Молекулярно-генетические аспекты селекции мясного скота по мраморности мяса

Таблица 2. Технологические показатели вымени подопытных групп первотелок

Показатели Группа

I контрольная II контрольная I опытная II опытная

Суточный удой (кг) 6,9±0,41 13,3±0,50 8,0±0,63 14,2±0,43

Время доения (мин.) 8,62±0,62 10,23±0,53 8,00±0,49 9,46±0,31

Скорость молокоотдачи

(кг/мин.) 0,8±2,90 1,3±3,10 1,0±3,00 1,5±3,2

Индекс вымени (%) 46,4±0,73 47,3±0,65 47,2±0,41 48,2±0,39

Продолжительность доения значительно влияет на пригодность коров к машинному доению и производительность труда операторов. Меньше времени затрачивалось на выдаивание помесных групп коров по сравнению с красными степными животными. Разница между контрольными группами по продолжительности доения составила 1,61 мин., или 18,6%, между опытными - 1,46 мин. или 18,2% (Р > 0,95).

В стадах молочного и комбинированного скота при использовании голштинской породы с улучшением морфологических свойств вымени у улучшенных животных повышаются и функциональные свойства [2].

Наибольшей скоростью молокоотдачи характеризовались помеси генотипа 1/2 к.с. + 1/2 г, которые превосходили сверстниц красной степной породы на 0,5 кг/мин. (Р < 0,95).

При отборе коров существенным показателем является индекс вымени, который в наших опытах имел тенденцию превосходства у животных помесных групп над первотелками красной степной породы на 0,9-1,0%.

Следовательно, при использовании генофонда голштинской породы на коровах красной степной породы улучшаются основные показатели вымени у помесного потомства по сравнению с животными материнской породы.

Литература

1. Дунин И.М., Шаркаев В., Кочетков А. Настоящее и будущее отечественного скотоводства // Молочное и мясное скотоводство. 2012. № 6. С. 2-5.

2. Кондратьев А.А., Стрекозов Н.И., Есин В.Д. Факторы повышения продуктивности молочного скота // Смоленск, 1997. 152 с.

3. Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников // М., 1969. 256 с.

4. Стрекозов Н.И., Амерханов Х.А., Первов Н.Г. Молочное скотоводство России // М., 2006. 604 с.

5. Стрекозов Н.И. Молочное скотоводство России и направления его развития // Проблемы увеличения производства продуктов животноводства и пути их решения: матер. междунар. науч.-практ. конф.: научные труды ВИЖа / ГНУ ВНИИЖ. Дубровицы: ВНИИЖ, 2008. Вып. 64. С. 28-32.

6. Шевхужев А.Ф., Улимбашев М.Б. Молочное скотоводство Северного Кавказа // М.: Илекса, 2013. 276 с.

Наумов Михаил Константинович, старший научный сотрудник Оренбургского НИИ сельского хозяйства, 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина 27/1, тел.: 8(3532)71-05-20

УДК 636.082.12

Молекулярно-генетические аспекты селекции мясного скота по мраморности мяса

А.А.Шарипов, Ш.К.Шакиров, Ю.Р.Юльметьева, Л.И.Гафурова

ГНУ ТатНИИСХ Россельхозакадемии

Аннотация. В результате проведенных исследований, выявлена значительная вариабельность показателей частоты встречаемости аллелей и генотипов таких генов, как TG5, GH и LEP в изученных популяциях крупного рогатого скота мясного направления.

Summary. As a result of the research, significant variabilities in genotypic and allelic frequencies of TG5, GH and LEP genes were revealed among the studied populations of beef cattle.

Ключевые слова: мясной скот, селекция, генотип, ПЦР-ПДРФ, ген TG5, ген GH, ген LEP.

Key words: beef cattle, selection, genotype, PCR-RFLP, TG5 gene, GH gene, LEP gene.

Проблема увеличения производства говядины была и остается одной из первоочередных задач агропромышленного комплекса России. Последние десятилетия ознаменовались изменением в подходах к совершенствованию домашних животных. Традиционно данные работы включали, как правило, многолетние наблюдения за продуктивными качествами отдельных особей с выявлением улучшателей и использование их в селекции. С развитием ДНК-технологий и накоплением фактического материала через оценку генотипа в рамках концепции ген-маркеров признаков стало возможным изучить все многообразие фенотипических форм и выявить желательные [1].

В частности, расшифровка геномов сельскохозяйственных животных, создание генных карт, изучение строения определенных генов послужило развитию маркер-зависимой селекции (MAS, англ.) - селекции на основе ДНК-маркеров (определенных участков нуклеотидной последовательности) [2].

Особенно актуальной представляется эта задача в мясном скотоводстве, так как численность поголовья специализированных мясных пород невелика, а прижизненная оценка племенного молодняка не дает полного представления о генетически заложенной мясной продуктивности животного. В связи с этим массовое внедрение в животноводство ДНК-технологий позволяет изучить гены-маркеры животных, которые контролируют и прогнозируют племенную ценность животного и вероятность получения от него мясной продукции высокого качества. В качестве позиционных и функционального ге-нов-кандитатов мраморности мяса рассматривается ген тиреглобулина (TG5), ген-гормон роста - сома-тотропин (GH) и ген лептин (LEP) [3, 4, 5].

Материалы и методы. Исследования проводились на базе ГНУ Татарский НИИСХ Россельхо-закадемии с использованием ДНК ремонтных бычков и быков-производителей мясных пород. Материалом для исследований являлись пробы крови животных. Выделение ДНК проводили с помощью набора «ДНК-Сорб-В» (фирма ООО «ИнтерЛабСервис») согласно методике, представленной изготовителем. Полиморфизм генов выявляли методом ПЦР-ПДРФ. Для чего, фрагменты ДНК амплифицировали на программируемом термоциклере MyCycler (Bio-Rad, США). Рестрикцию проводили на программируемом термоциклере в соответствии с рекомендациями изготовителя. Анализ результатов проводили методом гель-электрофореза в агарозном геле с последующей документацией результатов с помощью видеосистемы GelDoc (Bio-Rad, США). Статистическую обработку проводили по общепринятым методикам.

В 2013 году было отобрано 113 голов ремонтных бычков и быков-производителей для геноти-пирования и пополнения базы данных по предварительной оценке скота по мясной продуктивности, завезенных в республику зарубежных пород. Для анализа генов использовали цельную кровь исследуемых животных, отобранных из хозяйств агрохолдинга «Ак Барс агро» (ООО «СХП «Свияга» Апастов-ского, ООО «Заволжье» Верхнеуслонского, ООО «А/Ф «Тахаръял» Буинского, ООО «А/Ф «К. Устье» Камско-Устьинского, ООО «Навруз» Агрызского районов) и в ООО «Мартен» Сабинского района.

Выделение ДНК проводили с помощью набора «ДНК-Сорб-В» (фирма ООО «ИнтерЛабСер-вис») согласно методике, представленной изготовителем. Полиморфизм генов выявляли методом ПЦР-ПДРФ. Для чего, фрагменты ДНК амплифицировали на программируемом термоциклере MyCycler (Bio-Rad, США). Рестрикцию проводили на программируемом термоциклере в соответствии с рекомендациями изготовителя. Анализ результатов проводили методом гель-электрофореза в агарозном геле с последующей документацией результатов с помощью видеосистемы GelDoc (Bio-Rad, США). Статистическую обработку проводили по общепринятым методикам.

Первичный анализ частоты встречаемости генотипов показал, что наибольшее накопление желательного генотипа LL и LV в изученных популяциях наблюдается по гену соматотропина (GH) (табл. 1). Согласно данным ПЦР, наиболее желательного генотипа LL в исследованной популяции было 54,9% (62 головы), а генотипа LV - 33,6% (38 голов). Остальные 11,5% (13 голов) приходятся на нежелательный генотип VV.

По литературным данным, для генов лептина (LEP) и тиреоглобулина (TG5) генотипы ТТ и СТ связаны с высокими вкусовыми и питательными качествами мяса. Анализ показывает, что накопление желательных генотипа по этим генам недостаточна. Так, быков-производителей и бычков с генотипом ТТ в исследованной популяции 10,6% (12 голов) по гену LEP и 9,8% (11 голов) по гену TG5. Соответственно, животных с генотипом СТ оказалось 59,3% от изученного поголовья скота (67 голов) по гену LEP и 26,8% (30 голов) по гену TG5. По гену соматропину распределение особей с полиморфными генотипами следующее: с желательным генотипом LL и LV 88,5% от всего поголовья или 100 голов.

Таблица 1. Частота встречаемости генотипов по всем популяциям пород

Генотип GH ЦЕР TG5

LL цу УУ СС СТ ТТ СС СТ ТТ

п 62 38 13 34 67 12 71 30 11

% 54,9 33,6 11,5 30,1 59,3 10,6 63,4 26,8 9,8

мрамор-ность ++ + - - + ++ - + ++

Распределение частот полиморфных вариантов изучаемых генов представлено в таблице 2.

Таблица 2. Частота встречаемости аллелей по всем популяциям пород

Аллели GH

pL яУ рС ЯТ рС ЯТ

0,72 0,28 0,60 0,40 0,77 0,23

мрамор- + + +

ность

Видно, что наиболее редко в популяции мясного скота встречается желательная аллель Т генов тиреглобулин и лептин, частота их встречаемости 0,28 и 0,23, соответственно. Однако по гену соматро-пин наоборот, желательный аллель L преобладает в изучаемой популяции скота.

Несомненно, порода животных также является определяющим фактором формирования мясной продуктивности. Определенный, уникальный набор генов, формирующих в итоге само животное, называется породой. Ни один ген в организме не работает один. Они работают в системе генов, в кластерах, активируя, подавляя или даже изменяя действие гена на фенотип. Именно поэтому, один и тот же ген может по-разному проявлять себя в различных породах.

Исследованиями установлено по гену соматотропина ^Н), желательный генотип LL наибольшую долю имел в породах лимузинская (77,4% - 24 головы) и абердино-ангусская (50% - 15 голов) (табл. 3).

Таблица 3. Распределение генотипов и аллелей по гену GH у бычков и быков-производителей различных пород мясного скота в РТ

Порода

Генотип абердино-ангусская герефордская лимузинская шаролезская

кол. % кол. % кол. % кол. %

LL 15 50,0 7 38,9 24 77,4 16 47,1

цу 12 40,0 8 44,4 5 16,1 13 38,2

VV 3 10,0 3 16,7 2 6,5 5 14,7

Итого 30 100 18 100 31 100 34 100

Аллели

0,70 0,61 0,85 0,66

V 0,30 0,39 0,15 0,34

В породах герефордская и шаролезская эти показатели были 38,9% (7 голов) и 47,1% (16 голов), соответственно. Условно полезный гетерозиготный генотип LV больше накопился в породах абердино-ангусская (40% - 12 голов) и герефордская (44,4% - 8 голов). По сумме всех полезных генотипов (LV+LL) лидирует лимузинская порода. Это можно увидеть по долям аллелей L и V в популяциях- у лимузинской породы доля аллеля L - 0,85, у абердино-ангусской - 0,70, у шаролезской - 0,66 и у гере-фордской - 0,61. Тот факт, что у всех пород доля полезного генотипа L превышает за 50%, говорит о положительной тенденции накопления этого ценного аллеля в популяции мясного скота РТ.

В распределении генотипов по гену лептина (LEP) в разрезе различных пород преобладает генотип СТ (табл. 4). Желательного генотипа ТТ выявлено мало: 13,3% (4 головы) у абердино-ангусской, 11,1% (2 головы) у герефордской, 9,7% (3 головы) у лимузинской и 8,8% (3 головы) у шаролезской пород.

Таблица 4. Распределение генотипов и аллелей по гену LEP у бычков и быков-производителей

различных пород мясного скота в РТ

Порода

Генотип абердино-ангусская герефордская лимузинская шаролезская

кол. % кол. % кол. % кол. %

CC 10 33,4 4 22,2 4 12,9 16 47,1

CT 16 53,3 12 66,7 24 77,4 15 44,1

TT 4 13,3 2 11,1 3 9,7 3 8,8

Итого 30 100 18 100 31 100 34 100

Аллели

С 0,60 0,56 0,52 0,69

Т 0,40 0,44 0,48 0,31

Тем не менее, из-за значительной доли желательного генотипа СТ (77,4% (24 головы) у лимузинской, 66,7% (12 голов) у герефордской, 53,3% (16 голов) у абердино-ангусской и 44,1% (15 голов) у шаролезской пород доля полезного аллеля Т приближается к 0,5. У лимузинской породы доля аллеля Т - 0,48, у герефордской - 0,44, у абердино-ангусской - 0,40 и у шаролезской - 0,31.

Анализ распределения генотипов по гену тиреоглобулина (TG5) также показал, что полезного генотипа ТТ в популяциях различных пород мясного скота в РТ не много (табл. 5).

Таблица 5. Распределение генотипов и аллелей по гену TG5 у бычков и быков-производителей

различных пород мясного скота в РТ

Порода

Генотип абердино-ангусская герефордская лимузинская шаролезская

кол. % кол. % кол. % кол. %

CC 17 56,6 16 88,9 15 48,4 23 69,7

CT 11 36,7 2 11,1 9 29,0 8 24,2

TT 2 6,7 0 0,0 7 22,6 2 6,1

Итого 30 100 18 100 31 100 33 100

Аллели

С 0,75 0,94 0,63 0,82

Т 0,25 0,06 0,37 0,18

У герефордской породы не было обнаружено ни одной особи с этим генотипом. У лимузинской породы он составил 22,6% (7 голов), абердино-ангусской - 6,7% (2 головы) и шаролезской - 6,1% (2 головы). В отличие от гена ЦЕР, в распределении генотипов по гену TG5 было мало условно полезного генотипа СТ. Так, у абердино-ангусской породы этот генотип составил 36,7% (11 голов), лимузинской -29% (9 голов), шаролезской - 24,2% (8 голов) и у герефордской - 11,1% (2 головы). Отсюда и низкие доли полезного для мясности аллеля Т: 0,25, 0,37, 0,18 и 0,06, соответственно.

Из всего вышесказанного следует, что наиболее ценной породой мясного скота в Республике Татарстан из исследованных является лимузинская порода (рис. 1).

Рис. 1 - Распределение полезных аллелей по породам

По всем трем изученным генам он занимает лидирующую позицию по доле полезного аллеля: по гену GH - 0,85 (аллель L), по гену LEP - 0,48 (аллель Т) и по гену TG-5 - 0,37 (аллель Т).

Из полученных данных следует, что завезенный мясной скот в Республике Татарстан не несет достаточно высокий генетический потенциал высокой 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 товарной говядины в хозяйствах республики.

Поэтому с целью контроля генетического разнообразия мясного скота и эффективного использования их в селекционном процессе рекомендуется проводить молекулярно-генетическое тестирование мясных пород скота по генам GH, TG5 и LEP для объективной оценки генетической ситуации и накопление в стадах желательных комплексных генотипов, позволяющих повысить мясные качества животных.

Литература

1. Глазко И.В., Дунин И.М. Введение в ДНК-технологию. М: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.

436 с.

2. Chen K, Baxter T, Muir W, Groenen M, Schook L. Genetic resources, genome mapping and evolutionary genomics of the pig (Susscrofa) // Int J. Biol Sci. 2007. N.3. P.153-165.

3. Barendse W. The TG5 thyroglobulin gene test for a marbling quantitative trait loci evaluated in feedlot cattle / Barendse W., Bunch R., Thomas M., Armitage S., Baud S., Donaldson N. // Australian Journal of Experimental Agriculture. 2004. Vol. 44 (7). P. 669-674.

4. Zwierzchowski L. Effects of polymorphism of growth hormone (GH), Pit-1, and leptin (LEP) genes, cow's age, lactation stage, somatic cell count on milk yield and composition of Polish Black-and-White cows / Zwierzchowski, L., Krzyzewski, J., Strzalkowska, N., Siadkowska, E., Ryniewicz, Z. // Anim. Sci. Pap.Rep. -2002. Vol. 20. P. 231-227.

5. Buchanan F.C. Association of a missense mutation in the bovine leptin gene with carcass fat content and leptin mRNA levels / Buchanan FC, Fitzsimmons CJ, Van Kessel AG с соавторами // Genetics Selection Evolution. 2002. N. 34(1). P. 105.

Шарипов Алмаз Айдарович, аспирант ГНУ ТатНИИСХ Россельхозакадемии Шакиров Шамиль Касымович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ГНУ Тат-НИИСХ Россельхозакадемии

Юльметьева Юлиана Рустэмовна, кандидат биологических наук, ГНУ ТатНИИСХ Россель-хозакадемии

Гафурова Лейсан Илхамовна, студент КФУ Pochtovik81@mail.ru, тел.: 8(843) 277-51-10