Племенные ресурсы холмогорской породы крупного рогатого скота по генам молочных белков

Павлова, Ирина Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Племенные ресурсы холмогорской породы крупного рогатого скота по генам молочных белков
ВАК РФ 06.02.07, Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Племенные ресурсы холмогорской породы крупного рогатого скота по генам молочных белков"

На правах рукописи

Павлова Ирина Юрьевна

ПЛЕМЕННЫЕ РЕСУРСЫ ХОЛМОГОРСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО ГЕНАМ МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ

06.02.07 - Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Лесные Поляны Московской область 2011 г

005014869

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте племенного дела.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Калашникова Любовь Александровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Букаров Нурмагомед Гаджикулневич

кандидат биологических наук Юдина Ольга Петровна

Ведущая организация: Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им.' К.И. Скрябина.

Защита состоится 3 февраля 2012 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 220.017.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте племенного дела по адресу: 141212, Московская область, Пушкинский район, п. Лесные Поляны, ФГБНУ ВНИИплем. Факс: 8 (495) 515-95-57

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского НИИ племенного дела.

Автореферат разослан 20 декабря 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время возросли требования перерабатывающей промышленности к качеству молока при закупках и его пригодности к переработке. Для поддержания конкурентоспособности холмогорской породы и улучшения технологических свойств молока коров возникла необходимость привлечения современных методов селекции, основанных на использовании генетических маркеров.

Использование ДНК-маркеров в селекции племенных животных предоставляет возможность определения их генетического потенциала. Генотипи-рование животных позволяет целенаправленно вести селекцию на выявление и закрепление в популяции ценных аллелей, связанных с качеством молока (Зиновьева H.A., Эрнст Л.К., 2006).

Полиморфные гены молочных белков бета-лактоглобулина и каппа-казеина непосредственно связаны с качеством молока, его технологическими свойствами и пригодностью к выработке белковомолочных продуктов.

Выявление предпочтительных вариантов генов капа-казеина и бета-лактоглобулина позволяет дополнительно к традиционному отбору животных по содержанию жира в молоке и по уровню удоя, проводить отбор непосредственно по генотипу (Гладырь Е. А., 2010).

Преимущество ДНК-технологий заключается в том, что можно определить генотип животного по генам бета-лактоглобулина и каппа-казеина у быков-производителей, что является важным фактором ускорения селекционной работы (Гладырь Е. А., 2008; Зиновьева Н. А., 2010).

Для осуществления заказных спариваний и получения быков-производителей холмогорской породы с желательными генотипами необходимо уделять большое внимание выбору матерей быков и отбирать ремонтный молодняк с учетом ДНК-диагностики.

До сих пор племенные ресурсы холмогорской породы - быки-производители и коровы-матери быков - не были изучены по генам молочных белков.

Цели и задачи исследований. Целью работы является оценка племенных ресурсов холмогорской породы крупного рогатого скота по генам каппа-казеина и бета-лактоглобулина.

В соответствии с целью диссертационной работы были поставлены следующие задачи:

1. Изучить полиморфизм быков-производителей холмогорской породы по генам бета-лактоглобулина и каппа-казеина.

2. Определить частоту встречаемости комплексных генотипов по генам молочных белков у быков-производителей холмогорской породы.

3. Оценить быков-производителей разных генотипов по продуктивности женских предков и по потомству.

4. Изучить полиморфизм высшей селекционной группы коров холмогорской породы по генам бета-лактоглобулина и каппа-казеина.

5. Определить частоту встречаемости комплексных генотипов по генам молочных белков у холмогорских коров высшей селекционной группы.

6. Дать оценку молочной продуктивности коров различных генотипов.

Научная новизна. Выявлен полиморфизм и определена частота встречаемости аллелей и генотипов по локусам двух генов - бета-лактоглобулина и каппа-казеина - у быков-производителей и коров-быкопроизводительниц холмогорской породы крупного рогатого скота. Проведена сравнительная оценка быков разных генотипов по показателям молочной продуктивности женских предков и дочерей, изучена продуктивность коров-быкопроизводительниц в зависимости от генотипов по каждому гену и комплексных генотипов.

Практическая значимость. Проведенные исследования показали возможность совершенствования холмогорской породы по признакам молочной продуктивности с использованием ДНК - маркеров по генам бета-лактоглобулина и каппа-казеина. Накопление в стадах животных с желательным генотипом приведет к увеличению молочной продуктивности, улучшению качества и технологических свойств молока.

Апробация работы. Результаты исследований доложены: на заседаниях Ученых советов ВНИИплем (2004-2011 гг.), на международных научных конференциях «Современные достижения и проблемы биотехнологии с.-х. животных» (и. Дубровицы, ВИЖ, 2004), «Современные достижения и проблемы биотехнологии с.-х. животных» (п. Дубровицы, ВИЖ, 2006), «Научное обеспечение животноводства и кормопроизводства» (г. Саранск, 2008), «Обеспечение продовольственной безопасности России. Если не мы, то кто?!» (г. Курск, 2010г).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных трудов, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ (журнал «Зоотехния»),

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 111 страницах, содержит 17 таблиц, 28 рисунков и 1 схема. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, выводов, предложений производству. Список использованной литературы включает 162 источника, в том числе 81 на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в период 2004-2010гг. в лаборатории ДНК-технологий ФГБНУ ВНИИплем в соответствии со схемой 1.

Были исследованы 159 быков-производителей ПП «Архангельское» и 145 коров высшей селекционной группы холмогорской породы, принадлежащих ведущим хозяйствам Архангельской области: агрофирмы «Вельская», «Важское», ХОСЖиР, ПЗ «Холмогорский», ПЗ «Копачёво», ПЗ «Кехта». От животных взяты пробы крови или спермы и выделены препараты ДНК.

Для амплификации фрагментов генов бета-лактоглобулина (LGB) и каппа-казеина (CSN3) использовали следующие пары праймеров: LGB 1: 5 '-TgT gCT ggA САС CgA СТА CAA AAA g-3' LGB 2: 5'-gCT CCC ggT ATA TgA CCA CCC TCT-3' (J.F. Medrano, 1990);

ДНК- диагностика полиморфизма генов молочных белков у быков-производителей и коров-быкопроизводительниц

холмогорской поводы крупного рогатого скота_

-- +

Выявление аллельных вариантов и генотипов бета-лактоглобулина, каппа-казеина, определение частоты встречаемости аллелей и генотипов, степени гетерозиготности

Генотип бета - лактоглобулина

АА АВ ВВ

Генотип каппа - казеина

АА АВ ВВ

Комплексные генотипы бета-лактоглобулина/каппа-казеина

АА/ АА/ АА/ АВ/ АВ/ АВ/ ВВ/ ВВ/ ВВ/

АА АВ ВВ АА АВ ВВ АА АВ ВВ

Быки - производители

Генофонд Живые быки

Оценка быков разных генотипов по продуктивности женских предков

Сравнительная оценка матерей, матерей матерей и матерей отцов быков по удою, содержанию жира в молоке

Оценка быков разных генотипов по показателю родительского индекса

(РИБ)___

Характеристика быков разных генотипов по продуктивности дочерей

Быкопроизводящне коровы

Оценка молочной продуктивности

Характеристика коров разных генотипов по молочной продуктивности (удой, жирномолочность)

Оценка племенных ресурсов крупного рогатого скота холмогорской породы по генам молочных белков

Схема 1

CSN 1: 5'-ATA gCC AAA TAT АТС CCA ATT CAg T-3'

CSN 2: 5'-TTT ATT AAT AAg TCC ATg AAT CTT g-3' (D.Denicourt etal, 1990).

ПЦР проводили в режиме: «горячий старт» - 3 мин. 94°С. Далее 35 циклов в режиме: 94°С - 1 мин - денатурация; отжиг праймеров - 1мин - для бета-лактоглобулина при температуре 63°С, для каппа-казеина при температуре 58°С;- синтез ДНК - 72°С - 1мин. Достройка при 72°С - 5 мин.

Продукт амплификации бета-лактоглобулина имеет длину 262 п.н., каппа-казеина - 530 п.н. Амплификаты гена каппа-казеина расщепляли эндонуклеазами HindlII, гена бета-лактоглобулина - Нае1П. Генотипы животных определяли по числу и длине рестриктных фрагментов, разделенных в агарозном геле.

Частоту встречаемости аллелей и генотипов определяли по формулам (Мер-курьевой Е. К, 1977).

Для оценки быков-производителей по происхождению и для выявления их потенциальных возможностей была изучена молочная продуктивность женских предков, дочерей быков и их сверстниц. Данные по удою и жиру брали из зоотехнических документов (карточка племенного быка - форма 1-мол; племенное свидетельство КРС; каталог быков-производителей). Родительский индекс быка определяли расчетным методом по формуле (Кравченко Н.А, 1973): РИБ=(2М+ММ+МО)/4.

У коров-быкопроизводительниц холмогорской породы изучали следующие показатели по данным зоотехнического учета (форма 2-мол): удой, содержание жира в молоке, выход молочного жира за 305 дней по наивысшей лактации.

Статистическая обработка данных была выполнена с помощью компьютерной программы «Microsoft Excel».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Анализ полиморфизма гена бета-лактоглобулина и каппа-казеина с помощью ДНК-диагностики

Аллельные варианты А и В основного белка сыворотки молока бета-лактоглобулина отличаются двумя аминокислотными заменами, Asp 64->Gly 64 и Val 118->А1а 118 и кодируются аллелями А и В гена бета-лактоглобулина. Благоприятным для молочной промышленности считается аллель В, связанный с лучшим соотношением белковых фракций в молоке.

С помощью методов ПЦР-ПДРФ анализа ДНК у быков-производителей и ко-ров-быкопроизводителышц холмогорской породы были обнаружены два аллеля бе-та-лактоглобулина А и В и три генотипа - АА, АВ и ВВ. Длина фрагментов рестрикции для генотипа АА составила 153 и 109 п.н., для генотипа АВ -153,109,79+74 п.н. и для генотипа ВВ - 109,79+74 п.н. (рис. 1).

Аллельные вариашы А и В белка каппа-казеина отличаются двумя аминокислотными заменами (Thr 136-»Iso и Asp 148—>А1а) и кодируются аллелями гена А и В. После обработки рестрикгазой Hind Ш выявлены три генотипа животных по гену каппа-казеина: генотипу АА соответствует продукт 530 и.н., генотипу АВ - 530, 400 и 130 п.н. и генотипу ВВ - 400 и 130 п.н. (рис. 2).

АВ В В АВ АА АВ АА ВВ ВВ М

Рис. 1 Электрофореграмма фрагментов рестрикции гена бета-лактоглобулина

АВ АВ АА АА АВ ВВ

Рис. 2. Электрофореграмма фрагментов рестрикции гена каппа-казеина

Таким образом, выбранный метод позволил эффективно определить генотипы животных по двум генам - бета-лактоглобулина и каппа-казеина и определить частоту встречаемости аллелей и генотипов как по каждому гену в отдельности, так и частоту встречаемости комплексных генотипов.

3.2 Племенные ресурсы быков-производителей холмогорской породы по генам молочных белков

3.2.1. Полиморфизм быков-производителей по генам молочных белков

Исследованы 159 быков, из них 125 голов - генофонд, основное поголовье составляют 34 быка. В генофондном стаде преобладают чистопородные быки, а в основное стадо отбираются голштинизированные животные.

Анализ полученных данных показал, что всего более 100 быков (64%) имеет генотип ВВ бета-лактоглобулина. (табл. 1). Почти треть быков или 29% поголовья обладают генотипом АВ, и лишь 11 быков или 7% имеют генотип АА бета-лактоглобулина. Частота аллеля В составляет 0,786, аллеля А - 0,214.

Из 125 животных генофондного банка семени 77 быков (62%) имеют генотип бета-лактоглобулина ВВ, 38 быков (30%) - генотип АВ и только 10 быков (8%) - генотип АА. Частота аллеля А по генофонду составила 0,232, аллеля В - 0,768.

Частота животных с генотипом ВВ в основном стаде по сравнению с гено-фондным повысилась на 12% и достигает 74% (25 голов). Частота встречаемости гетерозиготных быков снизилась на 7%, в основном стаде 23% быков имеют генотип АВ (8 голов) и лишь 1 бык имеет генотип АА (3%). Частота аллеля В в основном стаде возросла до 0,853, а аллеля А снизилась до 0,147 (рис. 3).

При исследовании каппа-казеина наблюдается противоположная картина распределения аллелей и генотипов (табл. 1). У быков-производителей холмогорской породы чаще встречается аллель А и генотип АА гена каппа-казеина. Из

159 быков генотипом АА обладают более половины (86 голов или 54%). Более трети поголовья имеет генотип АВ (58 голов или 36%). Лишь у 15 голов выявлен генотип ВВ. Частота аллеля А по поголовью в целом достигла 0,727, аллеля В - 0,273.

Таблица 1

Полиморфизм гена бета-лактоглобулина и каппа-казеина

у быков-производителей холмогорской породы_

Группы Число Частота генотипа Частота аллелей

животных голов АА АВ ВВ А В

п % п % п %

ГЕН БЕТА-ЛАКТОГЛОБУЛИНА

Генофондный банк семени 125 10 8 38 30 77 62 0,232 0,768

Основное стадо 34 1 3 8 23 25 74 0,147 0,853

В целом 159 11 7 46 29 102 64 0,214 0,786

ГЕН КАППА-КАЗЕИНА

Генофондный банк семени 125 66 53 46 37 13 10 0,712 0,288

Основное стадо 34 20 59 12 35 2 6 0,765 0,235

В целом 159 86 54 58 36 15 9 0,727 0,273

яо 70 60 50 40 30 20 ТО О

Рисунок 3. Частота генотипов бета-лактоглобулина у быков-производителей

В генофонде наиболее высока частота генотипа АА (53% или 66 голов), АВ -37% (46 голов), ВВ - 10 % (13 голов). Частота аллеля А - 0,712, аллеля В - 0,288.

У основного поголовья частота генотипа каппа-казеина АА повысилась на 6% и достигла 59% (20 голов). Частота генотипа АВ составила 35 % (12 голов) и ВВ - 6 % (2 головы). Частота аллеля А повысилась до 0,765, а аллеля В составила лишь 0,235. Полученные данные свидетельствуют о снижении частоты аллеля В в основном стаде по сравнению с генофондным (рис. 4).

Нами была изучена встречаемость комплексных генотипов быков-производителей одновременно по двум генам (табл. 2). Среди всего изученного поголовья быков обнаружено 8 комплексных генотипов бета-лакгоглобулина/каппа-казеина из 9 теоретически возможных: АА/АА, АА/АВ, АВ/АА, AB/AB, АВ/ВВ, ВВ/АА, ВВ/АВ и ВВ/ВВ. Комбинация редких генотипов АА/ВВ не выявлена.

Таблица 2

Встречаемость комплексных генотипов

бета-лакгоглобулина/каппа-казеина у быков-производителей

Комплексные генотипы LGB/CSN Поголовье Итого (п=159)

Генофондный банк семени (п=125) Основное стадо (п=34)

п % п % п %

АА/АА 5 4 1 3 6 4

АА/АВ 5 4 0 0 5 3

АА/ВВ 0 0 0 0 0 0

АВ/АА 16 13 6 18 22 14

АВ/АВ 19 15 2 6 21 13

АВ/ВВ 3 2 0 0 3 2

ВВ/АА 45 36 13 38 58 36

ВВ/АВ 22 18 10 29 32 20

ВВ/ВВ 10 8 2 6 12 8

Более трети быков имеет генотип ВВ/АА (36%). Пятая часть поголовья обладает генотипом ВВ/АВ (20%). Менее часто встречаются быки с генотипами АВ/АА (14%) и АВ/АВ (13%). Частота генотипа ВВ/ВВ не превышает 8%. Прочие генотипы следует отнести к редким (частота менее 5%).

В генофондном стаде быков выявлено 8 комплексных генотипов: АА/АА - 5 голов (4%), АА/АВ - 5 голов (4%), АВ/АА - 16 голов (13%), АВ/АВ - 19 (15%), АВ/ВВ - 3 (2%), ВВ/АА - 45 (36%), ВВ/АВ - 22 (18%), ВВ/ВВ -10 (8%).

В основном стаде выявлено 6 генотипов: АА/АА - 1 (3%), АВ/АА - 6 (18%), АВ/АВ - 2 (6%), ВВ/АА - 13 (38%), ВВ/АВ - 10 (29%), ВВ/ВВ -

2(6%). Кроме генотипа АА/ВВ, в основном стаде утрачены генотипы АА/АВ и АВ/ВВ и существенно снизилась частота генотипа АВ/АВ с 15% до 6%.

У быков основного стада по сравнению с генофондным чаще встречаются генотипы ВВ/АА, АВ/АА и ВВ/АВ (рис. 5). Наблюдается дальнейшее повышение частоты генотипа ВВ/АА с 36% до 38%, частота генотипа АВ/АА увеличилась с 13% до 18%, а частота генотипа ВВ/АВ возросла с 18% до 29%.

Рисунок 5. Частота встречаемости комплексных генотипов бета-лактоглобулина/каппа-казеина у быков-производителей

Таким образом, у быков-производителей холмогорской породы наблюдается преобладание аллеля В гена бета-лактоглобулина и, наоборот, аплеля А гена каппа-казеина. У быков-производителей основного стада по сравнению с генофондным отмечено дальнейшее повышение частоты аллеля В гена бета-лактоглобулина и аллеля А гена каппа-казеина.

Наиболее часто у быков производителей холмогорской породы встречаются генотипы ВВ гена бета-лактоглобулина, АА гена каппа-казеина, комплексные генотипы ВВ/АА, ВВ/АВ и АВ/АА. У быков основного стада по сравнению с генофондным наблюдается дальнейшее увеличение частоты наиболее распространенных генотипов, а генотипы АА/АВ, АА/ВВ и АВ/ВВ утрачены.

3.2.2. Характеристика быков-производителей разных генотипов по женским предкам и оценка по потомству.

Расчет показателя РИБ у производителей с различными генотипами бе-та-лактоглобулина выявил разность показателя от 6741 кг до 8712 кг молока. Показатели быков основного стада превосходят генофонд при парном сравнении генотипов АВ и ВВ по удою на 1400 кг - 1700 кг молока (табл. 3). При таком увеличении удоя показатель РИБ по содержанию жира в молоке сохраняется на том же уровне 3,97% - 3,99%.

Быки с генотипом ВВ бета-лактоглобулина наиболее часто встречаются, но уступают животным с генотипом АВ по показателю РИБ по удою. В генофонде быки с генотипом АА бета-лактоглобулина значительно уступают другим генотипам по показателю РИБ по жирности молока (3,88%). Быки с

генотипом АВ имеют высокий показатель РИБ в генофонде (6973 кг, 3,97% жира) и в основном стаде (8712 кг, 3,98% жира). Показатель РИБ по содержанию жира в молоке увеличивается в ряду генотипов АА<АВ<ВВ.

Таблица 3

Родительские индексы быков-производителей с различными генотипами бета-лактоглобулина_

Генотип Родительский индекс быка

п Генофонд п Основное стадо

Удой, кг Жир, % Удой, кг Жир, %

АА 10 6982+310 3,88±0,04 1 6741 3,90

АВ 38 6973±179 3,97±0,02 8 8712+737 3,98±0,08

ВВ 77 6921±109 3,98±0,01 25 8350±232 3,99±0,02

АВ к АА -9 +0,02 АВ к АА 1971 0,08

ВВ к АА -61 +0,1 ВВ к АА 1609 0,09

ВВк АВ -52 +0,08 ВВ к АВ -362 0,01

Быки с генотипом АВ каппа-казеина в генофонде выходят на первое место по величине РИБ (7011 кг, 3,97% жира), превосходя генотип АА на 99 кг молока и генотип ВВ на 161 кг молока (табл. 4). Быки основного стада с генотипом АВ каппа-казеина превосходят быков с генотипом АА, достигая показателя РИБ 8396 кг. Они имеют наиболее высокий показатель РИБ по содержанию жира в молоке (4,0%). Наибольшим показателем РИБ по удою обладают быки основного стада с генотипом ВВ каппа-казеина (8506 кг молока), превосходя быков с генотипом АА и АВ на 110 - 134 кг молока, но показатель РИБ по жирности молока у них самый низкий (3,91%).

Таблица 4

Родительский индекс быков-производителей с различными генотипами каппа-казеина_

Генотип Родительский индекс быка

п Генофонд п Основное стадо

Удой, кг Жир, % Удой, кг Жир, %

АА 66 6912±133 3,99±0,01 20 8372+336 3,98+0,04

АВ 46 7011±142 3,97+0,02 12 8396+411 4,00+0,03

ВВ 13 6850±181 3,93+0,03 2 8506+109 3,91+0,02

АВ к АА +99 -0,02 АВ к АА 24 0,02

ВВ к АА -62 -0,06 ВВ к АА 134 -0,07

ВВк АВ -161 -0,04 ВВ к АВ 110 -0,09

Быки с генотипом АВ каппа-казеина в основном стаде немного уступают быкам с генотипом ВВ по показателю РИБ по продуктивности на 110 кг молока, но превосходят их по жирности молока на 0,09%. При этом быки с

генотипом АВ каппа-казеина превосходят быков с генотипом АА по показателю РИБ как по удою, так и по жирности молока

Анализ РИБ с учетом комплексных генотипов показал, что быки с наиболее часто встречающейся комбинацией ВВ/АА уступают быкам с другими генотипами по показателю РИБ по удою (табл. 5). Из четырех наиболее часто встречающихся генотипов у быков генофондного стада с генотипом ВВ/АА самый низкий показатель РИБ по удою (6830 кг молока). По сравнению с быками других часто встречающихся генотипов он ниже на 140 - 285 кг молока.

Таблица 5

Расчет показателя РИБ быков-производителей холмогорской породы

по генотипам бета-лактоглобулина / каппа-казеина

Генотип LGB/CSN3 Родительский индекс быка

п Генофонд п Основное стадо

Удой, кг Жир, % Удой, кг Жир, %

АА/АА 5 7260±509 3,88±0,05 1 6741 3,90

АА/АВ 5 6635±398 3,90±0,08 - . -

АВ/АА 16 7034±349 3,98±0,04 6 8519±857 3,93±0,10

АВ/АВ 19 6970±219 3,96±0,03 2 9289±2718 4,14±0,04

АВ/ВВ 3 6666±399 4,04±0,11 - -

ВВ/АА 45 6830±147 4,00±0,02 13 8429±369 4,00±0,04

ВВ/АВ 22 7115±223 3,99±0,04 10 8217±372 3,98±0,04

ВВ/ВВ 10 6905±221 3,89±0,02 2 8506±Ю9 3,91±0,02

Прочерк в таблице означает, что быки-производители с указанный генотипом в основном стаде отсутствуют.

Наибольший показатель РИБ по удою отмечен у генофондных быков с генотипом АА/АА (7260 кг), но РИБ по содержанию жира в молоке у них имел самое низкое значение (3,88 %).Одно из самых низких значений РИБ по удою отмечено у генофондных быков с генотипом АВ/ВВ (6666 кг). Показатель РИБ по жиру в молоке у быков с генотипом АВ/ВВ наивысший (4,04%).

Наиболее высокие показатели РИБ отмечены у быков основного стада с генотипом АВ/АВ. Гетерозиготные быки с генотипом АВ/АВ при высоком РИБ по удою (9289 кг) имели и самый высокий РИБ по жиру (4,14%). Высокий РИБ по жиру отмечен у быков основного стада с генотипом ВВ/АА (4,0%) в сочетании с высоким РИБ по удою (8429 кг). Низкие показатели РИБ по жиру наблюдаются у быков с генотипами АА/АА и ВВ/ВВ.

Анализ результатов официальной оценки быков-производителей (71 голова) по качеству потомства в зависимости от генотипа показал, что дочери и сверстницы быков генофондного стада по удою (3100 - 3800 кг) и содержанию жира в молоке (3,70 - 3,78%) находятся на невысоком уровне.

Наиболее высокий удой отмечен у дочерей быков с генотипом AB бе-та-лактоглобулина (3776 кг), он превосходит удой дочерей быков с генотипом А А на 642 кг, дочерей быков с генотипом ВВ на 313 кг и удой сверстниц на 16 кг молока. Разность между удоем дочерей и сверстниц недостоверна.

Наиболее многочисленная группа быков с генотипом ВВ/АА (26 голов) не является лучшей по удою дочерей (3465 кг), уступая сверстницам на 29 кг, и имеет самое низкое содержание жира в молоке 3,67%, уступая сверстницам 0,09%. Лучшие показатели оценки отмечены у быков с генотипом АВ/АА (9 голов). Удой дочерей быков с генотипом АВ/АА достиг 4077 кг молока с жирностью 3,78% и превысил удой сверстниц на 79 кг, содержание жира в молоке на 0,01%. Дочери быков с генотипами АВ/АВ и ВВ/АВ также имели сравнительно высокие показатели удоя (3512 - 3545 кг молока) и некоторое преимущество над сверстницами (11 - 27 кг молока).

Таким образом, результаты оценки племенных ресурсов быков-призводителей по продуктивности женских предков свидетельствуют о том, что наиболее распространенные генотипы не являются лучшими по показателю РИБ. Наилучшие показатели РИБ отмечены у быков генофондного стада с генотипом ВВ/АВ и быков основного стада с генотипом АВ/АВ.

3.3. Племенные ресурсы быкопроизводящей группы коров

3.3.1. Полиморфизм быкопроизводящей группы коров по генам молочных белков

Результаты генотипирования показали, что большинство коров (107 голов из 145) имели аллель В бета-лактоглобулина (табл. 6). Почти половина коров обладала генотипом ВВ (46%). Генотипы AB и АА встречались примерно с одинаковой частотой 26 - 28%. Частота аллеля А - 0,4, аллеля В - 0,6.

Соотношение генотипов бета-лактоглобулина в группах чистопородных и холмогор-голштинских животных имеет различия (рис. 6). Частота аллеля В у чистопородных коров выше (0,717), чем у помесных (0,578). Аллель В имеют 87% чистопородных коров, что на 16% больше, чем у помесных животных. Доля коров с генотипом ВВ снизилась у помесных животных на 13% и составила 44%, а доля коров с генотипом АА возросла на 16%.

Таблица 6

Полиморфизм быкопроизводящих коров по гену бета-лактоглобулина

Частота

Группа животных

Число голов

Распределение

Частота генотипов

АА

ВВ

аллелей

Чистопородные

0,283

0,717

Холмогор-голштинские

122

0,422

0,578

В целом

145

0,40

0,60

Генотип АА каппа-казеина выявлен у 70% коров. Генотип АВ встречается лишь у 28% животных. Генотип ВВ выявлен только у двух животных (менее 2%). Частота аллелей: А - 0,843% и В - 0,157% (табл. 7).

Чистопородные животные Холмогор-голштинские

животные

Рисунок 6. Частота генотипов гена бета-лактоглобулина быкопроизводящих коров в зависимости от кровности

Таблица 7

Полиморфизм быкопроизводящих коров по гену каппа-казеина_

Группа животных Число голов Распределение Частота генотипов Частота аллелей,%

АА АВ ВВ А В

п % п % п %

Чистопородные 20 Н 9 45 И 55 - - 0,725 0,275

О 52 40 8

Холмогор-голштинские 10) Н 76 75 23 23 2 2 0,866 0,134

О 75 23 2

В целом 121 Н 85 70 34 28 2 2 0,843 0,157

О 71 26 2

Рисунок 7. Частота генотипов каппа-казеина быкопроизводящих коров в зависимости от кровности

Распределение генотипов каппа-казеина в группах чистопородных и помесных коров имеет существенные различия (рис. 7). У чистопородных

коров частота генотипа АВ (55%) более чем в 2 раза превышает таковую у помесных животных (23%). Менее половины чистопородных коров имеет генотип А А, в то время как у помесных животных частота генотипа АА на 30% выше и достигает 75%. Генотип ВВ каппа-казеина является редким, в группе помесных коров обнаружены только две головы (2%) с генотипом ВВ. Соответственно частота аллеля В в группе чистопородных коров более чем в 2 раза выше (0,275), чем в группе холмогор-голштинских животных (0,134).

Доля голштинизированных коров с генотипом АА достигла 75%, это наивысший показатель из всех исследованных групп животных холмогорской породы (Калашникова Л.А. и др., 2009). Частота аллеля В у чистопородных коров (0,275) превышает все полученные ранее данные для холмогорской породы, а частота аллеля В у голштинизированных коров высшей селекционной группы является самой низкой (0,134) из всех известных ранее.

Анализ комплексных генотипов у коров высшей селекционной группы выявил 8 генотипов из 9 теоретически возможных сочетаний (табл. 8).

Таблица 8

Встречаемость комплексных генотипов бета-лактоглобулина / каппа-казеина

у коров-быкопроизводительниц холмогорской породы

Комплексные Частота комплексных генотипов

генотипы Чистопородные (п=20) Хол+Голш (п=99) В целом (п=119)

LGB/СSN п % п % п %

АА/АА 1 5 20 20,2 21 17,6

АА/АВ 1 5 5 5Д 6 5,0

АА/ВВ 0 0 0 0 0 0

АВ/АА 1 5 24 24,2 25 21,0

АВ/АВ 5 25 4 4,04 9

АВ/ВВ 0 0 1 1,01 1 0,8

ВВ/АА 7 35 30 30,3 37 31,1

ВВ/АВ 5 25 14 14,14 19 16,0

ВВ/ВВ 0 0 1 1,01 1 0,8

Рисунок 8. Частота комплексных генотипов быкопроизводящих коров

Наиболее часто у быкопроизводящих коров холмогорской породы встречаются генотипы ВВ/АА- 37 голов (31%), АВ/АА - 25 коров (21%), АА/АА - 21 голова (18%), ВВ/АВ - 19 коров (16%). Комбинации генотипов АА/АВ и АВ/АВ встречаются реже (5% и 8%, соответственно). Генотипы АВ/ВВ и ВВ/ВВ встретились лишь однажды, частота их составила менее 1%, а генотип АА/ВВ в данном стаде не выявлен.

В группе чистопородных коров выявлено 6 генотипов го 9 возможных. Из них 3 генотипа встречаются часто - АВ/АВ, ВВ/АА и ВВ/АВ. Частота каждого из них превышает 20%, а в совокупности этими тремя генотипами обладают более 80% коров. В состав всех трех генотипов входит суммарно не менее двух аллелей В исследуемых генов, связанных с лучшими технологическими свойствами молока. Прочие генотипы имеют частоту 5%.

В группе помесей присутствуют 8 генотипов из 9 возможных. Их соотношение значительно отличается от такового у чистопородных животных (рис. 8). Частота генотипа АА/АА у помесных коров (20,2%) возросла в 4 раза по сравнению с чистопородными животными (5%), а частота генотипа АВ/АА (24,2%) увеличилась в 5 раз. Лидирующее положение занял генотип ВВ/АА, частота которого превысила 30,3%. Более 75% помесных коров обладают тремя комплексными генотипами АА/АА, АВ/АА и ВВ/АА, ни один из которых не содержит аллель В гена каппа-казеина.

В то же время частота генотипа АВ/АВ у помесных животных снизилась в 5 раз (4,04%) по сравнению с чистопородными животными (25%). Частота генотипа ВВ/АВ, который у чистопородных коров встречался с частотой 25%, у помесей снизилась до 14,14%.

Таким образом, распределение генотипов у голштинизированных животных существенно отличается от такового у чистопородных. Наиболее распространенные генотипы у чистопородных коров включают не менее двух аллелей В исследуемых генов молочных белков, в то время как у помесных коров часто встречающиеся генотипы утратили аллель В гена каппа-казеина.

3.3.2. Характеристика быкопроизводящей группы коров разных генотипов

Анализ продуктивности показал (табл. 9), что коровы с генотипом АА бета-лактоглобулина имеют более высокий удой 8605 кг молока, но низкий процент жира 4,05%. Коровы с наиболее частым генотипом ВВ уступают им на 167 кг молока, но имеют более высокое содержание жира в молоке 4,10%. Коровы с генотипом AB имеют наивысшее содержание жира в молоке 4,13%, что позволяет получить наибольший выход молочного жира 351 кг.

Среди чистопородных коров наиболее высокий удой наблюдается у генотипа АА бета-лактоглобулина (8589 кг молока). Среди помесных коров наиболее высокие удои отмечены у генотипа AB (8699 кг молока), а самые низкие - у коров с генотипом ВВ (8522 кг).

Содержание жира в молоке чистопородных коров с генотипами AB и ВВ бета-лактоглобулина на 0,03 - 0,04% выше, чем у генотипа АА. Жирность молока помесных коров с генотипами AB и ВВ на 0,08 - 0,11% выше, чем у

генотипа АА. Больше молочного жира было получено от чистопородных коров с гомозиготными генотипами бета-лактоглобулина (322 - 331 кг) и от помесных гетерозиготных животных (364 кг).

Таблица 9

Молочная продуктивность быкопроизводящих коров

с различными генотипами бета-лактоглобулина в зависимости от кровности

Генотип п Удой, кг Жир, % Жир, кг

ЧИСТОПОРОДНЫЕ (п=23)

АА 3 8589±387 3,85±0,03 331±16

АВ 7 7760±275 3,89±0,02 301±11

ВВ 13 8317±338 3,88±0,02 322±12

АВ к АА -829 0,04 -30

ВВ к АА -272 0,03 -9

ВВ к АВ 557 -0,01 21

ХОЛМОГОР-ГОЛШТИНСКИЕ (п= 122)

АА 35 8607±149 4,07±0,05 350±7

АВ 33 8699±182 4,18±0,05 364±9

ВВ 54 8522±138 4,15±0,05 353±7

АВ к АА 92 0,11 14

ВВ к АА -85 0,08 3

ВВк АВ -177 -0,03 -11

В ЦЕЛОМ (п=145)

АА 38 8605±139 4,05±0,04 348±7

АВ 40 8438±158 4,13±0,04 351±8

ВВ 67 8482±127 4,10±0,04 347±6

АВ к АА -167 0,08 3

ВВ к АА -123 0,05 -1

ВВ к АВ 44 -0,03 -4

Коровы с генотипом каппа-казеина АВ имеют не только наиболее высокий уровень удоя 8708 кг молока, но и наиболее высокое содержание жира в молоке 4,12% и наибольший выход молочного жира 358 кг (табл. 10). Коровы с наиболее распространенным генотипом АА, а таких коров % поголовья, уступают генотипу АВ по удою на 236 кг молока, имеют более низкий процент жира в молоке (4,11%) и выход молочного жира (347 кг).

Преимущество по удою и содержанию жира в молоке имеют помесные коровы с генотипом АВ каппа-казеина (8492 кг молока, 4,24% жира). Они превосходят коров с наиболее частым генотипом АА на 400 кг молока и на 0,12% жира. По показателю выхода молочного жира в молоке первое место занимают помесные коровы с генотипом АВ. От них получено на 26 кг больше молочного жира (376 кг), чем от коров с генотипом АА (350 кг).

Исследование продуктивности с учетом комплексных генотипов показало, что в целом коровы с наиболее многочисленным генотипом ВВ/АА об-

ладают отнюдь не лучшими показателями удоя (8391 кг молока), содержания жира в молоке (4,08%) и выхода молочного жира (табл. 11).

Таблица 10

Молочная продуктивность быкопроизводящих коров с различными генотипами каппа-казеина в зависимости от кровности

Генотип п Удой, кг Жир, % Жир, кг

ЧИСТОПОРОДНЫЕ (п=20)

АА 9 8157±372 3,91 ±0,02 318±14

AB 11 8326±336 3,86±0,02 321±12

ВВ - - -

AB к АА 169 -0,05 3

ХОЛМОГОР-ГОЛШТИНСКИЕ (п=101)

АА 76 8492±105 4,12±0,03 350+5

AB 23 8892±249 4,24±0,10 376+11

ВВ 2 7384±284 3,99±0,17 294±2

AB к АА - 400 0,12 26

ВВ к АА -1108*" -0,13 -56"*

ВВ к AB -1508*" -0,25 -82'"

В ЦЕЛОМ (п=121)

АА 85 8472±101 4,11±0,03 347+5

AB 34 8708±200 4,12±0,07 358±10

ВВ 2 7384±284 3,99±0,17 294±2

AB к АА 236 0,01 11

ВВ к АА -1088"* -0,12 -53*"

ВВ к AB -1324*" -0,13 -64*"

***Р<0,001

Коровы с генотипом ВВ/АА среди чистопородных животных находятся на четвертом месте по удою (8025 кг молока, 3,90% жира), а среди помесей занимают шестое место (8476 кг молока, 4,12% жира).

В целом наиболее высокий удой (8879 кг) в сочетании с наиболее высокой жирностью молока (4,16%) и выходом молочного жира (368 кг) отмечен у коров с комплексным генотипом ВВ/АВ. У чистопородных коров генотип ВВ/АВ находится на втором месте по частоте. Удой чистопородных животных с генотипом ВВ/АВ наиболее высок и составляет 8928 кг молока с жирностью 3,84%, от таких коров получено в среднем по 343 кг молочного жира. Наличие трех аллелей В в этом генотипе обеспечивает высокую степень пригодности молока к технологической переработке.

Среди помесей наиболее высокий удой (9301 кг) отмечен у генотипа АВ/АВ. Содержание жира в молоке коров с генотипом АВ/АВ достигло 4,34%. От них получено более 400 кг молочного жира (401 кг).

Помесные животные с генотипом АА/АВ и генотипом ВВ/АВ имеют сходные показатели удоя 8614 - 8651 кг, но содержание жира в их молоке существенно различается: у коров с генотипом АА/АВ (один аллель В) содержание жира в молоке 4,06%, а у коров с генотипом ВВ/АВ (три аллеля В)

среднее содержание жира в молоке 4,32%. Различия по выходу молочного жира между генотипами АА/АВ (352 кг) и ВВ/АВ (372 кг) составили 20 кг.

Таблица 11

Молочная продуктивность быкопроизводящих коров

№ пп Генотип ЫЗВ/СЗЫ п Удой, кг Жир,% Жир, кг

ЧИСТОПОРОДНЫЕ (п=20)

1 АА/АА 1 9194 3,90 358

2 АА/АВ 1 8126 3,87 314

3 АА/ВВ - - - -

4 АВ/АА 1 8043 3,96 318

5 АВ/АВ 5 7763±400 3,8б±0,02 300±16

6 АВ/ВВ - - -

7 ВВ/АА 7 8025±461 3,90±0,02 313±17

8 ВВ/АВ 5 8928±576 3,84±0,04 343±20

9 ВВ/ВВ - - - -

ХОЛМОГОР-ГОЛШТИНСКИЕ (п=99)

1 АА/АА 20 850Ш98 4,06±0,07 345±9

2 АА/АВ 5 8651±474*6 4,06±0,15 352±28

3 АА/ВВ - - -

4 АВ/АА 24 8500±207 4,14±0,05 352±10

5 АВ/АВ 4 9301±676 4,34±0,32 401±24*7

6 АВ/ВВ 1 7183 4,12 296

7 ВВ/АА 30 8476±172 4,12±0,06 349±9

8 ВВ/АВ 14 8614±257 4,32±0,13 372±15

9 ВВ/ВВ 1 7586 3,87 294

В ЦЕЛОМ (п= 119)

1 АА/АА 21 8533±191 4,05±0,07*9 345±9

2 АА/АВ 6 8563±391'6 4,02±0Д2 346±24

3 АА/ВВ - - -

4 АВ/АА 25 848Ш99 4,13±0,05 351±10

5 АВ/АВ 9 844б±431*6 4,08±0,15 345±22'9

6 АВ/ВВ 1 7183±0"*1,4'7'8 4,12±0 295±0"*'

7 ВВ/АА 37 8391±161 4,08±0,05 342±8

8 ВВ/АВ 19 8879±286 4,16±0,11*9 368±13

9 ВВ/ВВ 1 7586 3,87 293

*Р <0,05, **Р <0,01, ***Р<0,001

Голштинизированные коровы с наиболее частыми генотипами АА/АА, АВ/АА и ВВ/АА имеют сходный уровень удоев (8476 - 8501 кг молока), но у генотипа АА/АА жирность молока наименьшая - 4,06%, а у генотипов ВВ/АА и АВ/АА жирность молока составляет в среднем 4,12% - 4,14%.

Таким образом, коровы, имеющие аллель В генов бета-лактоглобулина и каппа-казеина, обладают высокими показателями молочной продуктивно-

сти. Наличие аллеля В позволяет получать молоко более высокого качества, обладающего лучшими технологическими свойствами.

ВЫВОДЫ

1. У быков-производителей холмогорской породы преобладает аллель В и генотип ВВ гена бета-лактоглобулина (64% быков). Генотипом AB обладают 29% быков, генотипом АА - 7% быков. Частота аллеля В - 0,786. В основном стаде отмечено повышение частоты аллеля В бета-лактоглобулина: частота аллеля В по генофонду составила - 0,768, по основному стаду - 0,853.

2. У быков-производителей холмогорской породы чаще встречается аллель А и генотип АА гена каппа-казеина (54% быков). Генотипом AB обладают 36% быков, генотипом ВВ - 9%. Частота аллеля А - 0,727, аллеля В - 0,273. У быков основного стада отмечено повышение частоты аллеля А гена каппа-казеина: частота аллеля А по генофонду составила - 0,712, по основному стаду - 0,765.

3. Наиболее часто у быков-производителей холмогорской породы встречаются комплексные генотипы ВВ/АА (36%), ВВ/АВ (20%) и АВ/АА (14%). У быков основного стада по сравнению с генофондом наблюдается дальнейшее увеличение частоты наиболее распространенных генотипов, а генотипы АА/АВ, АА/ВВ и АВ/ВВ утрачены.

4. Быки-производители с генотипом бета-лактоглобулина AB имеют высокий показатель РИБ в генофонде (6973 кг, 3,97%) и в основном стаде (8712 кг, 3,98%). Быки с генотипом AB каппа-казеина имеют высокие показатели РИБ в генофонде (7011 кг, 3,97%) и в основном стаде (8396 кг, 4,0%). Наилучшие показатели РИБ отмечены у быков генофондного банка семени с генотипом ВВ/АВ (7115 кг, 3,99%) и быков-производителей основного стада с гетерозиготным генотипом АВ/АВ (9289 кг, 4,14%).

5. Генотипом ВВ гена бета-лактоглобулина обладало 46% коров высшей селекционной группы. Генотипы AB и АА бета-лактоглобулина встречались с частотой 26 - 28%. Частота аллеля А - 0,4, В - 0,6. Частота аллеля В у чистопородных коров выше (0,717), чем у голштинизированных (0,578).

6. Генотип АА каппа-казеина выявлен у 70% коров-быкопроизводительниц, генотип AB - у 28% коров, генотип ВВ - менее чем у 2% коров. Частота аллеля А - 0,843%, В - 0,157%. У чистопородных коров частота генотипа AB каппа-казеина (55%) более чем в 2 раза превышает таковую у помесей (23%). Менее половины чистопородных коров имеет генотип АА (45%), у помесных животных частота генотипа АА достигает 75%. Частота аллеля В у чистопородных коров в 2 раза выше (0,275), чем у голштинизированных животных (0,134).

7. У коров высшей селекционной группы выявлено 8 генотипов. Наиболее часто встречаются генотипы ВВ/АА- 31%, АВ/АА - 21%, АА/АА -18%, ВВ/АВ - 16%. Комбинации генотипов АА/АВ и АВ/АВ встречаются реже (5% и 8%). Частота генотипов АВ/ВВ и ВВ/ВВ составила менее 1%, генотип АА/ВВ не выявлен.

8. Коровы высшей селекционной группы, имеющие аллель В генов бета-лактоглобулина и каппа-казеина, обладают высокими показателями мо-

лочной продуктивности. Содержание жира в молоке чистопородных коров с генотипами AB и ВВ бета-лактоглобулина на 0,03 - 0,04% выше, чем у коров с генотипом АА, жирность молока помесных коров с генотипами AB и ВВ на

0.08.- 0,11% выше, чем у коров с генотипом АА. Коровы с генотипом каппа-казеина AB имеют наиболее высокий удой (8708 кг), наибольшее содержание жира в молоке 4,12% и наибольший выход молочного жира 358 кг

Удой чистопородных животных с генотипом ВВ/АВ наиболее высок (8928 кг молока, 3,84% жира, 343 кг молочного жира. Среди помесей наиболее высокие показатели (9301 кг молока, 4,34% жира, 401 кг молочного жира) имеют коровы с генотипом АВ/АВ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. С целью повышения качества и улучшения технологических свойств молока рекомендуем увеличить в стадах холмогорской породы численность коров, несущих В аллели генов бета-лактоглобулина и каппа-казеина, путем использования генотипированных быков-производителей.

2. Для целенаправленного получения быков-производителей заданных генотипов рекомендуем использование ДНК-диагностики для генетической оценки быков-производителей, коров-быкопроизводительниц и ремонтных бычков.

Список опубликованных работ по материалам диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Павлова И.Ю. Оценка племенных ресурсов быков-производителей холмогорской породы по генам молочных белков / Павлова И.Ю., Калашникова Л.А., Ялуга В.Л., Рухлова Т.А. // Ж. Зоотехния. - №3. -2011.-С. 6-8.

2. Павлова И.Ю. Полиморфизм быкопроизводящих коров холмогорской породы по генам молочных белков / Павлова И.Ю., Калашникова Л.А., Ялуга В.Л., Рухлова Т.А. // Ж. Зоотехния. - №6. - 2011. - С. 6-7.

Публикации в других изданиях

3. Павлова И.Ю. Генотипирование молочных белков у холмогорского скота / Павлова И.Ю., Труфанов В.Г., Калашникова Л.А. IIВ сб. научных тр.: «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных». - Дубровицы, 2004. - С. 79-81

4. Павлова И.Ю. Полиморфизм гена бета-лактоглобулина у крупного рогатого скота / Калашникова Л.А., Павлова И.Ю. // В сб. научных тр: «Соврем, достижения и проблемы биотехнологии с.-х. животных». -Дубровицы, ВИЖ, 19-20 декабря 2006 г. - С. 151-152

5. Павлова И.Ю. Полиморфизм каппа-казеина и бета-лактоглобулина у холмогорского скота / Калашникова Л.А., Хабибрахманова Я.А., Ме-щеров Ш.Р., Павлова И.Ю. // В сб. научных тр.: «Научное обеспечение животноводства и кормопроизводства». - г. Саранск. - 2008 - С.69-72.

6. Павлова И.Ю. Определение генотипов бета-лактоглобулина методом ДНК-диагностики / В сб. научных тр. «Селекция, кормление, содержание с.-х животных и технология производства продуктов животноводства». - Московская обл., Лесные поляны, ФГНУ ВНИИплем. - 2010. вып. 23,-С.71-72.

7. Павлова И.Ю. Использование ДНК-диагностики для улучшения качества молока коров холмогорской породы (методические рекомендации) / Калашникова Л.А., Мещеров Р.К.., Ганченкова Т.Б., Хабибрахманова Я.А., Павлова И.Ю. // Московская обл., Лесные поляны, ВНИИплем. -2009. - 34 с.

8. Павлова И.Ю. Полиморфизм гена бета-лактоглобулина и каппа-казеина у быков-производителей холмогорской породы / Павлова И.Ю., Калашникова Л.А., Ялуга В.Л., Рухлова Т.А. // В сб. научных тр.: «Обеспечение продовольственной безопасности России. Если не мы, то кто?!» Материалы международной научно-практ. конф. - г. Курск 25-26 ноября 2010 г.-С. 228-231.

9. Павлова И.Ю. Каталог быков-производителей племпредприятий Российской Федерации по гену каппа-казеина / Калашникова Л.А., Аджи-беков К.К., Ганченкова Т.Б., Хабибрахманова Я.А., Павлова И.Ю.// Московская обл., Лесные поляны, ВНИИплем. - 2009. - 69 с.

Ю.Павлова И.Ю. Генотипы быков-производителей холмогорской породы по генам молочных белков / Павлова И.Ю., Калашникова Л.А., Ялуга В.Л., Рухлова Т.А. // Племенная работа с холмогорской породой скота (ежегодник, выпуск 25) Московская обл., Лесные поляны, ВНИИплем. -2011.-С. 81 -88.

Заказ: № 12_Обьем 1.0 п.л._Тираж 60 экз.

Типография ВНИИплем

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Павлова, Ирина Юрьевна, п. Лесные Поляны Московской обл.

61 12-3/428

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПЛЕМЕННОГО ДЕЛА (ФГБНУ ВНИИПЛЕМ)

ПЛЕМЕННЫЕ РЕСУРСЫ ХОЛМОГОРСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО ГЕНАМ МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ

На правах рукописи

ПАВЛОВА ИРИНА ЮРЬЕВНА

06.02.01 - Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

КАЛАШНИКОВА Л.А.

п. Лесные Поляны Московской области 2011г.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ.........................3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....................6

1.1. Молочная продуктивность коров холмогорской породы.......6

1.2. Генетические варианты молочных белков и методы их диагностики . 10

1.3. Полиморфизм молочных белков у крупного рогатого скота.....19

1.4. Влияние генетических вариантов каппа-казеина и бета-лактоглобулина на продуктивность и технологические свойства молока коров.....28

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..........37

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...............41

3.1. Анализ полиморфизма гена бета-лактоглобулина и каппа-казеина

с помощью ДНК-диагностики...................41

3.2 Племенные ресурсы быков-производителей холмогорской породы по генам молочных белков....................44

3.2.1. Полиморфизм быков-производителей по генам молочных белков . 44

3.2.2. Характеристика быков-производителей разных генотипов по

женским предкам и оценка по потомству..............52

3.3. Племенные ресурсы быкопроизводящей группы коров

холмогорской породы......................67

3.3.1. Полиморфизм быкопроизводящей группы коров по генам молочных белков........................67

3.3.2. Характеристика быкопроизводящей группы коров разных генотипов 76

ВЫВОДЫ...........................89

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРИЗВОДСТВУ................91

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.........92

ВВЕДЕНИЕ

Использование ДНК-маркеров в селекции племенных животных предоставляет возможность определения их генетического потенциала. Генотипирование животных позволяет целенаправленно вести селекцию на выявление и закрепление в популяции ценных аллелей, связанных с качеством молока (Зиновьева H.A., Эрнст Л.К., 2006).

Цели и задачи исследований. Целью работы является оценка племенных ресурсов холмогорской породы крупного рогатого скота по генам бета-лактоглобулина и каппа-казеина.

В соответствии с целью диссертационной работы были поставлены следующие задачи:

3. Оценить быков-производителей разных генотипов по продуктивности женских предков и по потомству.

6. Дать оценку молочной продуктивности коров различных генотипов.

Научная новизна. Выявлен полиморфизм и определена частота

встречаемости аллелей и генотипов по локусам двух генов - бета-лактоглобулина и каппа-казеина - у быков-производителей и коров-быкопроизводительниц холмогорской породы крупного рогатого скота. Проведена сравнительная оценка быков разных генотипов по показателям молочной продуктивности женских предков и дочерей, изучена продуктивность коров-быкопроизводительниц в зависимости от генотипов по каждому гену и комплексных генотипов.

лактоглобулина и каппа-казеина. Накопление в стадах животных с желательным генотипом приведет к увеличению молочной продуктивности, улучшению качества и технологических свойств молока.

Апробация работы. Результаты исследований доложены: на заседаниях Ученых советов ВНИИплем (2004-2011 гг.), на международных научных конференциях «Современные достижения и проблемы биотехнологии с.-х. животных» (п. Дубровицы, ВИЖ, 2004), «Современные достижения и проблемы биотехнологии с.-х. животных» (п. Дубровицы, ВИЖ, 2006), «Научное обеспечение животноводства и кормопроизводства» (г. Саранск, 2008), «Обеспечение продовольственной безопасности России. Если не мы, то кто?!» (г. Курск, 20Юг).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных трудов, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ (журнал «Зоотехния»).

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Молочная продуктивность коров холмогорской породы

Холмогорская порода — одна из старейших отечественных пород скота молочного направления продуктивности. Родина холмогорского скота -территория, расположенная по нижнему течению Северной Двины в границах нынешних Холмогорского и Приморского районов Архангельской области.

Существенное влияние на формирование скота холмогорской породы оказали природно-климатические условия. Это обусловило развитие скотоводства в районе, а также то, что разводимый здесь скот приобрел такие ценные качества, как крупность, хорошее сложение и высокую молочную продуктивность. Продуктивность холмогорских коров в 30-40-х годах XIX в. составляла с новотела 24-25 л молока в сутки, а иногда - до 35 л, а годовой удой - от 2460 до 3075 л молока.

Холмогорский скот хорошо акклиматизируется в самых разных природно-климатических условиях - от Крайнего Севера до Кавказа. Хорошо переносит скудное кормление, длительное стойловое содержание, длительную транспортировку и т.д. Высокая продуктивность холмогорки, хорошая способность к акклиматизации, устойчивость к ряду заболеваний (туберкулезу, ревматическим заболеваниям) обусловили расширение ее ареала распространения.

В 1971 году она утверждена как плановая в Архангельской, Вологодской, Калужской, Московской, Рязанской, Кировской, Тюменской, Магаданской, Мурманской и Камчатской областях, в Карельской, Коми, Татарской, Удмуртской и Якутской АССР. В некоторых из этих областей и республик (в Архангельской, Мурманской, Магаданской и Камчатской областях, в Коми АССР) холмогорская порода была единственной.

В настоящее время холмогорская порода широко распространена в Северной, Западной, Центральной зоне, в Волго-Вятском районе, Сибири и на Дальнем Востоке. Холмогорский скот разводят в 35 административных районах России.

Холмогорка разводится в 27 республиках, краях и областях Российской Федерации. Основное поголовье холмогорской породы сосредоточено в республиках: Коми, Саха (Якутия), Татарстане и Удмуртии; в областях: Архангельской, Вологодской, Кировской, Московской, Мурманской, Тверской, Рязанской, Калужской и Камчатской. Эту породу разводят во всех районах Крайнего Севера. Такое широкое распространение холмогорского скота обусловлено целым рядом его хозяйственно-биологических особенностей: крепостью конституции, способностью выживать при неблагоприятных условиях кормления и содержания, высокой устойчивостью к болезням. Холмогорская порода характеризуется обильномолочностью при высоких технологических качествах молока.

Чистопородные коровы холмогорской породы при хороших условиях кормления достигают уровня продуктивности: среднегодовой удой - 30005000кг, жирность молока - 3,60-4,05%, максимальная - 5,30%. Породу использовали при выведении истобенскои, тагильскои, бестужевской пород, а также печорского скота.

По бонитировочным данным на 1 января 2010 года в Российской Федерации насчитывалось 386,2 тыс. голов скота холмогорской породы, в том числе 222,0 тыс. коров. По численности поголовья холмогорская порода занимает 3-е место в Российской Федерации после черно-пестрой и симментальской породы.

В настоящее время при совершенствовании холмогорского скота используются 10 заводских линий и 9 генеалогических и родственных групп животных. Наибольшее распространение получили линии Цветка сх-1139, Наилучшего сх-0856, Алычка мх-2307, Хлопчатника сх-1097. Сравнительно недостаточно используются для повышения молочной продуктивности

ценные линии Вестника сх-0140, Тополя сх-0979, Лимона сх-0721, Любимца сх-0778.

Длительное время холмогорский скот, как и другие отечественные породы, совершенствовали методом чистопородного разведения. Темпы совершенствования экстерьерных, племенных и продуктивных качеств были невысокими. Основными недостатками холмогорского скота являлись дефекты экстерьера и формы вымени, невысокая интенсивность молокоотдачи.

При совершенствовании холмогорского скота при чистопородном разведении теоретически возможные темпы генетического улучшения по молочной продуктивности составляют 1,0-1,5%, при этом среднегодовой генетический тренд по удою составляет не более 40-50 кг молока. При таких темпах совершенствования скота для повышения удоя на 1 ООО кг потребуется не менее 20-30 лет упорного труда селекционеров.

Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о высокой эффективности скрещивания животных молочных пород с целью быстрого улучшения их технологических свойств и повышения продуктивности.

В целях повышения молочной продуктивности, улучшения формы вымени и скорости молокоотдачи при машинном доении и устранения экстерьерных недостатков в 80-х годах в нашей стране начата работа по скрещиванию холмогорской породы с голштинской и создание на этой основе качественно новых линий и типов холмогорского скота. Выбор голштинов обуславливается специализацией этой породы в молочном направлении продуктивности, хорошей приспособленностью к двукратному машинному доению, а также генетическим сходством с холмогорской породой (Захаров В.А., 2000).

Голштинская порода выведена в США и Канаде путем целенаправленного отбора и подбора, лучших по удоям животных, происходящих от скота, завезенного из Голландии.

Голштинская порода характеризуется высокими надоями, достигающими у полновозрастных коров в среднем 6500 кг молока за лактацию, жирностью 3,6%.

Скрещивание холмогорского скота с голштинами дало возможность резко повысить удои, выход молочного жира и белка, улучшить экстерьерные показатели, повысить живую массу потомства, способствовало улучшению формы вымени, пригодности к машинному доению, укреплению конечностей, что послужило основанием для внедрения этого метода в широкую практику. При оптимальных условиях кормления и содержания голштинизация с успехом используется для быстрого улучшения продуктивных качеств холмогорского скота (Шарафутдинов Г.С., 2001; Нуртдинов М.Г. и др., 2006).

В настоящее время получено значительное количество помесных животных с различной долей «крови» по улучшающей породе, отличающихся повышенной продуктивностью и улучшенными продуктивными качествами по сравнению с чистопородными холмогорскими животными. На основе использования голштинской породы созданы новые высокопродуктивные типы холмогорской породы скота - Центральный, Северный, Татарстанский.

Животные этих типов сочетают крепость конституции, устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды, хорошую способность к акклиматизации холмогорской породы с обильномолочностью и хорошими морфо-функциональными свойствами вымени голштинского скота.

Северный тип холмогорской породы выведен методом вводного скрещивания с быками-производителями голштинской породы селекции США, Канады и голштинизированными черно-пестрыми производителями из Германии. Продуктивность в среднем составляет 5390 кг молока с содержанием жира 3,91% (Тюриков В.М., 2009).

Татарстанский тип создан методом сложного воспроизводительного скрещивания холмогорской, черно-пестрой и голштинской пород с

последующим разведением помесей "в себе", применением жесткого отбора животных желательного типа, приспособленных к интенсивным технологиям производства молока. Направление продуктивности молочно-мясное. Продуктивность коров в среднем составляет 5725 кг молока с содержанием жира 3,7% и количеством молочного жира 211,8 кг (Тюриков В.М., 2009).

Центральный тип холмогорской породы создан на основе воспроизводительного скрещивания холмогорской и голштинской пород и дальнейшим разведением помесей различной кровности "в себе". Животные молочного направления продуктивности. Продуктивность коров в среднем составляет 6134 кг молока с содержанием жира 3,95% (Тюриков В.М., 2009).

Дальнейшее совершенствование холмогорского скота идет в направлении повышения удоев, содержания жира и белка в молоке, улучшение технологических свойств молока, методами чистопородного разведения и скрещивания с быками голштинской породы. Основным фактором, ускоряющим темпы совершенствования холмогорского скота, остается эффективность использования высокоценных производителей как чистопородных холмогорских и голштинских, так и производителей промежуточных генотипов с высокими племенными достоинствами.

1.2. Генетические варианты молочных белков и методы их диагностики

На протяжении многих лет селекционная работа отечественного скотоводства велась на увеличение показателя процентного содержания жира. В связи с возросшими требованиями перерабатывающей промышленности к качеству молока при закупках большое значение приобрело содержание белка в молоке и его пригодность к переработке.

Белки молока, по сравнению с белками других продуктов питания, наиболее ценны, так как в их состав входят все незаменимые кислоты. Подсчитано, что повышение белка в производимом товарном молоке только

на 0,01 % даёт в масштабах страны дополнительно тысячи тонн высококачественного молочного белка.

Белки молока - наиболее биологически ценные компоненты, высокомолекулярные комплексные органические соединения, которые содержат углерод, водород, кислород, азот, серу, иногда фосфор. Многообразие свойств и функций белка, его специфичность определяют азот и сера (Алиев A.A., 1997). В молоке обнаружена целая система белков, более 20 фракций (Тепел А., 1979), среди которых выделяют две главные группы -казенны и сывороточные белки. К белкам молока следует также отнести ферменты, некоторые гормоны (пролактин и др.), белки оболочек жировых шариков.

Содержание белка в молоке коров в среднем составляет 3,2 % с колебаниями от 2 до 5 %. Белки молока разнообразны по строению, физико-химическим свойствам и биологическим функциям.

Основными белками молока являются казеин, альбумин, глобулин. По данным Кугенова П.В. (1998) на долю казеина приходится 82%, альбумина -12% и глобулина - 6% от общего белка молока. Поскольку альбумин и глобулин растворимы в плазме молока и при действии на молоко сычужным ферментом или кислотой не коагулируют, а выделяются вместе с сывороткой, их называют сывороточными белками.

Структурные частицы белка - аминокислоты, содержание их достигает от 100 до нескольких тысяч в пептидных цепях. Высокая биологическая ценность молочных белков обусловлена специфичностью аминокислотного состава, а также легкой и почти полной переваримостью в желудочно-кишечном тракте человека (Георгиевский В.И., 1990, Бойланд Г., 2003). Поэтому количественное содержание белков является первоочередным критерием оценки животных в селекционных программах м�

Информация о работе

Павлова, Ирина Юрьевна
кандидата биологических наук
п. Лесные Поляны Московской обл., 2011
ВАК 06.02.07

Диссертация

Племенные ресурсы холмогорской породы крупного рогатого скота по генам молочных белков - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы