Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина (Разведения и генетики сельскохозяйственных животных, доцент)
Омск, Омская область, Россия
ВАК 4.1.1 Общее земледелие и растениеводство
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.3.3 Пищевые системы
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 636.082 Разведение животных. Племенное дело. Генетика
ГРНТИ 68.39 Животноводство
Цель исследования – изучить генетический полиморфизм генов каппа-казеина, бета-казеина и основных генетических аномалий в стаде коров черно-пестрой породы, разводимой в Омской области. Объект исследования – коровы черно-пестрой породы и их отцы; материал исследования – генотипы 50 коров, кандидатов в ведущую группу стада племенного репродуктора. Из группы быков, отцов коров, 54,3 % носители А2 CSN2. Аллель В гена CSN3 в структуре группы отцов коров встречается у 60 % быков. Генетическая структура коров ведущей группы по гену CSN2 представлена аллелями А1, А2, А3, В, I, F. Наибольшую частоту в популяции имеет аллель А1 (45 %), наименьшую – аллель F (0,71 %). На долю гетерозигот CSN2А1А2 приходится 37,14 %. Частота встречаемости носителей ассоциированного аллеля А2 с продуктивностью в исследуемой группе составила 47,14 %. В структуре генофонда коров наибольший удельный вес имеет аллель А гена CSN3, частота встречаемости – 62,14 %. Доля В-аллеля составила 31,43 %. Аллельных вариантов C, G, H, I, J гена CSN3 не выявлено. Коровы с генотипом CSN2А2А2 превосходят по массовой доле молочного белка на 0,38 % (P < 0,01) особей с альтернативными вариантами гена CSN2. Коровы с желательными генотипами по генам каппа- и бета-казеина превосходят на 49,77 кг, или на 24 %, и на 43,30 кг, или 21,12 % (P < 0,01) сверстниц с отсутствием в генотипе желательных аллелей изучаемых генов соответственно. Наибольшее распространение в группе имеет рецессивный аллель аномалии брахиспина – 2,14 %. На долю рецессивного аллеля седьмого голштинского гаплотипа и дефицита адгезии лейкоцитов приходится по 1,43 % в генетической структуре ведущей группы. Генетическое разнообразие исследуемой части стада по генам CSN2 и CSN3 позволяет использовать оптимальные генотипы в системе разведения и совершенствовать поголовье по технологическим характеристикам молока. Для исключения распространения генетического груза в популяции важно контролировать закрепление родительских пар с учетом носительства генетических аномалий.
полиморфизм, CSN2, CSN3, генетическое разнообразие, генотип, черно-пестрая порода
Введение. Молочное скотоводство играет ключевую роль в аграрном секторе многих стран, обеспечивая не только продовольственную безопасность, но и значительный вклад в экономику сельских территорий. С увеличением спроса на молочные продукты данная отрасль сталкивается как с новыми вызовами, так и возможностями для устойчивого развития. Современное молочное скотоводство в России переживает период трансформации, связанный с внедрением инновационных технологий, как в технологические аспекты, так и в селекционную работу.
Изучение полиморфизма генов, ассоциированных с продуктивными качествами и хозяйственно полезными признаками, позволяет определить генетическое разнообразие популяции и использовать полученные данные при организации селекционной работы с животными [1–5]. Генетическое разнообразие отечественных пород крупного рогатого скота может рассматриваться как дополнительный ресурс для селекции и скрещивания при совершенствовании существующих и создании новых пород и внутрипородных типов.
Современная маркерная селекция выделяет несколько аллелей генов и гормонов, по наличию которых можно спрогнозировать продуктивные качества каждой оцениваемой особи, но практическое использование ДНК-маркеров в селекционной работе затруднено физиологическими особенностями формирования молочной продуктивности [6–9]. Молочная продуктивность крупного рогатого скота формируется путем сложного взаимодействия генотипа и внешней среды [10–12]. Полигенный тип наследования количественных признаков, к которым относится и молочная продуктивность, затрудняет селекцию крупного рогатого скота, так как увеличивается число параметров отбора [13–15].
Актуальность обуславливается тем, что изучение генетического полиморфизма в популяции крупного рогатого скота позволяет совершенствовать продуктивные и хозяйственные качества особей при разведении [16]. В настоящее время в Российской Федерации особенно остро стоит задача по совершенствованию и внедрению методов ускоренной селекции с целью получения популяции местного скота с высоким генетическим потенциалом продуктивности. Для осуществления прорыва в племенном животноводстве страны важно достигнуть высоких селекционных темпов, что должно основываться на высокоточных методах оценки [11, 17]. Оптимизация молочного скотоводства, обусловленная увеличением доли эффективных коров в активной части популяции, требует пересмотра имеющихся программ селекции, в том числе подхода к отбору коров с учетом технологических характеристик молока. Белки молока в основном представлены казеином – до 85 % в общей структуре молочных белков. Казеин коровьего молока различных фракций отличается химическим составом и свойствами. Особо значимыми фракциями казеина для улучшенных характеристик молочного белка являются каппа-казеин (CSN3) и бета-казеин (СSN2).
Широкий обмен генетическим материалом между регионами способен изменять генетическую структуру популяций молочного скота. В научных исследованиях Х.А. Амерханова, И.Е. Багаль, Я.А. Хабибрахмановой, Л.А. Калашниковой, М.И. Селионовой и других установлено, что гены каппа-казеина, бета-казеина и бета-лактоглобуллина кодируют основные белки молока и могут применяться в качестве маркеров в селекции молочного скота на повышение белковомолочности стад и улучшение структуры молочных белков, а следовательно, технологических качеств молока [1, 6, 14]. Различные аллели генов CSN2 и CSN3 по-разному кодируют структуру молочного белка и влияют на количество и соотношение белков в молоке крупного рогатого скота. Отечественные и зарубежные исследователи рекомендуют использовать в маркерориентированной селекции аллель В гена каппа-казеина и аллель А2 гена бета-казеина [11, 17–19].
В разных популяциях молочного скота наблюдается различная генетическая структура генов. Так, в популяции голштинизированного черно-пестрого скота в Республике Алтай, по данным А.И. Афанасьевой, В.А. Сарычева и В.А. Плешакова (2021), частота аллеля А гена CSN3 варьировала в диапазоне 0,58–0,62, а генотип каппа-казеина ВВ у голштинских быков не выявлен в племенных предприятиях региона.
Аналогичные данные описывают зарубежные исследователи. В популяциях молочного скота ими установлен сдвиг в сторону аллеля А гена CSN3. В отечественной популяции молочного скота, вне зависимости от принадлежности к породе, многими отмечается снижение частоты встречаемости генотипов CSN3ВВ .
В связи с этим, определение генетической структуры популяции будет способствовать сохранению генофонда и переходу к эффективным методам селекции, что является важным и значимым для успешного развития отечественного молочного скотоводства в условиях Омской области и страны в целом.
Цель исследования – изучить генетический полиморфизм генов каппа-казеина, бета-казеина и основных генетических аномалий в стаде коров черно-пестрой породы, разводимой в Омской области.
Задачи: определение генетической структуры стада коров черно-пестрой породы и продуктивных качеств по ДНК-маркерам и генетическим аномалиям.
Объекты и методы. Объект исследования – коровы черно-пестрой породы, материал исследования – генотипы крупного рогатого скота черно-пестрой породы, содержащегося в племенном репродукторе ООО «Рассвет» Таврического района Омской области. Из основного стада коров предприятия была отобрана фокус-группа коров в количестве 50 голов, которые потенциально, по результатам фенотипической оценки, являются кандидатами в ведущую группу стада. Схема исследования представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема исследований (здесь и далее: составлено авторами)
Research scheme (here and further: compiled by the authors)
Генотипирование проводилось в лаборатории геномных технологий ООО «Ксивелью» (Москва) по ДНК-маркерам бета-, каппа-казеина и основным аномалиям крупного рогатого скота (АХ; BY; HY_ERCC6L; HY_TSR2; HH1; HH3; HH4; HH5; HH6; HH7; FXID; BLAD; DUMPS; BDCMP; CVM; MPS_IIB; HCD; CT). В качестве биоматериала для генотипирования использовался волосяной выщип. Пробоподготовка проводилась согласно методике, предоставленной лабораторией.
Анализ частоты встречаемости генов бета- и каппа-казеина, носительства генетических аномалий быков-производителей (отцов коров, n = 35 гол.) проведен на основе данных, представленных в племенных свидетельствах и каталогах организаций, реализующих их семя.
Структуру популяции по генам анализировали по значениям частот встречаемости аллелей генов CSN2и CSN3 и генотипов, определяемых по формулам
РА = (2nAA + nAa)/2N; qb = (2naa + nAa)/2N, (1)
где PA – частота А аллеля; qb – частота a аллеля; N – общее количество аллелей.
Ожидаемую частоту генотипов определяли согласно закону популяционного равновесия Харди-Вайнберга.
Статистическую обработку цифровых данных проводили многофакторным дисперсионным анализом в программе MS Excel по следующим параметрам: среднее арифметическое и стандартная ошибка, медиана, критерий Пирсона, уровень полиморфизма по Робертсону.
Результаты и их обсуждение. Популяция молочного скота в Омской области в настоящее время представлена тремя основными породами – красной степной, черно-пестрой, голштинской. Отечественные породы красная степная и черно-пестрая, разводились на территории региона длительное время, так как были плановыми для Омской области. В связи с этим и в настоящее время породная структура популяции молочного скота состоит из 45 % коров красной степной породы и 48 % – черно-пестрой, 5 % – голштинской породы. Большая многочисленность черно-пестрой породы в Омской области стала ключевым фактором при определении объекта исследования.
Для практики животноводства важным направлением совершенствования молочного скота является улучшение технологических свойств молока на генетическом уровне. Гены бета- и каппа-казеина влияют на качество молочного белка [20]. Важным аспектом является изучение полиморфизма ДНК-маркеров в популяции быков-производителей. Систематическая оценка генотипа закрепляемых быков способствует улучшению продуктивных качеств по селекционируемым признакам и сохранению здоровья в каждой последующей генерации молочного скота.
В таблице 1 представлен генетический профиль популяции быков-производителей, от которых были получены коровы исследуемой группы.
Таблица 1
Генетический профиль и структура популяции отцов коров (n = 35 гол.)
Genetic profile and population structure of fathers for cows (n = 35 heads)
|
Ген |
Генетический профиль |
Структура, % |
|
CSN2 |
А1 |
45,7 |
|
А2 |
54,3 |
|
|
CSN3 |
А |
40,0 |
|
В |
60,0 |
|
|
BY |
А |
100 |
|
HH1 |
А |
100 |
|
HH3 |
А |
100 |
|
HH4 |
А |
100 |
|
FXID |
А |
100 |
|
BLAD |
А |
100 |
|
CVM |
А |
100 |
Здесь и далее: составлено авторами.
Генетический профиль отцов коров показывает небольшое разнообразие аллелей генов бета- и каппа-казеина, встречающееся в их ДНК. Так, в группе отцов коров по гену бета-казеина встречаются только аллели А1 и А2. Наследственность быков-производителей характеризуется наличием в генотипах аллеля А2, ассоциированного как желательного, по гену CSN2. Большая часть отцов коров (54,3 %) являются носителями желательного аллеля А2. Относительно невысокий удельный вес в структуре популяции аллеля А2 гена CSN2 свидетельствует об отсутствии целенаправленного подбора быков по данному ДНК-маркеру.
Аллель В гена CSN3 в структуре группы отцов коров встречается у 60 % быков, что также недостаточно для целенаправленной селекции в стаде по совершенствованию технологических характеристик молока.
По генетическим аномалиям, наиболее часто встречающимся в голштинской породе, все быки здоровы и не являются носителями генетических аномалий. В основном в каталогах указывается генотип быков по таким генетическим заболеваниям, как брахиспина, голштинские гаплотипы, дефицит XI фактора свертываемости крови, дефицит адгезии лейкоцитов и комплексный порок позвоночника.
Подбор быков к маточному поголовью племенных репродукторов проводится с учетом линейной принадлежности быков. В связи с этим изучен полиморфизм генов бета- и каппа-казеина отцов коров с учетом их линейной принадлежности (табл. 2).
Таблица 2
Полиморфизм генов CSN2 и CSN3 в группе отцов коров
с учетом их линейной принадлежности
Polymorphism of CSN2 and CSN3 genes in the group of fathers for cows,
taking into account their linear affiliation
|
Линия отцов |
n |
Частота генотипов |
Частота аллелей |
|||
|
CSN2 |
||||||
|
|
|
А1А1 |
А1А2 |
А2А2 |
А1 |
А2 |
|
Рефлекшен Соверинг 198998 |
13 |
0,461±0,005 |
0,307±0,003 |
0,230±0,002 |
0,615±0,003 |
0,385±0,002 |
|
Силинг Трайджун Рокит 252803 |
9 |
0,333±0,004 |
0,333±0,004 |
0,333±0,004 |
0,5±0,018 |
0,5±0,018 |
|
Монтвик Чифтейн 95679 |
7 |
0,286±0,014 |
0,428±0,010 |
0,286±0015 |
0,5±0,009 |
0,5±0,009 |
|
Вис Бэк Айдиал 1013415 |
6 |
– |
0,333±0,07 |
0,666±0,009 |
0,166±0,012 |
0,833±0,004 |
|
CSN3 |
||||||
|
|
|
АА |
АВ |
ВВ |
А |
В |
|
Рефлекшен Соверинг 198998 |
13 |
0,461±0,005 |
0,307±0,003 |
0,230±0,002 |
0,615±0,003 |
0,385±0,002 |
|
Силинг Трайджун Рокит 252803 |
9 |
0,222±0,009 |
0,333±0,005 |
0,444±0,008 |
0,388±0,006 |
0,611±0,010 |
|
Монтвик Чифтейн 95679 |
7 |
– |
0,286±0,007 |
0,714±0,010 |
0,143±0,011 |
0,857±0,009 |
|
Вис Бэк Айдиал 1013415 |
6 |
– |
0,333±0,012 |
0,666±0,009 |
0,166±0,012 |
0,833±0,004 |
Исследование генетического разнообразия быков-отцов коров в зависимости от их линейной принадлежности показало, что ассоциированный аллель А2 гена CSN2 с улучшенными характеристиками молочного белка встречается в генотипах всех закрепляемых линий. Максимальная частота генотипов быков с аллелем А2 отмечена в линии Вис Бэк Айдиал 1013415 и составила 0,833, что на 0,448, или 53,78 %, чаще, чем в линии Рефлекшен Соверинг 198998. Линии Силинг Трайджун Рокита 252803 и Монтвик Чифтейна 95679 находятся в генетическом равновесии, так как частота аллелей А1 и А2 гена CSN2 одинакова (0,5). В структуре генотипов в группе отцов коров преобладает генотип CSN2А2А2. Наибольшая частота гомозигот с желательным аллелем А2 в линии Вис Бэк Айдиал 1013415 – 0,666, что на 0,436 чаще, чем аналогичные генотипы в линии Рефлекшен Соверинг 198998. Частота гетерозигот в группе отцов коров линии Монтвик Чифтейн 95679 максимальна в сравнении с другими линиями и составила 0,428. В линии Вис Бэк Айдиал 1013415 гомозиготные генотипы CSN2А1А1 не выявлены.
Полиморфизм гена каппа-казеина в группе быков-отцов коров менее сбалансирован. Установлено, что в линиях Монтвик Чифтейн 95679 и Вис Бэк Айдиал 1013415 максимальная концентрация желательного аллеля В гена CSN3 – 0,833–0,857. В линии Рефлекшен Соверинг 198998 наиболее распространен аллель А гена CSN3, частота встречаемости составила 0,615.
Анализ структуры генотипов по гену CSN3 показал, что среди отцов коров линий Монтвик Чифтейн 95679 и Вис Бэк Айдиал 1013415 отсутствуют особи с генотипом CSN3АА, кроме того, в линии Монтвик Чифтейн 95679 частота гетерозигот минимальна – 0,286. Соответственно, в данной линии преобладают наиболее ценные для селекции генотипы CSN3ВВ. Наименьшая частота встречаемости отцов коров с гомозиготным по желательному аллелю В геном каппа-казеина среди представителей линии Рефлекшен Соверинг 198998 – 0,23.
Полученные результаты анализа распределения частот аллелей и генотипов в группе быков-отцов коров в зависимости от их линейной принадлежности доказывают, что ДНК-маркеры не принимаются во внимание селекционером при выборе быков в условиях ООО «Рассвет» Таврического района Омской области.
Для более полного представления о полиморфизме генов, связанных с технологическим свойствами молочного белка и генетическим здоровьем популяции молочного скота, важен анализ генетической структуры коров.
Ген бета-казеина имеет 12 аллельных вариантов в генофонде крупного рогатого скота, но в стаде разнообразие представлено не всеми аллелями (рис. 2).
|
|
|
|
А |
Б |
Рис. 2. Частота аллелей (А) и полиморфизм (Б) гена CSN2 бета-казеина
Allele frequency (A) and polymorphism (Б) of the CSN2 beta-casein gene
Генофонд исследуемого поголовья по гену CSN2 характеризуется пятью аллельными вариантами. Наибольший удельный вес в популяции имеет аллель А1 – 45 %. Аллель А2 также встречается достаточно часто – 40,71 % среди черно-пестрого скота. Наименьшую частоту встречаемости в популяции черно-пестрого скота имеет аллель F – 0,71 %.
Для получения молока с улучшенными технологическими качествами молочного белка наиболее предпочтительным является генотип по бета-казеину CSN2А2А2.
В группе коров черно-пестрой породы выявлено 10 встречающихся генотипов. Наибольший удельный вес в популяции приходится на гетерозиготу CSN2А1А2 – 37,14 %. Частота встречаемости носителей ассоциированного аллеля с продуктивностью в популяциии черно-пестрого скота составляет 47,14 %. Носители аллеля А2 имеют генотипы CSN2А1А2, CSN2А2В и CSN2А2А3.
Таким образом, генетическое разнообразие исследуемой популяции по гену бета-казеина (CSN2) позволяет использовать оптимальные генотипы в системе разведения и совершенствовать поголовье по технологическим характеристикам молока. Среди коров 64,29 % способны передать потомству желательный алелль А2 гена CSN2.
Среди ДНК-маркеров молочной продуктивности ген каппа-казеина CSN3 является наиболее значимым, так как его аллель В ассоциирован с лучшей сыропригодностью коровьего молока [3, 11]. Выделяют 13 полиморфных состояний гена CSN3. В изучаемой группе коров определено 3 алелльных варианта гена каппа-казеина (А, В, Е) [6, 10]. На рисунке 3 представлена частота встречаемости аллелей гена CSN3.
В структуре генофонда коров наибольший удельный вес имеет аллель А гена CSN3, частота встречаемости – 62,14 %. По данным отечественных и зарубежных исследователей, В-аллель гена CSN3 ассоциирован с высоким выходом творога и сыра, а также с лучшими коагуляционными свойствами молока, поэтому является наиболее предпочтительным [1, 11, 16, 17]. Доля В аллеля в популяции черно-пестрой породы – 31,43 %. Аллельных вариантов C, G, H, I, J в генотипах исследуемой группы коров не выявлено. Так как данная группа составляет племенное ядро стада, соответственно аллельные варианты C, G, H, I, J гена CSN3 не будут распространяться среди потомства.
Структура генотипов в популяции по гену каппа-казеина отличается разнообразием. Наибольший удельный вес в структуре стада занимают гетерозиготы с генотипом CSN3АВ – 52,86 %.
|
|
|
|
А |
Б |
Рис. 3. Частота встречаемости аллелей (А) и полиморфизм (Б) гена каппа-казеина CSN3
Allele frequency (A) and polymorphism (Б) of the kappa casein gene CSN3
На долю гомозигот, которых можно определить как наиболее желательные особи для дальнейшего разведения, приходится 10 % отобранного поголовья черно-пестрой породы.
Потенциально передать потомству желательный аллель В гена CSN3 могут носители этого аллеля – 65,7 % коров, ассоциированного с улучшенными характеристиками молочного белка.
Для использования маркерной селекции в молочном скотоводстве важно иметь представление не только о генетической структуре популяции, но и о фенотипическом уровне хозяйственно полезных качеств. В таблице 3 представлены хозяйственно полезные качества коров в зависимости от генотипа по ДНК-маркерам технологических свойств молока.
Таблица 3
Хозяйственно полезные качества коров черно-пестрой породы
в зависимости от генотипа по ДНК-маркерам технологических свойств молока
Economically useful qualities of black-and-white cows depending
on the genotype according to DNA markers of technological properties of milk
|
Показатель |
CSN2 |
CSN3 |
||
|
А2А2 |
Прочие генотипы |
ВВ |
Прочие генотипы |
|
|
Удой, кг |
7216±366 |
6706±452 |
7341±325 |
6683±372 |
|
МДЖ, % |
3,90±0,010 |
3,65±0,012 |
4,20±0,011 |
3,65±0,016 |
|
МДБ, % |
3,45±0,09 |
3,07±0,08 |
3,50±0,08 |
3,10±0,06 |
|
Молочный жир, кг |
281,42±29,7 |
244,84±33,4 |
308,32±46,1 |
244,00±52,7 |
|
Молочный белок, кг |
248,95±16,9 |
205,65±14,2 |
256,94±13,4 |
207,17±17,1 |
|
Возраст 1 осеменения, мес |
20±1,59 |
22±2,18 |
20±1,48 |
22±1,36 |
|
Сервис-период, дней |
101±32,6 |
167±24,2 |
228±38,0 |
149±20,6 |
|
Сухостойный период, дней |
51±3,77 |
58±4,16 |
65±2,97 |
56±3,49 |
|
Кол-во осеменений на одно плодотворное |
1,7±0,03 |
1,8±0,05 |
1,7±0,07 |
1,8±0,06 |
Коровы с желательными аллелями по генам каппа- и бета-казеина отличались лучшими показателями по основным селекционным признакам. Разница между анализируемыми группами по обильномолочности статистически не достоверна. Установлена высокая достоверная разница между сравниваемыми группами по массовой доле молочного белка. Коровы с желательным генотипом CSN2А2А2 превосходят по массовой доле молочного белка на 0,38 процентных пункта (P < 0,01) особей с альтернативными вариантами гена CSN2. Уровень массовой доли молочного белка в синтезируемом молоке обусловлен генотипом по гену каппа-казеина (CSN3). Коровы, имеющие в своем генотипе желательную комбинацию аллелей, превосходят по массовой доле молочного белка на 0,4 процентных пункта (P < 0,01) коров с прочими аллелями гена CSN3. Количество молочного белка может считаться простейшим селекционным индексом, так как объединяет в себе два важных и основных показателя – удой и массовую долю молочного белка. При анализе изменения количества молочного белка установлено, что коровы с желательными генотипами по генам каппа- и бета-казеина превосходят на 49,77 кг, или на 24 %, и на 43,30 кг, или 21,12 % (P < 0,01), сверстниц с отсутствием в генотипе желательных аллелей изучаемых генов соответственно.
Взаимосвязи между генотипами по генам каппа- и бета-казеина и показателями воспроизводительных качеств коров не выявлено, так как в большей степени репродуктивные качества зависят от паратипических факторов.
Качество молочного белка также определяется гаплогруппой гена каппа-казеина. В таблице 4 представлен полиморфизм в исследуемой группе коров по гаплотипу А1/А2 гена CSN2.
Таблица 4
Перечень частоты генотипов и аллелей гаплотипа гена CSN2
List of the frequency of genotypes and alleles of the CSN2 gene haplotype
|
Генотип |
n |
Частота генотипов |
Аллель |
Частота ааллелей |
Нe |
Fis |
|
А1/А1 |
15 |
0,30±0,004 |
А1 |
55,71±0,0035 |
0,46 |
0,07 |
|
А1/А2(Ho) |
26 |
0,51±0,021 |
||||
|
А2/А2 |
9 |
0,19±0,026 |
А2 |
44,29±0,0027 |
Примечание: Но – наблюдаемая гетерозиготность; Нe – средняя гетерозиготность на особь; Fis – индекс, измеряющий отклонения внутригрупповых (субпопуляционных) наблюдаемых гетерозиготностей от ожидаемых при равновесии.
Анализ таблицы 4 показал, что племенное ядро стада сбалансировано и находится в равновесии. Молоко от коров с генотипом CSN2А2А2 отличается улучшенными качествами молочного белка и является более физиологичным для человеческого организма [2, 20]. Доля желательного аллеля А2 составила 44,29 % в исследуемой группе.
Наличие заболеваний у крупного рогатого скота сказывается на их хозяйственно-биологических особенностях, а именно на молочной продуктивности и долголетии. Коровы, обладающие выдающимися генетическими качествами, могут быть более восприимчивы к определенным заболеваниям, таким как остеопороз или метаболические расстройства [6, 11]. В связи с чем была изучена взаимосвязь между генотипом и здоровьем коров черно-пестрой породы. В таблице 5 представлена частота различных заболеваний у коров, носительниц генетических аномалий.
Таблица 5
Частота заболеваний коров с носительством генетических аномалий
Frequency of diseases of cows with genetic abnormalities
|
Генетическая аномалия |
Частота заболеваний среди поголовья коров, % |
|
|
Гинекологические |
Заболевания конечностей |
|
|
Брахиспина (BY) |
20 |
10 |
|
Голштинский гаплотип (НН7) |
10 |
10 |
|
Дефицит адгейзии лейкоцитов (BLAD) |
23 |
10 |
|
В среднем по стаду |
34 |
16 |
Коровы с носительством аномалии брахиспина (BY) в большей степени имеют проблемы с репродуктивной функцией, гинекологические заболевания встречаются чаще, чем другие виды заболеваний, – 20 % от всех зарегистрированных в исследуемой группе заболеваний. У носителей аномалии BLAD выделены такие заболевания, как субинвалюция матки, эндометрит, гипофункция яичников и персистентное желтое тело составляют 23 % в общем объеме заболеваний коров ведущей группы. В среднем в исследуемой группе удельный вес гинекологических заболеваний составляет 34 %, а заболеваний конечностей – 16 %.
Наличие в генотипе рецессивного аллеля, вызывающего генетические аномалии, способно снизить показатели воспроизводства стада по причине рождения генетически больных потомков.
В рамках исследований коровы черно-пестрой породы были тестированы на носительство 20 генетических аномалий. Из 20 возможных и наиболее распространенных в современных популяций молочного скота в исследуемой группе выявлены не все.
В ведущей группе стада выявлен факт носительства генетических аномалий. На рисунке 4 представлена частота встречаемости рецессивных генетических аномалий.
|
% |
Рис. 4. Частота встречаемости аллелей генетических аномалий в отобранной группе коров, %
Frequency of occurrence of alleles of genetic anomalies in the selected group of cows, %
Наибольшее распространение в выборке имеет рецессивный аллель генетической аномалии брахиспина – 2,14 %. На долю рецессивного аллеля генетических аномалий голштинский гаплотип 7 и дефицит адгезии лейкоцитов приходится по 1,43 % в генетической структуре.
На рисунке 5 представлена вариабельность частот гетерозигот, носителей генетического груза.
Рис. 5. Доля носителей генетических аномалий в исследуемой выборке коров черно-пестрой породы
The proportion of carriers of genetic abnormalities in the studied sample of black-and-white cows
Наибольшее количество носителей генетической аномалии брахиспина – 4,28 % коров черно-пестрой породы. Носителями голштинского гаплотипа 7 и дефицита адгезии лейкоцитов являются 2,85 % коров исследуемой выборки.
Так как анализ генетического здоровья отцов коров исследуемой группы показал отсутствие носительства генетических аномалий, то следует вывод о концентрации генетического груза в маточном поголовье.
Для исключения распространения генетического груза в популяции важно контролировать закрепление родительских пар с учетом свободы от носительства генетических аномалий не только быков-производителей, но и коров.
Представленные результаты комплексного анализа разнообразия генотипов молочного скота отечественной селекции не противоречат полученными ранее данными ряда исследователей, в том числе и зарубежных, которые определяют значимость маркерной селекции при совершенствовании технологических свойств коровьего молока и относительно низкую частоту встречаемости аллелей, определяющих сыропригодность молока.
Заключение. Таким образом, генетическое разнообразие исследуемой группы по генам бета- и каппа-казеина позволяет использовать оптимальные генотипы в системе разведения и совершенствовать поголовье по технологическим характеристикам молока. Большинство коров (64,29 %) способны передать потомству желательный алелль А2 гена CSN2, и более 65 % особей несут в своем генотипе аллель В гена CSN3, что свидетельствует о наличии генетической основы для оптимизации селекционных программ по совершенствованию отечественного генофонда молочного скота.
Носителями генетических аномалий, таких как брахиспина является 4,28 % от группы исследуемых коров черно-пестрой породы; голштинского гаплотипа 7 и дефицита адгезии лейкоцитов – 2,85 %. Анализ генетического здоровья отцов коров исследуемой выборки показал отсутствие носительства генетических заболеваний, следовательно, следует обратить внимание на маточное поголовье, которое составляет ведущую группу стада.
1. Амерханов Х.А. Состояние и развитие молочного скотоводства в Российской Федерации // Молочное и мясное скотоводство. 2017. № 1. С. 2–5. EDN: https://elibrary.ru/XXIANR.
2. Долматова И.Ю., Ганиева И.Н., Кононенко Т.В., и др. Взаимосвязь полиморфных генов пролактина и соматотропина крупного рогатого скота с молочной продуктивностью // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2020. № 1 (53). С. 70–78. DOI:https://doi.org/10.31563/1684-7628-2020-53-1-70-78. EDN: https://elibrary.ru/XJQNDQ.
3. Лиходеевская О.Е., Горелик О.В., Лиходеевский Г.А. Исследование генов, ассоциированных с молочной продуктивностью черно-пестрого скота // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (87). С. 279–284. EDN: https://elibrary.ru/FFMAPC.
4. Селионова М.И., Плахтюкова В.Р. Полиморфизм генов мясной продуктивности у крупного рогатого скота, их связь с продуктивными показателями и методы контроля качества продукции // Новости науки в АПК. 2019. № 3 (12). С. 130–136. DOI:https://doi.org/10.25930/2218-855X/031.3.12.2019. EDN: https://elibrary.ru/DUJXOH.
5. Чижова Л.Н., Суржикова Е.С., Михайленко Т.Н. Оценка генетического потенциала молодняка молочного скота по маркерным генам CSN3, GH, PIT-1, PRL // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 6. С. 40–46. EDN: https://elibrary.ru/SWRWQT.
6. Багаль И.Е., Хабибрахманова Я.А., Калашникова Л.А., и др. Молочная продуктивность коров холмогорской породы с разными генотипами молочных белков // Молочное и мясное скотоводство. 2015. № 7. С. 6–9. EDN: https://elibrary.ru/VCOIAT.
7. Иванова И.П. Планирование селекционно-племенной работы с молочным скотом в Омской области // Известия Горского государственного аграрного университета. 2022. Т. 59-3. С. 48–54. DOI:https://doi.org/10.54258/20701047_2022_59_3_48. EDN: https://elibrary.ru/MGMGAH.
8. Русанова С.А., Кольцов Д.Н. Мониторинг аллелей генетических маркеров в процессе селекции крупного рогатого скота бурой швицкой породы // Технические культуры. 2023. Т. 3, № 4 (10). С. 71–77. DOI:https://doi.org/10.54016/SVITOK.2023.36.31.008. EDN: https://elibrary.ru/UYRKKO.
9. Шевелева О.М., Часовщикова М.А., Суханова С.Ф. Продуктивные и некоторые биологические особенности генофондной породы скота салерс в условиях Западной Сибири // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2021. Vol. 13, № 1. P. 156–173. DOI:https://doi.org/10.12731/2658-6649-2021-13-1-156-173. EDN: https://elibrary.ru/GERQEL.
10. Исупова Ю.В., Ачкасова Е.В. Перспективы использования оценки геномной племенной ценности в селекции молочного скота в условиях Удмуртской Республики // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (90). С. 307–311. EDN: https://elibrary.ru/YYBQKA.
11. Оконешникова Ю.А. Гены-маркеры, ассоциированные с продуктивными качествами крупного рогатого скота. В сб.: Научно-практическая конференция молодых ученых, посвященная Дню российской науки «Актуальные исследования молодых ученых – результаты и перспективы», Благовещенск, 8 февраля 2024 г. Благовещенск: Дальневосточный государственный аграрный университет, 2024. С. 77–81. EDN: https://elibrary.ru/VOUBLZ.
12. Попов Н., Некрасов А., Федотова Е. Генетическое маркирование в селекции скота // Животноводство России. 2020. № S2. С. 9–15. DOI:https://doi.org/10.25701/ZZR.2020.47.51.002. EDN: https://elibrary.ru/ZXFJUR.
13. Глазкова Н.Ю. Иммуногенетический полиморфизм коров голштинской породы в Орловской популяции молочного скота // Биология в сельском хозяйстве. 2021. № 1 (30). С. 25–27. EDN: https://elibrary.ru/TCUPZB.
14. Самбуров Н.В., Федоров Ю.Н. Хозяйственно-биологические особенности первотелок голштинской породы разного происхождения при акклиматизации в хозяйстве в условиях Центральной России // Сельскохозяйственная биология. 2022. № 57 (2). С. 316–327. DOI: 10.15389/ agrobiology.2022.2.316rus. EDN: https://elibrary.ru/JMMUKN.
15. Шевелева О.М., Свяженина М.А., Часовщикова М.А. Селекционно-генетические параметры отбора коров по молочной продуктивности при совершенствовании стада крупного рогатого скота // Вестник Курганской ГСХА. 2023. № 1 (45). С. 60–68. EDN: https://elibrary.ru/RBXUBB.
16. Снигирев С.О., Ламонов С.А., Скоркина И.А. Молочная продуктивность коров разных генотипических групп черно-пестрого скота в зависимости от полиморфизма гена каппа-казеина // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2023. № 1 (72). С. 94–97. EDN: https://elibrary.ru/NOYXCZ.
17. Лефлер Т.Ф., Садыко С.Г. Сравнительная оценка молочной продуктивности коров разных линий // Вестник КрасГАУ. 2019. № 5 (146). С. 138–142. EDN: https://elibrary.ru/HPKEAY.
18. Van Schyndel S.J., Bauman C.A., Pascottini O.B., et al. Reproductive management practices on dairy farms: the Canadian national dairy study 2015 // Journal of Dairy Science. 2019. Vol. 102, № 2. P. 1822–1831.
19. Bijttebier J., Hamerlinck J., Moakes S., et al. Low-input dairy farming in Europe: exploring a context-specific notion // Agricultural Systems. 2017. Vol. 156. P. 43–51. DOI:https://doi.org/10.1016/j.agsy.2017.05.016.
20. Мкртчян Г.В., Бакай А.В., Бакай И.Р. Наследование белковомолочности у крупного рогатого скота разной селекции // Аграрная наука. 2020. № 2. С. 36–38. DOI:https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-335-2-36-38. EDN: https://elibrary.ru/OQFVQE.
