г улучшите,™, % я нейтральные, % яви категория, %

Процентное соотношение животных а улучшатели, % я нейтральные, % в без категории, %

Процентное соотношение животных нулучшагели, % в нейтральные, % в без категории, %

Анализ процентного соотношения быков-производителей по племенной категории с разными комплексными генотипами изучаемых ДНК-маркеров, представленный на рисунке 5, показал, что большая часть быков, аттестованных как улучшатели - 75,0 %, зафиксирована в группе с генотипом ВВ/АВ/Ы/АА.

пиши

/у/у/////

у у ^

* улучшатели, % в вентральные, % и без категории, %

Рисунок 5. Соотношение быков-производителей по племенной категории с комплексными генотипами ДНК-маркеров С8ЫЗ, ЬРШ, ЪОНиООАТ1.

Следовательно, отбор производителей с учётом данных генотипов, в качестве дополнительного критерия, позволит своевременно выделить лучших, рационально их использовать и элиминировать из случной сети тех быков, которые могли бы оказать отрицательное влияние, как на отдельные стада, так и на породу в целом.

3.3. Экономическое обоснование результатов исследования

Для оценки практической значимости проделанной работы был проведён анализ экономической эффективности производства молока от коров-первотёлок с разными генотипами СЯУЗ, ЬРК1, ЪСН и ОСАТХ. Установлено (рис. 6), что наиболее рентабельным является производство молока от коров с генотипами ВВ каппа-казеина - 22,62 %, АВ пролактина - 21,75 %, Ы гормона роста - 20,56 % и АА диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 - 21,53 %.

Рисунок 6. Рентабельность производства молока за 1-ю лактацию от коров разных генотипов СЖЩ ЪРШ, ЬвНи ВвАТ1

Расчёт экономической эффективности производства молока от коров-первотёлок с учётом их комплексного генотипа показал (рис. 7), что наиболее рентабельным является разведение коров с генотипом АВ/АВ/Ы/АА - 23,99 % и ВВ/АА/Ы/АА - 24,48 %. Менее окупаемым оказалось содержание животных с генотипом ВВ/АВ/ЬУ/АА. От них получено наименьшее количество молока за 305 дней первой лактации, что отразилось на низком уровне рентабельности -11,79%.

Рисунок 7. Рентабельность производства молока за 1-ю лактацию от коров разных комплексных генотипов

Полученные результаты указывают на то, что селекция под молекулярно-генетическим контролем, с учётом генотипов анализируемых генов, позволит проводить целенаправленный отбор и подбор животных по экономически важным хозяйственным признакам, и тем самым повысить рентабельность разведения КРС костромской породы.

ВЫВОДЫ

1. У крупного рогатого скота костромской породы установлено преобладание по гену С5ЛЗ аллеля В (0,569) и генотипа АВ (0,529); по гену ЬРЯЬ аллеля А (0,723) и генотипа АА (0,510); по гену ЬвН аллеля Ь (0,949) и генотипа Ы (0,897); по гену БвАТ1 аллеля А (0,890) и генотипа АА (0,794). Популяции коров и быков-производителей по распределению частот выявленных аллелей и генотипов не различались.

2. Наибольшей частотой «желательных» в селекционном отношении аллельных вариантов генов ЬРЯЬ и ЬвН характеризовалась группа чистопородных животных, а для генов СБЮ и БвАП «желательные» аллели были представлены с наибольшей частотой в группах животных с различной кровностью по швицкой породе.

3. В активной части популяции костромской породы выявлено 28 комплексных генотипов, из которых наиболее часто встречались: АВ/АА/ШАА (0,196), АВ/АВ/ШАА (0,147), ВВ/АА/ШАА (0,118), ВВ/АВ/ШАА (0,098) и АА/АВ/ШАА (0,074). С увеличением кровности по швицкой породе отмечено возрастание генотипического разнообразия, так в группе чистопородных костромских животных насчитывалось 15 генотипов, тогда как в группах животных с различной долей кровности - от 19 до 22.

4. Представленные в породе генеалогические группы, за исключением ЛМ-маркера гена ЬвН, различались между собой по частоте аллельных вариантов исследуемых ДНК-маркеров. Так, по гену СЖЗ животные родственной группы Меридиана 90827, несущие в своём генотипе В-аллель, на 0,490 (Р<0,01) превосходили своих аналогов из линии Ограда ВДКС-24, по гену ЪРШ, соответственно на 0,288 (Р<0,01) линии Салата КТКС-83 и родственной группы Мастера 106902 (аллель А), по гену ПвАТ1 на 0,205 (Р<0,01) линии Ладка КТКС-253 и родственной группы Концентрата 106157 (аллель К).

5. Тёлки с генотипом АА гена ЬРЯЬ по живой массе в 10 месяцев превосходили своих сверстниц с генотипом АВ на 9,0 кг (Р<0,05), в 18 месяцев с генотипом ВВ на 26,1 кг (Р<0,05). Установлено влияние ЛМ-маркера гена ЪвН на живую массу телят при рождении д2=0,031 (Р<0,05). Первотёлки с комплексным генотипом АВ/АА/ШАК имели живую массу, равную 643,3±4,1 кг, что на 39,4 кг (Р<0,05), 54,8 (Р<0,001), 37,2 кг (Р<0,001), 46,8 кг (Р<0,001) и 56,6 кг (Р<0,05) выше, чем у их сверстниц с генотипом, соответственно: ВВ/АВ/ШАА, ВВ/АА/ШАА, АВ/АА/ШАА, АВ/АВ/ШАА и АА/АВ/ШАА.

6. Наибольшее содержание белка в молоке было у коров-первотёлок с генотипами АВ (3,23±0,01 %) и ВВ (3,25±0,01 %) гена С5Ю, что, соответственно на 0,05 % (Р<0,05) и 0,07 % (Р<0,01) выше, чем у первотёлок с генотипом АА. Первотёлки с генотипом Ы гена ЬвН превосходили своих сверстниц с генотипом ЬУ по удою на 392 кг (Р<0,05) и количеству молочного белка на 13,4 кг (Р<0,05). По содержанию жира в молоке выявлена обратная зависимость. У коров с генотипом АК гена БвАТХ содержание жира в молоке за первую лактацию составило 4,35±0,08 %, что на 0,2 % (Р<0,05) выше, чем у сверстниц с генотипом АА. Содержание жира в молоке коров генотипа

AB/AA/LV/AA в сравнении с животными других комплексных генотипов было выше и находилось в зависимости от лактации в пределах от 4,43 % до 4,49 % (Р<0,05...0,01).

7. Установлена достоверная положительная связь между содержанием жира и белка в молоке коров разных генотипов по исследуемым генам. Так по гену CSN3 у коров с генотипом АВ она составила г=0,285 (вторая лактация), с генотипом ВВ - г=0,339 (наивысшая лактация); по гену bPRL у коров с генотипом АА - r=0,317 (вторая лактация); по гену bGH у коров с генотипом LL - г=0,210 (вторая лактации) и г=0,301 (третья лактации); по гену DGATI у коров с генотипами АА - г=0,231 (вторая лактация), г=0,258 (третья лактация) и АК-г=0,706 (третья лактация), г=0,645 (наивысшая лактация).

8. Отсутствует достоверная связь маркерных генов с признаками, характеризующими воспроизводительные способности коров, за исключением ЛМ-полиморфизма в гене bGH с продолжительностью сервис-периода i]2=0,034 (Р<0,05).

9. Среди быков-производителей, оценённых по качеству потомства, с генотипами ВВ по гену CSN3, АВ по гену bPRL, LL по гену bGH и АА по гену DGATX выявлен наибольший процент животных, получивших племенную категорию «улучшатель», соответственно: 54,55 %, 41,67 %, 35,85 % и 35,14 %.

10. Наибольшая прибыль получена от реализации молока животных генотипами ВВ каппа-казеина (26247 руб.), АВ пролактина (29393 руб.), LL гормона роста (27791 руб.), АА диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 (29103 руб.) и комплексного генотипа BB/AA/LL/AA (33087 руб.) изучаемых ДНК-маркеров. Рентабельность производства молока от коров с этими генотипами, соответственно составила: 22,62 %, 21,75 %, 20,56 %, 21,53 % и 24,48 %.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Специалистам племенной службы целесообразно проводить молекулярно-генетическое тестирование племенного ядра коров костромской породы, ремонтных бычков и всех используемых в воспроизводстве быков-производителей по генам C57V3, bPRL, bGH и DGATI для объективной оценки генетической ситуации в породе и накопления в стадах животных с желательными генотипами.

2. Для создания в костромской породе высокопродуктивных племенных и товарных стад с улучшенным качеством молока рекомендуем использовать, при отборе и подборе родительских пар, животных с генотипом ВВ каппа-казеина, АВ пролактина, LL гормона роста и АА диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России:

1. Перчун, А.В. Уникальность костромской породы крупного рогатого скота с позиции молекулярной генетики / Г.Е. Сулимова, И.В. Лазебная, А.В. Перчун

и др. // Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 9. - С. 52-54.

2. Перчун, A.B. Полиморфизм генов CSN3, bPRL и bGH у коров костромской породы в связи с показателями молочной продуктивности / A.B. Перчун, И.В. Лазебная, С.Г. Белокуров и др. // Фундаментальные исследования. -2012.— № 11.-С. 304-308.

3. Перчун, А. Анализ полиморфизма генов bGH, RORC и SCD у крупного рогатого скота костромской породы с учётом кровности по швицкой породе / А. Перчун, И. Лазебная, С. Белокуров и др. // Молочное и мясное скотоводство. -2013. -№ 2.-С. 12-14.

Публикации в других изданиях:

4. Перчун, A.B. Характеристика быков-производителей костромской породы по локусу гена каппа-казеина / С.Г. Белокуров, Г.Е. Сулимова, A.B. Перчун и др. // Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы сохранения биоразнообразия в животноводстве». - Кострома, 2011. - С. 38-43.

5. Перчун, A.B. Генотипирование молочных белков крупного рогатого скота костромской породы / A.B. Перчун, Г.Е. Сулимова, С.Г. Белокуров // Материалы 63-й международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в АПК».-Кострома, 2012.-Том 1.-С. 116-120.

6. Перчун, A.B. Ассоциация аллелей генов каппа-казеина, гормона роста и пролактина с показателями молочной продуктивности коров костромской породы / A.B. Перчун, С.Г. Белокуров, Г.Е. Сулимова // Материалы 64-й международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в АПК». - Кострома, 2013. - Том 2. - С. 194-198.

7. Перчун, A.B. Оценка связи живой массы коров костромской породы с генотипами гена гормона роста / A.B. Перчун, С.Г. Белокуров, Г.Е. Сулимова и др. // Материалы I Международной научно-практической конференции «Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков». - Новосибирск, 2013.-С.119-123.

8. Перчун, A.B. Характеристика крупного рогатого скота костромской породы на основе ДНК-диагностики маркеров продуктивности / A.B. Перчун, И.В. Лазебная, С.Г. Белокуров и др. // Сборник тезисов молодёжной конференции «Популяционная генетика и геногеография: наука и практика». -Москва, 2013.-С. 23.

9. Перчун, A.B. Монолокусные и полилокусные ДНК-маркеры в селекции крупного рогатого скота / И.В. Лазебная, A.B. Перчун, С.Г. Белокуров и др. // Сборник тезисов VI съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров (ВОГиС) и ассоциированные генетические симпозиумы. - Ростов-на-Дону, 2014.-С. 175.

10. Перчун, A.B. Генетическая характеристика генеалогической структуры крупного рогатого скота по генам молочной и мясной продуктивности / A.B. Перчун, И.В. Лазебная, С.Г. Белокуров и др. // Материалы 65-й международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в АПК». -Кострома, 2014. - Том 1. - С. 125-130.

Типография ВНИИплем Заказ № 2_Объем 1,0 п.л._Тираж 60 экз.