Метод прогнозирования продуктивности абердин-ангусского скота с учётом результатов полиморфизма генов

30 Разведение, селекция, генетика

УДК 636.088.31:591.11

Метод прогнозирования продуктивности абердин-ангусского скота с учётом результатов

полиморфизма генов

В.М. Габидулин, С.А. Алимова

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства»

Аннотация. В статье представлены результаты исследования животных мясного скота стада абердин-ангусского породы на наличие ДНК-маркеров по генам Bola-DRB3 и TG5 и связь с продуктивностью в сравнительном аспекте по общепринятой схеме: коровы-матери, коровы-дочери, тёлки-внучки в условиях Зауралья России, племзавода ООО «Суерь» Курганской области.

Согласно результатов молекулярно-генетического анализа полиморфизма гена Bola-DRB3 не выявлено достоверного различия показателей продуктивности между гетрозиготными и гомозеготными генотипами у маток 3-х генераций. Вместе с тем коровы генотипа гена TG5 по гетрозиготной аллели СТ обладают наилучшей наследственной продуктивностью, что послужило обоснованием применения способа оценки наследуемости продуктивных качеств коров по генотипу СТ гена тиреоглобулина TG5 СТ. Данный способ зарегистрирован как патент № 2016135817 Российской Федерации от 07.09.2016 г.

Не выявленная достоверность влияния гомозиготных аллелей ТТ и СС по гену TG5 и аллелей GG и ТТ по гену Bola-DRB3 объясняется отсутствием необходимого количества животных по желательным генотипам.

Выявленный способ прогнозирования продуктивности животных по ДНК-маркерам станет дополнительным критерием оценки животных в селекционно-племенной работе при совершенствовании стада мясного скота абердин-ангусской породы племзавода ООО «Суерь» Курганской области.

Ключевые слова: коровы, абердин-ангусская порода, продуктивность коров, ДНК-маркеры, аллели, полиморфизм, гены.

Введение.

Массовое внедрение в животноводство ДНК-технологий позволяет изучить гены-маркеры животных, которые контролируют и прогнозируют важные функции у животных, таких как рост, качество мяса, уровень молочной продуктивности и качество молока; выявить наследственные заболевания в молодом возрасте, резистентность к болезням и другие важные продуктивные особенности организма животных [1-5]. В связи с этим изучение генофонда абердин-ангусского скота в нашей стране с использованием ДНК-маркеров является интересным и актуальным.

Цель исследования.

Разработать способ прогнозирования продуктивности абердин-ангусского скота с учётом анализа данных полиморфизма по генам Bola-DRB3 и TG5.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования. Коровы абердин-ангусской породы, завезённые в 2008 году из Австралии в племзавод ООО «Суерь» Курганской области, а также их потомки - дочери и внучки, рождённые в этом же племзаводе.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями Russian regulations, 1987 (Order No. 755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and «The Cuide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Waschington, D.C. 1966)». При выполнении исследований были приняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества используемых образцов.

Характеристика территорий, природно-климатические условия. Племзавод ООО «Суерь» является составной частью территорий Белозерского района Курганской области, что находится в юго-западной части Сибири. По результатам наблюдений Курганской метеостанции за последние 5 лет количество осадков в виде дождя и снега выпадает в пределах 320-470 мм. Роза ветров преобладает северо-западного направления.

Разведение, селекция, генетика 31

Схема эксперимента. Опытные животные были сгруппированы по 40 голов в 3 группы. В I группу отобраны коровы-матери, завезённые в 2008 г. из Австралии, во II - коровы-дочери и в III группу - тёлки-внучки, рождённые в хозяйстве. Для проведения намеченного исследования был проведён анализ продуктивных показателей по группам исследуемых генотипов. При этом учитывалась живая масса и молочность коров I и II групп в возрасте 3-х лет и живая масса тёлок в возрасте 16 мес. на основании зоотехнического учёта и программы ОПЦ КРС.

Методом ПЦР-анализа была выявлена частота встречаемости генотипов гена Bola-DRB3 и TG5 по формуле:

П

Р = — , где

N 100

Р - частота определённого генотипа, %,

n - количество животных, имеющих определённый генотип, гол., N - число животных в опытных группах, гол.

Оборудование и технические средства. ПЦР-анализ был проведён в испытательном центре ФГБНУ ВНИИМС (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.21ПФ59 от 12.10.2015 г.).

Для выявления полиморфизма генов Bola-DRB3 и TG5 у опытных животных был проведён забор крови из ярёмной вены. Полученную кровь вносили в пробирки с 60 мкл этилендиаминтетра уксусной кислоты (ЭДТА) до конечного объёма 10 мл. Выделение ДНК из крови проводили с использованием комплекта реагентов для выделения геномной ДНК из цельной крови «ДНК-Экстран-1» («Синтол», Россия). Для амплификации фрагментов генов использовались праймеры.

ПЦР проводили на программируемом амплификаторе АНК-32 («Синтол», Россия).

Статистическая обработка. Статистическая обработка полученного материала проводилась с помощью общепринятых параметрических (t-критерий Стьюдента) и непараметрических статистических методов с применением пакета программ «Statistika 10.0» («Stat Soft Inc.», США).

Результаты исследований.

Анализ полиморфизма гена Bola-DRB3 по аллели *11 выявил, что гомозиготный желательный генотип GG обнаружен лишь у одной коровы с I группы, что составило 2,5 %. Большинство животных имеют гетерозиготный генотип GT, данный генотип был выявлен в I группе у 77,5 %, II - 90 %, и III -72,5 %.

Гомозиготный генотип ТТ проявился у 20 % в I группе, во II - у 10 % и в III - у 27,5% (табл. 1).

Таблица 1. Частота встречаемости желательных генотипов и частот по *11 аллелям полиморфизма гена Bola-DRB3

Группа n GG* GT TT

n % n % n %

I 40 1 2,5 31 77,5 8 20

II 40 - - 36 90 4 10

III 40 - - 29 72,5 11 27,5

Примечание: * - желательный генотип

Следующим этапом исследования явилось изучение взаимосвязи полиморфизма гена Во1а-DRB3 с показателями живой массы и молочности коров (табл. 2).

Анализ показателей продуктивности выявил незначительное различие между показателями в структуре полиморфизма изучаемого гена. При этом достоверность разницы не установлена.

Тиреоглобулин (TG5) - гликопротеин, предшественник тироидных гормонов трийодтиронина (ТЗ) и тетрайодтиронина (Т4), является одним из важных генов липидного обмена. Ген гормона тирео-глобулина ранее рассматривался в качестве функционального и позиционного гена-кандидата мрамор-ности мяса. Наиболее желательным для введения селекции на основе молекулярно-генетического анализа является генотип ТТ [6-9].

32 Разведение, селекция, генетика

Таблица 2. Показатели продуктивности животных по наличию аллельного состава гена Во1а-ОЯВ3

Группа Показатели продуктивности Показатели

GG GT ТТ

I группа живая масса 491,2±7,1 503,1±11,6 497,1±9,1

молочность 224,0±1,6 217,2±4,6 222,1±3,6

II группа живая масса - 519,3±7,3 529,7±11,6

молочность - 219,1±11,4 216,4±9,7

III группа живая масса - 408,6±12,4 410,4±6,6

молочность - - -

Дальнейшим этапом исследования явилось изучение взаимосвязи полиморфизма гена TG5 с показателями живой массы и молочности коров.

В результате анализа полиморфизма гена TG5 у коров и их дочерей было выявлено, что большинство животных имеют гетерозиготный генотип СТ, данный генотип был выявлен у 80,0 % I группы, 90,0 % - у II и 86,6 % - у III группы. Гомозиготный генотип СС обнаружен у 17,5 % I группы, 10,0 % -у II и 9,3 % - у III группы. Гомозиготные животные по желательному генотипу ТТ у исследуемых II и III групп отсутствовали, а у I группы была выявлена лишь одна голова или 2,5 % от исследуемого поголовья (рис. 1).

90 80 ш 1  коровы-матери

70 60 50 I коровы-дочери  тёлки-внучки

40 30 20 10 1 Шт

0

СТ СС ТТ

Рис. 1 - Относительное количество животных в структуре гена TG5, %

Анализ показателей на наличие изучаемых аллелей выявил, что частота встречаемости аллеля С у I группы составила 0,58 %, аллеля Т - 0,42; у II группы - 0,55 % и 0,45 %; III группы - 0,54 % и 0,46 % соответственно.

Результаты сравнительного анализа ассоциации полиморфизма гена тиреоглобулина с живой массой у коров-матерей показали, что наивысшими показателями характеризовалась корова, несущая желательный генотип ТТ, при этом она превосходила коров с генотипами СС и СТ на 18,9 кг (3,72 %) и 13,7 кг (2,7 %). Коровы I группы с гетерозиготным генотипом СТ имели промежуточный результат и превосходили на 5,2 кг маток с гомозиготным генотипом СС. У коров-дочерей наивысшими показателями по живой массе характеризовались животные с генотипом СТ, они превосходили коров с генотипом СС на 31,6 кг или на 5,85 % (табл. 3).

Таблица 3. Тестирование полиморфизма гена тиреоглобуллина

Показатель I группа II группа III группа

генотип генотип генотип

СС СТ ТТ СС СТ ТТ СС СТ ТТ

Живая масса в 3 года Молочность, 1 отёл 489,1±8,4 494381* 5С8,0±0,0 509,08,6 540,6±10,1™ - 405,0±9,1 414,0±7,3* -212,7±2,7 214,0±4,3 237,0±2,9 217,1±2,9 219,0±3,1* - -

Примечание: * - Р>0,95; ** - Р>0,99; *** - Р>0,999

Разведение, селекция, генетика

Анализ ассоциации полиморфизма гена ТG5 с молочностью показал, что наименьшим показателем характеризовались коровы и дочери, несущие генотип СС, при этом они уступали другим генотипам на 1,3-24,3 кг и 1,9 кг соответственно. Коровы-матери с генотипом СТ занимали промежуточное положение по молочности.

Также прослеживалось превосходство дочерей над матерями по показателям живой массы: 19,9 кг (3,9 %) - генотип СС, генотип СТ - 46,3 кг (8,6 %), по молочности превосходство составило: генотип СС - 4,4 кг (2,0 %), генотип СТ - 5,0 кг (2,3 %). Внучки, представительницы гена СТ, превосходили своих сверстниц с аллелем СС на 2,2 %.

Таким образом, животные, несущие генотип СТ и ТТ по гену ТG5сг, обладают наилучшими показателями по живой массе и молочности.

Полученные результаты послужили обоснованием применения предлагаемого способа оценки наследуемости продуктивных качеств коров по генотипу СТ гена тиреоглобулина ТG5сг.

, где

Кст - коэффициент наследуемости по генотипу СТ от уровня 100 %, %, Р1 - живая масса коров-матерей в возрасте 3 года, кг, Р2 - живая масса коров-дочерей в возрасте 3 года, кг,

М1 - молочность коров-матерей (живая масса молодняка в возрасте 205 дн.), кг

М2 - молочность коров-дочерей (живая масса молодняка в возрасте 205 дн.), кг

Р - живая масса коров абердин-ангусской породы в возрасте 3 года класса элита-рекорд, кг;

М - молочность коров абердин-ангусской породы в возрасте 3 года (живая масса молодняка в возрасте

205 дн.), кг

П1 - количество коров-матерей, имеющих генотипы СТ, гол.; п2 - количество коров-дочерей, имеющих генотипы СТ, гол.; N - количество коров опытной группы, гол.

Коэффициент наследуемости - 22,98 %.

Обсуждение полученных результатов.

У крупного рогатого скота за первичный иммунитет отвечает на воздействие бактерий и вирусов ген Bola-DRB3. Он не только во многом определяет эффективность иммунной системы животных, но и располагается в одной хромосоме с геном пролактина и рядом других, влияющих на молочную продуктивность [10].

Согласно отчётам Федеральной службы по ветеринарному и фитосанитарному надзору за 20082013 годы, лейкоз входит в десятку заболеваний, составляющих 80 % неблагополучия в хозяйствах, где разводится крупный рогатый скот. Причём, если в 2008 году лейкоз занимал 8-е место по неблагополучности, то в 2013 году - на первом месте. А по заболеваемости лейкоз стабильно в течение последних лет занимает первое место среди болезней крупного рогатого скота в России.

Проблема лейкоза крупного рогатого скота является одним из приоритетных в скотоводстве России. Существуют как минимум два альтернативных подхода для повышения традиционных проти-волейкозных мероприятий: разработка метода эффективной ранней диагностики и использование в селекционной практике признака устойчивости к лейкозу.

Исследованиями ряда авторов установлена достоверная взаимосвязь между генотипом Во1а-DRB3 и устойчивостью к лейкозу. Показано, что животные, несущие определённые аллели этого гена (*11, *23, *28), не склонны к переходу лейкоза в стадию персистентного лимфоцитоза.

34 Разведение, селекция, генетика

В наших исследованиях установлено, что у опытных животных 3 -х групп (90 голов) при анализе полиморфизма гена Bola-DRB3 по *11 аллели желательный генотип GG обнаружен лишь у одной коровы с I группы, что составило 0,83 % от всего исследуемого поголовья, у остальных групп желательный аллель отсутствовал.

Как упоминалось выше, Bola-DRB3 влияет и на молочную продуктивность коров, являющейся одним из селекционных признаков. В связи с этим нами изучена связь полиморфизма гена Bola-DRB3 коров абердин-ангусской породы с их живой массой и молочностью.

Результаты исследования выявили незначительное различие между показателями в структуре изучаемого гена, при этом достоверность разницы не установлена.

Ген гормон тиреоглобулина является геном липидного обмена, влияющим на накопление жиров и мраморности мяса [11]. Поэтому мы изучали наличие гена TG5 и его связь с живой массой маток III группы и молочностью II группы.

Так, анализ ассоциации полиморфизма гена TG5 выявил, что животные, несущие генотип СТ и ТТ, обладают превосходством по живой массе и молочности. При этом выявлен способ оценки наследуемости качеств коров по генотипу СТ гена тиреоглобулина TG5CT и зарегистрирован как патент № 2016135817 Российской Федерации от 07.09.2016 г.

Заключение.

Обобщая полученные материалы исследования метода прогнозирования продуктивности абер-дин-ангусского скота с учётом результатов полиморфизма по генам Bola-DRB3 и TG5, следует отметить, что животные, несущие ген Bola-DRB3: генотипы GG, GT, ТТ не отличаются между собой по продуктивности.

Вместе с тем представительницы генома аллель Т по гену ТG5 имеют наилучшие показатели живой массы и молочности.

Следовательно, в дальнейшей работе по совершенствованию стада абердин-ангусского скота в племзаводе ООО «Суерь» следует применять тестирование животных на наличие гена липидного обмена ТG5, а выявленных животных закреплять за быками-производителями, гомозиготных по данному гену.

Литература

1. Алимова С.А., Габидулин В.М., Тарасов М.В. Иммуногенетический анализ крови стада абердин-ангусской породы // Разработка и освоение инноваций в животноводстве: материалы междунар. науч.-практ. конф. / под ред. чл.-корр. В.И. Левахина. 24-25 октября 2013 г. Оренбург, 2013. С. 11-13.

2. Дубовскова М.П. Составляющие крови как фактор экологической адаптации тёлок разных генотипов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2004. № 2. С. 136-138.

3. Тюлебаев С.Д., Нурписов И.Б., Каюмов Ф.Г. Селекционно-генетические параметры тёлок // Вестник мясного скотоводства. 2007. Вып. 60. Т. I. С. 291-294.

4. Калашников Л.А. Современное состояние и проблемы использования методов анализа ДНК в генетической экспертизе племенных животных // Аграрная Россия. 2002. № 5. С. 30-40.

5. Молекулярно-генетические маркеры в селекционной работе с разными видами сельскохозяйственных животных / М.И. Селионова, Е.А. Глазырь, Т.И. Антолико, С.С. Бурылова // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 2. С. 30-35.

6. Способ определения годовой мясной продуктивности коров мясной породы шароле: пат 2531578 Рос. Федерация / И.В. Щукина, С.А. Мирошников, К.М. Джуламанов, Ф.Г. Каюмов, Б.Г. Рога-чёв, Л.Н. Павлов, В.И. Колпаков, Н.В. Мищенко. Заявл. 26.02.13; опубл. 20.10.14, Бюл. № 29.

7. Способ оценки мясных коров по молочности: пат. 2545397 Рос. Федерация / Ш.А. Макаев, С.А. Мирошников, К.М. Джуламанов, Ф.Г. Каюмов, И.В. Щукина, Б.Г. Рогачёв, Л.Н. Павлов. Заявл. 12.02.14; опубл. 27.03.15, Бюл. № 9.

8. Способ определения и прогнозирования продуктивных качеств молодняка мясных пород крупного рогатого скота по мясной продуктивности: пат. 2583305 Рос. Федерация / К.М. Джуламанов, Е.Б. Джуламанов, Ю.И. Левахин, Г.Н. Урынбаева. Заявл. 25.11.14; опубл. 10.05.16. Бюл. № 13.

9. Мамуров А.М. Генетические маркеры в селекции животных: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Л., 1985. 44 с.

Разведение, селекция, генетика

10. Leptin as a predictor of carcass composition in beef cattle / T.W. Geary, E.L. McFadin, M.D. MacNeil et al. // Journal of Animal Science. 2003. Vol. 81(1). P. 1.

11. Georges M. Marring guantitative trait loci controlling milk production in dairy cattle by exploiting progeny testing // Genetics. 1987. Vol. 139. P. 907-920.

Габидулин Вячеслав Михайлович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела разведения мясного скота ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-74, e-mail: vniims.or@mail.ru

Алимова Светлана Анатольевна, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник отдела разведения мясного скота ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-74, e-mail: vniims.or@mail.ru

UDC 636.088.31:591.11

Gabidulin Vyacheslav Mikhaylovich, Alimova Svetlana Anatolevna

FSBSI «All-Russian Research Institute ofBeef Cattle Breeding», e-mail: vniims.or@mail.ru

The method of predicting the productivity of Aberdeen Angus cattle taking into account the results of

gene polymorphism

Summary. The article presents the results of a study of beef herd of Angus breed for the presence of DNA markers by genes Bola-DRB3 and TG5 and communication with productivity in a comparative aspect according to the standard scheme: cow-mother, cows-daughters, heifers-granddaughters in the conditions of TransUrals in breeding farm «Suer» of Kurgan region.

According to the results of molecular genetic analysis of Bola-DRB3 gene polymorphism we revealed no significant differences between the productivity rates of heterozygous and homozygous genotypes from dams of 3 generations. However, TG5 cow genotype by heterozygous CT alleles possess the best hereditary productivity, which was the reason for a method of estimating the heritability of cows productive qualities by genotype CT gene of TG5 ST thyroglobulin. This method is registered with a patent number 2016135817 in the Russian Federation as of 09.07.2016

The influence of homozygous TT and CC alleles by gene TG5 and GG and TT alleles by gene Bola-DRB3 was not identified and it can be explained by the required number of animals with desired genotypes. The revealed method for predicting productivity of animals by DNA markers will be an additional criterion for the assessment of animals in selection and breeding work for improving Angus cattle herd in the breeding farm «Suer» of Kurgan region.

Key words: cows, Aberdeen-Angus breed, productivity, DNA markers, alleles, polymorphism, genes.

УДК 637.513.11:591.4

Убойные показатели, морфологический и химический составы туш бычков нового типа «Вознесеновский» калмыцкой породы скота

И.М. Дунин1, Л.М. Половинко2, Н.А. Калашников2, Ф.Г. Каюмов2, Ф.Х. Сиразетдинов2

1 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела»

2 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства»

Аннотация. В статье представлены результаты контрольного убоя бычков калмыцкой породы нового типа «Вознесеновский» и базового варианта, который проводился на мясокомбинате с. Дивное Апанасенковского района Ставропольского края. На мясокомбинате проводился убой животных с предварительной предубойной выдержкой, а затем на охлаждённых до +4 °С полутушах проводилась их обвалка.

В результате были определены такие показатели, как масса парной туши, масса внутреннего жира-сырца, убойная масса, масса мякоти, костей и сухожилий. Далее путём расчётов был определён выход мякоти, костей и сухожилий, а также такие показатели, как индекс мясности и выход мякоти на 100 кг живой массы. К примеру, разница между бычками базового варианта и нового типа по выходу