Quantification of gene effects on single milk proteins in selected groups of dairy cows
Authors: Ehrmann S. , Bartenschlager H. , Geldermann H. 
Published: March 2011

Different alleles and genotypes per polymorphic milk protein were compared, within the concentration and quantity of the protein which is coded from the corresponding locus. Cows were chosen according to their diversity in milk‐protein content, as well as in the polymorphic milk proteins. Polymorphic milk proteins were analysed by isoelectric focusing. The contents and quantities of total milk protein and whey protein were measured photometrically. Single milk proteins were quantified after poly‐acrylamide gel electrophoresis, using computer‐assisted densitometer. The contents of single milk proteins could be measured with repeatabilities between 0.58 (α‐lactalbumin) and 0.97 (β‐lactoglobulin). Close associations were observed between alleles/genotypes of milk‐protein‐coding gene loci, and the contents, as well as the yields, of the corresponding milk proteins, Superior alleles concerned with the content yield of corresponding proteins have been β‐lactoglobulin A, αs1‐casein C, and β‐casein B. Simultaneous comparison of genotypes of the casein gene cluster with the milk‐protein values revealed significant effects through distinct allele combinations. Breed influences on the associations between genes and milk proteins were considerably smaller than the influences from single milk‐protein‐coding loci. Intragenic haplotypes may explain the associations between variants in coding DNA sequences and gene expression, estimated for single milk proteins. An analysis of balancing forces on allele frequencies and haplotype combinations per population will be necessary, before genotype screening can be applied usefully for breeding.

Quantifizierung von Geneffekten auf einzelne Milchproteine in selektierten Milchkuh‐Gruppen

Verschiedene Allele und Genotypen pro polymorphes Milchprotein wurden mit der Konzentration und Menge des Proteins verglichen, das vom betreffenden Locus kodiert wird. Zu diesem Zweck wurden Kühe aufgrund des Proteingehaltes in der Milch sowie der Unterschiedlichkeit in den polymorphen Milchproteinen ausgewählt. Die polymorphen Milchproteine wurden mittels Isoelektrischer Fokussierung dargestellt. Die Gehalte und Mengen des gesamten Milchproteins und des Molkenproteins wurden photometrisch gemessen. Unter Verwendung eines Rechner‐unterstützten Densitometers wurden die einzelnen Michproteine nach Elektrophorese in Polyacrylamidgelen quantifiziert. Die Gehalte der einzelnen Milchproteine konnten mit Wiederholbarkeiten zwischen 0,58 (α‐Lactalbumin) und 0,97 (β‐Lactoglobulin) gemessen werden. Zwischen Allelen/Genotypen der Milchprotein‐codierenden Genloci and den Gehalten wie auch den Mengen der korrespondierenden Michproteine ließen sich enge Assoziationen beobachten. Die im Hinblick auf Gehalt/Menge des betreffenden Proteins überlegenen Allele waren β‐Lactoglobulin A, αs1‐Casein C and β‐Casein B. Ein simultaner Vergleich der Genotypen des Casein‐Genclusters zeigte signifikante Assoziationen der Milchproteinwerte mit bestimmten Allelkom‐binationen. Rasseneinflüsse auf die Assoziationen zwischen Genen und Milchproteinen waren deutlich kleiner als die Einflüsse durch einzelne Milchprotein‐codierende Loci. Die gefundenen Assoziationen zwischen Varianten in codierenden DNA‐Sequenzen und der Expression einzelner Milchproteine können durch intragene Haplotypen erklärt werden. Analysen der balanzierenden Kräfte auf die Allelfrequenzen und Haplotyp‐Kombinationen pro Population sind notwendig, bevor ein Genotypen‐Screening in der Züchtung mit Vorteil angewendet werden kann.