Генетические исследования бурятской породы крупного рогатого скота являются важной основой сохранения породы, ассоциированной с традиционным природопользованием в суровых климатических условиях Бурятии (Бурятская республика, Россия). Бурятская порода крупного рогатого скота разводится на свободном выпасе, обладает высокой иммунобиологической устойчивостью к болезням и адаптивной способностью к условиям обитания, высокой жирностью молока и хорошими мясными качествами, характеризуется быстрой окупаемостью при низких затратах на ее содержание. В настоящее время имеются данные о группах крови коров бурятской породы [4]. Информация о генетической изменчивости генов-кандидатов на связь с признаками молочной продуктивности нам не известна. В то время, как многие породы турано-монгольского корня, такие как якутская, калмыцкая, к которому относится бурятская порода крупного рогатого скота, изучены по традиционным генетическим маркерам селекционно-ценных признаков молочной и мясной продуктивности [1, 2]. В первую очередь, это значимая нуклеотидная замена в экзоне 5 гена гормона роста bGH [11] с изменением в белковом продукте аминокислоты валин на лейцин и синонимичная замена в экзоне 3 гена пролактина PRL [10], а также А— и В-аллельный полиморфизм экзона 4 гена каппа-казеина CSN3, связанный с двумя аминокислотными заменами в 136 (Thr→Ile) и 148 (Asp→Ala) положениях полипептидной цепи, вызванных соответствующими точковыми мутациями в позициях 5309 (С→Т) и 5345 (A→C) [9].
Целью настоящего исследования являлось получение оценок изменчивости генов пролактина (PRL—RsaI) гормона роста (bGH—AluI) и каппа-казеина (CSN3) в выборке бурятских коров.
Исследовали выборку коров крупного рогатого скота бурятской породы, численностью 50 животных из СХПК «Шулуута» Кижингинского района республики Бурятия. Молекулярно-генетический анализ проводили методом ПЦР-ПДРФ с использованием следующих наборов реагентов: DIAtomTM DNA Prep (IsoGene lab., Москва, Россия) для выделения ДНК из цельной крови, “GenPakR PCR Core” (IsoGene lab., Москва, Россия) для амплификации анализируемых участков генов, эндонуклеазы рестрикции фирмы MBI Fermentas (Литва): AluI для экзона 5 гена bGH, RsaI для экзона 3 гена bPRL, и TaqI и HinfI для экзона 4 гена CSN3 [5, 8, 12]. Статистическая обработка данных выполнена с применением пакетов программ Statistica 6.0 и Genepop 3.2.
Распределение частот генотипов и аллелей и другие показатели изменчивости в исследованной выборке бурятского крупного рогатого скота представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Частоты генотипов, аллелей генов bGH, PRL, SCN3 и другие показатели изменчивости в исследованной выборке бурятской породы крупного рогатого скота.
| Генотипы | Частота генотипа | s.e. | Hexp | Аллели | Частота аллеля | s.e. |
|
Ген GH-AluI |
||||||
| LL | 0.760 | 0.060 | 0.738 | L | 0.860 | 0.035 |
| LV | 0.200 | 0.057 | 0.243 | V | 0.140 | 0.035 |
| VV | 0.040 | 0.028 | 0.018 | |||
|
Ген PRL-RsaI |
||||||
| AA | 0.620 | 0.069 | 0.607 | A | 0.780 | 0.041 |
| AB | 0.320 | 0.066 | 0.347 | B | 0.220 | 0.041 |
| BB | 0.060 | 0.034 | 0.047 | |||
|
Ген CSN3 |
||||||
| AA | 0.200 | 0.057 | 0.228 | A | 0.480 | 0.050 |
| AB | 0.560 | 0.070 | 0.504 | B | 0.520 | 0.050 |
| BB | 0.240 | 0.060 | 0.268 | |||
Обозначения: s.e. – стандартная ошибка частоты генотипа или аллеля, Hexp – ожидаемая гетерозиготность.
Распределение частот генотипов исследованных генов bGH, PRL и SCN3 по выбранным локусам не отклоняется от распределения по Харди-Вайнбергу (P>0.05) и является сходным по генам bGH и PRL, что выражается в значительном преобладании гомозигот одного типа над гомозиготами другого типа и среднем уровне ожидаемой гетерозиготности. Так, гомозигота LL гена bGH составляет 76%, а гомозигота AA гена PRL – 62%, при этом доля наблюдаемых гететерозигот составляет 20% и 32%, соответственно. Иная картина выявлена по гену CSN3: гетерозиготы составляют более 50%, и оба типа гомозигот имеют близкую частоту. Аллельное равновесие по гену bGH значительно смещено в сторону L-аллеля (86%). Такая особенность данного локуса гена bGH характерна и для якутской породы (66%) [2]. В ряде работ отмечены ассоциации генотипов гена bGH с признаками молочной продуктивности [3, 6, 8]. Для B-аллеля гена CSN3 ассоциации с технологическими свойствами молока известны давно [7]. Отметим, что наблюдаемая у бурятского крупного рогатого скота по этому гену высокая доля ценного для производства сыров B—аллеля (52%), установлена также у калмыцкой (32%), костромской (41%) и ярославской аборигенных пород (48%) [5]. Ценность жирного молока в регионах с суровым климатом востребована национальными предпочтениями населения и заключается в изготовлении из такого молока высококалорийных продуктов более длительного хранения – сметаны, жирного творога, усвоение кальция из которого выше по сравнению с нежирным.
Ранее нами были установлены комбинированные генотипы генов bGH и bPRL у ярославской породы крупного рогатого скота, характеризующиеся высоким содержанием молочных белка и жира [3]. Большая часть из них выявлена нами и у бурятской породы крупного рогатого скота (таблица 2).
Таблица 2.
Частоты комбинированных генотипов генов bGH и bPRL.
| Генотип | Частота | Генотип | Частота |
| LLAA | 0.500 | LVBB** | 0.020 |
| LLAB* | 0.220 | VVAB** | 0.040 |
| LLBB* | 0.040 | ||
| LVAA | 0.120 | ||
| LVAB | 0.060 |
Примечание: * – комбинированные генотипы, ассоциированные с высоким содержанием молочного белка, ** – комбинированные генотипы, ассоциированные с высоким содержанием молочного жира.
Суммарная частота комбинированных генотипов по генам bGH и PRL у бурятского крупного рогатого скота с потенциально высоким содержанием белка (LLAB и LLBB) и жира в молоке (LVBB и VVAB), составляет соответственно, 6% и 26% (более половины объема выборки).
Таким образом, анализ генетической структуры исследованной выборки бурятской породы крупного рогатого скота показал по всем трем использованным маркерам генов bGH, PRL и SCN3 соответствие распределению по Харди-Вайнбергу (P>0.05), что свидетельствует о равновесном состоянии выборки. Установлено, что только по гену SCN3 наблюдается значительная доля гетерозиготных особей, исследованные маркеры генов bGH и PRL демонстрируют значительное смещение аллельного равновесия в сторону одного из аллелей, соответственно, L— 86% и A— 78%, что наблюдается у отдельных российских пород.
Полученные результаты являются первыми данными по генетической изменчивости бурятской породы с использованием генов-кандидатов. Исследования в этом направлении позволят охарактеризовать внутрипородную структуру с целью выявления её особенностей, что может быть востребовано при проведении мониторинга состояния породы и мероприятий по ее сохранению и выявлению генетического потенциала.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Подпрограммы «Генофонды живой природы и их сохранение» Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Биоразнообразие природных систем» на 2016 год (ГЗ № 0112-2015-0015).
Список литературы:
- Горлов Ф., Федюнин А.А., Ранделин Д. А., Сулимова Г. Е. Полиморфизм генов bGH, RORC и DGAT1 у мясных пород крупного рогатого скота России // Генетика. Т. 50. № 12. С. 1448–1454.
- Лазебная И.В., Лазебный О. Е., Сулимова Г. Е. Исследование генетической изменчивости якутской породы (Bos taurus L.) крупного рогатого скота с использованием генов пролактина bPRL, гормона роста bGH и транскрипционного фактора bPitI // Генетика. Т. 46. № 3. С. 425–428.
- Лазебная И.В., Лазебный О. Е., Максименко В. Ф., Сулимова Г. Е. Полиморфизм генов гормона роста и пролактина в связи с признаками качества молока у крупного рогатого скота ярославской породы // Сельскохозяйственная биология. №2. С. 39–44.
- Моисеева И.Г., Уханов С. В., Столповский Ю. А., Сулимова Г. Е., Каштанов С. Н. Генофонды сельскохозяйственных животных: генетические ресурсы животноводства России; отв. ред. И. А. Захаров. М.: Наука, 2006. 478 с.
- Сулимова Г.Е., Ахани Азари М., Ростамзадех Д., Мохаммад Абади М. Р., Лазебный О. Е. Аллельный полиморфизм гена каппа-казеина (CSN3) у Российских пород крупного рогатого скота и его информативность как генетического маркера // Генетика. Т. 43. № 1. С. 88–95.
- Хатами C.Р., Лазебный О. Е., Максименко В. Ф., Сулимова Г. Е. ДНК-полиморфизм генов гормона роста и пролактина у ярославского и черно-пестрого скота в связи с молочной продуктивностью // Генетика. Т. 41. № 2. С. 229–236.
- Bosze Z., Dohy J. Improvement of the quality of milk protein by new biotechnological methods // Hungarian Agricultural Research. 1993. V. 2. № 1. P. 26-29.
- Dybus A., Grzesiak W., Kamieniecki H., Szatkowska I., Sobek Z., Blaszczyk P., Czerniawska-Piatkowska E., Zych S., Muszynska M. Association of genetic variants of bovine prolactin with milk production traits of Black-and-White and Jersey cattle // Arch. Tierz. 2005. V. 48. № 2. P. 149–156.
- Grosclaude F., Mahé M. F., Mercier J. C., Ribadeau-Dumas B. Localization des substitutions d’acides amines differenciant les variants A et B de la caseine bovine // Genet. Sel. Anim. 1972. V. 4. P. 515–
- Lewin H. A., Schmitt K., Hubert R., van Eijk M. J., Arnheim N. Close linkage between bovine prolactin and BoLA-DRB3 genes: genetic mapping in cattle by single sperm typing // Genomics. 1992. V. 13. № 1. P. 44–48.
- Lucy M. C., Hauser S. D., Eppard P. J., Krivi G. G., Clark J. H., Bauman D. E. Variants of somatotropin in cattle: gene frequencies in major dairy breeds and associated milk production // Domest. Anim. Endocrinol. 1993. V. 10. № 4. P. 325–333.
- Mitra A., Schlee P., Balakrishnan C. R., Pirchner F. Polymorphisms at growth hormone and prolactin loci in Indian cattle and buffalo // Journal of Animal Breeding and Genetics. 1995. V. 112. P. 71–74[schema type=»book» name=»ИССЛЕДОВАНИЕ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА БУРЯТСКОЙ ПОРОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ» description=»Впервые исследована генетическая изменчивость генов пролактина (PRL-RsaI), гормона роста (bGH-AluI) и каппа-казеина (CSN3) в выборке бурятских коров, численностью 50 животных. Использованы стандартные методы молекулярно-генетического анализа (ПЦР-ПДРФ) и статистической обработки данных с применением пакетов программ Statistica 6.0 и Genepop 3.2. Установлено распределение частот генотипов и аллелей перечисленных генов, значения ожидаемой гетерозиготности, соответствие выявленных распределений частот генотипов теоретически ожидаемым по Харди-Вайнбергу. Приводим данные параметры для каждого гена отдельно в соответствии с порядком перечисления: ген PRL-RsaI – AA –62%, AB – 32%, BB – 6%, A – 78%, B – 22%, Hexp=0.35; ген bGH-AluI – LL – 76%, LV – 20%, VV – 4%, L – 86%, V – 14%, Hexp=0.24 и ген каппа-казеина CSN3 – AA – 20%, AB – 56%, BB – 24%, A – 48%, B – 52%, Hexp=0.50. Установлена высокая доля B-аллеля гена CSN3, ассоциированного с технологической пригодностью к сыроварению, высокая доля L-аллеля гена bGH-AluI и A-аллеля гена PRL-RsaI, связанных с параметрами молочной продуктивности.» author=»Лазебная Ирина Викторовна, Перчун Алексей Валерьевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-01-17″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.10.16_31(2)» ebook=»yes» ]