Молекулярно-генетическое тестирование животных казахского белоголового скота

Разведение, селекция, генетика

differences between groups were defined. There was a significant shift of genetic equilibrium according to the studied parameters in the Kalmyk breed. Hereford breed was characterized by the highest level of homozygosity. A database including the results of studies of five beef breeds, bred in Orenburg, Kurgan, Chelyabinsk regions, Stavropol Territory of Russia and Kazakhstan. Key words: cattle, beef breeds, polymorphism, allele, thyroglobulin.

УДК 636.082.12

Молекулярно-генетическое тестирование животных казахского белоголового скота

Ш.А. Макаев1, А.Ф. Рысаев1, А.В. Фомин2

1 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства»

2 СПК «Племзавод «Красный Октябрь»

«Доля высокоценных питательных веществ животного происхождения (незаменимые аминокислоты, жирные кислоты) в говядине от мясного скота на 8-10 процентов выше, чем в мясе молочного скота и других видов животных и птиц.

При откорме жир в тушах мясного скота откладывается не депонировано и не толстым слоем в виде полива, как происходит у животных молочных пород, а на межмышечных и межклеточных соединительных прослойках так и сухожилиях, разрыхляя их.

От этого мясо становится сочным и нежным, то есть более качественным».

А.В. Черекаев, академик РАСХН.

Аннотация. В статье приводятся результаты исследования ДНК-маркеров, которые позволили выявить динамику частоты встречаемости аллелей и генотипов полезных генов мясной продуктивности животных казахской белоголовой породы крупного рогатого скота ведущих племенных хозяйств различных регионов разведения мясного скота.

Ключевые слова: полиморфизм ДНК генов, порода скота, частота встречаемости аллелей, гомозиготные генотипы желательные и нежелательные, линейная принадлежность животных желательных генов CAPN1, CAST, TG5 и BOLA DRB 3.

Введение.

Развитие мясного скотоводства предусматривает не только увеличение объёмов производства говядины, но и улучшение её качества, которое в первую очередь определяется такими показателями, как мраморность и нежность. Сравнительная генетическая характеристика различных пород крупного рогатого скота проводится с использованием ДНК-маркеров, позволяющих оценивать геном животных и генофонд породы с формированием мясной продуктивности.

Вся совокупность исследований показывает, что генофонд пород крупного рогатого скота, различавшихся по направлению продуктивности, имеет характерные особенности, что позволяет выявить не только породы, но и отдельные стада, более пригодные для использования их в селекции по улучшению параметров мясной продуктивности скота.

Получение высококачественной говядины определяется генетическим потенциалом животных и условиями кормлениями [1-5].

Из результатов зоотехнических исследований известно, что наши мелкие скороспелые породы крупного рогатого скота такие, как калмыцкая, казахская, красностепная и их производные при хороших условиях кормления и содержания (при высоком уровне липидного обмена) дают более нежное и мраморное мясо с высокими вкусовыми качествами [6].

54 Разведение, селекция, генетика

Нежность и мраморность говядины обуславливаются большим содержанием внутримышечного жира, которое выражается суммой внутриклеточных, межклеточных и межволоконных жировых компонентов.

Разведение животных можно значительно ускорить путём организации целенаправленного отбора и подбора мясного скота по желательным генетическим маркерам.

В настоящее время, с развитием молекулярно-генетических методов, появилась возможность идентификации генов, напрямую или косвенно связанных с мясной продуктивностью и качеством мяса. Выявление предпочтительных с точки зрения селекции вариантов таких генов позволит дополнительно к традиционному отбору животных проводить племенную работу на основе ДНК-технологий, то есть по генотипу [7-14].

В проведении селекционно-племенной работы важное значение имеет выявление генотипов животных, особенностей детерминации признаков, характера их наследования и взаимодействия с другими признаками.

Взаимодействие этих факторов (реакция-генотип-среда) приводит к разной степени выраженности признака у конкретного животного и формирует изменчивость его популяции.

В этой связи в мясном скотоводстве Юго-Востока России при производстве высококачественной говядины начали достаточно хорошо использовать генетический потенциал заводского типа «Заволжский» казахской белоголовой породы [15-24].

В связи с этим постоянно требуется выявление высокопродуктивных быков-улучшателей для разведения генотипов с желательными параметрами продуктивности и биологических качеств, которые имеют большое значение при разработке научно обоснованных методов отбора и подбора при совершенствовании стада и породы в целом.

Цель исследования.

Изучение и сравнительный анализ показателей частот встречаемости аллель полезных генов продуктивности и качества мяса-говядины животных казахской белоголовой породы крупного рогатого скота в зависимости от регионов их обитания.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования. Племенные бычки и быки-производители заводского типа «Заволжский» казахской белоголовой породы крупного рогатого скота из СПК «Племзавод «Красный октябрь» Волгоградской (n=26), ООО «Племзавод «Димитровский» (n=28) и племрепродуктора «Аниховский» Оренбургской (n=20) областей. Животные содержались по общепринятой традиционной технологии в племенном мясном скотоводстве. По показателям роста и развития животные соответствовали требованиям класса элита-рекорд: бычки в возрасте 12 мес. имели живую массу 368,0±8,37 кг, взрослые быки-производители - 935,3 ±10,78 кг.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями Russian Regulations, 1987 (Order No.755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1996)». При выполнении исследований были предприняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества используемых образцов.

Характеристика территорий, природно-климатические условия. Наши базовые племенные хозяйства расположены на полупустынной территории южной части России. Климат этих районов -сухой и резко континентальный. Годовая сумма осадков - 180-200 мм. Зима - малоснежная, морозная (-30... -35 °С), лето - очень сухое и жаркое (+40... +42 °С). Плотность населения в этой зоне - невысокая: на каждого трудоспособного человека приходится около 90 га сельскохозяйственных угодий. В их составе преобладают пастбища - 73 %. Плотность поголовья тоже не высока: на 100 га сельскохозяйственных угодий имеется 5 голов крупного рогатого скота. Пастбища - преимущественно степные, по-лынно-ковыльно-типчаковые, в основном весенние, так как уже в июне выгорают и почти не дают отавы. В основном поверхность степей - ровная. Часто повторяющие ветры постоянно задувают пастбища скота отходами газо- и нефтеперерабатывающих предприятий, нарушая экологию региона мясного скотоводства.

Разведение, селекция, генетика

Схема эксперимента. Взятие образцов крови осуществлялось из числа клинически здоровых животных различных генотипов стад племенных хозяйств. Исследования ДНК-маркеров проводились на базе лаборатории генетической экспертизы и книг племенных животных ФГБНУ ВНИИМС. В лаборатории иммуногенетики ФГБНУ ВНИИМС на образцах крови 457 животных племхозов определена достоверность их происхождения. Все животные имели достоверное происхождение. Данные об ал-лельном состоянии как популяции в целом, так и отдельных линейных особей, послужили также исходным материалом для проведения анализа по выявлению аллелей, маркирующих хозяйственно-полезные качества животных.

Также был проведён сбор и анализ информации по структурному функциональному разнообразию генов, принимающих участие в формировании признаков продуктивности у 82 животных.

Оборудование и технические средства. В образцах крови, полученной до поения животных из ярёмной вены, выделяли ДНК с использованием комплекта реагентов для выделения геномной ДНК из цельной крови на аппарате «ДНК-экстран-1» («Синтол», Россия). Для определения полиморфизма полезных генов использовались необходимые праймеры.

Статистическая обработка. Обработка полученного материала проводилась с помощью общепринятого параметрического метода, с применением программы «Statistica 10.0» («Stat Soft Inc.», США).

Результаты исследований.

У 82 животных, принимающих участие в формировании признаков продуктивности, из цельной крови путём выделения ДНК-маркеров определена частота встречаемости аллелей и генотипов желательных генов (табл. 1).

Первичный анализ частоты встречаемости генотипов показал, что наибольшее накопление желательных генотипов CC,TT, GC и AT в изучаемых племенных стадах казахского белоголового скота наблюдается по генам нежности и мраморности мяса. Гомозиготный генотип TT в исследованных микропопуляций породы был 7,4 % (4 головы), гетерозиготный AT - 24,1 % (13 голов), а остальные 68,5 % (37 голов) приходятся на нежелательный генотип AA (табл. 2).

При рассмотрении полиморфизма гена CAPN 1 наблюдаем наиболее резкое выделение желательного аллеля С гена нежности мяса с частотой встречаемости 0,615 у бычков стада п/з «Красный октябрь», что в 5,7 раза больше, чем у сверстиников ООО «Племзавод «Димитровский» (0,110). Среди животных большая частота встречаемости гомозиготных генотипов изучаемых полезных генов имеется в более адаптированных консолидированных старых заводских линиях казахских белоголовых производителей Смычка 5545К НКБ-26 (n=10) и Замка 2035 НКБ-37 (n=8).

Таблица 2. Наличие гомозиготных генотипов с желательными

признаками в племенных стадах казахского белоголового скота и распространение их в заводских линиях

Племенные хозяйства

Показатель СПК «Племзавод «Красный Октябрь» ООО «Племзавод «Димитровский» Племрепродуктор колхоз «Аниховский»

Ген CAPN1 TG 5 CAST CAPN1 TG 5 CAST BOLA DRB3

Желательный тип CC TT CC CC TT CC AA

п 7 3 6 2 1 1 8

о/ % 25,0 11,54 23,1 7,14 2,78 2,78 40,0

В т. ч. по линиям:

Смычка 5545 к НКБ-26 3/11,1 1/3,85 2/7,69 4/20,0

Замка 3035 НКБ-37 1/3,7 1/3,85 2/7,14 2,/10,0

Задорного 1325к НКБ-55 1/3,7 1/3,85 1/2,78 1/2,78

Призёра 500 1к-НКБ-98 1/3,7 1/3,85 3/11,54 2/10,0

Марципиана 29 33 к ВЛКБ-1 1/3,7

56 Разведение, селекция, генетика

^

я к и и Я 0 и к к 1 о о о о ч- о" !=>'

а В

л

1В к и и я о

& £ го Г?. ^ ^ йО (И О р! 1" 1 1

в о о о' о о о'

О о о

& ю ч Ё  « 3 УГ1 оо гч —< (п о а т -н т т -о '-м 1 1

к о' о о' о' о о

я & ч

Й

л г;

41 к 5 о О Н < О О < О

Разведение, селекция, генетика

Следует отметить, что порода КРС в разных регионах его разведения также является определяющим факторам формирования качества мясной продуктивности животных. Определённый уникальный набор генов, формирующих в итоге само животное, называется породой. Ни один ген в организме в отдельности не работает. Они работают сообща, активизируя, подавляя или даже изменяя действие гена на фенотип. Именно поэтому один и то же ген может по разному проявлять себя в различных стадах, продуктивность которых зависит от действия генетических и паратипических факторов.

Выводы.

Из полученных данных тестирования животных по ДНК-маркерам казахская белоголовая порода по регионам несёт не одинаковый генетический потенциал мясной продуктивности. Тем не менее представленное поголовье животных по изучаемым полиморфным генам как по значениям частот аллелей, так и по аллельному составу предполагает возможность направленной селекции на повышение качества говядины в хозяйствах страны.

Литература

1. Горлов И.Ф. Создание системных технологий производства продукции животноводства // Вестник мясного скотоводства. 2010. N° 1(63). С. 9-15.

2. Зиновьева Н.А., Эрнст Л.К. Проблемы биотехнологии и селекции сельскохозяйственных животных. Дубровицы: ВИЖ, 2004. 316 с.

3. Оценка генетического потенциала отечественного скота по признакам высокого качества мяса на основе ДНК-маркерных систем / Г.Е. Сулимова, А.А. Федюнин, Е.А. Климов, Ю.А. Столповский // Проблемы биологии продуктивных животных. 2001. № 1. С. 62-64.

4. Применение метода ISSR-РСК для оценки популяционной структуры, идентификации и сходство генофондов пород и видов дместицированных животных / Ю.А. Столповский, О.Е. Лезебный, К.Ю. Столповский, Г.Е. Сулимова // Генетика. 2010. № 6. 46(6). С. 825-833.

5. О возможности использования генетических маркеров в селекции мясного скота для повышения качественных показателей мяса / В.А. Солошенко, Г.М. Гончаренко, А.А. Дворяткин, В.А. Плешаков // Вестник мясного скотоводства. 2013. № 1(79). С. 37-40.

6. Акопян К. Казахский белоголовый скот на Юго-Востоке СССР. Чкалов: Чкалов. кн. изд-во, 1956. 115 с.

7. Сурундаева Л.Г., Маевская Л.А., Косян Д.Б. Использование ДНК-маркеров для выявления полиморфизма гена CAPN1 у скота мясных пород // Вестник мясного скотоводства. 2012. № 4(78). С. 41-45.

8. Макаев Ш.А., Тайгузин Р.Ш., Сарбаев М.Г. Связь иммуногенетических показателей крови животных с их продуктивностью // Вестник мясного скотоводства. 2014. № 1(84). С. 64-69.

9. Молекулярно-генетические аспекты селекции мясного скота по мраморности мяса / А.А. Ша-рипов, Ш.К. Шакиров, Ю.Р. Юльметьева, Л.И. Гафурова // Вестник мясного скотоводства. 2014. № 2(85). С. 59-64.

10. Макаев Ш.А., Тайгузин Р.Ш., Нуржанов Б.С. Биохимические и иммунологические показатели крови бычков казахской белоголовой породы разных генотипов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 4(48). С. 167-169.

11. Макаев Ш.А., Тайгузин Р.Ш. Динамика продуктивности животных мясных пород // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 5(49). С. 120-123.

12. Принципы управления селекционно-племенной работой в мясном скотоводстве (учебное пособие) / М.П. Дубовскова, К.М. Джуламанов, Ш.А. Макаев, Г.М. Топурия и др. Оренбург, 2014. 145 с.

13. Отечественная мясная порода интенсивного типа - новое направление в мясном скотоводстве России / С.Д. Тюлебаев, М.Д. Кадышева, С.А. Мирошников, А.С. Ушаков // Проблемы биологии продуктивных животных. 2011. № 3. С. 20-26.

14. 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. № 131. С. 91-93.

15. Макаев Ш.А., Каюмов Ф.Г., Насамбаев Е.Г. Казахский белоголовый скот и его совершенствование. М.: Вестник РАСХН, 2005. 336 с.

16. Мирошников С.А. Отечественное мясное скотоводство: проблемы и решения // Вестник мясного скотоводства. 2011. № 3(64). С. 7-12.

58 Разведение, селекция, генетика

17. Прахов Л.П., Доротюк Э.Н., Жерноклей П.Е. Создание и совершенствование заводских линий скота мясных пород (методические указания). Оренбург, 1972. 12 с.

18. Порядок и условия проведения бонитировки племенного крупного рогатого скота мясного направления продуктивности / Х.А. Амерханов, И.М. Дунин, Ш.А. Макаев и др. М.: ФГБНУ «Росин-формагротех», 2012. 38 с.

19. Макаев Ш.А., Колпаков В.В. План селекцинно-племенной работы с казахской белоголовой породой крупного рогатого скота в Российской Федерации на период 2013-2017 гг. Оренбург, 2012. 177 с.

20. Каюмов Ф.Г. Мясное скотоводство: отечественные породы и типы, племенная работа, организация воспроизводства стада: монография. М.: Вестник РАСХН, 2014. 216 с.

21. Каюмов Ф.Г., Макаев Ш.А., Гонтюрев В.А. Разведение и совершенствование казахской белоголовой породы скота: рекомендации. Оренбург, 2010. 16 с.

22. Каюмов Ф.Г., Макаев Ш.А. Генетические ресурсы скота казахской белоголовой породы в решении проблем развития мясного скотоводства // Эффективное животноводство. 2010. № 4. С. 30-31.

23. Амерханов Х.А., Хайнацкий В.Ю., Каюмов Ф.Г. Значение казахской белоголовой породы в решении проблемы развития мясного скотоводства // Вестник мясного скотоводства. 2010. Вып. 63(1). С. 16-20.

24. Мирошников С., Макаев Ш., Фомин В. Ведение линий казахского белоголового скота // Молочное и мясное скотоводство. 2012. № 1. С. 4-6.

Макаев Шакур Ахмеевич, доктор сельскохозяйственных наук, главный 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

Рысаев Альберт Фархитдинович, кандидат биологических наук, научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. С.Г. Леушина ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 43-46-80, e-mail: vniims.or@mail.ru

Фомин Алексей Викторович, председатель СПК «Племзавод «Красный Октябрь» Волгоградской области, 404236, Волгоградская область, Палласовский район, п. Красный октябрь, ул. Школьная 11, тел.: 8-844-92-66-1-73, e-mail: plemjavod@rambler.ru

UDC 636.082.12

Makaev Shakur Akhmeevich1, Rysaev Albert Farkhitdinovich1, Fomin Alexey Viktorovich2

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

2 Agricultural Production Co-operative «Breeding farm «Krasny Oktyabr», e-mail: plemjavod@rambler.ru Molecular genetic testing of Kazakh white-headed cattle

Summary. The article presents the results of a study of DNA markers, which revealed the dynamics of the frequency of occurrence of alleles and genotypes of useful genes of meat productivity of Kazakh white-headed animals of the leading breeding farms in different regions of breeding beef cattle.

Key words: DNA polymorphism of DNA genes, breed of cattle, the frequency of alleles occurrence, desirable and undesirable homozygous genotypes, linear belonging of animals with desirable genes CAPN1, CAST, TG5 and BOLA DRB 3.

УДК 636.082.11:636.082

Анализ некоторых селекционно-генетических параметров оценки быков-производителей с учётом аллельных форм генов GDF5 и TG5

С.Д. Тюлебаев1, М.Д. Кадышева1, С.М. Канатпаев2, В.Г. Литовченко3, С.С. Польских1

1 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства»

2 ООО «Совхоз Брединский»

3 ФГБОУ ВО Южно-Уральский государственный аграрный университет»

Аннотация. Проведён анализ результатов оценки трёх быков-производителей стада симмента-лов брединского мясного типа ООО «Совхоз Брединский» Челябинской области. Выявлены коррелятивные связи между показателями отдельных селекционных признаков у потомства быков-