Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Взаимосвязь полиморфных вариантов генов пролактина и β-лактоглобулина с молочной продуктивностью коров

ВАК РФ 06.02.07, Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Взаимосвязь полиморфных вариантов генов пролактина и β-лактоглобулина с молочной продуктивностью коров"

005018060

На правах рукописи

¿г

ГАРЕЕВА ИНЗИРА ТАЛГАТОВНА

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ ПРОЛАКТИНА И р-ЛАКТОГЛОБУЛИНА С МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ КОРОВ

Специальность: 06.02.07 - разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 9 ДПР 2012

Санкт-Петербург - Пушкин -2012

005018060

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Долматова ІІршіа Юрьевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Терлецкий Валерий Павлович (ГНУ ВНИИГРЖ РАСХН) кандидат биологических наук, доцент Яценко Владимир Дмитриевич (ФГБОУ ВПО СПбГАУ)

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела (ФГНУ ВНИИплем)

Защита состоится «|<&» мая_ 2012 г. в «ГГ » часов на заседании

диссертационного совета Д 006.012.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИГРЖ РАСХН) по адресу: 196601, Саикт-Петербург-Пушкин, Московское шоссе, 5 5-а.

E-mail: spbvniigen@mail.ru, факс: 8(812) 465-99-89 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГРЖ РАСХН.

Автореферат разослан «{(» Q.h.j>P/l А

2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор Ф^З^?? ~~ Г-Н. Сердюк

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В наступившем XXI веке эффективность селекции во многом будут определять новые методы молекулярной генетики (Прохоренко П.Н., 2008; Завертяев Б.П., 2010). Главная задача специалистов-животноводов состоит в том, чтобы выявить и полнее использовать биологические закономерности и возможности организма животного для получения максимума продукции. Приоритетными исследованиями в области скотоводства является освоение интенсивных технологий производства высококачественного молока. К интенсивным технологиям можно отнести совершенствование пород крупного рогатого скота с использованием ДНК-технологий в генотипировании животных. Суть его заключается в поиске и анализе генов, позволяющих маркировать локусы количественных признаков (хозяйственно-полезных признаков) и вести отбор с помощью маркеров («маркер-зависимая селекция»). Возможность определения генотипа животного в раннем возрасте, независимо от пола и физиологического состояния является главным преимуществом ДНК-технологий. Геномная селекция - новый инструмент, дающий возможность наиболее точно рассчитать племенную ценность животного и ускорить селекционный прогресс (Калашникова JI.A., 1999; Глазко В.И., 2001; Сулимова Г.Е., 2004; Зиновьева H.A. с соавт., 2002).

Значительный интерес для молочного животноводства представляют гены [З-лактоглобулина (LGB) и пролактина (PRL). Ген LGB влияет на жирность молока, отвечает за белковомолочность и показатель биологической ценности молока (Гладырь Е.А., 2000; Chrenek Р. et al., 2003; Эрнст Л.К., Зиновьева H.A., 2008; Калашникова JT.A., 2009).

Во многих исследованиях также выявлена связь различных полиморфных вариантов PRL с хозяйственно-полезными признаками: ростом, молочной продуктивностью, содержанием белка и жира в молоке (Lewin H.A., 1992; Удина И.Г. с соавт., 2001; Хатами С.Р. с соавт., 2005).

В последние годы появилось много работ по ДНК-диагностике, но несмотря на это, оценка по генетическим маркерам не нашла широкого использования в селекционной практике. Поиск, совершенствование и использование новых маркеров для отбора высокопродуктивных животных являются актуальной проблемой животноводства.

Цель и задачи исследования. Цель представленной работы заключается в установлении характера взаимосвязи полиморфных вариантов генов пролактина и ß-лактоглобулина с молочной продуктивностью коров чёрно-пёстрой, бестужевской и симментальской пород.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Методом ПЦР-ПДРФ выявить полиморфные варианты генов пролактина (PRL) и ß-лактоглобулина (LGB) у коров трех пород (черно-пёстрой, бестужевской и симментальской).

2. Определить генетическую структуру изученных выборок крупного рогатого скота по частотам аллелей и генотипов PRL и LGB.

3. Изучить молочную продуктивность коров.

4. Проанализировать ассоциации полиморфных вариантов выявленных генов с конкретными параметрами молочной продуктивности коров.

5. Выявить корреляционную зависимость между показателями молочной продуктивности коров и генотипами но генам РКВ и 1ХШ.

6. Провести анализ ассоциаций комплексных генотипов РЯЬ/ЬйВ с параметрами молочной продуктивности коров.

Научная новтна. Впервые в условиях Республики Башкортостан у коров чёрно-пёстрой, бестужевской и симментальской пород изучен аллелофонд по ДНК-маркёрам генов РКВ и [/¡В и выявлены породные различия. Установлена ассоциация показателей молочной продуктивности коров трех пород с генотипами по каждому изученному гену, а также с комплексными генотипами РКЬ/ЬОВ по обоим изученным генам.

Научно-практическая значимость. Проведенная оценка молочной продуктивности коров трех пород с различными генотипами и их сочетаниями по генам РЯЬ и ВС В позволяет прогнозировать молочную продуктивность конкретных стад. При соответствующем подборе родительских пар желаемые гены и их комплексы будут вовлечены в реальный селекционный процесс, что приведет к накоплению в стадах животных с желаемыми генотипами, и в итоге к увеличению их молочности.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Аллельные профили крупного рогатого скота чёрно-пёстрой, бестужевской и симментальской пород Республики Башкортостан по генам РЫ. и иЗВ.

2. Достоверное влияние генотипов исследуемых ДНК-маркеров на показатели молочной продуктивности коров трех пород.

3. Характеристика взаимосвязи комплексных генотипов РИГ/ВОВ с продуктивностью коров исследованных пород.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены на международной научной конференции «Достижения в генетике, селекции и воспроизводстве сельскохозяйственных животных» (Санкт-Петербург, 2009), на международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 2010), на всероссийской научно-практической конференции в рамках XX юбилейной специализированной выставки «Агрокомплекс-2010» «Научное обеспечение инновационного развития АПК» (Уфа, 2010), на международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО Башкирского ГАУ «Состояние, проблемы и перспективы развития АПК», на международной конференции с элементами научной школы для молодежи «ЕС - Россия: 7-я Рамочная программа в области биотехнологии, сельского, лесного, рыбного хозяйства и пищи» (Уфа, 2010), на IV всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежная наука и АПК: Проблемы и перспективы» (Уфа, 2011), на международной научно-практической конференции «Развитие АПК в свете инновационных идей молодых ученых» (Санкт-Петербург, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных статей, в том числе 3 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК («Достижения науки и техники ЛПК», «Проблемы биологии продуктивных животных», «Молочное и мясное скотоводство»).

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, материалы и методы, главу результатов и обсуждений, выводы, предложения производству, библиографию. Работа содержит 117 страниц машинописного текста, 21 таблицу, 27 рисунков. Библиография включает 158 наименований.

2. МАТЕРИАЛЫ II МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Экспериментальные исследования проводились в период с 2008-2011 гг. в хозяйствах РБ и лаборатории молекулярной генетики ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет». Общая схема работы представлена на рис. 1.

Рисунок 1 Общая схема исследований

Материалом исследований служили выборки коров чёрно-пёстрой породы из трех хозяйств: СПК ПЗ «Ленина» (выборка 1; п=82), ООО АП им. Калинина

(выборка 2; п=453) и СПК «Красная Башкирия» (выборка 3; п=115); две выборки по симменталам: местной селекции (п=82) и австрийской селекции (п=26) (ОПХ «Баймакское») и выборка по бестужевской породе - СПК ПЗ «Ленина» (п=64) Республики Башкортостан.

Опытные группы формировались по методу сбалансированных групп-аналогов с учетом породности, даты рождения и даты отела (первая лактация). Данные о молочной продуктивности получены из племенных карточек 2МОЛ непосредственно в хозяйстве, количество молочного жира рассчитывали путем деления однопроцентного молока за учитываемый отрезок лактации на 100 (Красота В.Ф. с соавт., 2006). ДНК из крови выделяли по стандартному фенол-хлороформному методу, описанным МаЛе\у С.С. (1985).

Методом ПЦР-ПДРФ были генотипированы полиморфные варианты генов пролактина (Удина И.Г. с соавт., 2001; Зиновьева Н.А., 2008) и р-актоглобулина (Калашникова Л.А. с соавт. 2009; Хабибрахманова Я.А., 2009).

Для амплификации фрагментов генов использовали соответствующие праймеры (ЗАО «Синтол», Москва):

ШВ1: б'-ТСТСетШАСАССОАСТАСАААААО-З' ШВ2:5'-ССТСССССТАТАТСАССАССС1иГ-3' 1: 5'-ССА0ТССПЛТСА(К:[10Л ["[С1Г-3' РЯЬ2: 5ЧХ:С1ТССАОААОТСОТТГСТПТС-3'

В таблице 1 представлены условия проведения ПЦР для амплификации изучаемых областей гена пролактина и р-лактоглобулина.

Таблица 1 Характеристика генов LGB и PRL и условия ПЦР-анализа

Ген-рестриктаза Am пл икон, п.н. Длина фрагментов рестрикции ДНК, п.н. Условия реакции

LGB-Haelll 248 АА - 149, 99 AB- 149, 99,74+74 ВВ - 99,74+74 94°-5 мин (94°-50 сек., 55°- 50 сек., 72°-50 сек.) х 30, 72°- Юмии.

PRL-Rsal 156 АА - 156 AB- 156, 82,74 ВВ - 82, 74 94°-5 мин (94°-30 сек., 59°- 30 сек., 72°-30 сек.) х 30,72° -10 мин.

Продукт амплификации, полученный для гена пролактина, рестрицировали эндонуклеазой Rsal, для гена бета-лактоглобулина - НаеШ при 37° С в течение ночи. Рестрикты разделяли электрофорезом в 7% полиакриламидном геле, анализировали с помощью компьютерной системы гель-документирования Gel Doc XR.

В качестве маркера молекулярных масс использовали ДНК pUC19DNA/MspI. Статистическую обработку данных генотигшрования и зоотехнического учета проводили по стандартным методикам (Меркурьева Е.А., 1983), с использованием программ Microsoft Excel, Statistica for Windows в версии 5.1. Статистическую ошибку для частот аллелей и генотипов определяли по методике Животовского Л.А. (1991). Достоверность различий средних величин между сравниваемыми группами оценивали по критерию Стьюдента (Плохинский H.A., 1970), с помощью критерия Фишера на основе

147 п.н.

111 п.н. 82 п.н. 74 п.н.

AB АА М ВВ АА АА АА AB АА Рис. 2 Рестрикционный анализ продуктов гена пролактина

¡242 п.н.

190 п.н.

ч ' лмй) лм ШЙк

ИИрИ

■К

147 п.н. 111 п.н.

67 п.н.

АВ ВВ ВВ АВ АА ВВ ВВ ВВ М Рис. 3 Рестрикционный анализ продуктов гена р-лактоглобулина

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Распределение частот аллелей и генотипов гена РЯЬ у коров различных пород

Результаты анализа распределения аллелей и генотипов гена пролактина в исследованных выборках коров представлены в таблице 2.

Как следует из таблицы 2, наибольшие частоты у коров чёрно-пёстрой породы (усредненное значение) отмечались для аллеля PR.lL (0,86) и генотипа РЯЬАА (74,8%), для бестужевской породы - РИЬА (0,6) и РГаАВ (63,5%), для

Таблица 2 Распределение частот генотипов и аллелей гена РКЬ у исследуемых пород коров

Порода Популя- N Частота генотипов. % Частота аллелей X

ция* РШЛЛ РШ.г т-4 т"

1 72 76,4 19,4 4,2 0,86±0,03 0,14±0,03 4,61

Чёрно- 2 453 79,2 19,8 1 0,89±0,01 0,11 ±0,01 0,21

пёстрая 3 115 68,7 27,8 3,5 0,83±0,03 0,17±0,03 0,37

В целом 640 74,8 22,3 2,9 0,86±0,01 0,14±0,01 -

Симмен- 4 82 13,4 68,3 18,3 0,47±0,04 0,53±0,04 8,78

тальская 5 26 73,1 26,9 - 0,87±0,04 0,13±0,04 2,4

Бестужевская 6 64 28,6 63,5 7,9 0,6±0,04 0,4±0,04 6,9

Примечание: популяция 1 - чёрно-пёстрая порола СПК ПЗ «Ленина»; 2 - чёрно-пёстрая порода ООО АП им. Калинина; 3 - чёрно-пёстрая порода СПК «Красная Башкирия», 4 - симментальская порода местной селекции ОПХ «Баймакское», 5 - симментальская порода австрийской селекции; 6 - бестужевская порода СПК ПЗ «Ленина»;

Изученные породы достоверно различаются между собой по частотам аллелей гена РЯЬ. Так, критерий достоверности составляет соответственно: между чёрно-пёстрой и симментальской (местной селекции) - ^=9,46; Р<0,001; между чёрно-пёстрой и бестужевской -1^6,3; Р<0,001; между бестужевской и симментальской - 1й=2,3; Р<0,05.

У изученных пород коров в целом достоверно сохраняется генное равновесие по локусу пролактина.

3.2 Молочная продуктивность коров с различными генотипами гена пролактина

Результаты анализа молочной продуктивности коров различных пород обобщены в таблицах 3-5. Из данных таблицы 3 следует, что в двух выборках чёрно-пёстрой породы наибольшей величиной удоев обладают особи с генотипом РК[/'" (СПК ПЗ «Ленина» - 4382,3±387,5 кг; СПК «Красная Башкирия» - 4511,7±142,6 кг). Наименьшую величину удоев имеют особи с генотипом РЯЬ^: в подвыборке коров из СПК ПЗ «Ленина» (3808,7±77,1 кг), а во второй популяции - 4177,1±82,4 кг. Особи с генотипом РКЬВВ также показали наивысший выход молочного жира. В СПК «Красная Башкирия» по массовой доле жира коровы с генотипом РЯЬАА преобладали над особями с генотипом Р11ЬВВ (Р<0,001). У коров чёрно-пёстрой породы ООО АП им. Калинина животные генотипа РКЬАВ (4829,6±85,1 кг) показали наивысший удой за лактацию, им уступили животные с генотипом РЯЬВВ (Р<0,05). По выходу молочного жира особи с генотипами РЯЬАА и РК1.АВ имели преимущество над особями РЯЬВВ, разница между ними составила 22,5 кг (Р<0,05) и 29,7 кг (Р<0,01).

Показатель Генотип Разница

РЯЬ™ | РЯЬ™ | РИЬ™ АЛ-АВ | АА-ВВ | ВВ-АВ

СПК «Красная Башкирия»

Удой, кг 4177,1 ±82,4 4282,6±109,2 4511,7±142,6 105,5 334,6* 229,1

Жир, % 3,83±0,024 3,80±0,037 3,68±0,029 0,02 0,15*** 0,12

Молочный жир, кг 160,4±3,52 163,1±4,64 166,1±4,51 5,6 6,7 1,1

Белок, % 3,3±0,02 3,27±0,01 3,2±0,07 0,03 0,1 0,07

ООО АП им. Калинина

Удой, кг 4671,3±34,3 4829,б±85,1 4205,4±310,1 158,3 466 624*

Жир, % 3,94±0,01 3,97±0,02 3,86±0,08 0,03 0,08 0,11

Молочный жир, кг 184,4±1,46 191,6±3,41 161,9±9,5 7,2 22,5* 29,7**

Белок, % 3,25±0,005 3,26±0,011 3,29±0,046 0,01 0,04 0,03

СПК Ш «Ленина»

Удои, кг 3808±77,1 4123, Ш 16,5 4382,3±387,5 315,6 574,3 258,7

Жир, % 3,74±0,004 3,74±0,007 3,75±0,012 0 0,01 0,01

Молочный жир, кг 142,9±2,85 153,3±4,52 164,4±14,08 10,4 21,5 11,1

Белок, % 3,25±0,01 3,23±0,02 3,28±0,04 0,02 0,03 0,05

Примечании: * - Р <0,05, »»- Р <0,01; *** - Р < 0,001

В таблице 4 представлены данные по молочной продуктивности у коров бестужевской породы с различными генотипами по гену РЯЬ.

У коров бестужевской породы наибольшими надоями (4141,8±215,2 кг) характеризуется подвыборка животных с генотипом РЯЬВП, а наименьшей -коровы с генотипом РЯЬЛА (Р<0,05). По количеству молочного жира животные с генотипами РЯЬАВ и РК1.^Л уступали гомозиготам но аллелю РК1 п на 8-11,7 кг. Массовая доля жира в молоке коров всех трёх генотипов РЯЬ'и, РЯЬ и РЯІ ви (3,8-3,82%) приблизительно одинакова. По содержанию белка коровы с генотипом РК1;ЛА преобладали над особями с генотипом РШ/4' и РЯЬ (Р>0,1).

Таблица 4 Молочная продуктивность коров бестужевской породы с различными генотипами по гену РЯЬ

Показатель Генотип Разница

РЯЬ'^ РЯЬАИ АЛ-АВ АА-ВВ ВВ-АВ

Удой, кг 3616,1±108,7 3732,4±90,4 4141,8±215,2 116,3 525,7* 409,4

Жир, % 3,82±0,02 3,80±0,015 3,82±0,045 0,02 0 0,02

Молочный жир, кг 138,1 ±4,08 141,9±3,4 149,8±8,9 3,8 11,7 8

Белок, % 3,31 ±0,04 3,27±0,03 3,28±0,05 0,04 0,03 0,01

Примечание: *-Р<0,05.

В таблице 5 представлены данные по молочной продуктивности коров симментальской породы с различными генотипами по гену РЯЬ.

Генотип Разница

РКЬ" | РМ^ | ріаш АА-АВ І АА-ВВ І ВВ-АВ

Симментальская порода местной селекции

Удой, кг 3372±209,4 3124±125,9 3130±225,8 248 242 6

Жир, % 3,97±0,08 4,02±0,03 3,97±0,10 0,05 0 0,05

Молочный жир, кг 132,5±6,2 124,8±4,6 123,8±7,99 7,7 8,7 1

Белок, % 2,87±0,02 2,86±0,01 2,81±0,05 0,01 0,06 0,05

Симментальская порода австрийской селекции

Удой, кг 4822,9±136,1 4882,0±188,3 - 59,1 -

Жир, % 4,28±0,07 4,47±0,12 - 0,19 - _

Молочный жир, кг 208,3±23,8 221,2±25,6 - 13 - -

Белок, % 3,12±0,06 3,2±0,1 0,08

У коров симментальской породы местной селекции наибольшие удои (3372±209,4 кг) отмечены у животных с генотипом РЛЬАА, а самые низкие - у особей с генотипом РШ/ЛВ (3124±125,9 кг). По содержанию жира в молоке гетерозиготные коровы РГИЛ8 незначительно (на 0,05%) превосходили своих аналогов с РШ^ и РКЬШ! генотипом. Особи с генотипом РЯЬ^ (2,87%) и РЯЬАВ (2,86%), в сравнении с генотипом РЯЬВВ (2,81%), показали чуть более высокий результат по содержанию белка в молоке. У симменталов австрийской селекции наивысшие уровни удоев отмечены у коров с генотипами РЯЬАВ, а наименьшие - у особей с генотипом РЯЬАА. Наиболее высокие показатели содержания процентного жира и количества молочного жира также были ассоциированы с генотипами РЯЬАВ.

Коровы трех генотипов по гену РЯЬ были разделены на различные классы продуктивности по удою. Были выделены шесть классов продуктивности: 1-й класс - надои менее 3000 кг; 2-й - 3001-3500 кг; 3-й - 3501 - 4000 кг; 4-й - 4001 - 4500 кг; 5-й - 4501 - 5000 кг; 6-й - более 5001 кг.

50% выборки чёрно-пёстрых коров СПК «Красная Башкирия» с генотипами РЯЬВВ, которые характеризуются наибольшими удоями, относится к достаточно высокому классу продуктивности 4501-5000 кг. Количество таких высокопродуктивных животных снижается в группах с генотипами РЯЬАВ и РШ АА и составляет соответственно 44% и 36% подвыборок. Количество среднепродуктивных животных (4001-4501 кг) практически равно в группах с генотипами РЛЬ^ (29%) и РЯЬАВ(28%) и почти в два раза выше (50%) в группе с генотипами РЯЬВВ; а среди генотипов РЯЬАВ и РКРЛЛ их количество составляет соответственно 12,5% и 18%.

В выборке ООО АП им. Калинина, где самыми высокими удоями характеризуются коровы с генотипами РКЬЛВ, 33% коров этого генотипа отнесены к самому высокому классу продуктивности (более 5001 кг). 27%, 35,5% и 25% соответственно в подвыборках РКРЛЛ, РКЬ и1 и РЖ вн составляют коровы с продуктивностью 4501-5000 кг.

У бестужевской породы, продуктивность которых в зависимости от шногипа расположена в порядке убывания следующим образом количество высокопродуктивных коров (4501-5000 кг) составляет среди указанных генотипов соответственно 20%, 10% и 5,5%.

У симментальской породы местной селекции, группа коров с генотипами РЯГВВ на 80% состоит из низкопродуктивных коров с удоями менее 3000 кг. В подвыборке с генотипами РЯЬАВ и количество Пизкопродуктивных

коров уменьшается и составляет соответственно 52% и 12,5%. Группа коров с генотипами РКГАА на 50% состоит из особей с удоями 3001-3500 кг.

Был рассчитан бисериальный коэффициент корреляции молочной продуктивности с генотипами гена РЯЬ коров исследованных пород. Между генотипами и величиной удоев имеется положительная корреляция (коэффициент корреляции составляет от 0,03 до 0,16).

3.3 Распространенность аллелей н генотипов гена у различных пород

Сравнительный анализ частот аллелей и генотипов гена ГвВ в выборках различных пород коров представлен в таблице 6.

Таблица 6 Распределение частот генотипов и аллелей гена ЬвВ у исследуемых пород коров

Порода Популя- N Частота генотипов, % Частота аллелей

ция* LGBaa LGBa,! LGB™ LGB'4 LGB" X

1 82 7,4 58,5 34,1 0,37±0,04 0,62±0,04 5,6

Чёрно- 2 444 13,7 60,1 26.1 0,44±0,02 0,56±0,02 21,5

пёстрая 3 99 8,1 51,5 40,4 0,34*0,03 0,66±0,03 2,1

В целом 625 9,8 56,7 33,5 0,38±0,01 0,62±0,01 -

Симмен- 4 71 18.3 64,8 16,9 0,51 ±0,04 0,49i0,04 6,2

тальская 5 25 8± 44 48 0,3±0,06 0,7±0,06 0,1

Бестужевская 6 64 4,7 59,3 36 0,34±0,04 0,66±0,04 5,9

Примечание. * - популяция 1 - мерно-пёстрая порода СГЖ 113 «Ленина», 2 - чёрно-пёстрая порода ООО АП им. Калинина; 3 - черно-пестрая порода СГ1К «Красная Башкирия»; 4 - симментальская порода местной селекции ОПХ «Баймакское», 5 - симментальская порода австрийской селекции; 6 - бестужевская порода СГ1К ПЗ «Ленина»

Во всех выборках преобладают особи с гетерозиготным генотипом LGB^ их процентное соотношение в каждой выборке составляет более 50% (кроме симменталов австрийской селекции). В основном, в исследованных популяция; преобладает аллель LGB8.

Изученные породы достоверно различаются между собой по частотам аллелей гена LGB. Так, критерий достоверности составляет соответственно: между чёрно-пёстрой и симментальской (местной селекции) - tj=-10,9; Р<0,001; между бестужевской и симментальской - td=3,0; Р<0,01. Различия по частотам аллелей между коровами чёрно-пёстрой и бестужевской пород не достоверны (td=0,7; Р>0,1).

В выборке чёрно-пёстрой породы ООО АП им. Калинина показано смещение генного равновесия по гену LGB, за счет избытка гетерозиготных

3.4 Молочная продуктивность коров с различными генотипами гена Р-лактоглобулина

Для изучения ассоциаций выявленных аллелей с показателями продуктивности животных проведен анализ взаимосвязи средних удоев за первую лактацию, содержания молочного жира и белка. В таблицах 7-9 представлены показатели молочной продуктивности коров изученных пород с различными генотипами по гену ВО В.

Таблица 7 Молочная продуктивность коров чёрно-пёстрой породы с различными генотипами по гену ВС В

Показатель Генотип Разница

LGB^ | LGB'"® [ LGBBH AA-AB | AA-BB | BB-AB

СПК «Красная Башкирия»

Удой, кг 3578,6±254 4276,5±98 4185,5±106 697,9* 606,8* 91,1

Жир, % 3,76±0,06 3,83±0,03 3,83±0,03 0,07 0,07 0

Молочный жир, кг 135,3±11,11 163,0 ±4,09 160,2 ±4,39 27,7* 24,9* 2,8

Белок, % 3,24±0,05 3,29±0,03 3,29±0,04 0,05 0,05 0

ООО АП им. Калинина

Удой, кг 4515,7±76,5 4725,1±70,7 4722,3±41,1 209,4* 206,6* 2,8

Жир, % 3,95±0,25 3,94±0,01 3,94±0,12 0,01 0,01 0

Молочный жир, кг i78,4±3,2 186,5±2,9 186,5±1,7 8,1 8,1* 0

Белок, % 3,48±0,03 3,44±0,03 3,44±0,02 0,04 0,04 0

СПК ПЗ «Ленина»

Удой, кг 4016,8±200 3974,7±80 3838,9±88,7 42,1 178 135,8

Жир, % 3,72±0,01 3,74±0,00 3,73±0,01 0,02 0,01 0,01

Молочный жир, кг 149,6±7,78 148,8±2,3 143,8±3,34 0,8 6,3 5

Белок, % 3,22±0,0 3,24±0,0 3,21 ±0,0 0,02 0,01 0,03

Примечание: * - Р<50,05.

Из данных таблицы 7 следует, что в выборках СПК «Красная Башкирия» и ООО АП им. Калинина достоверно более высокими надоями и выходом молочного жира характеризуются коровы с генотипами LGBab и LGBbb. Различия в их пользу в СПК «Красная Башкирия» по сравнению с генотипами LGB^ составляет 697,9 кг и 606,8 кг соответственно (Р<0,05) и 27,7 кг и 24,9 кг по молочному жиру (Р<0,05). В ООО АП им. Калинина различия между генотипами LGB и ВСВАА по удою и молочному жиру составили соответственно 209,4 кг (Р<0,05) и 8,1 кг, а между генотипами LGBBB и LGBaa-206,6 кг (Р<0,05) и 8,1 кг (Р<0,05).

В СПК ПЗ «Ленина» достоверных различий в показателях молочной продуктивности между коровами различных генотипов не выявлено.

У коров чёрно-пёстрой породы по содержанию белка достоверных различий между генотипическими группами не обнаружено.

Из таблицы 8 следует, что у бестужевской породы соблюдаются закономерности, описанные выше для чёрно-пёстрой породы.

Показатель Генотип , Разница

LGBAA LGBA" LGB АА-АВ АА-ВВ ВВ-АВ

Удой, кг 3545,3±129 3850,9±86 3627,7±110 305,6* 82,4 223,2

Жир, % 3,83±0,033 3,8±0,016 3,7±0,015 0,03 0,13*»* 0,1***

Молочный жир, кг 142 ±2,43 146,7 ±3,22 137,2 ±4,04 4,7 4,8 9,47

Белок, % 3,29±0,02 3,27±0,03 3,21±0,04 0,02 0,08 0,06

Примечание. * -Р<0,05, »»* -Р<0,001.

Бестужевские коровы с генотипами LGBab (3850±86 кг) имеют удои достоверно (Р<0,05) более высокие по сравнению с группой, имеющей генотип LGBaa (3545±129 кг). Наиболее высокое количество молочного жира также ассоциировано с генотипом LGB^ - 146,7±3,22 кг. В то же время особи с генотипами LGBAA и LGBab показали более высокое содержание жира в молоке; коровы генотипа LGBbb уступили им на 0,13% и 0,1% (Р<0,001) соответственно.

У коров симментальской породы местной селекции (табл. 9) наибольшей величиной удоев характеризовались особи с генотипом LGB - 3498±256,0 кг и наименьшей животные с генотипом LGBab - 3054±108,76 кг (Р>0,1).

Таблица 9 Молочная продуктивность коров симментальской породы с различными генотипами по гену ЬОВ

Показатель Генотип Разница

LGBAA | LGBAli | LGB1'" АА-АВ | АА-ВВ | ВВ-АВ

Симментальская порода местной селекции

Удой, кг 3498±256.0 3054± 108,7 3080±227,8 444 418,1 26,1

Жир, % 3,97±0,07 3,99±0,03 4,0±0,05 0,02 0,03 0,01

Молочный жир, кг 138,4±9,5 121,8±4,12 122,317,8 16,6 16,1 .0,5

Белок, % 2,83±0,0] 2,84±0,01 2,81±0,07 0,03 0,02 0,03

Симмеитальскаи порода австрийской селекции

Удой, кг 4567,5±96,5 5103±204,3 4657,3±108 535,5* 90 445,7

Жир, % 4,5±0,54 4,31 ±0,11 4,4±0,07 0,19 0,1 0,09

Молочный жир, кг 204,3±29,1 224,7±8,9 196,6 ±8,0 20,4 7,7 28*

Белок, % 3,23±0,05 3,13±0,03 3,1й±0,01 0,1 0,07 0,03

Примечание: Р<0,05.

Результаты исследования немногочисленной выборки животных симментальской породы австрийской селекции были противоположными. Наибольшие надои 5103±204,3 кг отмечены у коров с генотипом ЬОВАВ, а самые низкие - у особей с генотипом ЬОВ^ - 4567,5±96,5 кг (Р<0,05). По выходу молочного жира животные генотипа ЬвВ50 уступили коровам генотипа ЬСВдв (Р<0,05).

Внутри каждой группы провели также анализ распределения коров, отнесенных к различным классам гто удою. Для этого распределили коров на шесть классов.

У коров чёрно-пёстрой породы СГ1К «Красная Башкирия» в подвыборке особей с генотипом LGBaa, которые характеризуются более низкими надоями, 50% составляет доля низкопродуктивных животных (с надоями 3001-3500 кг); самые высокопродуктивные коровы с этим генотипом относятся к четвёртому классу продуктивности (4001-4500 кг), тогда как структура средней молочной продуктивности подвыборок коров с генотипами LGBab и LGBbb складывается за счет наличия в них более высокой процентной доли животных, относящихся к классам от 4501 до 5000 кг. Так, 45% коров с генотипами LGBab и 32,5% коров с генотипами LGBbb имеют надои 4501-5000 кг.

Сходная картина наблюдается и для чёрно-пёстрой породы ООО АП им. Калинина. Процентная доля высокопродуктивных животных (с надоями более 5000 кг) значительно увеличивается в группах животных с генотипами LGB —>LGBa —>LGBbb. Так, в группе животных с генотипом LGBaa количество таких животных составляет 13%, а в группах животных с генотипами LGBab и LGBbb - 31,5% и 38%. Количество низкопродуктивных животных (до 3000 кг) среди особей с генотипом LGBbb составило лишь 1%.

У коров бестужевской породы 100% особей с генотипом LGBaa относятся к классу 3501-4000 кг, в то время как коровы с генотипом LGBab показали наилучшие результаты по величине удоев за счёт того, что 34% особей с данным генотипом имеют удои 4001-4500 кг, а 3% - более 5000 кг.

Выборка коров симментальской породы местной селекции с генотипами LGB , которые характеризуются наивысшими показателями продуктивности, содержит 38,5% особей, отнесённых к первому, низкопродуктивному классу (надои менее 3000 кг). Доля таких особей среди коров с генотипами LGBab и LGB составляет соответственно 48% и 58%. Процентное соотношение высокопродуктивных коров значительно уменьшается в ряду LGB' —>LGBab—»LGBbb и составляет соответственно 23%, 2% и 8%.

Между генотипами по гену LGB и молочной продуктивностью имеется невысокая положительная корреляция.

3.5 Влияние комплексных генотипов PRL/LGB на молочную продуктивность коров

В изученных выборках коров выявлено девять различных сочетаний генотипов PRL/LGB.

Наиболее широко распространен генотип PRLAA/LGBAE. Так, в выборке коров чёрно-пёстрой породы ООО АП им. Калинина частота его составляет 50%, в СПК «Красная Башкирия» - 30,3%. Вторым по частоте встречаемости является генотип PRL^/LGB1®; процентное соотношение которого в вышеупомянутых выборках чёрно-пёстрой породы составило соответственно 18,7% и 31,3%. Частота дигетерозиготного генотипа PRLab/LGBab составляет 9,46% в выборке коров ООО АП им. Калинина и 19,2% в СПК «Красная Башкирия». Дигомозиготный генотип PRi/'VLGB** по частоте встречаемости находится на четвертом месте - 10,6% и 5% соответственно.

В выборке бестужевской породы, как и в некоторых других популяциях, отсутствовал генотип PRLBB/LGB а. Также преобладали по частоте животные с

генотипами РКЬлвЛ/;Влв (28%) и РКГ,АА//.СГ?ДП (25,6%). Особи с генотипом РЯЬ^/ЬСВ** и РШ-ЕІ7і,С,Вви(1,6%) были в меньшинстве.

У симменталов местной селекции бьгли выявлены все девять сочетаний генотипов. Наиболее часто встречались генотипы РЯЬ^/ЬСВ^ (38%) и РЯЬАА/ЬСВ'и!(21%), наиболее редко - РЯЬвв/иЗВвви РЯЬвв/1СВм- 1,4%.

Был проведен анализ комплексного использования обоих генов в оценке молочной продуктивности животных. Результаты анализа молочной продуктивности коров различных пород с генотипами РЯЬ/ЬСВ представлены в таблицах 10-12.

Таблица 10 Молочная продуктивность коров чёрно-пёстрой породы с комплексными генотипами РЯЬ/ЬОВ

ООО АП ни. Калинина

№ Генотип п Удой, кг Белок, % Жир, % Молочный жир, %

1 РЯ1АА/ЮВАА 47 4482±77,7*** 3,25±0,14 3,93±0,03 176,1±3,29***

2 РШ^/ЮВ™ 13 4647,6±227,6 3,26±0,02 4,03±0,05 187,3±9,33

3 РШ^'/ЬСВ"1 42 4728,9±133 3,28±0,02 3,97±0,04 187,5±5,08

4 Р111лл/ЪСВли 222 4726.8±42,4* 3,25±0,006 3,94±0,01 186,5±1,85*

5 ркьш7ьсвЛ1' 3 4146.5±430,6* 3,26±0,05 3,85±0,11 158,7±12,67**

7 РИЬли/ЬСВш' 33 5027±128 3,22±0,015* 3,95±0,04 198,7±5,53

8 РЯЬ'^/ЬОВ11" 83 4597±81,1** 3,25±0,01 3,95±0,02 181,7±3,26**

9 РШТЛ.ОВ" 1 4382 3,37 3,91 171,3

СПК «Краснан Башкирия»

№ Генотип п Удой, кг Белок, % Жир, % Молочный жир, кг

1 РЯЬЛЛ/1£!ВЛЛ 5 3500±228,1*** 3,31 ±0,02 3,71 ±0,07* 130,2±10,0***

2 РШ^/ЮВ™ 2 4002±999 3,26±0,01 3,78±0,17 153,2±44,8

3 РКЬл"/ЬСВли 52 4183,4±149,8 3,27±0,02 3,76±0,04 157,316.1*

4 РКЬЛЛ/ЬСВЛ" 30 4356,9±131,6 3,32±0,02 3,87±0,04 168,6±5,7

5 РЯЬвв/ЬСВлм 1 4452 3,23 3,75 166,9

6 РИ^/ЬСВ™ 10 4536,9±113,5 3,30±0,03 3,85±0,06 174,6+5,1

7 РКЬЛЛ/ЬСВШ< 31 4114,7±134,1* 3,28±0,04 3,81±0,04 157,2±5,5*

8 раьм,/гсвш' I 4573 3,30 3,69 168,7

СПК 113 «Ленина»

№ Генотип п Удой, кг Белок, % Жир, % Молочный жир, кг

I РЯЬЛА/ГСВЛЛ 4 4089±301,5 3,29±0,08 3,72±0,019* 152,3±11,7

2 РШ^'/ЮВ^ 1 4021 3,3 3,74 150,38

3 РЯ^/Т-СВ^ 10 4П8,3±140,5 3,24±0,06 3,75±0,08 154,4±5,1

4 рягЛА/ьсвА1! 30 3904.2±108,2 3,23±0,04 3,74±0,005 146,1 ±4,04

5 РШ^'/МВ™ 2 4307,5±658,5 3,29±0,1 3,75±0,02 !61,4±23,8

6 РШ^/МВ"" 3 4083,3±146,7 3,25±0,12 3,73±0,01 152,3±5,8

7 РЯЬ^/ШВ™ 20 3716±102,3 3,26±0,05 3,73±0,058 138,5±3,81

8 РГ*Ьви/ЬСВ1ш 2 4168±364 3,28±0,08 3,76±0 156,7±13,7

* - Р <0,05; ** - Р <0,01; - Р ■ 0,00і (достоверность результатов огірсделаїась мі'жлу наибольшим показателем столбца и остальными значениями)

У коров чёрно-пёстрой породы ООО АП им. Калинина наибольшие удои показали животные генотипа РК1 А1!/ЬОВ™ (5027±128 кг), РКЬль/ЬСВ41! (4728,9±133 кг) (табл. 10). Наименьшие надои ассоциированы со следующими генотипами - РКЬвв/1ХВав (4146,5±430,6 кг), РЫ^/ЬСВ^ (4726,8±42,4 кг). По первой лактации разница между наибольшим результатом коров генотипа

PRL^/LGB®8 и PRLb0/LGBab составляет 880 кг (Р<0,05). Разница между генотипами PRLab/LGBbb и PRLaa/LGBaa в 545 кг оказывается более высокозначимой (Р<0,001).

По количеству молочного жира также коровы с генотипом PRLab/LGBbb преобладают над коровами с генотипом PRLbb/LGBab (Р<0,001).

Наиболее высокое содержание белка в молоке отмечается у коров генотипа PRL^/LGB^ (3,28±0,02%), а у особей с генотипом PRL^/LGB -низкое (3,22±0,015%) (Р<0,01).

У коров чёрно-пёстрой породы из популяции СПК «Красная Башкирия» (табл. 10), как и выборке из ООО АЛ им. Калинина, наиболее высокие результаты показали животные с генотипом PRLab/I.GBbh (4536,9±113,5 кг), им с разницей в 1036,9 кг уступили гомозиготы по обоим генам PRLAA/'LGßAA (Р<0,001). Особи генотипа PRL^/LGB1"3 с разницей в 422,2 кг уступили сверстницам генотипа PRL^/LGB138 (Р<0,05).

Наибольший средний показатель молочного жира также отмечен у особей PRLab/LGBbb, в данном показателе ему уступили особи генотипа PRIAVLGB'^*4 (Р<0,001), PRL^/LGB™ (Р<0,05); PRLab/I.GBaü (Р<0,05).

Коровы генотипа PRI aa/LGBab отличаются наиболее высокими показателями по жирномолочности (3,87±0,04%), наименее низкое содержание жира в молоке (3,71±0,07%) у особей с генотипом PRLAA/I.GBAA (Р<0,05).

Таблица 11 Молочная продуктивность коров бестужевской СПК ПЗ «Ленина» с комплексными генотипами РЯШХЗВ

№ Генотип n Удой, кг Белок, % Жир, % Молочный жир, кг

1 PRLaa/LGBaa 2 3386±286** 3,3±0,02 3,85±0,05 130,2±9,3***

2 PRL^/LGB^ 1 3864 3,27 3,8 146,8

3 PRLa"/LGBau 18 3849,4±128,9 3,26±0,02 3,78±0,02 145,5±4,9

4 PRL^/LGB™ 17 3769Ü21 3,28±0,03 3,82±0,02 144±4,7*

5 PRLbu/LGBab 3 4323,3±329,5 3,26±0,02 3,79±0,09 163,4±9,0

6 PRLab/LGB™ 16 3632,7±155,5* 3,29±0,02 3,79±0,02 137,4±5,7**

7 PRLaa/LGBbb 6 3554,5*84,3* 3,40±0,08 3,78±0,02 134,3±3,l**

* -Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р <0,001 (достоверность результатов определялась межлу наибольшим показателем сгапбиэ и остальными значениями).

Как видно из таблицы 11, у коров бестужевской породы особи двух генотипов отличились наиболее высокими удоями: и

РРЬ'^Л.СгВ^, Животные генотипа РЯЬ^/ТСВ^ и в данной популяции показали наименьшие удои, разница по данному показателю между ними и коровами генотипа РШ^ЛХЗВ*® составила 937,3 кг (Р<0,01).

По количеству молочного жира разница между генотипом РК1,ЕС/Ь(лВАВ и РШ^/ЬвВ** составила 33,2 кг (Р<0,001), между РКЬВЕ/ЬОВАВ и PRLAA/LGBвв - 29 кг (Р<0,01), между PRLBB/LGBAB и РК1/иУЬОВвв - 26 кг (Р<0,01), между РИ^/ЬвВ^и РМ^/ЬОВ*0- 19,4 кг (Р<0,05).

У симментальской породы местной селекции (табл. 12) наивысший средний удой характерен для животных генотипа РКЬЛВ/[,С/1!ВВ, а самые низкие удои отмечены у коров РРЬ^/ЪОВ'38 и РКЬБВ/ЬСВАВ. Разница между

РКГл17ШВвп и РКЬАЛ/1.0Ввв составляет 1235 кг (Р<0,05), между РКЬАВ/ЬОВБп и РКЬш7ЬОВЛБ- 1052 кг (Р<0,05). Генотип РЯГвв/ЬСВлв был положительно ассоциирован с высоким содержанием жира в молоке; ему уступили генотипы: РКЬЛЛ/1Х)ВДЛ (Р<0,01), РЯЬАЛ/гОВАВ (Р<0,01), Р11Гав/ГОВлл (Р<0,05), Р11ЬЛД/ГСВ,Ш (Р<0,05).

По количеству жира в молоке лидировали также особи генотипа РКЬдв/ГОВви; им уступили на 51,3 кг животные генотипа РКЬАЛ/ГСВ (Р<0,01) и на 33,8 кг особи генотипа РК1™/10ВАВ (Р<0,05).

Для симменталов австрийской селекции (табл. 12) высокий удой и выход молочного жира были характерны для гетерозиготных коров - РЯЬ /1.0В . Самые низкие средние показатели удоев у коров РИ/^/ТОВ генотипа. Наиболее высокое содержание жира в молоке ассоциировано с особями РКЬав/ЬСВвв генотипа - 4,64±0,17%, им уступили коровы РГиА7гОВвп варианта - 4,16±0,11% (Р<0,05).

Таблица 12 Молочная продуктивность коров симментальской породы ОПХ «Баймакское» с комплексными генотипами РГШЬОВ

Симментальская порода местной селекции

К» Генотип п Удой, кг Белок, % Жир, % Молочный жир, кг

1 РЯЬАЛ/ЬСВАА 3 3327,7*257,1 2,87*0,04 3,95*0,07** 130,5*27,9

2 РЯЬА1!/1.С1ВАА 9 3586,8*247,5 2,83*0,02 4,02*0,06* 144,3*14,1

3 РКЬЛ11/Ь0ВЛ" 27 3383,4*132,5 2,86*0,02 4,02*0,05 135,7*7,6

4 Р1?ЬЛЛ/ЬС,ВЛН 15 2955,2±186,6 2,85±0,02 3,96*0,08** 117,2*8,6

.5 РШ.нв/ЬОВАИ 4 2676,3-1-159,6* 2,75*0,08 4,24*0,06 113,8*7,8*

6 РШ.АВ/ЬСВ|,В 6 3728,3x469 2,84*0,03 4,0*0,17 147,6*14,2

7 РКЬЛА/ЬСВ1Ш 5 2493,3*311* 2,82*0,01 3,91*0,15* 96,3*13,2**

8 РК^/ЬвВ" 1 2916 2,88 3,97 115,8

9 РШ,ш/1,СВи" 1 3234 2,9 4,17 134,8

Симментальская порода австрийской селекции

№ Генотип п Удой, кг Белок, % Жир, % Молочный жир, кг

1 РЯЬАЛ/ЬСВАА 2 4567,5±95,5 3,23*0,07 4,5*0,54 204,4*28,7

2 раьлв/ьсвА" 3 5149,7*363,7 3,19*0,06 4,45*0,17 230*22,3

3 РКЬАЛ/ЪОВАи 8 5072,6*263,7 3,14*0,03 4,37*0,07 221,1*10,4

4 РЫ/н/ЬСВкв 3 4765,3± 197,6 3,32*0,08 4,64*0,17 221,7*17,2

5 РЯЬЛА/ЬСВ™ 9 4657,8±146,5 3,09*0,03 4,16*0,11* 193,5*7,7

* - р<0,05, *+ - р<0,01; ***-Р <0,001 ^осговфность результатов определялась между наибольшим показателем столбца и осгальньгми значениями).

ВЫВОДЫ

1. Породы крупного рогатого скота достоверно различаются по частотам аллелей и генотипов гена пролактина. У чёрно-пёстрой породы чаще встречается генотип РИГАА (74,8%); частота аллеля РКЬА равна 0,86. В стадах бестужевской и симментальской породы высокая частота гетерозиготных особей РЛЬАВ (63,5% и 68,3%); частота аллеля РМ/ - 0,6 и 0,47 соответственно (и=2,3; Р<0,05). Различия по частоте аллелей между чёрно-пёстрой и'

бестужевской породами, а также между чёрно-пёстрой и симментальской являются достоверными (^=6,3; Р<0,001 и ^=9,46; Р<0,001 соответственно). У изученных пород коров в целом достоверно сохраняется генное равновесие по локусу пролактгша.

2. Установлена общая тенденция взаимосвязи генотипов по гену РЯЬ с молочной продуктивностью как у коров чёрно-пёстрой породы, так и у бестужевской породы, которую можно представить следующим образом: РК1/,В>РК1АВ>РКЬАА. Описанное соотношение характерно как для величины удоев, так и для количества молочного жира.

У коров симментальской породы отмечается иная тенденция РКЬЛА>РКЬАВ>РКЬВВ.

3. По гену ЬОВ все изученные породы характеризуются высокими частотами гетерозиготных генотипов ЬОВч\ У коров чёрно-пёстрой и у бестужевской пород частота аллеля ЬОВв (0,62-0,66) выше, чем аллеля 1Х5ВА (0,34-0,48; ^=0,7; Р>0,1); у симментальской породы частоты аллелей ЬОВА и ЬСВ практически одинаковы - 0,51 и 0,49. Различия по частотам аллелей между симментальской и чёрно-пёстрой, а также между симментальской и бестужевской породами являются достоверными (^=10,9; Р<0,001 и ^=3,0; Р<0,01 соответственно). Генное равновесие по гену 1.0 В сохраняется во всех исследованных выборках коров, кроме чёрно-пёстрой породы ООО АП им. Калинина.

4. Коровы чёрно-пёстрой и бестужевской пород, несущие в своем генотипе аллель гена ЬОВв как в гетерозиготной, так и в гомозиготной формах имеют достоверно более высокие надои и выход молочного жира. В популяции ООО АП им. Калинина разница между величинами надоев коров с генотипами 1Х!В и ЬСВ^ составила 209 кг (Р<0,05), а между надоями коров с генотипами ЬОВАП и ЬОВАА - 206 кг (Р<0,05). В популяции СПК «Красная Башкирия» коровы с генотипом ЬОВвв превосходили особей с генотипом ОЗВ на 606 кг (Р<0,05). У коров бестужевской породы разница между генотипами ЬОВАА и 1.0Ввз составила 305,6 кг (Р<0,05) в пользу последних.

У симменталов, как и в случае с пролактином, наибольшими удоями характеризуются особи с дигомозиготным генотипом РКЬАА/ЬОВАА.

5. Установлено наличие незначительной корреляции между генотипами по изученным генам и молочной продуктивностью коров. Так, для гена РКЬ коэффициент корреляции составил 0,03-0,16 для разных групп исследованных пород, а для гена 1,ОВ от 0,04 до 0,36.

6. При одновременным учете двух генотипов РКВ/ЪСВ выявлена общая тенденция у коров чёрно-пёстрой и бестужевской пород, которая заключается в том, что наибольшие удои имеют коровы с генотипами РКЬлв/1,ОВАН, РЯЬ /1.0В , РКЬА /ЬОВв", а наименьшие удои характерны для коров дигомо-зиготных с сочетанием генотипов РШ/ЧА/ЬОВАА. Различия между генотипами РКЬвиЛ.ОВлв и РШ,АА<ЪСВЛЛ являются высокодостоверными (Р<0,001).

У коров симментальской породы наблюдается противоположная тенденция, а именно наибольшие удои характерны для коров с генотипами следующих сочетаний: РКЬАВ/ЬОВАВ и Р1и/А/ЬОВАА, а также РШАВ/ЬОВАА.

Для накопления в стадах желательных комплексных генотипов с целью увеличения надоев молока рекомендуем проводить генетическое тестирование коров чёрно-пёстрой и бестужевской пород по генам пролактина (РЯЬ) и р-лактоглобулина (ЬвВ), учитывая при этом, что наиболее благоприятными генотипами являются РКЬАВ/ЬСВАВ, РЛЬав/1..0Ввв и Р(1ЬВВ/ЬСВАВ.

Список опубликованных работ

В журналах, рекомендованных ВАК:

1. Долматова, И.Ю. ДНК - технологии в животноводстве / И.Ю. Долматова, И.Т. Гарсева, А.Г. Ильясов // Достижения науки и техники АШС-

2010.-№2. -С. 42-43.

2. Гареева, И.Т. Полиморфизм гена р-лактоглобулина в популяциях молочного скота Республики Башкортостан / И.Т. Гареева, И.Ю. Долматова, Ф.Р. Валитов, Ю.А. Ракина // Проблемы биологии продуктивных животных. -

2011.-№3,-С. 3-11.

3. Валитов, Ф.Р. Влияние полиморфизма гена р-лактоглобулина крупного рогатого скота на качество молока / Ф. Валитов, Ю. Ракина, II. Гареева, И. Долматова // Молочное и мясное скотоводство. - 2011.- №6. - С. 15-17.

В других изданиях:

1. Гареева, И.Т. Влияние полиморфных вариантов гена пролактина крупного рогатого скота на молочную продуктивность коров симментальской породы / И.Т. Гареева, И.Ю. Долматова // Материалы восьмой международной научной конференции-школы «Современные достижения и проблемы генетики и биотехнологии сельскохозяйственных животных». Дубровицы, 2009. - С. 56-59.

2. Гарсева, И.Т. Полиморфизм гена пролактина у бестужевской породы крупного рогатого скота в Республике Башкортостан // И.Т. Гареева, И.Ю. Долматова // Материалы V съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров, посвященной 200-летию со дня рождения Ч. Дарвина. Часть 1. Москва, 2009. - С. 71.

3. Долматова, И.Ю. Полиморфизм гена пролактина крупного рогатого скота бестужевской породы в связи с молочной продуктивностью/ И.Ю. Долматова, И.Т. Гареева, Э.И. Тляубердина // Материалы международной научной конференции, посвященной 100-летию профессора Лебедева М.М. «Достижения в генетике, селекции и в воспроизводстве сельскохозяйственных животных». Санкт-Петербург, 2009. - С. 32-33.

4. Тляубердина, Э.И. Полиморфизм гена пролактина коров черно -пестрой породы в связи с продуктивностью / Э.И. Тля>бердина, И.Ю. Долматова, И.Т. Гарсева // Материалы международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства». Часть 2. Курск, 2010,-С. 230-232.

5. Долматова, И.Ю. Влияние полиморфных вариантов гена бета -лактоглобулина крупного рогатого скота на молочную продуктивность коров

6. Гареева, И.Т. Молочная продуктивность в ассоциации с полиморфизмом гена пролактина у коров чёрно-пёстрой и бестужевской породы / И.Т. Гареева, И.Ю. Долматова // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ «Состояние, проблемы и перспективы развития АПК». Часть 1. Уфа, 2010 -С. 167-168.

7. Гареева, И.Т. Полиморфизм гена р-лактоглобулина в ассоциации с молочной продуктивностью у коров симментальской породы / И.Т. Гареева, И.Ю. Долматова // Материалы международной конференции с элементами научной школы для молодежи в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 -2013 гг. Уфа, 2010 г. - С. 89-91.

8. Гареева, И.Т. Комплексные генотипы пролактина и Р-лактоглобулина в связи с молочной продуктивностью коров чёрно-пёстрой породы / И.Т. Гареева // сборник материалов IV всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы». Уфа, 2011. - С. 20-23.

Подписано в печать 03.04.2012. Формат бумага 60х84'/1б. Усл. печ. л. 1,16. Бумага офсетаая Печать трафаретная. Гарнитура «Тайме». Заказ 165. Тираж 100 экз.

Типография ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Гареева, Инзира Талгатовна, Санкт-Петербург-Пушкин

61 12-3/1159

ФГБОУ ВПО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

ГАРЕЕВА ИНЗИРА ТАЛГАТОВНА

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ ПРОЛАКТИНА И р-ЛАКТОГЛОБУЛИНА С МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ КОРОВ

06.02.07 - разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Долматова И.Ю.

Санкт-Петербург-Пушкин - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8

1.1 Описание плановых пород крупного рогатого скота Республики 8 Башкортостан

1.2 Методы маркерной селекции хозяйственно-ценных признаков у крупного рогатого скота 12

1.3 Типы ДНК-маркёров 15

1.4 Полиморфизм гена пролактина (РКЬ) в ассоциации с молочной продуктивностью коров 23

1.5 Полиморфизм гена |3-лактоглобулина (ЕвВ) и его влияние на молочную продуктивность и качество молока коров 30

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 39

2.1 Краткая характеристика исследуемых выборок крупного рогатого скота 39

2.2 Метод полимеразной цепной реакции (ПНР) синтеза ДНК для выявления полиморфизма генов РИТ и ЕОВ 41

2.3 Методы статистической обработки 43

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 46

3.1 Распределение частот аллелей и генотипов гена РКЬ у коров различных пород 46

3.2 Молочная продуктивность коров с различными генотипами

гена РЫЬ 49

3.3 Распространенность аллелей и генотипов гена ЕвВ у коров различных пород 64

3.4 Молочная продуктивность коров с различными генотипами

гена ЬвВ 68

3.5 Влияние комплексных генотипов РКЕ/ЬСВ на молочную

продуктивность коров 83

ВЫВОДЫ 97

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 99

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 100

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В наступившем XXI веке эффективность селекции во многом будут определять новые методы молекулярной генетики (Прохоренко П.Н., 2008; Завертяев Б.П., 2010). Главная задача специалистов-животноводов состоит в том, чтобы выявить и полнее использовать биологические закономерности и возможности организма животного для получения максимума продукции. Приоритетными исследованиями в области скотоводства является освоение интенсивных технологий производства высококачественного молока. К интенсивным технологиям можно отнести совершенствование пород крупного рогатого скота с использованием ДНК-технологий в генотипировании животных. Суть его заключается в поиске и анализе генов, позволяющих маркировать локусы количественных признаков (хозяйственно-полезных признаков) и вести отбор с помощью маркеров («маркер-зависимая селекция»). Возможность определения генотипа животного в раннем возрасте, независимо от пола и физиологического состояния является главным преимуществом ДНК-технологий. Преимущество ДНК-технологий заключается также в том, что генотип животного можно определить в раннем возрасте, независимо от пола и физиологического состояния, что является важным фактором в селекционной работе. Геномная селекция - новый инструмент, дающий возможность наиболее точно рассчитать племенную ценность животного и ускорить селекционный прогресс (Калашникова JI.A., 1999; Глазко В.И., 2001; Зиновьева H.A. с соавт., 2002; Сулимова Г.Е., 2004; Мадисон В.Н., 2010; БуськоЕ.Г., 2011).

Значительный интерес для молочного животноводства представляют гены ß-лактоглобулина (LGB) и пролактина (PRL). Ген LGB влияет на жирность молока, отвечает за белковомолочность и показатель биологической ценности молока (Hill, 1993; Ron et al., 1994; Sabour et al.,

1996; Lunden et al., 1997; Гладырь E.A., 2000; Neubauerova, 2001; Kaminski et al., 2002; Chrenek P. et al., 2003; Kucerova et al., 2006; Tsiaras et al., 2005; Тинаев A., 2006; Эрнст JI.K., Зиновьева H.A., 2008; Калашникова Л.А., 2009; Зарипов Г.О., 2010).

Во многих исследованиях также выявлена связь различных полиморфных вариантов PRL с хозяйственно-полезными признаками: ростом, молочной продуктивностью, содержанием белка и жира в молоке (Lewin Н.А., 1992; Chung et al., 1996; Удина И.Г. с соавт., 2001; Сулимова Г.Е. с соавт., 2002; Dybus А. , 2002; Хатами С.Р. с соавт., 2005; Алипанах М. с соавт., 2008; Katarzyna W.-M. et al., 2008; Nasrin G. et al., 2009; Горячева T.C., Гончаренко Г.М., 2010).

В последние годы появилось много работ по ДНК-диагностике, но несмотря на это, оценка по генетическим маркерам не нашла широкого использования в селекционной практике. Поиск, совершенствование и использование новых маркеров для отбора высокопродуктивных животных являются актуальной проблемой животноводства.

Работа выполнена в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований (конкурс «Поволжье», №08-04-97069) по теме «Молекулярно-генетические маркеры (MAS) в селекции крупного рогатого скота в РБ» (2008-2010 гг.), а также при финансовой поддержке гранта ФГБОУ ВПО «Башкирский ГАУ» на тему «Разработка и внедрение основ технологии рационального использования генофонда сельскохозяйственных животных Республики Башкортостан» (2010 г.).

Цель и задачи исследования. Цель представленной работы заключается в установлении характера взаимосвязи полиморфных вариантов генов пролактина и (З-лакто глобул и на с молочной продуктивностью коров чёрно-пёстрой, бестужевской и симментальской пород.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Методом ПЦР-ПДРФ выявить полиморфные варианты генов пролактина (РЯЬ) и Р-лактоглобулина (ЬСВ) у коров трех пород (чёрно-пёстрой, бестужевской и симментальской).

2. Определить генетическую структуру изученных выборок крупного рогатого скота по частотам аллелей и генотипов РЯЬ и ЬОВ.

3. Изучить молочную продуктивность коров.

4. Проанализировать ассоциации полиморфных вариантов выявленных генов с конкретными параметрами молочной продуктивности коров.

5.Выявить корреляционную зависимость между показателями молочной продуктивности коров и генотипами по генам РЯЬ и ЬОВ.

6.Провести анализ ассоциаций комплексных генотипов РКЬ/ЬОВ с параметрами молочной продуктивности коров.

Основные положения, выносимые на защиту;

1. Аллельные профили крупного рогатого скота чёрно-пёстрой, бестужевской и симментальской пород Республики Башкортостан по генам РЯЬ и 1ХтВ.

2.Достоверное влияние генотипов исследуемых ДНК-маркеров на показатели молочной продуктивности коров трех пород.

3 .Характеристика взаимосвязи комплексных генотипов РЯЬ/ЬОВ с продуктивностью коров исследованных пород.

Научно-практическая значимость. Проведенная оценка молочной продуктивности коров трех пород с различными генотипами и их сочетаниями по генам РКЬ и ЬвВ позволяет прогнозировать молочную продуктивность конкретных стад. При соответствующем подборе родительских пар желаемые гены и их комплексы будут вовлечены в реальный селекционный процесс, что приведет к накоплению в стадах животных с желаемыми генотипами, и, в итоге, к увеличению их молочности.

Научная новизна. Впервые в условиях Республики Башкортостан у коров чёрно-пёстрой, бестужевской и симментальской пород изучен аллелофонд по ДНК-маркёрам генов РКЬ и ЬСВ и выявлены породные

различия. Установлена ассоциация показателей молочной продуктивности коров трех пород с генотипами по каждому изученному гену, а также с комплексными генотипами PRL/LGB по обоим изученным генам. Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены на международной научной конференции «Достижения в генетике, селекции и воспроизводстве сельскохозяйственных животных» (Санкт-Петербург, 2009), на международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 2010), на всероссийской научно-практической конференции в рамках XX юбилейной специализированной выставки «Агрокомплекс-2010» «Научное обеспечение инновационного развития АПК» (Уфа, 2010), на международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО Башкирского ГАУ «Состояние, проблемы и перспективы развития АПК», на международной конференции с элементами научной школы для молодежи «ЕС - Россия: 7-я Рамочная программа в области биотехнологии, сельского, лесного, рыбного хозяйства и пищи» (Уфа, 2010), на IV всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежная наука и АПК: Проблемы и перспективы» (Уфа, 2011), на международной научно-практической конференции «Развитие АПК в свете инновационных идей молодых ученых» (Санкт-Петербург, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных статей, в том числе 3 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК («Достижения науки и техники АПК», «Проблемы биологии продуктивных животных», «Молочное и мясное скотоводство»).

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, материалы и методы, главу результатов и обсуждений, выводы, предложения производству, библиографию. Работа содержит 117 страниц машинописного текста, 21 таблицу, 27 рисунков. Библиография включает 158 наименований.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Описание плановых пород крупного рогатого скота Республики

Башкортостан

Для того чтобы верно наметить перспективные направления разведения различных пород крупного рогатого скота, в первую очередь нужно иметь полную информацию об их современном состоянии. Крупный рогатый скот большинства пород, разводимых в нашей стране, имеет высокие потенциальные возможности для увеличения производства молока и мяса, и может дать продукции намного больше по сравнению с тем, что мы получаем от него за последние годы (Сельцов В.И., 2001).

В Республике Башкортостан (РБ) животноводство является ведущей отраслью сельского хозяйства. По итогам бонитировки 2010 г., скотоводство РБ представлено животными чёрно-пёстрой (45,9%), симментальской (32,3%) и бестужевской (20,6%) пород. На долю крупного рогатого скота других пород приходится 1,2%.

Основной молочной породой в нашей стране является чёрно-пёстрая. Эта высокопродуктивная отечественная порода молочного направления создана путем скрещивания местного скота, разводимого в разных зонах страны, с породами чёрно-пёстрого скота голландского происхождения. Она была создана в конце XVIII века в условиях северо-запада Европы от Фризских островов до Шотландии. Широкое распространение получила благодаря своей выдающейся молочной продуктивности, высокой оплате корма молоком и уникальным адаптационным качествам (Vander Werf J., 1990).

Отечественная порода молочного направления создана путем скрещивания местного скота, разводимого в разных зонах страны, с породами чёрно-пёстрого скота голландского происхождения. Официально порода утверждена в 1959 г. Фактически создание отечественной чёрно-

пёстрой породы было начато в 1928-1932 гг. На первом этапе создания породы применялось поглотительное скрещивание для получения помесей разных поколений. В дальнейшем помесей разводили «в себе» для закрепления желательного типа животных.

При создании чёрно-пёстрой породы были объединены довольно разнообразные группы животных, полученные в различных условиях климата, кормления, содержания, при использовании различных исходных материнских форм.

Современный чёрно-пёстрый скот России представлен тремя большими популяциями, отличающимися между собой специфическими свойствами и признаками: центральной (среднерусской), уральской и сибирской (Фенченко Н.Г. с соавт., 2003; Родионов Г.В. с соавт., 2007).

У чёрно-пёстрого скота всех зон страны хорошо выражен молочный тип строения. Животные обладают крепкой конституцией и характерной чёрно-пёстрой мастью. Наиболее типичные животные имеют крепкий костяк и хорошо развитую мускулатуру. Основные промеры коров: высота в холке 128-132 см; длина туловища 150-170 см; обхват груди 170-190 см.

Чёрно-пёстрый скот Урала сформировался в основном скрещиванием тагильской породы с остфризами и частично с чёрно-пёстрым скотом Прибалтики. В настоящее время также совершенствуется с использованием генофонда голштинов. В зоне Урала в 2002 г. создан новый внутрипородный тип чёрно-пёстрого скота «Уральский», который создан методом воспроизводительного скрещивания голштинских быков с коровами чёрно-пёстрой породы. У животных несколько облегченный сухой тип конституции, телосложение гармоничное. Масть животных чёрная с мелкими, либо крупными белыми отметинами, хаотично расположенными по всему туловищу. Удой в племенных хозяйствах превышает 5500 кг, жирность молока — 3,9-4,0% (Красота В.Ф. с соавт., 2005).

Молочная продуктивность чёрно-пёстрых коров племенных хозяйств РБ в 2010 г. достигла 5332 кг. Содержание жира и белка в молоке - 3,8% и 3,1% соответственно.

Симментальская порода является типичным представителем горного скота мясомолочного направления. По краниологическим признакам она относится к типу лобастого скота. Родина этой породы Швейцария (Стрекозов Н.И., 2002).

Скот симментальской породы считается одним из старых и консолидированных пород. Создана она путем подбора и отбора лучших животных местного горного скота универсальной продуктивности (мясной, молочной и рабочей). В России история разведения симментальского скота начинается во второй половине XIX века. Данная порода широко представлена на территории России (в 26 субъектах Федерации) и занимает второе место по численности (18-19%) после чёрно-пёстрой породы (51-52%) (Сельцов В.И., 2001).

В нашей стране наибольшее распространение имеет симментальский скот молочно-мясного типа. Основная масть - палевая, палево-пёстрая. Много животных красно-пёстрой и красной масти с белой головой. Как правило, коровы симментальской породы крупные (высота в холке 130-135 см), пропорционального телосложения (косая длина туловища 158-162 см), с крепким костяком. Голова большая, иногда грубоватая, с широким лбом; шея средней длины; грудь глубокая, средней ширины; вымя чаще округлое, с большим запасом, соски большие, конической или цилиндрической формы.

Молочная продуктивность симментальских коров в различных зонах разведения неодинакова. Средние удои колеблются от 3000 до 3500 кг, жирность молока составляет 3,7-3,9%, а содержание белка — 3,3-3,5%. В племенных хозяйствах удои достигают 5000-5500 кг, жирномолочность 4,04,1%. В породе много коров, у которых высокие удои сочетаются с высокой жирномолочностью (Немцов A.A., 2002).

В Башкортостан симменталов начали завозить с 30-х годов XX века, в основном из Оренбургской, Кемеровской, Тамбовской, Воронежской и Смоленской областей, Красноярского края и Украины. На сегодняшний день доля симментальской породы в общей структуре крупного рогатого скота в Башкортостане составляет около одной трети, а ее численность в сельскохозяйственных предприятиях Республики - 211,6 тыс. голов, в том числе 71,1 тыс. коров. Средняя молочная продуктивность по итогам бонитировки 2010 г. достигла 4283 кг. Содержание жира и белка в молоке -3,82% и 3,08% (Юмагузин И.Ф., Наширбанова Г.В., 2010).

Бестужевский скот является одной из старейших отечественных пород молочно-мясного направления продуктивности. Начало создания бестужевской породы относится к концу XVIII века, когда в имении С.П. Бестужева в селе Репьевка Симбирской губернии стали скрещивать местный скот с мясным дургамским. Затем с целью улучшения молочных и мясных качеств полученных помесей скрещивали с животными шортгорнской, голландской, симментальской, холмогорской и некоторых других пород. Длительный отбор и разведение помесей «в себе» способствовали формированию животных молочно-мясного типа, которое завершилось созданием породы к середине XIX в. Отличительной особенностью скота бестужевской породы является хорошая приспособленность к континентальному климату Поволжья. Масть животных красная, разной степени интенсивности: от светло- до темно-красной, вишневой. Встречаются животные с белыми отметинами, расположенными в большинстве случаев на нижней части туловища, вымени и голове. Носовое зеркало темное (Красота В.Ф. с соавт., 2005).

Конституция у бестужевского скота крепкая, в стадах преобладают животные молочно-мясного типа, хотя встречаются коровы, уклоняющиеся в сторону молочного или мясо-молочного типа. Голова у коров среднего размера, легкая и сухая, с удлиненными лицевыми костями, лоб узкий, шея

средней длины, с мелкими складками кожи; грудь глубокая, с развитым подгрудком; спина ровная, поясница прямая и широкая; конечности невысокие, расположены широко; вымя среднее по объему, округлой и чашеобразной формы, с широко расставленными сосками, доли ясно выражены; кожа эластичная; мускулатура развита удовлетворительно. Показатели основных промеров следующие (см): высота в холке у коров 130132, глубина груди 70-72, ширина груди 40-42, косая длина туловища 157159 (Гафаров Ф.А., 1996; Белоусов A.M. с соавт., 2004).

Молочная продуктивность бестужевского скота в ряде хозяйств колеблется от 4000 до 5000 кг. Средняя жирность молока коров 3,8-4,0%, у отдельных коров она достигает 4,9-5,0% (Захаров И.А., 2006).

В племенных хозяйствах Республики Башкортостан за 2010 г. у бестужевской породы удои были на уровне 4602 кг. Жирномолочность -3,9%, а содержание белка в молоке - 3,1%