Взаимосвязь полиморфизма генов липидного обмена (Lep, tg5) с молочной продуктивностью крупного рогатого скота

УДК 632.082.12

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА (LEP, TG5) С МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Зиннатов Ф.Ф. - к.б.н., доцент; Шамсова А.Р. - аспирант; *Зиннатова Ф.Ф.- к.б.н., н.с; Ахметов Т.М. - д.б.н., профессор; Сафиуллина А.Р. - аспирант Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана *Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии,

г.Казань

Ключевые слова: генотип, полиморфизм, липидный обмен, молочная продуктивность, коровы, ДНК, ПЦР-ПДРФ анализ.

Key words: genotype, polymorphism, lipid metabolism, milk production, cows, DNA, PCR-RFLP analysis.

Молочное скотоводство является одной из наиболее важных отраслей животноводства, и поэтому необходимо дальнейшее развитие отрасли: улучшение не только количественных, но и качественных показателей продуктивности молочного скота, накопление в стадах животных с высоким потенциалом продуктивности [4]. Более достоверно оценивать генетический потенциал животных в практической селекции крупного рогатого скота позволит использование ДНК-маркеров [1, 5].

В качестве потенциальных маркеров молочной продуктивности могут рассматриваться гены липидного обмена - лептин ^ЕР) и тиреоглобулин (TG5), которые влияют на жировой обмен, процентное содержание и выход жира в коровьем молоке [2, 3, 6].

Материалы исследования. Исследования выполнялись в лаборатории молеку-лярно-генетических исследований ФГБНУ «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства». Объектом исследования являлись образцы ДНК, полученные из крови коров голштинской породы, принадлежащих СХПК ПЗ «им. Ленина» Ат-нинского района Республики Татарстан, в количестве 50 голов.

ДНК выделяли из лейкоцитов крови в количестве 100 мкл с использованием комплекта реагентов для экстракции ДНК из клинического материала «Ампли Прайм ДНК-сорб-В» (НекстБио, Россия), согласно методике изготовителя. Амплификацию фрагментов ДНК проводили в амплификатореT100 ThermaЮyder (BioRad, США). Для амплификации фрагментов генов LEP иTG5 использовали следующие прай-

меры:

LEP-F1: 5'-GAC-GAT-GTG-CCA-CGT-GTG-GTT-TCT-TCT-GT-3',

LEP-R1: 5'-CGG-TTC-TAC-CTC-GTC-TCC-CAG-TCC-CTC-C-3',

LEP-F2: 5'-TGT-CTT-ACG-TGG-AGG-CTG-TGC-CCA-GCT-3',

LEP-R2: 5'-AGG-GTT-TTG-GTG-TCA-TCC-TGG-ACC-TTT-CG-3',

TG5-F: 5'-GGG-GAT-GAC-TAC-GAG-TAT-GAC-TG-3',

TG5-R: 5'-GTG-AAA-ATC-TTG-TGG-AGG-CTG-TA-3'.

После амплификации каждый фрагмент ДНК полученный нами при исследовании генаTG5был подвергнут расщеплению с помощью эндонуклеазы рестрикции BstXI2. Гидролиз проводили при 60° в течение 12 часов. Визуализация фрагментов осуществлялась электрофоретическим разделением продуктов рестрикции в агарозном геле в присутствии 5 мкл 10% бромистого этидия, результаты фиксировали и определяли с помощью видеодокументирующей системы GelDoc (BioRad, США).

Результаты исследований. В результате амплификации ДНК крови коров в тет-рапраймерной ПЦР и последующего анализа продуктов амплификации методом горизонтального электрофореза были получены специфические фрагменты гена LEP длиной 239 пар нуклеотидов, было выявлено два аллеля -С и Т и три генотипа - LEPТТ, LEPСТ и LEPСС. Гомозиготному генотипу ТТ соответствует 239/131 п.н., гетерозиготному генотипу СТ - 239/164/131 п.н., гомозиготному генотипу СС - 239/164 п.н. (Рисунок 1).

11 10 9 8 7 6

239 п.н.—> <м> Ц^Н^^В ^^НЯН^

164 п.н.—>

Ш п.н.—> м» «Ш

Рисунок 1 - Электрофореграмма результата ПЦР-ПДРФ гена ЬБР крупного рогатого скота с прай-

мерами F1, R1, F2, R2. Обозначения: М - ДНК-маркеры 100 Ьр + 50 Ьр;

1, 9 - генотип СТ (239/164/131 п.н.);

2, 3, 4, 5, 6 - генотип СС (239/164 п.н); 7, 8, 10, 11 - генотип ТТ (239/131 п.н.).

Частота встречаемости генотипа ТТ составила 28% (14 голов), генотипа СТ - 62% (31 голова), генотипа СС - 10% (5 голов). Частота встречаемости аллеля Т - 0,6, аллеля С - 0,41.Изучение влияния полиморфизма гена ЬБР на молочную продуктивность коров показало, что наибольшим удоем характеризуются коровы, несущие генотип LEPСС -удой составляет в среднем 6802,2 кг молока; коровы с генотипом LEPСТ имеют удой меньше на 264,7 кг - 6537, 5кг; наименьший удой отмечается у коров с генотипом LEPТТ и составляет 6303,5 кг. Наибольшее содержание жира наблюдается у коров с генотипом LEPСТ - 4,0%; на втором месте группа коров с генотипом LEPТТ - 3,96%; наименьшее содержание жира в молоке у коров с генотипом LEPСС - 3,78%. Распределение белка в молоке оказалось следующим: коровы с генотипом LEPТТ - 2,95%, с генотипом LEPСС - 2,89% и с генотипом LEPСТ - 2,96% (Таблица 1).Таким образом, наилучшими показателями удоя обладают коровы с генотипом ЬБРСС. Удой коров данной группы составил в среднем - 6802,2 кг, что на 498,7 кг молока больше, чем в группе с гомозиготным генотипом LEPТТ(p<0,05). Однако наибольшей

жирномолочностью обладают коровы с генотипом ЬБРСТ - 4,0%, что, не смотря на средний уровень удоя (6537,4 кг), увеличивает выход молочного жира до 263,6 кг. Также, коровы с генотипом ЬБРСТимеют большое содержание белка в молоке; выход молочного белка коров данной группы больше на 7,6 кг, чем у коров с генотипом LEPТТ (р<0,05). Коровы с генотипом ЬБРСТ превосходят особей с генотипом ЬБРСС по содержанию жира в молоке на 0,22% (Р<0,05), а также по содержанию белка на 0,07%.

В ходе исследований ДНК крови коров по гену Т05 были получены специфические фрагменты длиной 548 пар нуклеотидов. После дальнейшего рестрикционного гидролиза продуктов амплификации с ферментом BstX2I и электрофоретического разделения фрагментов в агарозном геле в гене Т05 исследуемых коров выявлено два аллеля С и Т и три генотипа TG5ТТ, Т05ТС, Т05СС. Гомозиготному генотипу ТТ соответствуют фрагменты 473/75 п.н., гетерозиготному генотипу ТС - 473/295/178/75 п.н., гомозиготному генотипу СС - 295/178/75 п.н. (Рисунок 2).

Рисунок 2 - Электрофореграмма результата ПЦР-ПДРФ гена TG5 крупного рогатого скота с праймерамиTG5-F, TG5-R и эндонуклеазным расщеплением ферментом BstX2 I. Обозначения: М - ДНК-маркеры 100 Ьр + 50 Ьр; 1 - генотип ТТ (473/75 п.н); 2, 3, 6, 7, 8, 9, 11- генотип СС (295/178/75 п.н); 4, 5, 10 - генотип ТС (473/295/178/75 п.н.).

Частота встречаемости генотипа ТТ составила 12% (6 голов), генотипа ТС - 40% (20 голов), генотипа СС - 48% (24 головы). Частота встречаемости аллеля Т - 0,32, алле-ля С - 0,68.Изучение влияния полиморфизма гена TG5 на молочную продуктивность показало, что наибольшим удоем обладают коровы, несущие желательный генотип TG5ТТ - удой составляет в среднем 7743,5 кг молока; коровы с генотипом TG5СС имеют удой 6675,45 кг; наименьший удой отмечается у коров с генотипом TG5ТС и составляет 5909,75 кг. Наибольшее содержание жира наблюдается у коров с генотипом TG5ТТ -4,22%; на втором месте группа коров с генотипом TG5СС - 4,0%; наименьшее содержание жира в молоке у коров с генотипом TG5ТС -3,86%. Содержаниебелка в молоке следующее: коровы с генотипом TG5ТТ - 2,79%, с генотипом TG5 - 2,973% с генотипом TG5ТС-2,97% (Таблица 1). Выполненный ана-

лиз по трем полиморфным локусам, связанным с признаками молочной продуктивности, показал наличие ассоциации качественных и количественных показателей лактации. Анализ влияния полиморфизма гена липид-ного обмена TG5 показал достоверно высокую продуктивность за 305 дней лактации у животных с гомозиготным генотипом TG5ТТ, где разница по отношению к животным с гетерозиготным генотипом TG5ТС составила 1833,75кг ф<0,05). Коровы с генотипом TG5ТТ превосходят гетерозиготных особей по содержанию жира в молоке на 0,36% ф<0,05), а также по выходу молочного жира на 99,6 кг и по выходу белка на 41,8кгф<0,05). Животные с генотипом TG5СС показали хорошие результаты в содержании белка в молоке по отношению к коровам с генотипомTG5ТТ, разница составила 0,18% ф<0,05).

Таблица 1. Влияние полиморфизма генов LEPи TG5 на молочную продуктивность коров

Генотип Показатели молочной продуктивности

Удой, кг Жир, % Белок, % Выход жира, кг Выход белка, кг

LEP

ТТ 6303,5+380,4 3,96+0,12 2,95+0,05 252,5+20,2 186,2+11,7

СТ 6537,4+220,9 4,0+0,07 2,96+0,03 263,6+12 193,2+7

СС 6802,2+709,2 3,78+0,13 2,89+0,07 260,2+36,2 197,0+21

TG5

ТТ 7743,5+664,6 4,22 + 0,17 2,79 +0,07 328,8+ 35,8 217,2+ 21,8

ТС 5909,75+243,8 3,86+0,09 2,97+0,04 229,2+11,74 175,4+7,46

СС 6675,45+230,1 4,0+0,08 2,973+0,03 268,7+13,0 198,6+7,8

Выводы. 1. При изучении влияния полиморфизма гена лептин ^ЕР) на молочную продуктивность коров установили, что наибольшей жирномолочностью обладают особи с генотипом СТ. Содержание жира в их молоке составляет 4%, что приводит к увеличению выхода молочного жира. 2. Установлена взаимосвязь полиморфизма гена тиреоглобу-лин (TG5) с молочной продуктивностью коров. Наибольшая жирномолочность характерна для особей с гомозиготным генотипом ТТ. Содержание жира в их молоке составляет 4,22%. Коровы носители этого генотипа имеют также преимущество по удою, выходу жира и выходу белка.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Бойко, Е.Г. Перспективы использования геномного анализа при разведении и селекции крупного рогатого скота / Е. Г. Бойко // Аграрный вестник Урала. - 2009. -№ 10. - С. 33-34.

2. Зиннатова, Ф.Ф.Изучение связи гена лептин ^ЕР) с молочной продуктивностью у коров голштинской породы с применением ПДРФ-анализа / Ф.Ф. Зиннатова, АР. Шам-сова, Ф.Ф. Зиннатов, А.Р. Сафиуллина, Л.Л. Хамитова // Фундаментальная наука и техно-

логии - перспективные разработкиматериалы XII международной научно-практической конференции. Издательство: CreateSpace. -2017. -С. 1-3.

3. Зиннатова, Ф.Ф. Роль генов липид-ного обмена (DGAT1, TG5) в улучшении хозяйственно-полезных признаков крупного рогатого скота / Ф.Ф.Зиннатова, Ф.Ф. Зиннатов // Ученые записки КГАВМ. Казань. -2014. - Т. 219. - С. 164-168.

4. Климова, С.П. Современное состояние племенного молочного скотоводства России / С. П. Климова // Журн. Образование, наука и производство. -2012. - №1. - С. 38-40.

5. Тюлькин, С.В. Полиморфизм по генам соматотропина, пролактина, лептина, тиреоглобулина быков-производителей/С.В.Тюлькин, Т.М.Ахметов, Э.Ф.Валиуллина, Р.Р. Вафин// Вавиловский журнал генетики и селекции. -2012. -Том 18.-№ 4/2. - С. 1008-1011.

6. Giblin, L. All Association of bovineleptin polymorphisms with energy output and energy storage traits in progeny tested Hol-stein-Friesian dairy cattle sires / L.Giblin [et.al] // BMC Genetics.- 2010. -Р. 1-10.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА ^ЕР, TG5) С МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Зиннатов Ф.Ф., Шамсова А.Р., Зиннатова Ф.Ф., Ахметов Т.М., Сафиуллина А.Р.

Резюме

Проведено молекулярно-генетическое исследование полиморфизма генов ЬБР и TG5 коров с использованием ПЦР-ПДРФ анализа, а также выявлены животные с наилучшими показателями молочной продуктивности во взаимосвязи с полиморфными вариантами генов липидного обмена - лептин и тиреоглобулин. Наибольшей жирномолочностью обладают животные с гетерозиготным генотипом ЬБРСТи гомозиготным генотипомТ05ТТ. Данный метод исследования позволит более достоверно оценивать генетический потенциал животных в практической селекции крупного рогатого скота.

INTERRELATION OF POLYMORPHISM OF LIPID METABOLISM GENES (LEP, TG5) WITH MILK PRODUCTION OF CATTLE

ZinnatovF.F., ShamsovaA.R., Zinnatova F.F., AkhmetovT.M, Safiullina A.R.

Summary

Molecular genetic research of polymorphism of LEP and TG5 genes of cows was carried out using PCR-RFLP analysis, as well as identifying animals with the best milk production in association with polymorphic variants of genes of lipidmetabolism - leptin and thyroglobulin.Cows with the heterozygous

CT TT

genotype LEP and homozygous genotype TG5 have the highest fat content in milk. This method of research will allow to more reliably estimate the genetic potential of animals in practical breeding of cattle.

УДК 619:616-008+618.3:636.2

МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ И ПАТОЛОГИИ ОРГАНОВ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ КОРОВ

Зухрабов М.Г. - д-р вет. наук, профессор; Грачева О.А. - канд. вет.наук, доцент; Зухрабова З.М. - канд. вет. наук, ассистент, Байтеряков Д.Ш. - аспирант

Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э.Баумана

Ключевые слова: диспансеризация, минеральный обмен, кальций, фосфор, кетоновые тела, углеводно-белковый обмен, гематология, репродуктивная система, эндометрит, мастит.

Keywords: prophylactic medical examination, mineral metabolism, calcium. phosphorus, ketone bodies, protein and carbohydrate metabolism, Hematology, reproductive system, endometriosis. mastitis

Как показывает практика, при интенсификации молочного скотоводства решающим фактором раскрытия биологического потенциала высокопродуктивных коров является сбалансированное кормление с учетом физиологической потребности организма животного и поддержания в нормальном состоянии всех функций и систем организма. Но при этом, сбалансировать рацион высокопродуктивным коровам в период лактации за счет только кормов, без применения различных кормовых добавок (премиксов, макро-микроэлементов, корректоров энергетического обмена, различных природных сорбентов, витаминов и др.) очень затруднительно. В последующем, если не корректировать баланс питательных и биологически активных составляющих рациона, происходит нарушение обменных процессов и развитие на этой почве многих болезней (ожирение, остео-дистрофия, родильный парез, кетоз, ацидоз рубца, болезни репродуктивной системы и др).

Для эффективного проведения профилактических мероприятий и корректирующей терапии при патологиях, связанных с нарушениями обменных процессов, необходимо проводить комплексные исследования общего состояния организма, состояния обменных

процессов, продуктивности и анализировать условия кормления и содержания.

Одним из основных мероприятий, позволяющих оценить общее состояние коров и эффективность лечебно профилактических мероприятий является диспансеризация (И.Г. Шарабрин, 1965; И.П. Кодрахин, 1985; М.Г. Зухрабов, 1997; К.Х.Папуниди,

М.Г.Зухрабов, 1998; М.Г.Зухрабов,

О.А.Грачева, 2002., Herdt, T. H., 1998). В связи с этим, нами была проведена общая и акушерско-гинекологическая диспансеризация коров в хозяйствах Мамадышского и Камско-Устьинского районов Республики Татарстан.

Основной целью научного эксперимента явилась проведение общей и акушер-ско-гинекологической диспансеризации дойного стада с последующим анализом полученных результатов для установления состояния обменных процессов, репродуктивной системы и последующим проведением их корректирующей терапии в зависимости от степени проявления патологического процесса, условий кормления, качества кормов, продуктивности и индивидуальных особенностей организма.

Материал и методы исследований. Работа выполнена в хозяйствах Камско-