Сельскохозяйственная биология, 2010, № 4, с. 51-54.

УДК 636.2.034:547.96:575.822

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ κ-КАЗЕИНА И ПРОЛАКТИНА В СВЯЗИ С МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ КОРОВ ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ

Т.С. ГОРЯЧЕВА, Г.М. ГОНЧАРЕНКО

У коров черно-пестрой породы (ОАО племзавод «Пашинский», Новосибирская обл.) методом PCR-PDRF (ПЦР-ПДРФ, полимеразная цепная реакция с последующей рестрикцией фрагментов) оценили полиморфизм генов κ-казеина и пролактина. Показано, что генотип АА наиболее распространен (частота 73-77 %). Сравнение показателей молочной продуктивности коров с разными генотипами по этим генам выявило преимущество животных с ВВ-генотипом по κ-казеину по удою за 1-ю и 3-ю лактацию, а также содержанию жира и белка в молоке. У коров с генотипом ВВ по пролактину превышение наблюдали только по содержанию жира в молоке.

Ключевые слова: полиморфизм, κ-казеин, пролактин, ген, молочная продуктивность, черно-пестрая порода.

Преимущество методов молекулярной генетики при изучении характера наследования качественных и количественных признаков обусловлено возможностью быстрой идентификации генотипа независимо от вида, породы, пола и возраста животного, что значительно ускоряет селекционный процесс. В молочном скотоводстве наиболее перспективным маркером, определяющим качество молока, считается ВВ-генотип гена κ-казеина, поскольку именно он связан с более высоким содержанием белка в молоке и его технологическими качествами. Определенный интерес для молочного скотоводства представляет ген пролактина, основная функция которого у млекопитающих связана со стимуляцией развития молочных желез, а также образованием и секрецией молока (1). Активное участие продуктов гена пролактина в формировании молочной продуктивности служит основанием для поиска ассоциаций полиморфных вариантов гена с показателями молочной продуктивности (2-4). Отмечены и другие физиологические эффекты пролактина, касающиеся осморегуляции, репродукции, поведенческих реакций животного (5, 6). Многие биологические функции, например экспрессия генов казеинов, осуществляются через рецепторы пролактина (7). Однако сведений о полиморфизме и связи этих генов с молочной продуктивностью недостаточно для оценки и прогноза их генетического потенциала.

Цель настоящей работы заключалась в выявлении частоты аллельных вариантов генов κ-казеина и пролактина у животных черно-пестрой породы и определении их связи с показателями молочной продуктивности.

Методика. Исследование проводили в 2008 году на 400 коровах черно-пестрой породы (ОАО племзавод «Пашинский», Новосибирская обл.) методом PCR-PDRF (ПЦР-ПДРФ, полимеразная цепная реакция с последующей рестрикцией фрагментов).

ДНК выделяли по стандартной методике лаборатории «Медиген» (г. Новосибирск). При ПЦР-амплификации фрагмента гена κ-казеина использовали праймеры VAR 3 и VAR 5, пролактина — праймеры PRL 1 и PRL 2 в соответствии с методикой Центра биотехнологий Всероссийского НИИ животноводства (ВИЖ, пос. Дубровицы, Московская обл.) (2).

Продукт амплификации, полученный для гена κ-казеина, рестрицировали эндонуклеазой НindIII, для гена пролактина — RsaI (фирма «Sibenzime», г. Новосибирск) при 37 °С в течение 16 ч. Рестрикты разделяли электрофорезом в агарозном геле (для κ-казеина — 2, пролактина — 4 %) с добавлением бромистого этидия и идентифицировали под УФ-лучами на трансиллюминаторе.

Гены κ-казеина и пролактина тестировали по двум наиболее часто встречающимся аллельным вариантам — А и В, которые наследуются как кодоминантные.

Расчет частоты встречаемости аллелей и распределения генотипов, а также статистическую обработку данных проводили в программе Microsoft Excel по стандартными методиками (8).

Результаты. Методом PCR-PDRF у исследованных животных идентифицировали 2 аллеля и 3 генотипа по гену κ-казеина, частота которых существенно различалась (табл. 1).

По κ-казеину животные в основном имели аллель А (P < 0,001). Как следствие, преобладающим в стаде был генотип АА, частота которого оказалась соответственно на 55,5 и 75,5 % выше, чем генотипа АВ (P < 0,001).

 
Аналогично распределялись аллели и генотипы пролактина: частота аллеля А превышала частоту аллеля B на 0,710 (P < 0,001), а наиболее распространенным в стаде был гомозиготный генотип АА (частота по сравнению с вариантами АВ и ВВ больше соответственно на 48,3 и 70,7 %; P < 0,001). Согласно закону Харди-Вайнберга, изученная популяция по этим генам находилась в генном равновесии, то есть отбор по ним не проводился.

В группе коров с генотипом ВВ по κ-казеину за 1-ю лактацию получили на 490 и 747 кг молока больше, чем в группах с генотипами соответственно АА (Р < 0,05) и АВ (Р < 0,01) (табл. 2). По содержанию молочного жира коровы с ВВ-генотипом по κ-казеину также превосходили других на 19,9 и 31,5 кг (Р < 0,01). Более высокое содержание жира и белка за 1-ю лактацию отмечали в группе с генотипом ВВ. Эти же коровы превосходили сверстниц с генотипом АА и АВ по жирномолочности — соответственно на 0,03 и 0,05 %, по белковомолочности — на 0,06 и 0,07 %, по содержанию молочного белка — на 19,2 (Р < 0,05) и 27,6 кг (Р < 0,01).

За 3-ю лактацию также отмечали превышение всех показателей молочной продуктивности у коров с ВВ-генотипом по κ-казеину: удой был на 744 и 930 кг выше, чем у животных с генотипом соответственно АА (Р < 0,05) и АВ (Р < 0,01). Наибольшим содержанием жира и белка в молоке также характеризовались особи с генотипом ВВ по κ-казеину: первый показатель был выше, чем у генотипов АА и АВ, соответственно на 40,5 и 45,1 кг (Р < 0,001), второй — на 0,09 и 0,08 % (30,1 и 36,2 кг) (Р < 0,01).

При сравнении молочной продуктивности коров в зависимости от генотипа по пролактину существенных различий не выявили, за исключением содержания жира в молоке (см. табл. 2). Более высокий показатель отмечали у особей с генотипом ВВ: в 1-ю лактацию разница по сравнению с животными, имеющими генотип АВ, составляла 0,18 % (Р < 0,05), в 3-ю — 0,29 и 0,32 % (Р < 0,001) по сравнению с носителями соответственно генотипа АА и АВ.

Таким образом, в изученной популяции коров черно-пестрой породы наиболее распространен (70 % животных) аллель А и генотип АА как по κ-казеину, так и по пролактину. Желательный генотип ВВ выявлен соответственно у 1,5 и 2,3 % обследованных коров. Генотип ВВ по κ-казеину положительно влияет на удой, содержание жира и белка в молоке, по пролактину — на содержание жира в молоке.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. H e n n i g h a u s e n  L.,  R o b i n s o n  G.W.,  W a g n e r  K.U.,  L i u  W. Prolactin signaling in mammary gland development. J. Biol. Chem., 1997, 272: 7567-7569.
2. З и н о в ь е в а  Н.А.,  Г л а д ы р ь  Е.А.,  К о с т ю н и н а  О.В. ДНК-диагностика полиморфизма генов белков молока крупного рогатого скота. Мат. школы-практикума  «Методы исследований в биотехнологии сельскохозяйственных животных». Дубровицы, 2004.
3. К а л а ш н и к о в а  Л.А.,  Д у н и н  И.М.,  Г л а з к о  В.И.,  Р ы ж о в а  Н.В.,  Г о л у-
б и н а  Е.П. ДНК-технологии оценки сельскохозяйственных животных. Лесные Поляны, 1999.
4. К а л а ш н и к о в а  Л.А.,  А л и п а н а х  М.,  Т и н а е в  А.Ш. Влияние генотипа каппа-казеина на сыродельческие качества молока коров черно-пестрой породы. Мат. Межд. научн. конф. СПб, 2007: 302-305.
5. A l i p a n a h  M.,  K a l a s h n i k o v a  L.A.,  R o d i o n o v  G.V. Polimorphism of prolactin loci in Russian cattle. J. Anim. Vet. Advances, 2007, 6: 813-815.
6. A k e r s  R.M.,  B a u m a n  D.E.,  C a p u c o  A.V.,  G o o d m a n  G.T. Prolactin regulation of milk secretion and biochemical differentiation of mammary epithelial cells in periparturient cows. Endocrinology, 1981, 109: 23-30.
7. B e n - J o n a t h a n  N.,  M e r s h o n  J.L.,  A l l e n  D.L.,  S t e i h m e n t z  R.W. Extrapituitary prolactin: distribution, regulation, functions, and clinical aspects. Endocr. Rev., 1996, 17: 639-669.
8. М а ш у р о в  А.М.,  С у х о в а  Н.О.,  Ц а р ё в  Р.О.,  Т х а н ь  Х.Х. Алгоритмы иммунобиохимической генетики: Уч.-метод. пос. Новосибирск, 1998.

POLYMORPHISM IN κ-CASEIN AND PROLACTIN GENES AND THEIR INFLUENCE ON DAIRY PRODUCTIVITY OF COWS OF THE BLACK-AND-WHITE BREED

T.S. Goryacheva, G.M. Goncharenko

In cows of the Black-and-White breed (the «Pashinckii» breeder, Novosibirskaya oblast’) the polymorphism of κ-casein and prolactin genes was evaluated by the PCR-PDRF method. It was shown, that AA genotype has the largest distribution (frequency of 73-77 %). A comparison of the indices of dairy productivity in cows with different genotypes on these genes shown that animals with BB genotype on κ-casein have an advantage on yield of milk for first and third lactation and also on content of the fat and the protein in milk. The cows with BB genotype on prolactin have an advantage only in content of fat in milk.

Key words: polymorphism, κ-casein, prolactin, gene, milk productivity, Black-and-White breed.

Оформление электронного оттиска