Омская область, Россия
Цель исследования – определение полиморфизма гена пролактина в популяции молочного скота Омской области. Задачи – проведение генетического мониторинга популяции коров на наличие в генотипе желательного аллеля гена PRL; определение частоты генотипов и аллелей гена PRL в исследуемой популяции. Объект исследования – популяция молочного скота красной степной породы, разводимого в 2 предприятиях – племенном репродукторе и ведущем товарном хозяйстве Омской области. У крупного рогатого скота, разводимого на предприятиях Омской области, с наибольшей частотой встречались животные, которые не являлись носителями приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом гена PRL. В предприятиях Омской области с наибольшей частотой встречались животные, которые не являлись носителями приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом гена PRL, которая имела значения в диапазоне от 0,74 до 0,8. Анализ распределения частот геторозиготных генотипов по исследуемому гену PRL составил всего от 0,40 до 0,52. Частота встречаемости генотипов с желательным аллелем А среди животных, разводимых в товарном хозяйстве, оказалась выше на 0,12 в сравнении с частотой встречаемости в племенном репродукторе. У исследованных животных красной степной породы, разводимых на предприятиях, отсутствовал гомозиготный генотип по А-аллелю. В племенном репродукторе с возрастом животных увеличивается частота носителей желательного аллеля. 58 % первотелок являются носителями аллеля А гена PRL. Максимальная частота встречаемости генотипов с ассоциированным аллелем А гена PRL в группе коров 3-й лактации – 90 %, и только 10 % коров в данной группе имеют генотип ВВ. Выявленная частота генотипов в разрезе лактаций позволяет судить об организации селекционно-племенной работы в стадах. Для увеличения в популяции животных с генотипом А/А и А/В необходимо подбирать и закреплять за коровами данной популяции быков-производителей с генотипом А/А по гену PRL.
пролактин, генотип, частота встречаемости, молочный скот, селекция, популяция
Введение. Современные методы селекции в молочном скотоводстве основаны на применении генетических маркеров продуктивных качеств животных [1]. Маркерная селекция позволяет выявить генетические дефекты и спрогнозировать с высокой долей вероятности генетический потенциал конкретной особи на ранних этапах онтогенеза. Использование генетических маркеров хозяйственно полезных признаков в совокупности с традиционными методами подбора и отбора животных позволит повысить эффективность работы в области геномного усовершенствования крупного рогатого скота, что является актуальной задачей для современного отечественного животноводства [2– 4]. Широкое применение маркерной селекции молочного скота позволит вывести селекционно-племенную работу на новый этап развития.
Цель исследования – определение полиморфизма гена пролактина в популяции молочного скота Омской области.
Задачи: проведение генетического мониторинга популяции коров на наличие в генотипе желательного аллеля гена PRL; определение частоты генотипов и аллелей гена PRL в исследуемой популяции.
Объекты и методы. Исследование проводилось в рамках НИОКТР «Разработка рекомендаций по закреплению быков-производителей за маточным поголовьем коров в молочном скотоводстве». Объектом исследования являлась популяция молочного скота красной степной породы, разводимого в 2 предприятиях – племенном репродукторе и ведущем товарном хозяйстве Омской области. В каждом исследуемом предприятии было отобрано по 25 голов коров селекционной группы для определения генов-маркеров молочной продуктивности.
На рисунке представлена схема исследований по оценке коров, содержащихся у выбранных СХТП, по наличию гена пролактина.
|
Крупный рогатый скот красной степной породы, разводимый в предприятиях Омской области |
||||
|
|
|
|||
|
Молекулярно-биологическое исследование (жидкая кровь) с применением классических методов, а также согласно инструкции фирм-производителей коммерческих наборов |
||||
|
|
|
|||
|
Диагностика SNP Ген PRL |
||||
|
|
|
|
||
|
Определение состава генотипических вариантов аллелей и уровня гетерозиготности по гену продуктивности (PRL) у животных красной степной породы |
||||
|
|
|
|||
|
Выявление полиморфизма генома для определения генетического разнообразия крупного рогатого скота, разводимого на территории Омской области |
||||
Схема исследований
Исследуемые образцы крови животных были доставлены в Центр геномных технологий ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья в промаркированных вакуумных пробирках (вакуум-контейнерах) с консервантом ЭДТА согласно номеру пробы в описи и индивидуальному номеру животного. Вакутейнеры с консервантом – в соответствии со сроком годности реагента. К образцам крови прилагалась опись с указанием даты взятия крови, клички, даты рождения, индивидуального номера животного и предприятия собственника животного. Образцы крови хранились и доставлялись в холодильнике при температуре 2–4 °С. С момента взятия биоматериала и доставки в центр геномных технологий прошло не более 3 дней. Подготовку проб проводили с использованием стандартных методов и реагентами для выделения геномной ДНК коммерческими наборами, руководствуясь инструкцией фирмы-изготовителя. Геномную ДНК выделяли из жидкой крови животных с использованием коммерческого набора реагентов «ДНК Экстран» (Синтол, Россия), а также с использованием набора колонок для выделения высокомолекулярной ДНК «QIAamp 96 DNA».
Результаты и их обсуждение. Ген пролактина (Bovine Prolactin Gene, bPRL) относится к семейству белковых гормонов, которые активно участвуют в лактационной деятельности животного [5–7]. Некоторыми исследователями отмечено благоприятное влияние аллеля А гена PRL на выход молочного жира и белка. Также животные с аллелем А в генотипе отличаются высокой обильномолочностью [8–11]. Таким образом, этот ген является маркером для связи локусов количественных признаков (QTL) c показателями молочной продуктивности и может быть использован как дополнительный критерий отбора при селекции молочного скота на обильномолочность [12–14].
В результате анализа полученных данных по гену PRL установили, что у крупного рогатого скота, разводимого на предприятиях Омской области, с наибольшей частотой встречались животные, которые не являлись носителями приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом гена PRL (табл. 1), она имела значения в диапазоне от 0,74 до 0,8. Распределение частот геторозиготных генотипов по исследуемому гену PRL составило всего от 0,40 до 0,52.
В результате проверки соответствия выявленной частоты генотипов по Харди-Вайнбергу очевидно, что все анализируемые выборки по гену PRL находятся в равновесном состоянии.
Таблица 1
Частота генотипов и аллелей гена PRL
|
Генотип |
n, голов |
Частота генотипов |
Аллель |
Частота аллелей |
Нe |
Fis |
||
|
Товарное предприятие |
||||||||
|
А/А* |
– |
– |
А |
0,26 |
0,38 |
–0,04 |
||
|
А/В**(Ho) |
13 |
0,52 |
||||||
|
В/В*** |
12 |
0,48 |
В |
0,74 |
||||
|
Племенной репродуктор |
||||||||
|
А/А* |
– |
– |
А |
0,20 |
0,32 |
–1,50 |
||
|
А/В**(Ho) |
10 |
0,40 |
||||||
|
В/В*** |
15 |
0,60 |
В |
0,80 |
||||
*А/А – животное гомозиготное по данному аллелю исследуемого гена PRL.
**А/В – носитель аллеля приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом по гену PRL.
***В/В – не является носителем аллеля, приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом по гену PRL.
Примечание: Но – Наблюдаемая гетерозиготность; Нe – средняя гетерозиготность на особь; Fis – индекс, измеряющий отклонения внутригрупповых (субпопуляционных) наблюдаемых гетерозиготностей от ожидаемых при равновесии.
У исследованных животных красной степной породы, разводимых на предприятиях, отсутствовал гомозиготный генотип по А аллелю.
Частота встречаемости генотипов с желательным аллелем А среди животных, разводимых в товарном хозяйстве, оказалась выше на 0,12 в сравнении с частотой встречаемости в племенном репродукторе. Даная особенность, возможно, связана с особенностями закрепления производителей в исследуемых предприятиях.
В разрезе лактаций частота генотипов по гену PRL представлена в таблице 2.
В товарном предприятии носители желательного аллеля А являются коровы первой и второй лактации. Полновозрастные коровы имели генотип В/В, что свидетельствует о раннем выбытии коров гетерозигот. Это связано с высокой физиологической напряженностью организма животного с более высоким уровнем молочной продуктивности при относительно неблагоприятных условиях содержания.
Таблица 2
Частота встречаемости генотипов по гену PRL красной степной породы в разрезе лактаций, %
|
Предприятие |
Генотип |
1-я лактация |
2-я лактация |
3-я лактация |
|
Товарное |
А/В |
74 |
56 |
– |
|
В/В |
26 |
44 |
100 |
|
|
Племенной репродуктор |
А/В |
58 |
69 |
90 |
|
В/В |
42 |
31 |
10 |
В племенном репродукторе с возрастом животных увеличивается частота носителей желательного аллеля. 58 % первотелок являются носителями аллеля А гена PRL. Максимальная частота встречаемости генотипов с ассоциированным аллелем А гена PRL в группе коров 3-й лактации – 90 %, и только 10 % коров в данной группе имеют генотип В/В. Выявленная частота генотипов в разрезе лактаций позволяет судить об организации селекционно-племенной работы в стадах. Так, в племенном репродукторе, благодаря целенаправленной селекции на обильномолочность и созданию относительно благоприятных условий содержания животных, удалось выбраковать животных с нежелательным фенотипом и генотипом.
Заключение. Проведенный анализ по оценке полиморфизма гена PRL у животных красной степной породы, разводимых на предприятиях Омской области, показал, что большинство животных не является носителями аллеля, приводящего/ассоциированного с исследуемым фенотипом по гену пролактина, и соответственно не может передавать данный признак будущему потомству. Для увеличения в популяции животных с генотипом А/А и А/В необходимо подбирать и закреплять за коровами данной популяции быков-производителей с генотипом А/А по гену PRL.
1. Севостьянов М.Ю., Лиходеевская О.Е., Горелик О.В. Селекционные параметры основных хозяйственно полезных признаков молочной продуктивности коров уральского типа черно-пестрой породы // Генетика и разведение животных. 2020. № 4. С. 22–27. DOI:https://doi.org/10.31043/2410-2733-2020-4-22-27.
2. Влияние матерей на формирование продуктивности потомков / Т.Ф. Лефлер [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2020. № 5 (158). С. 106–111. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-5-106-111.
3. Троценко И.В., Иванова И.П. Взаимосвязи между признаками продуктивности у молочного скота // Вестник КрасГАУ. 2022. № 3 (180). С. 93–100. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-3-93-100.
4. Шевелева О.М., Свеженина М.А. Селекционно-генетические параметры продуктивных признаков и экстерьерные особенности крупного рогатого скота черно-пестрой породы в Западной Сибири // Молочнохозяйственный вестник. 2021. № 2 (42). С. 95–106. DOI:https://doi.org/10.52231/2225-4269_2021_2_95.
5. Иванова И.П. Полиморфизм гена пролактина и влияние его генотипа на молочную продуктивность коров Омской области // Известия Горского государственного аграрного университета. 2022. Т. 59-2. С. 68–73. DOI:https://doi.org/10.54258/20701047_2022_59_2_68.
6. Лефлер Т.Ф., Крашенинникова И.В. К вопросу о влиянии генотипа на продуктивные качества коров // Вестник КрасГАУ. 2022. № 5 (182). С. 170–176. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-5-170-176.
7. Суханова О.Г. Селекция в молочном скотоводстве // Промышленность и сельское хозяйство. 2022. № 5 (46). С. 17–20.
8. Влияние породы и генотипа по гену пролактина на молочную продуктивность и качество молока коров / С.В. Тюлькин [и др.] // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2020. № 5. С. 55–60. DOI:https://doi.org/10.26155/vet.zoo. bio.202005008.
9. Геномная селекция как основа племенной работы (обзор) / А.Е. Калашников [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2021. № 7 (172). С. 163–170. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-7-163-170.
10. Егорашина Е.В., Тамарова Р.В. Использование маркерной селекции в племенной работе со стадом молочного скота разных пород // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2019. № 3 (51). С. 42–47. DOI:https://doi.org/10.31563/1684-7628-2019-51-3-42-47.
11. Михалюк А.Н., Танана Л.А., Епишко О.А. Влияние генов пролактина (PRL) и бета-лактоглобулина (BLG) на показатели молочной продуктивности коров высокоголштинизированной белорусской черно-пестрой породы // Ученые записки учреждения образования Витебская ордена Знак почета государственная академия ветеринарной медицины. 2021. Т. 57, № 2. С. 122–127. DOI:https://doi.org/10.52368/2078-0109-2021-57-2-122-127.
12. Иванова И.П., Троценко И.В. Характеристика популяции красной степной породы крупного рогатого скота в стадах Омской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (88). С. 257–261.
13. Чижова Л.Н., Суржикова Е.С., Михайленко Т.Н. Оценка генетического потенциала молодняка молочного скота по маркерным генам CSN3, GH, pit-1, PRL // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 6. С. 40–46.
14. Панфилова Г.И., Засемчук И.В., Третьякова О.Л. Некоторые селекционно-генетические параметры и взаимосвязь признаков продуктивности чистопородных и помесных коров-первотелок // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (87). С. 284–287.
