СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ДНК-ТЕСТИРОВАНИЯ ПО ГЕНУ ДИАЦИЛГЛИЦЕРОЛ О-АЦИЛ ТРАНСФЕРАЗЫ 1 (DGAT1) ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ ГЕНОФОНДА СКОТА КРАСНОЙ БЕЛОРУССКОЙ ПОРОДНОЙ ГРУППЫ
METHOD FOR APPLYING DNA TESTING BY THE DIACYLGLYCEROL O-ACYLTRANSFERASE 1 (DGAT1) GENE FOR PRESERVING THE GENE POOL OF CATTLE OF THE BELARUS RED BREED GROUP

Изобретение относится к животноводству, в частности, к методам селекции в скотоводстве.
Традиционные зоотехнические методы оценки сельскохозяйственных животных, основанные на анализе фенотипических признаков, не всегда обеспечивают объективность суждения о селекционной перспективности животных и не могут в полной мере удовлетворить требования, предъявляемые к селекции. Большинство хозяйственно-полезных признаков имеют непрерывную фенотипическую изменчивость и находятся под контролем многих генетико-физиологических систем, а также различных факторов внешней среды. В связи с этим, методы биохимической и молекулярной генетики, основанные на использовании генетических маркеров, находят все большее применение в практической селекции. Беспрецедентные возможности открыло использование ДНК-маркеров для генетического маркирования локусов, сцепленных с хозяйственно-ценными признаками. Использование генетических маркеров молочной продуктивности в практической селекции крупного рогатого скота, позволит более достоверно оценивать генетический потенциал пород, популяций и отдельно взятых особей, контролировать селекционные процессы и корректировать их направленность, что позволит оказывать влияние на качество молочных продуктов [3].
Одним из таких генов-маркеров является ген диацетилглицерол О-ацетил трансферазы (DGAT1). Он локализирован на 14 хромосоме генома Bos Taurus и определен как генетический маркер, влияющий на качество молока. Данный ген DGAT1 используется в биосинтезе липидов и связан с жирномолочностью коров. Анализ последовательности нуклеотидов позволил идентифицировать последовательность как структурную геномную область гена DGAT1, который кодирует ацилСоА-диацилглицерин-ацилтрансферазу1. Известно, что неконсервативная замена К232А (лизина на аланин) в последовательности этого гена снижает содержание жира в молоке коров. Таким образом, аллель, содержащий лизин в 232 положении, является наиболее желательным, поскольку коровы, несущие этот аллель гена (КК и КА), производят более жирное молоко, чем гомозиготные коровы с генотипом АА, содержащий аллель, где в 232 положении располагается аланин [1, 4].
Заявляемое изобретение направлено на применение ДНК-тестирования по гену диацилглицерол О-ацил трансферазы 1 (DGAT1) для сохранения генофонда скота красной белорусской породной группы.
KK
Указанная задача достигается применением ДНК-тестирования по гену диацилглицерол О-ацил трансферазы 1 (DGAT1) для сохранения генофонда скота красной белорусской породной группы. Оценка племенной ценности животных осуществляется на основании результатов ПЦР-ПДРФ. При этом о достоинствах животных, имеющих желательный генотип DGAT1, судят по показателю жирномолочности.
Поставленная задача решается следующим образом.
КК
Берутся пробы ткани (ушной выщип) у подопытных животных, и проводится ПЦР-ПДРФ анализ в такой последовательности: ядерная ДНК выделяется из пробы ткани перхлоратным методом. Основные растворы для выделения ДНК, амплификации и рестрикции готовятся по Маниатису, Фрич Э., Сэмбруку Дж. [2]. Для проведения полимеразной цепной реакции (ПНР) используются олигонуклеотидные праймеры: DGAT1 1: 5' САС CAT ССТ СТТ ССТ САА GC 3' и DGAT1 2: 5' ATG CGG GAG TAG ТСС ATG ТС 3.' Концентрация ДНК и специфичность амплификата оцениваются электрофоретическим методом в 2% агарозном геле при напряжении 120 В, 50-60 мин. Длина амплифицированного фрагмента гена DGAT1 составляет 411 п.о. Для рестрикции амплифицированного участка гена DGAT1 применяется эндонуклеаза Асо I. Реакция проводится при температуре 37°С. Продукты рестрикции генов разделяются электрофоретически в 3% агарозном геле при напряжении 130 В, 50-60 мин, в 1×ТВЕ буфере. Визуализация фрагментов проводится при УФ-свете на системе гельдокументирования Gel Doc RX+(BIORAD) с использованием бромистого этидия. На основании полученных данных проводится отбор животных, имеющих генотип DGAT1.
Процесс сохранения генофонда скота красной белорусской породной группы предполагает отбор животных с высокой племенной ценностью и повышенным уровнем жирномолочности. Использование ДНК-тестирования по гену диацилглицерол О-ацил трансферазы 1 (DGAT1), определяющего уровень молочного жира, по сравнению с существующими способами имеет следующие преимущества:
- возможность проведения тестирования в раннем возрасте, независимо от пола животных и условий внешней среды;
- повышает точность определения племенной ценности животных, так как базируется на анализе наследственной информации, то есть непосредственно генотипа;
- повышает эффективность селекции и ускоряет процесс сохранения генофонда скота красной белорусской породной группы.
Пример конкретного выполнения.
Исследования проводились на базе УСП «Новый Двор-Агро» Свислочского района Гродненской области. Объектом исследований являлся генетический материал (ушной выщип) от коров красной белорусской породной группы в количестве 104 проб, а также коров белорусской черно-пестрой породы в количестве 105 проб Оценку животных осуществляли по результатам проведенного анализа ПЦР-ПД РФ.
KK
KK
AK
AA
KK
В результате исследований установлено, что все подопытные животные красной белорусской породной группы и белорусской черно-пестрой породы имели лишь один генотип - DGAT1 т.е. по данному гену отсутствовал полиморфизм. Установлено (Grisart В.2002), что генотип DGAT1 является наиболее желательным, т.к. коровы, имеющие данный генотип производят более жирное молоко, чем коровы с генотипами DGAT1 и DGAT [5]. Полученные в наших исследованиях данные свидетельствуют о том, что стадо хорошо отселекционировано, т.к. все животные имеют желательный по показателю жирномолочности генотип - DGAT1.
На следующем этапе исследований нами изучена молочная продуктивность коров красной белорусской породной группы и коров белорусской черно-пестрой породы (удой, массовая доля жира, количество молочного жира) в среднем по трем лактациям.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что животные красной белорусской породной группы в сравнении с животными белорусской черно-пестрой породы по гену диацилглицерол О-ацил трансферазы 1 (DGAT1) имеют более высокие показатели молочной продуктивности, в частности, жирномолочность, что позволяет получать большее количество молочного жира, и соответственно, большее количество молока базисной жирности, а также более высокий выход готовых продуктов с нормируемой массовой долей жира. Изобретение позволит не только сохранить генофонд скота красной белорусской породной группы, но и проводить дальнейшую работу по созданию белорусской красной породы.
KK
Таким образом, способ применения ДНК-тестирования по гену диацилглицерол О-ацил трансферазы 1 (DGAT1) позволяет проводить тестирование и отбор животных имеющих желательный генотип DGAT1, отвечающий за показатель жирномолочности, что повышает интенсивность и качество селекционного процесса для сохранения генофонда скота красной белорусской породной группы.
Источники информации
1. Зиннатова, Ф.Ф. Роль генов липидного обмена (DGAT1, TG5) в улучшении хозяйственно-полезных признаков крупного рогатого скота / Ф.Ф. Зиннатова, Ф.Ф. Зиннатов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2014. - Т. 219. - С. 164-168.
2. Маниатис Т. Молекулярное клонирование / Т. Маниатис, Э. Фрич, Дж. Сэмбрук. - М.: Мир. - 1984.- 480 с.
3. 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.
4. Dybus, A. Assosiations between Lea / Val polymorphism of growth hormone gene and milk production traits in Black - and White cattle / A. Dybus // Azch. Tierz. Dummerstorf. - 2002. - Vol. 45, №5. - P. 421-428.
5. Grisart B. Positional candidate cloning of a QTL in dairy cattle: identification of a missense mutation in the bovine DGAT1 gene with major effect on milk yield and composition / B. Grisart, W. Coppieters, F. Farnir [et. al.] // Genome Research. 2002. V. 12(2). P. 222-231.