close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

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

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Перчун Алексей Валерьевич
ОЦЕНКА КОСТРОМСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
ПО ДНК-МАРКЕРАМ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПОЛЕЗНЫХ ПРИЗНАКОВ
06.02.07 – Разведение, селекция и генетика
сельскохозяйственных животных
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
п. Лесные Поляны, Московская область
2015 г.
Работа выполнена на кафедре частной зоотехнии, разведения и генетики
ФГБОУ ВПО Костромской государственной сельскохозяйственной академии и
в лаборатории сравнительной генетики животных ФГБУН Института общей
генетики им. Н.И. Вавилова РАН.
Научный руководитель:
кандидат сельскохозяйственных наук,
ФГБОУ ВПО «Костромская государственная
сельскохозяйственная академия»,
Белокуров Сергей Гаврилович
доцент кафедры частной зоотехнии,
разведения и генетики
Официальные оппоненты:
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор ФГБОУ ВПО «Российский
государственный аграрный университет –
МСХА имени. К.А. Тимирязева»,
Глазко Валерий Иванович
заведующий Центром нанобиотехнологий
доктор биологических наук,
лаборатория биотехнологии ФГБНУ
«Северо-Кавказский научно-исследовательский
институт животноводства»,
Ковалюк Наталья Викторовна
заведующая лабораторией
Ведущая организация:
ФГБНУ Всероссийский научноисследовательский институт генетики и
разведения сельскохозяйственных животных
Защита диссертации состоится «22» мая 2015 года в 11 часов на
заседании диссертационного совета Д 220.017.01 на базе ФГБНУ
«Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела» по
адресу: 141212, Московская область, Пушкинский район, п. Лесные поляны,
ВНИИплем, факс: 8 (495) 515-95-57
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБНУ
ВНИИплем: www.vniiplem.ru
Автореферат разослан « » __________ 2015 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор биологических наук, профессор
Ерохин Анатолий Сергеевич
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Современные достижения
молекулярной генетики сделали возможным идентифицировать гены,
связанные с качественными и количественными признаками КРС. Выявление
предпочтительных аллельных вариантов таких генов позволит дополнительно к
традиционным методам отбора и подбора животных проводить селекцию с
использованием маркеров на уровне ДНК. С помощью ДНК-диагностики
определяется генотип животного независимо от пола, возраста и
физиологического состояния, что является важным и эффективным этапом в
селекционно-племенной работе с КРС. Наиболее информативными в этом
отношении являются ДНК-маркерные системы, а именно тест-системы,
основанные на анализе полиморфизма структурных генов, принимающих
участие в формировании и функционировании хозяйственно-полезных
признаков (Г.Е. Сулимова, 2006; E. Milanesi et al., 2008; Л.А. Калашникова и
др., 2008; B. Hayes et al., 2009; Н.А. Зиновьева и др., 2010; В.И. Глазко и др.,
2012; F.M. Rezende, 2013).
К одним из наиболее распространённых потенциальных ДНК-маркеров
признаков продуктивности КРС относятся гены: каппа-казеина (CSN3),
пролактина (bPRL), гормона роста (bGH) и диацилглицерол О-ацилтрансферазы
1 (DGAT1). Ген CSN3 связан с белковомолочностью и технологическими
свойствами молока. Ген bPRL у млекопитающих стимулирует развитие
молочных желез, а также выполняет регуляцию функций образования и
секреции молока. Ген bGH является важнейшим регулятором соматического
роста животных, обладающий лактогенным и жиромобилизующим действием.
Ген DGAT1 – микросомальный энзим, катализирующий последний этап синтеза
триглицеридов. Многочисленными исследованиями (A. Dybus et al., 2005; K.
Tatsuda et al., 2008; Л.А. Калашникова и др., 2009; L. Pannier et al., 2010; V.
Bonfatti et al., 2011; О.В. Костюнина и др., 2011; N. Moravcikova et al., 2012;
И.В. Лазебная и др., 2012; Ю. Юльметьева и др., 2013; И.Ф. Горлов и др., 2014)
установлена связь различных полиморфных вариантов указанных ДНКмаркеров с такими селекционно-значимыми признаками КРС как рост и
развитие, молочная и мясная продуктивность, качественный состав молока и
мяса, а также воспроизводительная способность коров.
В настоящее время практически отсутствует характеристика генофонда
костромской породы КРС по полиморфизму генома, на основе информативных
ДНК-маркеров и их ассоциированные связи с хозяйственно-полезными
признаками. В связи с этим, актуальным является исследование активной части
популяции костромского скота по выше перечисленным генам.
Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в оценке
костромской породы КРС по основным хозяйственно-полезным признакам с
использованием ДНК-маркеров по генам CSN3, bPRL, bGH и DGAT1.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
 установить наличие полиморфизма в генах CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 у
коров и быков-производителей и частоту генотипов и аллельных вариантов
3
этих генов, как в целом, так и с учётом кровности и линейной
принадлежности;
 изучить частоту комплексных генотипов у животных одновременно по
четырём генам: CSN3, bPRL, bGH и DGAT1;
 дать характеристику основных генеалогических групп породы по
анализируемым ДНК-маркерам;
 провести анализ динамики живой массы коров в зависимости от генотипа
по генам CSN3, bPRL, bGH и DGAT1;
 выявить наличие ассоциаций различных генотипических вариантов
исследуемых генов с признаками молочной продуктивности (удой,
содержание жира и белка в молоке, количество молочного жира и белка)
коров;
 оценить воспроизводительную способность коров-первотёлок с разными
генотипами исследуемых генов;
 определить племенную ценность быков-производителей с учётом
анализируемых ДНК-маркеров;
 дать экономическую эффективность производства молока от животных
разных генотипов по генам CSN3, bPRL, bGH и DGAT1.
Научная новизна. Получены новые данные о частотах генотипов и
аллельных вариантов генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 у коров стада ОАО
«Племзавод «Караваево», являющегося ведущим племенным заводом по работе
с породой. Впервые исследован полиморфизм указанных генов у быковпроизводителей головного племпредприятия ОАО «Костромское» по
племенной работе разной генеалогической основы. Впервые изучена
встречаемость различных полиморфных вариантов этих генов у животных
костромской породы с учётом линейной принадлежности и кровности по
швицкой породе. Проведена комплексная оценка хозяйственно-полезных
признаков в зависимости от генотипа животного по локусам изученных ДНКмаркеров.
Теоретическая и практическая значимость работы. В костромской
породе КРС установлен полиморфизм по всем четырём генам. Показано, что
животные с различной кровностью по швицкой породе и разной линейной
принадлежности отличались друг от друга, как по спектру, так и по частотам
выявленных генотипов и аллелей генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1.
Проведённые исследования позволили оценить продуктивные возможности
коров с различными генотипами, как отдельно по каждому изученному ДНКмаркеру, так и при их комплексном изучении. Установлена связь локусов
исследованных ДНК-маркеров с племенной ценностью быков-производителей.
Полученные данные о наличии ассоциаций разных генотипов по локусам
генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 с хозяйственно-полезными признаками
позволят
использовать
молекулярно-генетические
методы
для
совершенствования генофонда костромской породы в направлении повышения
молочной и мясной продуктивности и улучшения качеств получаемой
продукции. Знание генотипа племенных быков по изученным ДНК-маркерам
4
даст возможность более эффективного использования тех быковпроизводителей, которые являются носителями «желательных» в селекционном
отношении генотипов.
Результаты исследований включены в план селекционно-племенной
работы с костромской породой крупного рогатого скота в Костромской области
на 2015-2024 гг. (Кострома, 2014). Основные положения материалов
диссертационной работы используются в учебном процессе при чтении лекций
студентам очной и заочной форм обучения направления подготовки 36.03.02
«Зоотехния» факультета ветеринарной медицины и зоотехнии ФГБОУ ВПО
Костромской ГСХА.
Положения, выносимые на защиту:
 полиморфизм генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 у КРС костромской породы;
 связь генотипов изучаемых ДНК-маркеров с хозяйственно-полезными
признаками коров;
 племенная ценность быков-производителей различных генотипов по CSN3,
bPRL, bGH и DGAT1-локусам;
 эффективность производства молока коров разных генотипов изучаемых
ДНК-маркеров.
Степень достоверности и апробация результатов исследования.
Основные научные положения и выводы, сформулированные в диссертации,
базируются на данных первичного зоотехнического и племенного учёта и
результатах полученных в экспериментальных исследованиях. Применение
биологической статистики и экономического анализа позволило установить
достоверность полученных результатов и их экономическую значимость.
Результаты исследования доложены на: Международной научнопрактической конференции «Проблемы сохранения биоразнообразия в
животноводстве» (Кострома, 2011); Международной научно-практической
конференции «Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе»
(Кострома, 2012-2014); Международной научно-практической конференции
«Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже
веков» (Новосибирск, 2013); Молодёжной конференции «Популяционная
генетика и геногеография: наука и практика» (Москва, 2013); Объединённом
научном мероприятии «VI Съезд Вавиловского общества генетиков и
селекционеров и ассоциированные генетические симпозиумы» (Ростов-наДону, 2014).
Публикация результатов исследования. По материалам диссертации
опубликовано 10 научных работ, в том числе 3 в изданиях рекомендуемых ВАК
Минобрнауки России.
Структура и объём и работы. Диссертация изложена на 121 странице
машинописного текста и состоит из следующих разделов: введение, обзор
литературы, материалы и методы исследования, результаты исследований и их
обсуждение, заключение, выводы, предложения производству, список
литературы, приложение. Работа содержит 39 таблиц и 14 рисунков. Список
литературы включает 267 источников, в том числе 123 на иностранных языках.
5
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Материалом для исследований послужили кровь коров (n=125) стада
ОАО «Племзавод» Караваево», являющегося ведущим по разведению и
совершенствованию животных костромской породы и сперма быковпроизводителей (n=79) головного племпредприятия ОАО «Костромское» по
племенной работе, являющегося основным банком хранения спермопродукции
быков костромской породы. Кровь отбирали из ярёмной вены в объёме 5 мл в
вакуумные пробирки с сухим ЭДТА К3 (ООО «ГЕМ», Россия). Сперма быковпроизводителей использовалась в виде глубокозамороженных (-196ºС) гранул и
пайет, объёмом 100 мкл каждая.
Экспериментальная часть работы выполнялась в лаборатории
сравнительной генетики животных ФГБУН ИОГен РАН (г. Москва) под
руководством доктора биологических наук, профессора Сулимовой Галины
Ефимовны.
Наряду с экспериментальными материалами использовались сводные
данные первичного зоотехнического и племенного учета – карточка
племенного быка (Форма 1-МОЛ) карточка племенной коровы (Форма 2-МОЛ),
и данные о результатах племенной работы с костромской породой за последние
пять лет (Форма 7-МОЛ). При этом изучали следующие признаки: удой за 305
дней, содержание жира и белка в молоке за первые три и наивысшую лактации,
живую массу от рождения до первого отёла, воспроизводительную способность
коров оценивали по возрасту и живой массе при первом плодотворном
осеменении, возрасту первого отёла, продолжительности сервис-, сухостойного
и межотёльного периодов, рассчитывали коэффициент воспроизводительной
способности по Н.М. Крамаренко (1969) и индекс плодовитости по И. Дохи
(1961). Племенную ценность быков-производителей изучали по результатом их
оценки по качеству потомства методом «дочери-сверстницы» на основе
данных, представленных в «Каталоге быков-производителей костромской
породы» (Б.В. Шалугин и др., 2011).
Исследования проводили по схеме, представленной на рисунке 1.
Выделение ДНК из цельной крови коров проводили с использованием
набора «MagnaTM DNA Prep 200» (ООО «Лаборатория Изоген», Россия),
согласно прописи, предоставленной изготовителем. ДНК из спермы быковпроизводителей выделяли с использованием того же набора, но из-за различий
в химическом строении клеточных мембран сперматозоидов и клеток крови к
каждому образцу в лизирующую смесь добавляли по 8 мкл 10 мМ реагентатиовосстановителя дитиотреитол, который позволяет разрушить большое
количество дисульфидных связей. Концентрацию выделенной ДНК
определяли с помощью электрофореза в 1% агарозном геле при постоянном
напряжении 80 В в течение 2 часов. По окончанию электрофореза гель
анализировали на трансиллюминаторе «UVT-1» («Биоком», Россия) в
коротковолновом УФ-свете. Концентрации ДНК исследуемых образцов
оценивали, сравнивая интенсивность флуоресценции аликвот анализируемой
ДНК с контрольной раститровкой ДНК фага λ (25, 50 и 100 нг).
6
Тестирование А- и В-аллелей гена CSN3 проводили с помощью метода
аллель-специфичной полимеразной цепной реакции с использованием набора
реагентов «GenePakR k-Casein» (ООО «Лаборатория Изоген», Россия), согласно
прописи изготовителя. Амплификацию проводили в термоциклере «Терцик»
(ООО «ДНК-технология», Россия) в следующем режиме: первый цикл – 95 °С, 2
мин; последующие 32 цикла – 95 °С, 15 с; 62 °С, 40 с; 72 °С, 30 с;
заключительный цикл – 72 °С, 7 мин.
Рисунок 1. Схема исследования.
Полиморфизм генов DGAT1, bGH и bPRL исследовали методом PCR-RFLP.
Для амплификации фрагментов этих генов использовали следующие пары
олигонуклеотидных праймеров, синтезированных в ООО НПФ «Литех» (г.
Москва):
DGAT1: F – 5’-GCTGCTCCTGAGGGCCCTTCG-3’
R – 5’-GCGGCGGCACTTCATGACCCT-3’ (R.J. Slepman et al., 2002);
bGH: F – 5’-GCTGCTCCTGAGGGCCCTTCG-3’
R – 5’-GCGGCGGCACTTCATGACCCT-3’ (M.C. Lucy et al., 1993);
bPRL: F – 5’-CGAGTCCTTATGAGCTTGATTCTT-3’
R – 5’-GCCTTCCAGAAGTCGTTTGTTTTC-3’ (H.A. Lewin et al., 1992).
Амплификацию проводили с использованием набора «GenePakR PCR Core»
(ООО «Лаборатория Изоген», Россия) согласно прописи изготовителя в
7
термоциклере «MyCycler» («BioRad», США) в следующем режиме: для
фрагмента гена DGAT1: первый цикл – 95 °С, 5 мин; последующие 35 циклов –
95 °С, 30 с; 57 °С, 30 с; 72 °С, 45 с; заключительный цикл – 72 °С, 7 мин; для
фрагмента гена bGH: первый цикл – 95 °С, 5 мин; последующие 35 циклов – 94
°С, 45 с; 65 °С, 45 с; 72 °С, 45 с; заключительный цикл – 72 °С, 7 мин; для
фрагмента гена bPRL: первый цикл – 95 °С, 5 мин; последующие 35 циклов – 95
°С, 30 с; 57 °С, 30 с; 72 °С, 30 с; заключительный цикл – 72 °С, 7 мин.
Полученные продукты амплификации генов DGAT1, bGH и bPRL обрабатывали
эндонуклеазами рестрикции AcoI, AluI и RsaI, соответственно, в течение 16
часов при соблюдении условий, указанных фирмой-производителем НПО
«СибЭнзим» (Россия).
Размер продуктов амплификации гена CSN3 и продуктов рестрикции
фрагмента генов DGAT1, bGH и bPRL оценивали методом электрофореза в 2%
агарозном геле, после окрашивания бромистым этидием (10 мкг/мл) в трисборатном буфере (89 мM Tris-OH, 89 мM H3BO3, 2 мM EDTA) при напряжении
8 В/см после окрашивания бромистым этидием (10 мкг/мл). Для определения
длины фрагментов нуклеиновых кислот использовали маркер молекулярных
масс «GenePakR DNA Ladder M 50» (ООО «Лаборатория Изоген», Россия).
Результаты электрофореза регистрировали в ультрафиолете с использованием
системы гель-документирования «ViTran v.1.0». Генотипы животных
определяли по числу и размеру полученных фрагментов (рис. 2).
Рисунок 2. А. Анализ продуктов аллель-специфичной амплификации гена CSN3: 1 –маркер
молекулярных масс M50 bp; 4, 8 – гетерозиготы AB; 2, 5 – гомозиготы по аллелю A; 3, 6, 7 –
гомозиготы по аллелю B; Б. Рестрикционный анализ продуктов амплификации гена DGATI:
1 –маркер молекулярных масс M100 bp; 3, 9, 10, 11 – гетерозиготы AK; 5 – гомозиготы по
аллелю K; 2, 4, 6, 7, 8 – гомозиготы по аллелю A; В. Рестрикционный анализ продуктов
амплификации гена bPRL: 1 –маркер молекулярных масс M50 bp; 6, 7 – гетерозиготы AB; 2,
3, 4, 8 – гомозиготы по аллелю A; 5 – гомозиготы по аллелю B; Г. Рестрикционный анализ
продуктов амплификации гена bGH: 1 –маркер молекулярных масс M50 bp; 6, 7 –
гетерозиготы VL; 2, 3, 4, 5, 8 – гомозиготы по аллелю L.
Экономическую эффективность производства молока от коров с разными
генотипами определяли на основании данных продуктивности за 305 дней
8
первой лактации, учета всех затрат на содержание и молекулярно-генетическое
тестирование одной головы и выручки, полученной от реализации молока.
Результаты, полученные в экспериментальных исследованиях и данные
зоотехнического и племенного учета, обработаны методами популяционногенетического и биометрического анализа (П.Ф. Рокицкий, 1961; Н.А.
Плохинский, 1970; Е.К. Меркурьева, 1977) с использованием программных
возможностей «Microsoft Excel 2010» и «Statistica 7.0».
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Оценка полиморфизма генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 в костромской
породе крупного рогатого скота
3.1.1. Полиморфизм гена CSN3
Результаты ДНК-тестирования локуса гена каппа-казеина методом
аллель-специфичной ПЦР на наличие A- и B-аллельных вариантов у животных
костромской породы, представленные в таблице 1, показали, что наибольшее
число животных являлись носителями гетерозиготного генотипа AB гена CSN3.
Частота его у коров составила 0,528, у быков – 0,532. Генотип BB был
представлен у коров с частотой 0,360, у быков-производителей – 0,215,
соответственно, генотип AA – 0,112 и 0,253. Отметим, что наиболее
предпочтительный для выработки твёрдых сортов сыра B-аллель и его
гомозиготное состояние с большей частотой встречались у животных стада
ОАО «Племзавод «Караваево». В целом по изученным выборкам частота
аллеля B и генотипа BB, соответственно, составила 0,569 и 0,304.
Таблица 1
Частота генотипов и аллелей гена CSN3
Частота
Частота
Аллель
Hexp
2
генотипов ± Sp
аллелей ± Sp
коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево»
A/A
14
0,112 ± 0,028
A
0,376 ± 0,043
0,469 ±
A/B (Hobs)
66
0,528 ± 0,045
1,555
B
0,624 ± 0,043
0,045
B/B
45
0,360 ± 0,043
быки-производители ОАО «Костромское» по племенной работе
A/A
20
0,253 ± 0,049
A
0,519 ± 0,056
0,499 ±
A/B (Hobs)
42
0,532 ± 0,056
0,424
B
0,481 ± 0,056
0,056
B/B
17
0,215 ± 0,046
в целом
A/A
34
0,167 ± 0,026
A
0,431 ± 0,035
0,490 ±
A/B (Hobs)
108
0,529 ± 0,035
0,628
B
0,569 ± 0,035
0,035
B/B
62
0,304 ± 0,032
Примечание: Sp – ошибка частот аллелей и генотипов; Hobs – наблюдаемая
гетерозиготность; Hexp – ожидаемая гетерозиготность; 2 – критерий соответствия.
Генотип
n, гол.
Проверка соответствия выявленной частоты генотипов распределению
Харди-Вайнберга показала, что все анализируемые выборки по гену каппа9
казеина находятся в равновесном состоянии. Оценки ожидаемой
гетерозиготности
(Hexp)
соответствовали
значениям
наблюдаемой
гетерозиготности (Hobs) и в целом, соответственно, составили 0,490 и 0,529.
3.1.2. Полиморфизм гена bPRL
Изучение RsaI-полиморфизма гена bPRL показало (табл. 2), что как у
коров, так и у быков-производителей с наибольшей частотой встречался аллель
A. Частота его, соответственно, составила 0,720 и 0,728, что характерно для
большинства пород вида Bos taurus. Анализ распределения частот генотипов
позволил установить, что для костромских животных характерно преобладание
гомозиготного генотипа AA (0,510), в то время как встречаемость особей с
гомозиготным генотипом BB составила всего 0,064.
Таблица 2
Частота генотипов и аллелей гена bPRL
Частота
Частота
Аллель
Hexp
2
генотипов ± Sp
аллелей ± Sp
коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево»
A/A
62
0,496 ± 0,045
A
0,720 ± 0,040
0,403 ±
A/B (Hobs)
56
0,448 ± 0,044
1,216
B
0,280 ± 0,040
0,044
B/B
7
0,056 ± 0,021
быки-производители ОАО «Костромское» по племенной работе
A/A
42
0,532 ± 0,056
A
0,728 ± 0,050
0,396 ±
A/B (Hobs)
31
0,392 ± 0,055
0,010
B
0,272 ± 0,050
0,055
B/B
6
0,076 ± 0,030
в целом
A/A
104
0,510 ± 0,035
A
0,723 ± 0,031
0,401 ±
A/B (Hobs)
87
0,426 ± 0,035
0,408
B
0,277 ± 0,031
0,034
B/B
13
0,064 ± 0,017
Примечание: Sp – ошибка частот аллелей и генотипов; Hobs – наблюдаемая гетерозиготность;
Hexp – ожидаемая гетерозиготность; 2 – критерий соответствия.
Генотип
n, гол.
Распределение частот генотипов у коров (2=1,216, P=0,544), быковпроизводителей (2=0,010, P=0,995) и в целом по изученным выборкам
(2=0,408, P=0,816) отвечало критерию равновесного состояния по ХардиВайнбергу. Значения наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности достоверно
не различались.
3.1.3. Полиморфизм гена bGH
Результаты анализа AluI-полиморфизма гена bGH, представленные в
таблице 3, указывают на отсутствие в изученных выборках животных с
генотипом VV, низкой долей гетерозигот (0,103) и высокой долей гомозигот по
L-аллелю (0,897). Частота аллеля L составила 0,949, аллеля V всего 0,051.
Отметим, что у быков-производителей по сравнению с коровами наблюдалось
незначительное превышение частоты L-аллеля (0,962) и гомозиготного
генотипа LL (0,924). Достоверных различий по уровню наблюдаемой и
10
ожидаемой гетерозиготности установлено не было. Распределение частот
генотипов соответствовало равновесному распределению по Харди-Вайнбергу.
Таблица 3
Частота генотипов и аллелей гена bGH
Частота
Частота
Аллель
Hexp
2
генотипов ± Sp
аллелей ± Sp
коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево»
L/L
110
0,880 ± 0,029
L
0,940 ± 0,021
0,110 ±
0,445
V/L (Hobs)
15
0,120 ± 0,029
V
0,060 ± 0,021
0,028
быки-производители ОАО «Костромское» по племенной работе
L/L
73
0,924 ± 0,030
L
0,962 ± 0,022
0,073 ±
0,112
V/L (Hobs)
6
0,076 ± 0,030
V
0,038 ± 0,022
0,029
в целом
L/L
183
0,897 ± 0,021
L
0,949 ± 0,015
0,097 ±
0,339
V/L (Hobs)
21
0,103 ± 0,021
V
0,051 ± 0,015
0,021
Примечание: Sp – ошибка частот аллелей и генотипов; Hobs – наблюдаемая гетерозиготность;
Hexp – ожидаемая гетерозиготность; 2 – критерий соответствия.
Генотип
n, гол.
3.1.4. Полиморфизм гена DGAT1
Исследование мутации K232А (динуклеотидная замена ApA→GpC,
приводящей к замене в белковом продукте лизина (аллель K) на аланин (аллель
A)) в костромской породе (табл. 4) выявило наличие высокой частоты A- и
низкой K-аллельных вариантов гена DGAT1 как у коров, так и у быковпроизводителей. При этом встречаемость животных стада ОАО «Племзавод
«Караваево» с A-аллелем была несколько выше и составила 0,948, в сравнении
с быками-производителями ОАО «Костромское» по племенной работе, где
частота его находилась на уровне 0,797. Среди генотипов, в целом по
изученным выборкам, наблюдалось следующее распределение: AA – 0,794, AK –
0,191 и KK – 0,015.
Таблица 4
Частота генотипов и аллелей гена DGAT1
Частота
Частота
Аллель
Hexp
2
генотипов ± Sp
аллелей ± Sp
коровы стада ОАО «Племзавод «Караваево»
A/A
113
0,904 ± 0,026
A
0,948 ± 0,020
0,099 ±
A/K (Hobs)
11
0,088 ± 0,025
0,958
K
0,052 ± 0,020
0,027
K/K
1
0,008 ± 0,0
быки-производители ОАО «Костромское» по племенной работе
A/A
49
0,620 ± 0,055
A
0,797 ± 0,045
0,324 ±
A/K (Hobs)
28
0,355 ± 0,054
0,956
K
0,203 ± 0,045
0,053
K/K
2
0,025 ± 0,0
в целом
A/A
162
0,794 ± 0,028
A
0,890 ± 0,022
0,196 ±
A/K (Hobs)
39
0,191 ± 0,028
0,088
K
0,110 ± 0,022
0,028
K/K
3
0,015 ± 0,009
Примечание: Sp – ошибка частот аллелей и генотипов; Hobs – наблюдаемая гетерозиготность;
Hexp – ожидаемая гетерозиготность; 2 – критерий соответствия.
Генотип
n, гол.
11
Согласно закону Харди-Вайнберга, изученные выборки коров и быковпроизводителей по гену DGAT1 находилась в генном равновесии. Значения
наблюдаемой (Hobs) и ожидаемой (Hexp) гетерозиготности достоверно не
различались.
3.1.5. Частота комплексных генотипов ДНК-маркеров CSN3, bPRL, bGH и
DGAT1
Для более детальной оценки генетической структуры костромского скота
рассмотрена встречаемость комплексных генотипов одновременно по четырём
генам: CSN3, bPRL, bGH и DGAT1. Спектр всех преобладающих комплексных
генотипов с их частотой представлен в таблице 5.
Таблица 5
Спектр преобладающих комплексных генотипов с учётом изучаемых генов
CSN3, bPRL, bGH и DGAT1
Общая
Преобладающие
Число
частота
Выборка
комплексные генотипы: генотипов с
генотипов с
CSN3/bPRL/bGH/DGAT1
p<5%
p<5%
Коровы стада
AA/AB/LL/AA (0,072)
ОАО
AB/AA/LL/AA (0,224)
«Племзавод
22
5
AB/AB/LL/AA (0,184)
17
0,256
«Караваево»
BB/AA/LL/AA (0,160)
BB/AB/LL/AA (0,104)
БыкиAA/AA/LL/AA (0,063)
производиAA/AA/LL/AK (0,063)
тели ОАО
AA/AB/LL/AA (0,076)
«КостромAB/AA/LL/AA (0,152)
ское» по
AB/AA/LL/AK (0,089)
22
10
12
0,188
племенной
AB/AB/LL/AA (0,089)
работе
AB/AB/LL/AK (0,089)
AB/BB/LL/AA (0,051)
BB/AA/LL/AA (0,051)
BB/AB/LL/AA (0,089)
В целом
AA/AB/LL/AA (0,074)
AB/AA/LL/AA (0,196)
28
5
AB/AB/LL/AA (0,147)
23
0,367
BB/AA/LL/AA (0,118)
BB/AB/LL/AA (0,098)
Примечание: в скобках указаны частоты комплексных генотипов.
Выявленное
Число
число
генотипов
генотипов
с p>5%
В целом, в исследуемых выборках выявлено 28 комплексных генотипов из
54 теоретически возможных. Наиболее часто встречались следующие генотипы
(CSN3/bPRL/bGH/DGAT1): AA/AB/LL/AA (0,074), AB/AA/LL/AA (0,196),
AB/AB/LL/AA (0,147), BB/AA/LL/AA (0,118) и BB/AB/LL/AA (0,098). Суммарная
частота остальных 23 составила 0,367. Наиболее редкими, с частотой равной
0,005, оказались генотипы: AA/AA/LL/KK, AA/AA/LV/AA, AA/AB/LL/AK,
AA/BB/LL/AA, AA/BB/LL/AK, BB/AA/LV/AK, BB/AB/LV/AK. Выборки коров и
быков-производителей
характеризовались
одинаковым
количеством
12
комплексных генотипов, которое насчитывало 22. При этом наличие генотипов с
частотой более 5% в стаде коров ОАО «Племзавод «Караваево» оставалось
неизменным, те же самые 5 генотипов, что и в среднем по выборкам, но у
быков-производителей из ОАО «Костромское» по племенной работе их
количество было вдвое больше и равнялось 10. Следует сказать, что наибольшее
число животных было выявлено с генотипом AB/AA/LL/AA, как среди коров, так
и среди быков-производителей с частотой равной, соответственно, 0,224 и 0,152.
3.1.6. Генеалогическая структура костромской породы по изучаемым ДНКмаркерам
На различных этапах селекционной работы с костромской породой в ряде
племенных хозяйств активно использовались быки-производители родственной
швицкой породы зарубежной селекции, в основном, американской. Вследствие чего,
генеалогическая структура породы в настоящее время представлена отечественными
костромскими линиями и генеалогическими группами бурой швицкой породы.
На основании этого, по данным выявленных частот аллелей генов CSN3, bPRL,
bGH и DGAT1 у животных ведущих заводских линий и родственных групп
породы были рассчитаны показатели стандартных генетических дистанций
между отдельными генеалогическими группами и построена дендрограмма
генетических взаимосвязей, представленная на рисунке 3.
Рисунок 3. Дендрограмма
генетической
близости
генеалогических
групп
костромского
скота,
построенная
с
использованием
метода
невзвешенной
парногрупповой
средней
(UPGMA)
на
основе
частот аллелей генов
CSN3, bPRL, bGH и
DGAT1.
Числами
обозначены генетические
расстояния, рассчитанные
по Nei (1972).
Как видно из представленной дендрограммы, все особи из исследуемых
выборок распались на два кластера: в первый вошли животные, принадлежащие
заводским линиям: Салата КТКС-83, Силача КТКС-84, Ладка КТКС-253, Каро
КТКС-101, Бархата ВДКС-6 и Ограда ВДКС-24; во второй – животные,
принадлежащие родственным группам: Концентрата 106157, Меридиана 90827,
Мастера 106902, Батлера 107506 и Лэйрда 71151. Величина генетического
расстояния между животными из первого и второго кластера составила 0,355,
13
что указывает на их генетическую разобщенность.
Таким образом, несмотря на большое влияние, которое оказали и
продолжают оказывать быки-производители бурой швицкой породы зарубежной
селекции на генофонд костромской породы, между изученными линиями
собственно костромской породы и генеалогическими структурами бурого
швицкого скота наблюдаются генетические различия по частотам аллелей
анализируемых генов. Отметим, что животные, как заводских линий, так и
родственных групп вносят свой особый вклад в формирование породнопродуктивных качеств, поэтому селекционно-племенная работа в породе должна
продолжаться с использованием животных обеих генеалогических групп.
3.2. Оценка хозяйственно-полезных признаков животных костромской
породы с различными полиморфными вариантами генов CSN3, bPRL, bGH
и DGAT1
3.2.1. Динамика живой массы животных разных генотипов по генам
CSN3, bPRL, bGH и DGAT1
Поскольку живая масса, как и все количественные признаки, обусловлена
не только типом кормления и системой выращивания, но и генотипом каждого
конкретного животного, нами проведена оценка динамики живой массы
маточного поголовья стада ОАО «Племзавод «Караваево» в различные
возрастные периоды в зависимости от генотипов по исследованным генам
(табл. 6).
Таблица 6
Динамика живой массы животных с разными генотипами по генам
CSN3, bPRL, bGH и DGAT1, X ± S x
Генотип
n,
гол.
Живая масса в возрасте, кг
при
рождении
10 мес.
12 мес.
18 мес.
1-я лактация
каппа-казеин (CSN3)
A/A
14
38,7±0,5
232,7±6,5
272,3±6,9
393,1±6,9
597,1±13,2
A/B
66
37,8±0,4
236,2±3,1
274,8±3,6
395,4±3,7
602,1±5,1
B/B
45
37,8±0,4
235,2±3,1
276,1±4,5
398,5±4,0
600,0±7,5
пролактин (bPRL)
A/A
62
37,7±0,3
239,9±3,0*
279,0±4,2
400,2±3,7*
603,2±5,6
A/B
56
38,1±0,4
230,9±3,0*
271,6±3,2
394,6±3,5
600,9±5,7
B/B
7
37,7±0,8
231,9±9,4
267,1±10,5
374,1±11,4*
578,6±27,6
гормон роста (bGH)
L/L
110
37,7±0,3
234,8±2,3
274,6±2,9
396,7±2,7
599,3±4,3
L/V
15
39,2±0,8
240,5±4,8
277,8±4,1
393,1±7,6
612,0±12,7
диацилглицерол О-ацилтрансфераза 1 (DGAT1)
A/A
113
37,9±0,3
235,3±2,2
274,9±2,7
396,6±2,7
599,6±4,2
A/K
11
37,8±0,7
232,7±7,3
272,3±9,7
392,1±8,0
617,3±16,1
K/K
1
38,0±0,0
284,00±0,0
316,0±0,0
404,0±0,0
560,0±0,0
Примечание: X – среднее арифметическое; S x – стандартная ошибка; уровень значимости:
*P<0,05.
14
Установлены достоверные различия в живой массе между животными
разных генотипов только по гену bPRL и только в возрасте 10 и 18 месяцев. Так
тёлки с генотипом AA в 10 месяцев превосходили по живой массе своих
сверстниц с генотипом AB на 9,0 кг (P<0,05) и в 18 месяцев с генотипом BB на
26,1 кг (P<0,05). Проведённый однофакторный дисперсионный анализ показал
наличие влияния AluI-полиморфизма гена bGH на живую массу телят при
рождении. Доля влияния составила ŋ2=0,031 (P<0,05).
Таблица 7
Динамика живой массы животных с учётом комплексных генотипов по генам
CSN3, bPRL, bGH и DGAT1, X ± S x
Комплексный n,
генотип
гол. при рождении
AA/AB/LL/AA 9
37,9±0,5
AB/AA/LL/AA 28
37,8±0,5
Живая масса в возрасте, кг
10 мес.
12 мес.
18 мес.
234,2±7,4
272,3±8,5
392,0±8,0
237,9±4,7
273,4±6,2
399,2±5,7
1-я лактация
586,7±18,0 e*
606,1±6,5 c***
643,3±
AB/AA/LL/AK 3
38,3±2,3
236,3±18,6 285,3±33,2 400,0±26,9
4,1 a, e*; b, c, d***
AB/AA/LV/AA 5
38, 0±1,8
251,0±8,2 a* 284,0±8,4
400,2±17,5
610,0±33,5
a*
AB/AB/LL/AA 23
37,7±0,7
226,5±5,7
268,6±5,9
390,5±6,8
596,5±8,6d***
BB/AA/LL/AA 20
37,5±0,6
237,6±5,6
282,7±8,7
402,4±6,7
588,5±11,3 b***
BB/AB/LL/AA 13
37,6±0,9
232,9±4,9
273,2±6,7
401,9±5,3
603,9±14,7 a*
BB/AB/LV/AA 3
40,7±1,8
242,7±19,4 278,7±18,0 393,3±32,7
620,0±14,1
BB/BB/LL/AA 4
38,0±0,8
232,3±9,1
268,3±13,5 375,0±19,6
580,0±38,6
Примечание: X – среднее арифметическое; S x – стандартная ошибка; буквенными
индексами (a, b, c, d, e) обозначены пары достоверно различающихся генотипов при уровне
достоверности: *P<0,05 и ***P<0,001.
Данные представленные в таблице 7 свидетельствуют о том, что
первотёлки с комплексным генотипом AB/AA/LL/AK имели наиболее высокую
живую массу, равную 643,3±4,1 кг, что на 39,4 кг (P<0,05), 54,8 (P<0,001), 37,2
кг (P<0,001), 46,8 кг (P<0,001) и 56,6 кг (P<0,05) выше, чем у их сверстниц с
генотипом, соответственно: BB/AB/LL/AA, BB/AA/LL/AA, AB/AA/LL/AA,
AB/AB/LL/AA и AA/AB/LL/AA. Кроме того, высокая живая масса выявлена и у
тёлок в возрасте 10 месяцев с генотипом AB/AA/LV/AA. В сравнении со
сверстниками с генотипом AB/AB/LL/AA различия составили 24,5 кг (P<0,05).
Отметим, что животные с вышеуказанными комплексными генотипами
(AB/AA/LL/AK и AB/AA/LV/AA) имели довольно хорошие показатели живой
массы на протяжении всех анализируемых периодов роста и развития.
3.2.2. Связь молочной продуктивности коров с генами CSN3, bPRL, bGH и
DGAT1
Молочная продуктивность является основным показателем, по которому
ведётся селекция молочных пород скота. Известно, что показатели молочной
продуктивности в определённой степени зависят от генотипа животных по
генам, кодирующим синтез основных компонентов молока. В таблице 8
представлены результаты анализа молочной продуктивности за 305 дней
15
первой лактации коров стада ОАО «Племзавод «Караваево» с учётом генотипа
анализируемых генов.
Таблица 8
Молочная продуктивность за 305 дней первой лактации коров с разными
генотипами по генам CSN3, bPRL, bGH и DGAT1, X ± S x
Генотип
n,
гол
Удой, кг
A/A
14
6351±321
A/B
66
6364±133
B/B
45
6494±164
A/A
A/B
B/B
62
56
7
6416±142
6426±144
6207±435
L/L
110
6456±108
L/V
15
A/A
113
A/K
Молочный
жир, кг
каппа-казеин (CSN3)
4,25±0,08
277,4±16,5
Жир, %
4,15±0,04
264,1±5,8
4,15±0,04
269,0±7,1
пролактин (bPRL)
4,14±0,04
265,3±5,7
4,19±0,04
270,6±7,1
4,17±0,08
259,2±20,8
гормон роста (bGH)
Белок, %
3,18±0,02
Молочный
белок, кг
a*; b**
201,9±10,2
a*
205,5±4,3
b**
210,6±5,2
3,23±0,01
3,25±0,01
3,23±0,01
3,23±0,01
3,23±0,04
207,4±4,5
207,2±4,6
200,5±14,8
3,23±0,01
208,5±3,5
6064±156
4,38±0,07
268,1±7,2
3,22±0,01
диацилглицерол О-ацилтрансфераза 1 (DGAT1)
195,1±4,9
a*
4,13±0,03
a*
6476±99
b**
267,3±4,8
b**
4,15±0,03
a*
269,2±4,4
3,23±0,01
c*
c*
208,9±3,2
a*
11
5738±436
249,7±20,4
3,25±0,03
185,5±13,0
4,35±0,08
K/K
1
6282±0,0
3,97±0,0
249,1±0,0
3,45±0,0
216,7±0,0
Примечание: буквенными индексами (a, b) обозначены пары достоверно различающихся
генотипов при уровне значимости: *P<0,05 и **P<0,01.
Данные таблицы 9 показывают, что коровы-первотёлки с генотипом LL
гена bGH превосходили своих сверстниц с генотипом LV по удою на 392 кг
(P<0,05) и количеству молочного белка на 13,4 кг (P<0,05). Однако, у животных
с последним генотипом содержанию жира в молоке было на 0,25 % (P<0,01)
выше, в сравнении с животными генотипа LL. У коров-первотёлок с
генотипами AB и BB гена CSN3 выявлено наибольшее содержание белка в
молоке, равное 3,23±0,01 % и 3,25±0,01 %, что, соответственно, на 0,05 %
(P<0,05) и 0,07 % (P<0,01) выше, чем у их сверстниц с генотипом AA.
Содержание жира в молоке у первотёлок с генотипом AK по гену DGAT1
составило 4,35±0,08 %, что на 0,2 % (P<0,05) выше, в сравнении с первотёлками
генотипа AA. При анализе полиморфизма гена bPRL наличия ассоциативных
связей разных генотипических вариантов с показателями молочной
продуктивности коров не выявлено. Также не выявлено ассоциаций за вторую и
третью лактации.
Учитывая полигенный характер детерминации формирования признаков
молочной продуктивности, нами изучено совместное влияния рассматриваемых
генов на показатели молочной продуктивности коров. Результаты полученных
данных представлены в таблице 9.
16
Таблица 9
Молочная продуктивность коров с комплексными генотипами изучаемых генов
(CSN3/bPRL/bGH/DGAT1), X ± S x
Комплексный
генотип
Молочный
Молочный
Белок, %
жир, кг
белок, кг
первая лактация
AA/AB/LL/AA 9
6429±496
4,26±0,12
280,6±26,0
3,18±0,03
204,4±15,8
b*
AB/AA/LL/AA 28
6360±195
4,09±0,05
260,1±8,1
3,23±0,02
205,8±6,4
AB/AA/LL/AK 3
6164±1270
4,34±0,18
265,5±49,7
3,22±0,07
197,4±38,4
AB/AA/LV/AA 5
6085±264
4,42±0,21
269,0±16,1
3,19±0,02
194,1±7,5 c*
b*
AB/AB/LL/AA 23 6713±232
4,11±0,07
276,7±11,1
3,21±0,02
215,5±7,5 b*
BB/AA/LL/AA 20 6793±300 a*
4,04±0,06 a*
273,7±12,0
3,24±0,02 219,6±9,5 a, c*
BB/AB/LL/AA 13
6286±234
4,17±0,07
262,7±11,6
3,27±0,04
205,3±7,2
BB/AB/LV/AA 3 5790±327 a, b* 4,27±0,06 a, b*
246,9±10,7
3,23±0,02 186,7±9,7 a, b*
BB/BB/LL/AA 4
6469±564
4,15±0,15
269,6±30,3
3,24±0,06
210,2±21,7
вторая лактация
AA/AB/LL/AA 9
6409±325
4,20±0,12
268,7±15,6
3,21±0,05
205,0±8,6
a*
AB/AA/LL/AA 27
6908±217
4,14±0,04
287,4±9,7
3,20±0,02
221,2±7,1
AB/AA/LV/AA 5
6991±422
4,43±0,13 a, b*
310,3±22,0
3,21±0,06
224,7±16,4
AB/AB/LL/AA 20
6860±206
4,11±0,08 b*
281,4±10,0
3,19±0,02
219,0±6,8
BB/AA/LL/AA 19
6895±276
4,17±0,07
286,9±11,8
3,23±0,02
222,5±8,6
BB/AB/LL/AA 13
6562±200
4,24±0,08
278,5±10,3
3,23±0,03
212,1±6,6
BB/BB/LL/AA 4
6830±502
4,04±0,18
276,0±24,6
3,25±0,03
222,4±18,0
третья лактация
AA/AB/LL/AA 7
7109±532
4,17±0,08
296,0±22,1
3,23±0,05
228,9±16,1
AB/AA/LL/AA 21
6970±237
4,09±0,06 a*
285,4±11,0
3,22±0,02
224,2±7,8
a*
AB/AA/LV/AA 3
7589±720
4,47±0,16
340,7±44,8
3,21±0,06
243,0±20,9
AB/AB/LL/AA 11
7174±288
4,04±0,14
290,2±15,8
3,18±0,03
228,5±10,8
BB/AA/LL/AA 13
7160±229
4,12±0,10
295,0±11,3
3,21±0,03
229,7±7,0
BB/AB/LL/AA 8
7672±497
4,17±0,09
321,0±24,4
3,25±0,05
248,1±14,3
BB/BB/LL/AA 3
7973±1015
4,14±0,27
330,8±49,5
3,17±0,04
253,0±33,8
Примечание: буквенными индексами (a, b, c) обозначены пары достоверно
различающихся генотипов при уровне значимости: *P<0,05.
N
Удой, кг
Жир, %
Анализ молочной продуктивности за первые три лактации с учётом
комплексных генотипов одновременно по четырём генам (табл. 9) показал, что
за первую лактацию, лучшими по удою (6713±232 кг и 6793±300 кг) и выходу
молочного белка (215,5±7,5 кг и 219,6±9,5 кг) оказались, соответственно,
животные с генотипами AB/AB/LL/AA и BB/AA/LL/AA. Наихудшими эти
показатели были у коров с генотипом BB/AB/LV/AA. Несмотря на это
первотёлки с данным генотипом обладали достоверно лучшими значениями
содержания жира в молоке 4,27±0,06 %. По второй и третьей лактациям почти
среди всех выявленных комплексных генотипов различия были не достоверны,
за исключением генотипа AB/AA/LV/AA. Животные с этим генотипом имели
самое высокое содержания жира в молоке. За вторую лактацию оно составил
4,43±0,13 %, за третью – 4,47±0,16 %.
Таким образом, полученные результаты позволяют рассматривать
однонуклеотидный полиморфизм в генах CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 в качестве
17
потенциальных маркеров удоя, жирно- и белковомолочности у коров
костромской породы.
3.2.3. Воспроизводительная способность коров-первотёлок в зависимости
от их генотипа по исследуемым генам
Успешность молочного скотоводства в условиях промышленной
технологии в значительной степени зависит не только от уровня молочной
продуктивности, но и от воспроизводительной функции животных.
В результате проведённых исследований не установлено влияние
изучаемых
маркерных
генов
на
признаки,
характеризующие
воспроизводительные способности коров-первотёлок костромской породы, за
исключением AluI-полиморфизма в гене bGH с продолжительностью сервиспериода. Доля влияния составила ŋ2=0,034 (P<0,05).
Однако, анализ зависимости воспроизводительной способности коровпервотёлок от комплексного генотипа по генам CSN3, bPRL, bGH и DGAT1
показал, что более короткий сервис период, равный 116,83±20,18 дней, имели
животные с генотипом BB/BB/LL/AA, что в сравнении с животными генотипа
BB/AA/LL/AA на 56,78 дней (P<0,05) и генотипа AB/AB/LL/AA на 61,77 день
(P<0,05) ниже. По продолжительности сухостойного периода лучшими
показателями – 61,10±6,09 день – характеризовались животные с генотипом
AB/AA/LL/AK, что на 25,82 дней (P<0,05) и 16,2 дней (P<0,05) ниже, чем у
животных, соответственно, с генотипом AA/AB/LL/AA и AB/AA/LL/AA. В целом
же наилучшими показателями воспроизводства характеризовались первотёлки
с генотипом BB/BB/LL/AA, наихудшими – AA/AB/LL/AA.
3.2.4. Племенная ценность быков-производителей с разными ДНКмаркерами
Учитывая
доминирующую
роль
быков-производителей
в
совершенствовании племенных и продуктивных качеств молочного скота,
важнейшим звеном в селекционной работе является отбор и интенсивное
использование в стадах препотентных быков, оценённых по качеству потомства
как улучшатели значимых селекционных признаков.
В наших исследованиях проведён сравнительный анализ результатов
испытания
быков-производителей
костромской
породы
головного
племпредприятия ОАО «Костромское» по племенной работе с разными
генотипическими вариантами изучаемых ДНК-маркеров. На рисунке 4
представлены диаграммы, отражающие процентное соотношение оценённых по
качеству потомства быков-производителей по основным селекционируемым
признакам в зависимости от генотипа рассматриваемого ДНК-маркера.
В результате полученных данных установлено, что наибольшее
количество быков, аттестованных по качеству потомства как улучшатели,
являлись носителями генотипа BB по гену CSN3, AB по гену bPRL, LL по гену
bGH и AA по гену DGAT1. Процент таковых, соответственно, составил 54,55 %,
18
41,67 %, 35,85 % и 35,14 %.
Рисунок 4. Соотношение быков-производителей по племенной категории с различными
генотипами изучаемых ДНК-маркеров.
Анализ процентного соотношения быков-производителей по племенной
категории с разными комплексными генотипами изучаемых ДНК-маркеров,
представленный на рисунке 5, показал, что большая часть быков,
аттестованных как улучшатели – 75,0 %, зафиксирована в группе с генотипом
BB/AB/LL/AA.
Рисунок 5. Соотношение быков-производителей по племенной категории с
комплексными генотипами ДНК-маркеров CSN3, bPRL, bGH и DGAT1.
Следовательно, отбор производителей с учётом данных генотипов, в
качестве дополнительного критерия, позволит своевременно выделить лучших,
рационально их использовать и элиминировать из случной сети тех быков,
которые могли бы оказать отрицательное влияние, как на отдельные стада, так
и на породу в целом.
19
3.3. Экономическое обоснование результатов исследования
Для оценки практической значимости проделанной работы был проведён
анализ экономической эффективности производства молока от коровпервотёлок с разными генотипами CSN3, bPRL, bGH и DGAT1. Установлено
(рис. 6), что наиболее рентабельным является производство молока от коров с
генотипами BB каппа-казеина – 22,62 %, AB пролактина – 21,75 %, LL гормона
роста – 20,56 % и AA диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 – 21,53 %.
Рисунок 6. Рентабельность производства молока за 1-ю лактацию от коров разных
генотипов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1
Расчёт экономической эффективности производства молока от коровпервотёлок с учётом их комплексного генотипа показал (рис. 7), что наиболее
рентабельным является разведение коров с генотипом AB/AB/LL/AA – 23,99 % и
BB/AA/LL/AA – 24,48 %. Менее окупаемым оказалось содержание животных с
генотипом BB/AB/LV/AA. От них получено наименьшее количество молока за
305 дней первой лактации, что отразилось на низком уровне рентабельности –
11,79 %.
Рисунок 7. Рентабельность производства молока за 1-ю лактацию от коров разных
комплексных генотипов
Полученные результаты указывают на то, что селекция под молекулярногенетическим контролем, с учётом генотипов анализируемых генов, позволит
проводить целенаправленный отбор и подбор животных по экономически
важным хозяйственным признакам, и тем самым повысить рентабельность
разведения КРС костромской породы.
20
ВЫВОДЫ
1. У крупного рогатого скота костромской породы установлено
преобладание по гену CSN3 аллеля В (0,569) и генотипа AB (0,529); по гену
bPRL аллеля A (0,723) и генотипа AA (0,510); по гену bGH аллеля L (0,949) и
генотипа LL (0,897); по гену DGAT1 аллеля A (0,890) и генотипа AA (0,794).
Популяции коров и быков-производителей по распределению частот
выявленных аллелей и генотипов не различались.
2. Наибольшей частотой «желательных» в селекционном отношении
аллельных вариантов генов bPRL и bGH характеризовалась группа
чистопородных животных, а для генов CSN3 и DGAT1 «желательные» аллели
были представлены с наибольшей частотой в группах животных с различной
кровностью по швицкой породе.
3. В активной части популяции костромской породы выявлено 28
комплексных генотипов, из которых наиболее часто встречались: AB/AA/LL/AA
(0,196), AB/AB/LL/AA (0,147), BB/AA/LL/AA (0,118), BB/AB/LL/AA (0,098) и
AA/AB/LL/AA (0,074). С увеличением кровности по швицкой породе отмечено
возрастание генотипического разнообразия, так в группе чистопородных
костромских животных насчитывалось 15 генотипов, тогда как в группах
животных с различной долей кровности – от 19 до 22.
4. Представленные в породе генеалогические группы, за исключением
AluI-маркера гена bGH, различались между собой по частоте аллельных
вариантов исследуемых ДНК-маркеров. Так, по гену CSN3 животные
родственной группы Меридиана 90827, несущие в своём генотипе B-аллель, на
0,490 (P<0,01) превосходили своих аналогов из линии Ограда ВДКС-24, по гену
bPRL, соответственно на 0,288 (P<0,01) линии Салата КТКС-83 и родственной
группы Мастера 106902 (аллель А), по гену DGAT1 на 0,205 (P<0,01) линии
Ладка КТКС-253 и родственной группы Концентрата 106157 (аллель K).
5. Тёлки с генотипом AA гена bPRL по живой массе в 10 месяцев
превосходили своих сверстниц с генотипом AB на 9,0 кг (P<0,05), в 18 месяцев
с генотипом BB на 26,1 кг (P<0,05). Установлено влияние AluI-маркера гена
bGH на живую массу телят при рождении ŋ2=0,031 (P<0,05). Первотёлки с
комплексным генотипом AB/AA/LL/AK имели живую массу, равную 643,3±4,1
кг, что на 39,4 кг (P<0,05), 54,8 (P<0,001), 37,2 кг (P<0,001), 46,8 кг (P<0,001) и
56,6 кг (P<0,05) выше, чем у их сверстниц с генотипом, соответственно:
BB/AB/LL/AA, BB/AA/LL/AA, AB/AA/LL/AA, AB/AB/LL/AA и AA/AB/LL/AA.
6. Наибольшее содержание белка в молоке было у коров-первотёлок с
генотипами AB (3,23±0,01 %) и BB (3,25±0,01 %) гена CSN3, что,
соответственно на 0,05 % (P<0,05) и 0,07 % (P<0,01) выше, чем у первотёлок с
генотипом AA. Первотёлки с генотипом LL гена bGH превосходили своих
сверстниц с генотипом LV по удою на 392 кг (P<0,05) и количеству молочного
белка на 13,4 кг (P<0,05). По содержанию жира в молоке выявлена обратная
зависимость. У коров с генотипом AK гена DGAT1 содержание жира в молоке
за первую лактацию составило 4,35±0,08 %, что на 0,2 % (P<0,05) выше, чем у
сверстниц с генотипом AA. Содержание жира в молоке коров генотипа
21
AB/AA/LV/AA в сравнении с животными других комплексных генотипов было
выше и находилось в зависимости от лактации в пределах от 4,43 % до 4,49 %
(P<0,05…0,01).
7. Установлена достоверная положительная связь между содержанием
жира и белка в молоке коров разных генотипов по исследуемым генам. Так по
гену CSN3 у коров с генотипом AB она составила r=0,285 (вторая лактация), с
генотипом BB – r=0,339 (наивысшая лактация); по гену bPRL у коров с
генотипом AA – r=0,317 (вторая лактация); по гену bGH у коров с генотипом LL
– r=0,210 (вторая лактации) и r=0,301 (третья лактации); по гену DGAT1 у коров
с генотипами AA – r=0,231(вторая лактация), r=0,258 (третья лактация) и AK –
r=0,706 (третья лактация), r=0,645 (наивысшая лактация).
8. Отсутствует достоверная связь маркерных генов с признаками,
характеризующими воспроизводительные способности коров, за исключением
AluI-полиморфизма в гене bGH с продолжительностью сервис-периода ŋ2=0,034
(P<0,05).
9. Среди быков-производителей, оценённых по качеству потомства, с
генотипами BB по гену CSN3, AB по гену bPRL, LL по гену bGH и AA по гену
DGAT1 выявлен наибольший процент животных, получивших племенную
категорию «улучшатель», соответственно: 54,55 %, 41,67 %, 35,85 % и 35,14 %.
10. Наибольшая прибыль получена от реализации молока животных
генотипами BB каппа-казеина (26247 руб.), AB пролактина (29393 руб.), LL
гормона роста (27791 руб.), AA диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 (29103
руб.) и комплексного генотипа BB/AA/LL/AA (33087 руб.) изучаемых ДНКмаркеров. Рентабельность производства молока от коров с этими генотипами,
соответственно составила: 22,62 %, 21,75 %, 20,56 %, 21,53 % и 24,48 %.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Специалистам племенной службы целесообразно проводить
молекулярно-генетическое тестирование племенного ядра коров костромской
породы, ремонтных бычков и всех используемых в воспроизводстве быковпроизводителей по генам CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 для объективной оценки
генетической ситуации в породе и накопления в стадах животных с
желательными генотипами.
2. Для создания в костромской породе высокопродуктивных племенных и
товарных стад с улучшенным качеством молока рекомендуем использовать,
при отборе и подборе родительских пар, животных с генотипом BB каппаказеина, AB пролактина, LL гормона роста и AA диацилглицерол Оацилтрансферазы 1.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России:
1. Перчун, А.В. Уникальность костромской породы крупного рогатого скота
с позиции молекулярной генетики / Г.Е. Сулимова, И.В. Лазебная, А.В. Перчун
22
и др. // Достижения науки и техники АПК. – 2011. – № 9. – С. 52-54.
2. Перчун, А.В. Полиморфизм генов CSN3, bPRL и bGH у коров
костромской породы в связи с показателями молочной продуктивности / А.В.
Перчун, И.В. Лазебная, С.Г. Белокуров и др. // Фундаментальные исследования.
– 2012. – № 11. – С. 304-308.
3. Перчун, А. Анализ полиморфизма генов bGH, RORC и SCD у крупного
рогатого скота костромской породы с учётом кровности по швицкой породе /
А. Перчун, И. Лазебная, С. Белокуров и др. // Молочное и мясное скотоводство.
– 2013. – № 2. – С. 12-14.
Публикации в других изданиях:
4. Перчун, А.В. Характеристика быков-производителей костромской
породы по локусу гена каппа-казеина / С.Г. Белокуров, Г.Е. Сулимова, А.В.
Перчун и др. // Материалы международной научно-практической конференции
«Проблемы сохранения биоразнообразия в животноводстве». – Кострома, 2011.
– С. 38-43.
5. Перчун, А.В. Генотипирование молочных белков крупного рогатого скота
костромской породы / А.В. Перчун, Г.Е. Сулимова, С.Г. Белокуров //
Материалы 63-й международной научно-практической конференции
«Актуальные проблемы науки в АПК». – Кострома, 2012. – Том 1. – С. 116-120.
6. Перчун, А.В. Ассоциация аллелей генов каппа-казеина, гормона роста и
пролактина с показателями молочной продуктивности коров костромской
породы / А.В. Перчун, С.Г. Белокуров, Г.Е. Сулимова // Материалы 64-й
международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы
науки в АПК». – Кострома, 2013. – Том 2. – С. 194-198.
7. Перчун, А.В. Оценка связи живой массы коров костромской породы с
генотипами гена гормона роста / А.В. Перчун, С.Г. Белокуров, Г.Е. Сулимова и
др. // Материалы I Международной научно-практической конференции
«Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже
веков». – Новосибирск, 2013. – С. 119-123.
8. Перчун, А.В. Характеристика крупного рогатого скота костромской
породы на основе ДНК-диагностики маркеров продуктивности / А.В. Перчун,
И.В. Лазебная, С.Г. Белокуров и др. // Сборник тезисов молодёжной
конференции «Популяционная генетика и геногеография: наука и практика». –
Москва, 2013. – С. 23.
9. Перчун, А.В. Монолокусные и полилокусные ДНК-маркеры в селекции
крупного рогатого скота / И.В. Лазебная, А.В. Перчун, С.Г. Белокуров и др. //
Сборник тезисов VI съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров
(ВОГиС) и ассоциированные генетические симпозиумы. – Ростов-на-Дону,
2014. – С. 175.
10. Перчун, А.В. Генетическая характеристика генеалогической структуры
крупного рогатого скота по генам молочной и мясной продуктивности / А.В.
Перчун, И.В. Лазебная, С.Г. Белокуров и др. // Материалы 65-й международной
научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в АПК». –
Кострома, 2014. – Том 1. – С. 125-130.
23
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
14
Размер файла
718 Кб
Теги
хозяйственной, крупного, породы, рогатого, оценки, признаков, полезные, скотт, костромской, маркерам, днк
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа