Полиморфизм гена бета-лактоглобулина и его влияние на молочную продуктивность и качественные показатели молока коров белорусской черно-пестрой породы

3. Тяпугин, Е.А. Выращивание ремонтного молодняка свиней / Е.А. Тяпугин, Г.А. Симонов, М.Е. Гуляева // Свиноводство. - 2011. - № 1. - С. 19-21.

4. Амерханов, Х. А. Анализ национальной системы регистрации и введение в систему оценки племенной ценности свиней Канады: метод. рекомендации / Х.А. Амерханов, Н.А. Зиновьева. - Дубровицы: ВИЖ. - 2007. - 43 с.

5. Шарнин, В.Н. Интенсификация племенного отбора в свиноводстве / В.Н. Шарнин, Н.В. Михайлов, И.Ю. Свинарев, А.А. Ковалев // Свиноводство. - 2011. -№ 2. - С. 8-10.

6. Соколов, Н.В. Особенности формирования маточного стада свиней с использованием производителей мясного типа продуктивности / Н.В. Соколов, М.М. Мовчан, А.А. Щербина // Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных: сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. - Краснодар, 2010. - Ч. 1. - С. 17-18.

УДК 636.2.034:575.174.015.3

ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА БЕТА-ЛАКТОГЛОБУЛИНА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА МОЛОЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОЛОКА КОРОВ БЕЛОРУССКОЙ ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ

Ж.А. ГРИБАНОВА, О.П. КУРАК РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160

Введение. Повышение уровня молочной продуктивности, качества молока и экономической эффективности его производства является основной целью разведения молочных пород крупного рогатого скота. В настоящее время в молочном скотоводстве особое внимание уделяется увеличению белковомолочности, так как массовая доля белков в молоке и их структура имеют большое экономическое значение для перерабатывающей промышленности и в значительной степени определяют количество и качество выхода готовой продукции [1, 2].

Гены белков молока в настоящее время считаются наиболее удобными генетическими маркерами, связанными с уровнем молочной продуктивности крупного рогатого скота и качественными показателями молока. Так, по данным зарубежных исследователей, полиморфные варианты этих генов оказывают влияние на состав, биологические и технологические свойства молока коров [3, 4].

Бета-лактоглобулин (BLG) - серосодержащий белок, не осаждающийся сычужным ферментом, биологическая функция которого состоит, предположительно, в переносе в кишечник железа и витаминов, а также способствовании переваривания жира у новорожденных. К важнейшим технологическим свойствам относится реакция с казеином, в результате которой изменяется тепловая стабильность молока и, кроме того, задерживается процесс сычужного свертывания [5]. Ген BLG расположен на 11-й хромосоме и имеет 4662 п. о. К настоящему времени известны 12 аллельных вариантов. Наиболее распространенными

119

среди черно-пестрой и голштинской пород крупного рогатого скота являются аллели BLGA и BLGB. При этом аллель BLG отличается от аллеля BLGB аминокислотными заменами в позициях: Gly64 ^ Asp и Ala 118 ^ Val соответственно [6]. В популяциях черно-пестрой и голштинской пород частоты встречаемости гомозиготных генотипов BLGaa и BLGbb составляют около 20 %. Аллель BLGB связывают с высоким содержанием белка в молоке, большим процентом жира и лучшими коагуляционными свойствами, аллель BLG - с повышением общего удоя [7].

Одним из наиболее эффективных методов, позволяющих идентифицировать генотипы молочных белков не только у лактирующих коров, но и у быков-производителей, молодняка, а также эмбрионов КРС, является метод ПЦР-ПДРФ, бесспорным преимуществом которого является возможность использования любых биопроб (крови, спермы, ткани) [2].

Цель работы - исследовать полиморфизм гена бета-лактоглобулина в племенных стадах коров белорусской черно-пестрой породы и определить его влияние на молочную продуктивность и качественные показатели молока.

Материал и методика исследований. Работа выполнена в РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству». Отдельные этапы проведены совместно с РУП «Институт мясо-молочной промышленности».

Базовыми хозяйствами являлись: РДУП по племенному делу «ЖодиноАгроПлемЭлита», РУСП «Племенной завод «Красная Звезда» Минской и ГУСП «Племзавод «Муховец» Брестской областей. Объект исследований - племенные коровы белорусской черно-пестрой породы. Предмет исследований - биопробы ткани и молока.

ДНК-тестирование животных по локусу гена BLG проведено методом ПЦР-ПДРФ с использованием специфических праймеров и ре-стриктаз.

Выделение геномной ДНК осуществляли перхлоратным методом. Все основные растворы для выделения ДНК, амплификации и рестрикции готовили по Маниатису и др. [8].

Концентрация, нативность, подвижность ДНК, концентрация и специфичность амплификата, а также результаты расщепления продуктов ПЦР оценивались электрофоретическим методом с использованием компьютерной видеосистемы и программы «VITran». В качестве маркера использовали ДНК плазмиды pBR322, расщепленной рестриктазой AluI, либо рестриктазой BsuRI.

Молочная продуктивность коров с различными генотипами оценивалась по следующим показателям: удой (кг), содержание жира (%) и белка (%) в молоке.

С целью изучения физико-химических и технологических свойств молока в РДУП по племенному делу «ЖодиноАгроПлемЭлита» из протестированного поголовья были сформированы три группы коров с генотипами BLGAA, BLG AB и BLG BB (по 10 гол. в каждой). При отборе

120

учитывались: возраст животных (полновозрастные, 3-5-я лактации), стадия лактации (4-5-й месяц), состояние здоровья (отсутствие гинекологических заболеваний и мастита). Все животные находились в одинаковых условиях содержания и кормления, соответствующих ве-теринарно-зоогигиеническим требованиям.

Пробы молока, взятые в каждой группе коров, были проконтролированы на соответствие требованиям СТБ 1598-2006 по показателям качества и содержанию антибиотиков, а также требованиям к качеству молока-сырья согласно типовой технологической инструкции по производству сыров сычужных твердых. Контролируемыми физико-химическими и технологическими показателями молока цельного являются массовые доли белка, жира, лактозы, сухих и сухих обезжиренных веществ; содержание соматических клеток, удельной проводимости, общего белка; титруемая и активная кислотность; плотность; термоустойчивость; сычужная и сычужно-бродильная пробы. Контроль качества используемого сырья был проведен с применением следующих методов исследований: на приборе АКМ-98: массовая доля общего белка, массовая доля сухих обезжиренных веществ, сухих веществ - по ГОСТ 3626-73, плотность - по ГОСТ 3625-84, массовая доля жира - по ГОСТ 5867-90, кислотность - по ГОСТ 3624-92 (титруемая) и по ГОСТ 26781-85 (активная), удельная проводимость; лактоза - по ГОСТ 5867-69, термоустойчивость - по ГОСТ 25228-82, сычужная и сычужно -бродильная пробы - по ГОСТ 9225-84, антибиотики - по ГОСТ 23454-79, количество соматических клеток - по ГОСТ 23453.

Результаты исследований и их обсуждение. В ходе исследований в протестированных стадах выявлен полиморфизм гена бета-лактоглобулина с идентификацией генотипов БЬв А, БЬв^, БЬОвв (табл. 1).

Таблица 1. Встречаемость различных генотипов бета-лактоглобулина у коров белорусской черно-пестрой породы

Принадлежность Кол-во голов Частота встречаемости генотипов, %

БЬОАА БЬОАБ БЬОбб

РДУП по племенному делу «ЖодиноАгроПлемЭлита» 289 24,6 48,1 27,3

РУСП «Племенной завод «Красная Звезда» 324 29,3 51,2 19,5

ГУСП «Племзавод Муховец» 184 27,1 48,4 24,5

В среднем 797 27,1 49,4 23,5

Установлено, что во всех хозяйствах распределение генотипов было аналогичным. Около половины животных имело гетерозиготный генотип БЬОАБ. Доля гомозиготных особей (генотипов БЬвАА и БЬввв) составила в среднем по хозяйствам 27,1 и 23,5 % соответственно.

Расчет критерия X показал отсутствие достоверной разницы между наблюдаемым и ожидаемым распределением генотипов в изученных

121

хозяйствах, что свидетельствует об отсутствии селекции с учетом ал-лельных вариантов по гену BLG.

Оценка и анализ показателей молочной продуктивности проводились с учетом генотипа животных по локусу гена бета-лактоглобулина (BLG , BLGAB, BLGBB). Группа с генотипом BLGAA была выбрана в качестве контрольной.

Установлено, что показатели удоя варьировали в зависимости от хозяйства и генотипа животных в пределах от 8686 до 10138 кг, белковомо-лочности - от 3,14 до 3,31 %, жирномолочности - от 3,77 до 4,22 % (табл. 2).

Таблица 2. Показатели молочной продуктивности коров различных генотипов по локусу гена бета-лактоглобулина

Генотип п Удой, кг Жир, % Белок, %

РДУП по племенному делу «ЖодиноАгроПлемЭлита»

BLGAA 71 8781±61 3,77±0,02 3,14±0,02

BLGAB 139 8743±45 3,80±0,02 3,19±0,01*

BLGBB 79 8686±66 3,82±0,01* 3,23±0,01***

В среднем 289 8737±32 3,80±0,01 3,19±0,01

ГУСП «Племзавод «М У1уховец»

BLGAA 50 10138±108 4,06±0,04 3,20±0,01

BLGAB 89 10103±86 4,17±0,03* 3,25±0,02*

BLGBB 45 9997±115 4,22±0,05* 3,31±0,02***

В среднем 184 10087±58 4,15±0,02 3,25±0,01

«РУСП « Племенной завод « Красная Звезда»

BLGAA 95 9256±83 4,12±0,03 3,18±0,01

BLGAB 166 9202±78 4,17±0,03 3,25±0,01**

BLGBB 63 9173±103 4,17±0,04 3,28±0,02***

В среднем 324 9212±52 4,16±0,02 3,23±0,01

*Р<0,05; **Р<0,01; ***Р<0,001.

Изучение взаимосвязи полиморфных вариантов гена бета-лактоглобулина с уровнем молочной продуктивности во всех хозяйствах показало тенденцию незначительного снижения удоя у коров генотипов BLGAB и BLGBB по сравнению с животными контрольной группы - 0,4 -0,6 % и 0,9-1,4 % соответственно.

В то же время показатели белковомолочности у коров генотипа BLGАА на 0,9-3,32 % (Р<0,05 - Р<0,001) были ниже, чем в группах животных с наличием аллеля BLGВ в гомо- или гетерозиготной форме.

Также в контрольной группе выявлено самое низкое содержание жира (на 0,5-3,79 %) по сравнению с коровами генотипов BLGAB и BLGBB.

Таким образом, полученные данные позволили установить, что появление в генотипе животных аллеля BLGB положительно влияет на уровень белка и жира в молоке. Некоторое снижение удоя, наблюдаемое в группах коров этих генотипов, не имело достоверных различий.

Изучена взаимосвязь полиморфных вариантов генов молочных белков с физико-химическими и технологическими свойствами молока коров. Результаты исследований представлены в табл. 3.

122

Таблица 3. Показатели качества молока коров различных генотипов по локусу гена бета-лактоглобулина

Показатели Образцы молока

ВЬОАА ВЬОАВ ВЬОВВ

Вкус и запах Вкус и запах чистый, без посторонних запахов и привкусов

Цвет и консистенция Цвет бело-кремовый, консистенция однородная

Активная кислотность, рН 7,40 7,36 7,43

Плотность, кг/м3 1032,0 1032,0 1030,5

Кислотность, 0Т 16 17 16

Удельная проводимость, х10-3 4,06 3,97 4,31

Содержание соматических клеток, тыс/мл 167 143 150

Наличие антибиотиков Не обнаружено

Массовая доля: жира, % 3,52 3,47 4,20

белка, % 3,28 3,30 3,46

лактозы,% 5,03 5,13 5,16

сухих веществ, % 11,26 12,32 13,36

сухих обезжиренных веществ, % 9,18 9,17 9,16

Термоустойчивость, группа 3 3 3

Сычужная проба, класс 1 1 1

Сычужно-бродильная проба, класс 2 2 2

Отношение жир:белок 1,1 1,1 1,2

Не установлено зависимости уровня содержания массовой доли жира в молоке животных с различными генотипами по локусам изучаемых генов. Значения данного показателя в образцах молока варьировали в пределах от 3,47 до 4,20 %.

Выявлено увеличение массовой доли белка в молоке при появлении в генотипе коров аллеля ВЬвВ (с 3,28 до 3,46 %). Аналогичная тенденция установлена и по содержанию лактозы: данный показатель варьировал в пределах 5,03-5,16 %, что свидетельствовало о высокой биологической полноценности молока. При этом в молоке коров генотипа ВЬвВВ содержание лактозы на 2,5 и 0,6 % превышало аналогичный показатель в пробах молока генотипов ВЬв и ВЬв^ соответственно. Содержание сухих веществ в образцах молока ВЬвВВ и ВЬв^ было значительно выше, чем в молоке с генотипом ВЬвАА (на 7,8- 15,7 % соответственно), что в значительной мере определяет его качественные показатели.

По термоустойчивости, определяющей пригодность молока к высокотемпературной обработке, все образцы были отнесены к 3-й группе. По результатам сычужной пробы - одного из важнейших технологических свойств - все молоко было первого класса, то есть скорость свертывания составила не более 15 мин с образованием быстро уплотняющегося сгустка. По сычужно-бродильной пробе, характеризующей способность молока к сычужному свертыванию и пригодности для сыроделия, все молоко всех партий было отнесено ко второму классу.

Заключение. В результате проведенных исследований выявлен полиморфизм по локусу гена бета-лактоглобулина у племенных коров белорусской черно-пестрой породы. Частота встречаемости различных

123

генотипов составила: BLGAA - 24,6-29,3 %; BLGab - 48,1-51,2 %; BLGbb - 19,5-27,3 %.

Установлено, что появление в генотипе животных аллеля BLGB в гомо- или гетерозиготной форме положительно влияет на уровень белка в молоке (на 0,9-3,32 %). Некоторое снижение удоя, наблюдаемое в группах животных этих генотипов, не имело достоверных различий.

По результатам физико-химических исследований молоко от коров с генотипом BLGbb имело повышенное содержание белка (на 5 %) и лактозы (на 2,5 %) по сравнению с молоком коров генотипа BLGAA. Содержание сухих веществ в образцах молока BLGBB и BLG^ было значительно выше, чем в молоке с генотипом BLGAA (на 7,8-15,7 %), что положительно влияет на его качественные показатели.

ЛИТЕРАТУРА

1. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горбатова. -СПб.: ГИОРД, 2003. - 320 с.

2. Зиновьева, Н.А. ДНК-диагностика полиморфизма генов - белков молока крупного рогатого скота / Н.А. Зиновьева, Е.А. Гладырь, О.В. Костюнина // Методы исследований в биотехнологии с.-х. животных. - М., 2004. - С. 7-22.

3. Использование генов бета-лактоглобулина и каппа-казеина в качестве генетических маркеров для крупного рогатого скота / Е.А. Гладырь [и др.] // Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии: матер. II Междунар. науч. конф. - М.: ВНИИСХБ, 2000. - С. 86-88.

4. Технологические свойства молока коров разных генотипов по генам каппа-казеина, бета-лактоглобулина и альфа-лактальбумина / О.В. Костюнина [и др.] // Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных: матер. 4-й междунар. науч. конф., 24-25 нояб. - Дубровицы, 2004. - С. 2.

5. Гудков, А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты / А.В. Гудков. - М.: ДеЛи принт, 2004. - 804 с.

6. Nomenclature of the Proteins of Cows' Milk-Sixth Revision / H.M. Farrell, Jr.R. Jimenez-Flores, G.T. Bleck, E.M. Brown, J.E. Butler, L.K. Creamer, C.L. Hicks, C.M. Hollar, K.F. Ng-Kwai-Hang and H. E. Swaisgood // Journal of dairy science. - 2004. - Vol. 87. - № 6. -P.1641-1674.

7. Глотова, Г.Н. Молочная продуктивность и качество молока коров холмогорской породы разных генотипов по каппа-казеину и бета-лактоглобулину: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук: 06.02.04 - частная зоотехния. Технология производства продуктов животноводства / Г.Н. Глотова. - Рязань: РГСХА, 2007. - 22 с.

8. Маниатис, Т. Молекулярное клонирование / Т. Маниатис, Э. Фрич, Дж. Сэмб-рук. - М.: Мир, 1984. - 480 c.