Анализ предпочтительных и альтернативных генотипов коров казахской белоголовой породы

их происхождением — участием в формировании породы симменталов, превосходство которых составило 4,1—7,0%. Животные красно-пёстрой породы отличались от сверстниц опытных групп большими значениями тазогрудного индекса (на 3,9-5,4%) и костистости (на 0,5-0,9%).

Вывод. Использование на маточном поголовье красно-пёстрой породы и кубанского типа красного степного скота генофонда голштинской породы красно-пёстрой масти способствовало получению помесного потомства, значительно превосходящего дочерей быков красно-пёстрой породы по интенсивности роста, с сохранением пропорций и гармоничности телосложения, свойственных скоту молочного направления продуктивности.

Литература

1. Мироненко С.И. Показатели экономической эффективности выращивания крупного рогатого скота разного направления продуктивности в условиях Южного Урала / С.И. Мироненко, В.И. Косилов, Д.А. Андриенко, Е.А. Никонова // Вестник мясного скотоводства. 2014. № 3 (86). С. 58-63.

2. Мироненко С.И., Косилов В.И., Жукова О.А. Особенности воспроизводительной функции тёлок и первотёлок на Южном Урале // Вестник мясного скотоводства. 2009. Т. 2. № 62. С. 48-56.

3. Комарова Н.К., Косилов В.И., Востриков Н.И. Влияние лазерного излучения на молочную продуктивность коров различного типа стрессоустойчивости // Известия Орен-

бургского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (53). С. 132-134.

4. Улимбашев М.Б. Особенности голштинизированного красного степного скота Кабардино-Балкарии // Аграрная Россия. 2010. № 3. С. 23-24.

5. Вельматов А.А., Гурьянов А.М., Тишкина Т.Н. Эффективность использования голштинских быков европейской селекции при создании Поволжского типа скота красно-пёстрой породы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2014. № 5. С. 52-58.

6. Шевхужев А.Ф., Улимбашева Р.А., Улимбашев М.Б. Формирование мясной продуктивности молодняка чёрно-пёстрого и помесного скота при использовании разных технологий выращивания // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2017. № 3. С. 95-109.

7. Косилов В.И., Губашев Н.М., Насамбаев Е.Г. Повышение мясных качеств казахского белоголового скота путём скрещивания // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2007. Т. 1. № 13-1. С. 91-93.

8. Карашаев М.Ф. К вопросу о функциональной системе дыхания у животных // Сельскохозяйственная биология.

2008. № 2. С. 7-11.

9. Вильвер Д.С., Фомина А.А. Влияние энергетической кормовой добавки на изменчивость показателей молочной продуктивности коров чёрно-пёстрой породы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 1 (63). С. 140-142.

10. Михрева Ю.А., Быкова О.А. Влияние кормовой добавки Биостоль на молочную продуктивность и состав молока коров чёрно-пёстрой породы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 1 (63). С. 142-144.

11. Шевхужев А., Хапсирокова И. Адаптационные способности и молочная продуктивность симменталов в условиях Карачаево-Черкесии // Молочное и мясное скотоводство.

2009. № 6. С. 16-17.

Анализ предпочтительных и альтернативных генотипов коров казахской белоголовой породы

И.С. Бейшова, к.с.-х.н., Костанайский ГУ

Эффективность мясного скотоводства во многом обусловлена использованием животных, характеризующихся высокими продуктивными и племенными качествами [1—6]. Оценка животных по генетическим маркерам является более эффективной, если включает гены одного физиологи -ческого пути, так как в таком случае экспрессия одного гена влияет на экспрессию всех остальных. Следовательно, при анализе комплексного влияния полиморфизмов на исследуемые признаки обнаруживаются парные сочетания с потенцирующим действием [7].

Для повышения мясной продуктивности крупного рогатого скота представляют интерес гены соматотропинового каскада, белковые продукты которых являются ключевыми звеньями одной гум оральной цепи. Они участвуют как в процессе лактации, так и в процессах роста и развития млекопитающих (ЪРЫ-1, ЬОИ, ЪОИЯ, ЪЮ¥-1) [8]. Изучение полиморфизмов этих генов является перспективным с точки зрения поиска маркеров, ассоциированных с признаками и молочной, и мясной продуктивности у крупного рогатого скота.

Известно, что гормон роста и целый ряд других белков (прямо или косвенно необходимых для его

функционирования) обеспечивают разнообразные молекулярные и клеточные эффекты, приводящие в конечном счёте к развитию и росту организма. Эти белки составляют своеобразную ось (axis) или систему, которая запускает и контролирует совокупность метаболических процессов, ведущих к росту и связанных с клеточной дифференцировкой.

Функционирование системы гормона роста представляется в виде целого ряда последовательных молекулярных процессов, в которых принимают участие десятки других белков/пептидов. Компоненты этой системы участвуют в запуске секреции гормона роста, его транспорте в кровотоке, в передаче гормонального сигнала в клетке-мишени (внутриклеточный сигналинг) и, наконец, в целенаправленных изменениях генной экспрессии в клетках-мишенях [9]. В целом в системе гормона роста выделяют две ветви — основную и боковую, или дополнительную, а также три специальных регуляторных звена, обусловленных действием: (1) соматолиберина (гипоталамический релизинг-фактор гормона роста или соматокрин, GHRH); (2) соматостатина (SST, SRIF); (3) гре-лина (ghrelin, GHRL). Каждое из этих регуля-торных звеньев представляет собой целую цепь молекулярных событий, влияющих на секрецию гормона роста. Центральной фигурой в системе

ГР/ИФР, естественно, считают сам гормон роста, который продуцируют высокодифференцирован-ные соматотрофные клетки гипофиза. Синтез ГР обеспечивает ген bGH. Регуляция синтеза гормона роста представляет собой многоуровневый каскад взаимодействий белок — рецептор, тесно связанных между собой. Нарушение и тем более выпадение любого звена влечёт за собой изменения в работе соматотропиновой оси, которые могут привести как к различиям в фенотипических проявлениях количественных признаков продуктивности у сельскохозяйственных животных, так и к заболеваниям, развивающимся на разных этапах онтогенеза.

Материал и методы исследования. Объектом исследования послужили выборки коров казахской белоголовой породы, предметом исследования — полиморфные гены соматотропинового каскада (bPit-1, bGH, bGHR). Материалом для исследования были образцы ДНК, выделенной из крови коров казахской белоголовой породы.

Генотипы животных определяли методом ПЦР-ПДРФ. Последовательности праймеров и условия ПЦР для анализа каждого полиморфизма приведены в таблице.

Анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов включал обработку амплификата сайт-специфической рестриктазой и последующее разделение полученных фрагментов с помощью гель-электрофореза. Использовали маркер молекулярных масс O'RangeRulerTM 50 bpDNALadder, Thermo Fisher Scientific, Литва). Электрофорез проводили в 2-процентном агарозном геле (SeaKem LE Agarose, Lonza, США).

Анализ полиморфизма нуклеотидной последовательности гена bPit-1 в экзоне 6 проводился с помощью рестриктазы Hinfl. Полиморфизм обусловлен A^G нуклеотидной заменой, не приводящей к изменению аминокислотной последовательности. Сайтом узнавания для рестриктазы Hinfl является последовательность G^ANTC. Разрезаемый в ходе ферментации фрагмент содержит нуклеотид А, соответствующий аллелю bPit-1-HinfIB [10]. В случае присутствия G ну-клеотида сайт рестрикции исчезает, такой аллель обозначен как bPit-1-HinfIA.

Анализ полиморфизма нуклеотидной последовательности гена bGH в экзоне 5 проводился с помощью рестриктазы AluI. Полиморфизм обу-

словлен транзицией C^G, приводящей к замене аминокислоты лейцин на валин в последовательности аминокислот белка. Сайтом узнавания для рестриктазы AluI является последовательность AG^CT. Распознаваемый ферментом аллель содержит нуклеотид С и обозначен как bGH-AluIL. В случае присутствия G нуклеотида сайт рестрикции исчезает, такой аллель обозначен как bGH-AluIV.

Анализ полиморфизма нуклеотидной последовательности гена bGHR в экзоне 8 проводился с помощью рестриктазы SspI. Рестриктаза SspI распознаёт Т^А транзицию в экзоне 8. Данная замена вызывает подстановку полярного, хотя и незаряженного остатка тирозина вместо нейтрального фенилаланина в положении 279-го белка. Сайтом узнавания для рестриктазы является последовательность ААТ^АТТ. Разрезаемый ферментом амплифи-кат содержит нуклеотид Т, соответствующий аллелю bGHR-SspIF. В случае присутствия A-нуклеотида сайт рестрикции исчезает, такой аллель обозначен как bGHR-SspIY.

Определение предпочтительного и нежелательного аллелей проводилось путём сравнения показателей живой массы у тёлок с разными генотипами при рождении, а также в возрасте 3, 6, 9, 12, 18 и 24 мес. Также в возрасте 12, 18 и 24 мес. была исследована ассоциация генотипов с индексами телосложения, которые характеризуют мясную продуктивность животных (сбитость, костистость, растянутость и массивность), и репродуктивную функцию животных (шилозадость).

Статистическая обработка результатов исследования проведена с использованием стандартного пакета программ Statistica 6.0 (StatSoft, Ina 1994—2001), при этом были использованы модули Basic Statistic / tables, Nonparametric Statistics. Сравнение выборок по распределению частот аллелей исследуемых генов, а также оценку соответствия фактического распределения генотипов теоретически ожидаемому по закону Харди — Вайнберга проводили с помощью критерия x2. Различия во всех случаях рассматривались как статистически достоверные при уровне значимости Р<0,05.

Результаты исследования. Из данных, полученных в результате изучения характеристик продуктивности в основной группе коров с разными генотипами полиморфизма bPit-1-HinFI казахской

Индивидуальные характеристики условий ПЦР для исследуемых полиморфных

локусов генов соматотропинового каскада

Полиморфизм Условия амплификации Последовательность праймеров

bPit-1 -Hinfl 95° - 5 мин.; (95°С - 45 сек.; 55,3°С - 45 сек.; 72°С -45 сек.) х 34 цикла; 72°С - 10 мин.; 12°С - 10 мин. HinFI-F: 5 '-aaaccatcatctcccttctt-3'

HinFI-R: 5'-aatgtacaatgtcttctgag-3'

bGH-AluI 95°С - 5 мин.; (95°С - 30 сек.; 64°С - 30 сек.; 72°С - 60 сек.) х 35 циклов; 72°С - 10 мин. AluI -F: 5'-ccgtgtctatgagaagc-3'

AluI-R: 5''-gttcttgagcagcgcgt-3'

bGHR-SspI 95°С - 3 мин.; (95°С - 30 сек.; 62°С - 30 сек.; 72°С -30 сек.) х 30 циклов; 72°С -10 мин.; 12°С - 5 мин. SspI-F: 5 '-aatatgtagcagtgacaatat-3'

SspI-R: 5'-acgtttcactgggttgatga-3'

белоголовой породы (Ме (25; 75%)), можно отметить, что как в основной, так и в контрольной группах не установлено достоверных различий между генотипами ЪPгt-1-ffinFIАА, ЬРг'?-1-Ш^1АЛ и ЪА'М-НшБ1ВВ.

В качестве тенденции можно отметить, что начиная с возраста 6 мес. и в возрасте 9, 12 и 18 мес. группа животных с генотипом ЪРН- 1-Нт¥\ВВ характеризовалась более высоким показателем живой массы по отношению к группам с генотипами ЪРН-1-Ш^1АВ и ЪРЫ-1-Ш^1ВВ. Однако низкая частота встречаемости данного генотипа в выборке казахской белоголовой породы не позволила оценить достоверность наблюдения.

По приведённым в таблице данным сравнительного анализа групп с генотипами ЪРг'г-^Ш^Г", ЪРН-1-Ш^1АВ и ЪPit-1-HinFIВВ по индексам телосложения можно отметить, что в основной группе наблюдалось статистически значимое превышение показателя растянутости в возрасте 24 мес. у коров с генотипом ЪPгt-1-HinFIАА по сравнению с животными с генотипами ЪРЫ-1-Нт¥1АВ и ЪА'М-НшБ1ВВ.

Так, индекс растянутости у коров с генотипом ЪРи-1-т^1м составлял 132,768 (126,667; 137,500), в то время как данный показатель у коров с генотипами ЪРг'М-Н1^1АВ и ЪРН- 1-Шт^1ВВ был равен 127,966 (120,833; 137,705) и 119,643 (117,544; 124,074) соответственно. Т.е. генотипом с наименьшим значением индекса растянутости является гомозигота ЪP't-1-HinFFВ.

Таким образом, по признаку растянутости в возрасте 24 мес. генотип ЪPгt-1-HinFIАА можно рассматривать как потенциальный генетический маркер.

По результатам оценки ассоциации генотипа с мясной продуктивностью по полиморфизму ЪGИ-AuI можно отметить, что в основной группе животных начиная с возраста 9 мес. группа коров с генотипом ЪОИ-Ми111 превышала по живому весу группу коров с генотипом ЪGИ-AuIiV. В возрасте 24 мес. этот показатель различался у групп статистически значимо, что делает возможным рассматривать генотип ЪОИ-Ми111 как предпочтительный, а генотип ЪGИ-AluIiV как альтернативный.

В контрольной группе наблюдалась противоположная тенденция, однако небольшое число наблюдений не позволило сделать однозначных выводов.

По результатам анализа индексов телосложения у групп коров с генотипами ЪGИ-AuPi, ЪGИ-AuILV и ЪGИ-AluIVV можно отметить, что в основной группе прослживается тенденция к снижению индекса шилозадости и повышению индекса массивности у коров с генотипом ЪGИ-AuILL по сравнению с коровами с генотипом ЪОИ-Аи11Г. Это характеризует данную группу как более мясную с улучшенной репродуктивной функцией.

Эти данные консолидированы с контрольной группой. Однако результаты статистической обработки не подтверждают значимости сделанных наблюдений.

Анализ данных характеристик продуктивности в основной и контрольной группах коров с разными генотипами полиморфизма ЪОИЯ-SspI казахской белоголовой породы (Ме, (25; 75%)) показал, что в основной группе в пределах полиморфизма ЪGИR-SspI между животными с генотипами ЪОИЯ-SspFF, ЪGИД-SspF7 и ЪGИД-SspI5T достоверных различий в показателях живого веса не наблюдалось. Такая же картина отмечалась и в контрольной группе.

В виде тенденции можно отметить, что гомозиготы по редкому аллелю ЪОИВ.^р1гг характеризуются сниженным весом по сравнению с гомозиготами по более распространённому аллелю ЪОИВ.^р¥Е. Подобная тенденция прослеживалась в контрольной группе. Однако число животных в группах не позволило провести оценку достоверности наблюдаемых различий.

По результатам характеристик продуктивно -сти животных основной и контрольной групп по индексам телосложения можно добавить к вышесказанному, что особи основной группы с генотипом ЪОИВ.^р1гг характеризовались сниженным индексом костистости в возрасте 24 мес., а также сниженным индексом растянутости и массивности в возрасте 18 и 24 мес. Также в этой группе животных наблюдалось снижение индекса шилозадости в возрасте 12, 18 и 24 мес. по сравнению с коровами с генотипом ЪОИЯ^рУ' и ЪGИД-SspI5T.

В контрольной группе у животных с генотипом ЪОИВ-^рУ7 индекс шилозадости также был снижен по сравнению с коровами с генотипом ЪGИR-SspFг и ЪОИК^рУ1'.

По результатам оценки мясной продуктивности в группах коров с генотипами ЪIGF-1-SnaBIAA, ЪЮ1-1^паВ1лв и ЪЮ1-1^паВ1вв по полиморфизму SnaBI гена инсулиноподобного фактора роста 1 демонстрировались статистически значимые различия по признаку живой массы в возрасте 12, 18 и 24 мес. между животными с генотипами ЪЮ1-1^паВ1ЛЛ, ЪЮ1-1^паВ¥в и ЪЮ1-1^паВ1вв. Предпочтительными генотипами по полиморфизму ЪIGF-1-SnaBI являются генотипы ЪIGF-1-SnaBIЛA и ЪЮ1-1^паВ1м. Генотип ЪЮ1-1^паВ1вв у коров казахской белоголовой породы является альтернативным и характеризуется сниженной живой массой коров в возрасте 12, 18 и 24 мес.

По оценке индексов телосложения можно отметить, что в основной группе животные с генотипом ЪIGF-1-SnaBIЛA характеризовались более низкими значениями индексов растянутости и массивности в возрасте 18 и 24 мес., что свидетельствует в пользу более низкой мясной продуктивности при одинаковой живой массе с другими группами. В то же время эти животные характеризовались

более низким индексом шилозадости, что в свою очередь является преимуществом для реализации репродуктивной функции у коров.

В контрольной группе чётких тенденций не прослеживалось, что объясняется маленьким количеством животных.

Выводы. Для коров казахской белоголовой породы установлено следующее:

— полиморфизм ЬРН-1-ассоциирован с признаком растянутость в возрасте 24 мес. (наибольшее значение признака — генотип ЬРН-1-

— полиморфизм ЬЮР-1-БпаВ1 ассоциирован с признаком живая масса в возрасте 12, 18, 24 мес. (наибольшее значение генотип ЬЮР-1-БпаВ1м и ЬЮР-1-БпаВ1вв, наименьшее — генотип ЬЮВ-1-БпаВР4);

— генотипы с наибольшим значением признака рассматриваются как предпочтительные, потенциальные генетические маркеры и для оценки целесообразности включения их в селекционные программы данные этих групп животных сравнивали с продуктивностью общей выборки, чтобы установить характер и степень ассоциации генотипа с признаком; исключение составляет признак шилозадости. В этом случае повышение индекса сопровождается осложнениями при первом отёле и предпочтительным в селекционных мероприятиях считается генотип с наименьшим значением признака.

Литература

1. Мироненко С.И., Косилов В.И., Жукова О.А. Особенности воспроизводительной функции тёлок и первотёлок на Южном Урале // Вестник мясного скотоводства. 2009. Т. 2. № 62. С. 48-56.

2. Косилов В.И., Губашев Н.М., Насамбаев Е.Г. Повышение мясных качеств казахского белоголового скота путём скрещивания // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2007. № 1 (13). С. 91-93.

3. Бозымов К. К. Приоритетное развитие специализированного мясного скотоводства — путь к увеличению производства высококачественной говядины / К.К. Бо-зымов, Р.К. Абжанов, А.Б. Ахметалиева, В.И. Косилов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. № 3 (35). С. 129-131.

4. Шевхужев А., Воюцкий А. Мясная продуктивность бычков калмыцкой и симментальской пород в условиях комплекса // Молочное и мясное скотоводство. 2009. № 8. С. 13—14.

5. Тюлебаев С.Д. Мясные качества бычков разных генотипов в условиях Южного Урала // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 2 (30). С. 106—108.

6. Джуламанов К.М. Весовой рост бычков герефордской породы разных типов телосложения // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. № 3 (35). С. 121—123.

7. Белая Е.В., Михайлова М.Е., Батин Н.В. Комбинированные фенотипические эффекты полиморфных вариантов генов соматотропинового каскада (bPit-1, bPRL, bGH, bGHR и bIGF-1) на признаки молочной продуктивности у крупного рогатого скота голштинской породы // Молекулярная и прикладная генетика: 2012. Т. 13. С. 36—43.

8. Михайлова М.Е., Белая Е.В. Влияние полиморфных вариантов генов соматотропинового каскада bGH, bGHR и bIGF-1 на признаки молочной продуктивности у крупного рогатого скота голштинской породы // Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2011. Т. 55. № 2. С. 63—69.

9. Phillips J.A. III Inherited defects in growth hormone synthesis and action. In: The metabolic and molecular basis of inherited disease / ed. by C.R. Scriver, A.L. Beaudet, W.S. Sly, D. Valle. 7-th Edition // McGraw-Hill Health Professions Division. 1995. Vol. 2. P. 3023—3044.

10. Lemay D.G., Lynn D.J., Martin W.F. The bovine lactation genome: insights into the evolution of mammalian milk // Genome Biology. 2009. Vol. 10. issue 4.

Некоторые биологические особенности животных симментальской породы и голштин х симментальских помесей

В.А. Панин, д.с.-х.н., ФГБНУ ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН

Крупный рогатый скот неодинаковых генотипов по-разному реагирует на биотические и абиотические изменения [1—5]. Поэтому изучение акклиматизационных особенностей и резистентности особей выведенного генотипа в сопоставлении с распространённой в Оренбургском регионе породой скота — симментальской разрешает делать вывод о верности выбранного курса селекционно-племенного пути развития [6—10].

Значимым обстоятельством жизнедеятельности организма крупного рогатого скота служит естественная резистентность. Естественная резистентность проявляется гуморальными факторами с обширным диапазоном действия.

Центральными интерьерными свойствами, отображающими особенности протекающих в организме скота физиологических процессов, служат морфологический и биохимический состав крови.

Их анализ позволяет судить об интенсивности окислительно-восстановительных реакций, общем уровне обмена веществ, росте и развитии скота.

Материал и методы исследования. Цель исследования — изучение гематологических показателей и естественной резистентности особей симментальской породы и голштин х симментальских помесей в климатической зоне Оренбургской области. Для проведения исследования по генетическому признаку были сформированы две группы чистопородных и помесных бычков-кастратов. В процессе исследования вели учёт возрастных и породных изменений живой массы и продуктивности животных.

Результаты исследования. От воздействия негативных погодных факторов защитные способности индивидуума уменьшаются, о чём свидетельствует уровень неспецифического иммунитета. При отрицательной температуре воздуха показатель бактерицидной и лизоцимной активности сыворотки крови определяется как низкий. Результаты проведённого нами исследования подобной