Генетические маркеры функционального долголетия крупного рогатого скота

Расчет критерия по локусу Y7F для дочерей быка с генотипом RRFFAA представлен в приложении А.

3.2 Сцепленное наследование LEP-генотипов

При анализе частот встречаемости генотипов мы обратили внимание на интересную закономерность. Из 272 генотипированных голов скота айрширской породы генотип СС встречается у 34 животных вместе с генотипом YY, в то время как генотип ССYF встретился только у четырех животных, а генотип ССFF не встретился ни у одного животного (таблица 11).

Исходя из полученных данных, мы можем утверждать, что в выборке животных (n-38) с генотипами ССYY, CCYF, CCFF в 90 % случаев встречается сочетание ССYY, 10 %- генотип ССYF.

Таблица 11 - Сцепленное наследование LEP-генотипов у животных айрширской породы

LEP генотип	ЗАО АПФ «Нива» коров (n=106)	ОАО «ПЗ «им. Чапаева В.И.», коров (n=100)	быков - производителей (n=32)	ОАО «ПЗ «Дружба», тёлок (n=34)
	частота встр-сти	Кол-во	частота встреч.	Кол-во	частота встреч-сти	Кол-во	частота встреч-сти	Кол-во
RRYY	0.04	4	0,10	10	0.17	5	0.00	0
RRYF	0.13	14	0.17	17	0.28	9	0.29	10
RRFF	0.02	2	0.08	8	0.09	3	0.59	20
RCYY	0.26	27	0.30	30	0.31	10	0.00	0
RCYF	0.27	29	0.19	19	0.09	3	0.12	4
RCFF	0.00	0	0.00	0	0.00	0	0.00	0
CCYY	0.27	29	0.14	14	0.03	1	0.00	0
CCYF	0.01	1	0.02	2	0.03	1	0.00	0
CCFF	0.00	0	0.00	0	0,00	0	0.00	0

В то же время, генотипы RCYF и RRYF встречаются довольно часто (55 голов и 50 голов соответственно). То есть сочетания YF c отличными от СС генотипами (RR и RC) возможны и встречаются с высокой частотой.

Такую же тенденцию к сцеплению имеет и генотип FF. По полученным нами данным у 33 животных с генотипом FF он встречается в сочетании с генотипом RR в 100% случаев для возможных сочетаний генотипов ССFF, RCFF и RRFF (таблица 11).

В итоге мы пришли к выводу, генотипы сцеплены по принципу комбинации «слабый» плюс «сильный» и «сильный» плюс «слабый» в плане функционального долголетия (генотип СС хуже RR, а FF хуже YY). При этом такие «слабые» комбинации как ССFF не встречаются.

Сцепление у голштинской породы наблюдается в генотипе RRAA (таблица 12). Из трех возможных вариантов (RRAA, RRAV, RRVV) эта комбинация встречается в 86 % случаев.

Таблица 12 - Сцепленное наследование LEP-генотипов у животных голштинской породы

LEP генотип	ЗАО «Агрофирма Кухаривская» (n=77)
	частота встречаемости	количество
RRAA	0,15	12
RRAV	0,02	2
RRVV	0,00	0
RCAA	0,25	19
RCAV	0,19	15
RCVV	0.00	0
CCAA	0,17	13
CCAV	0,21	16
CCVV	0.00	0

Остальные комбинации генотипов достаточно распространены (кроме генотипов с гомозиготой VV, так как. полиморфизм по этому локусу у данной породы почти отсутствует).

Таким образом, нами сделано заключение, что при подборе быков-производителей следует избегать генотипов, которые при скрещивании могут дать комбинации:

- для голштинов: RRAV, RRV, RCVV, CCVV;

- для айрширов: RRFF, RCFF, CCYF, CCFF.

3.3 Функциональное долголетие и обильномолочность коров различных LEP-генотипов

Нами был проведен анализ по направлению, какие из генотипов имеют преимущество при проведении селекционных работ в области функционального долголетия. Были выделены наиболее распространенные генотипы среди коров возрастом пять - девять лактаций и коров-рекордисток. Мы сравнили средний возраст в каждой группе, а также их обильномолочность (таблица 13).

Как видно из таблицы, некоторое превосходство над другими генотипами имеет генотип RCYY. В среднем продуктивное долголетие коров с таким генотипом выше, по сравнению функциональным долголетием коров с генотипами CCYY и RCYF. Расчет t-критерия Стьюдента для пятипроцентного уровня значимости показал, что полученная разница по обильномолочности и функциональному долголетию между группами не является достоверной.

Таблица 13 - Функциональное долголетие и обильномолочность коров различных LEP-генотипов

LEP-генотип	Коровы 5-9 лактации	Коровы 1-3 лактации (n=43)
	ЗАО АПФ «Нива» (n=41)	ОАО «ПЗ «им. Чапаева В.И.» (n=33)
	Возраст в отелах	Удой, кг	Возраст в отелах	Удой, кг	Возраст в отелах	Удой, кг
CCYY	5.5±0.25	6306±526	6.1±0.70	6351±813	2.1±0.42	8473±331
RCYY	6.3±0.28	6492±657	6.3±0.66	5885±396	2.4±0.25	8538±317
RCYF	5.9±0.35	6236±420	5.5±0.49	6493±425	1.9±0.35	8206±187

Однако следует брать во внимание то, что выборки животных по каждому генотипу были небольшие (меньше 30 голов).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам исследования были сделаны следующие выводы:

1. Функциональное долголетие крупного рогатого скота является количественным признаком и определяется совокупностью генов и признаков. Также был определен главный ген и его SNP-полиморфизмы, влияющие на функциональное долголетие - ген белка лептина и LEP-R25C, LEP-Y7F, LEP-A80V.

2. По частотам генотипов выявлено, что полиморфизм LEP-R25C, описанный как определяющий функциональное долголетие, не имеет селекционного преимущества для айрширской и голштинской пород. Также практически отсутствует полиморфизм локуса A80V у айрширского скота и Y7F у голштинского скота. Для айрширов у LEP-Y7F наблюдается низкая встречаемость генотипа FF при высокой встречаемости аллели F в гетерозиготном генотипе. Аналогичен для голштинов полиморфизм A80V.

4. Телки с генотипом FF в двух - трех месячном возрасте встречаются довольно часто, что отклоняет теорию о раннем выбытии таких коров из стада.

5. У айрширскго скота наблюдается сцепление генотипов ССYY в 90 процентах случаев и генотипов RRFF в 100 процентах случаев. Таким образом, имеет место сочетание генотипов «сильный» плюс «слабый» в плане функционального долголетия. У голштинов сцепление генотипов RRAA в 86 процентах случаев по комбинации «сильный» плюс «сильный».

6. При рассмотрении функционального долголетия было замечено некоторое преимущество коров с генотипом RCYY над коровами CCYF и RCYF.

7. При проведении селекционных работ, рекомендуем предотвращать появление телят голштинской породы с генотипами RRAV, RRV, RCVV, CCVV и телят айрширской породы с генотипами RRFF, RCFF, CCYF, CCFF.

БИБЛИОГРАФИЧСЕКИЙ СПИСОК

1. Алтухов Ю. П., Салменкова Е. А. Полиморфизм ДНК в популяционной генетике // Генетика. 2002. Т. 38, № 9. С.1173-1195.

2. Грачев В. С., Шуклина А. Ю. Повышение продолжительности хозяйственного использования молочного скота // Milknet.ru. 2005. Режим доступа: http://milknet.ru/info/show?id=7 (дата обращения 18.02.2014).

3. Ежегодник по племенной работе в молочном скотоводстве в хозяйствах Российской Федерации / МСХ РФ, ВНИИплем. М., 2012. Вып. 13. 112 с.

4. Зиновьева Н. А., Эрнст Л. К. Биологические проблемы животноводства в ХХI веке. М., 2008. 229-230 с.

5. Ижболдина С. Н., Ефремова Е. Н. Интерьерные показатели голштинизированных коров черно-пестрой породы различных генотипов // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2005. № 2. С 12-13.

6. Кожухова Н. Э. Полимеразная цепная реакция и особенности ее применения для анализа полиморфизма // Использование ПЦР-анализа в генетико-селекционных исследованиях. Научно - методическое руководство. К.: Аграрна наука, 1998. С. 21-33.

7. Кузнецов А. В., Щепкин С. В. Особенности представления сведений о молочной продуктивности коров в системе СЭЛЕКС и их интерпретация // ej.kubagro.ru. Научный журнал КубГАУ. 2013. № 90. С. 2-3. Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/06/pdf/61.pdf (дата обращения: 18.11.2014).

8. Никишина М. В. Исследование полиморфизма генов ариламин N-ацетилтрансфераз и ассоциации полиморфных вариантов с раком легкого у европеоидов г. Новосибирска : диc. ... канд. биол. наук. Новосибирск, 2007. 205с.

9. Основы животноводства / А. И. Слабкина [и др.]. М., 1988. 287 с.

10. Опыт разведения шведской красной породы в Центральной России / Н. В. Сивкин // Зоотехнология. 2011. №2. С. 58-60.

11. Петрова А. С. Продуктивное долголетие коров айрширской породы и факторы, его определяющие: автореф. дис. … канд. биол. наук. Саранск, 2011. 20 с.

12. Повторяемость молочной продуктивности как критерий оценки состояния стада/ Н. В. Сивкин [и др.] // Современные методы селекции и генетики в животноводстве: матер. междунар. конф. СПб., 2007. С. 113-117.

13. Самые популярные породы коров / Н.Н. Резникова [и др.] // АГРОИНФО. Режим доступа: http://agroinfo.com/samye-populyarnye-porody-korov (дата обращения 14.03.14).

14. Санисало А., Структурные изменения молочных ферм, продуктивность коров // AgriTimes.ru. 2014. Режим доступа: http://fs-1.5mpublishing.com/agritimes/cowlongevity2014/Alina%20Sinisalo.

15. Скотоводство / под ред. Л. К. Эрнста, А. П. Бегучева, Д. Л. Левантина. М., 1977. 528 с.

16. Суровцев В. Н., Никулина Ю. Н. Экономические аспекты продуктивного долголетия коров // AgriTimes.ru. 2014. Режим доступа: http://fs-1.5mpublishing.com/agritimes/cowlongevity2014 (дата обращения 19.11.2014).

17. Тулинова О. А. Айрширская порода / Материалы всероссийская научная конференция по продуктивному долголетию коров. СПб. 2014. С. 7-8.

18. Хавкин Э. Е. Молекулярные маркеры в растениеводстве // С.-х. биология. 1997. № 5. С. 3-21 .

19. A missense mutation in the bovine leptin receptor gene is associated with leptin concentrations during late pregnancy / Liefers S.C. [at al.] // Anim. Genet. 2004. Nо. 35. P. 138-141.

20. A new mutation in the coding region of the bovine leptin gene associated with feed intake / Lagonigro R. [at al.] // Anim. Genet. 2003. Nо. 34. P. 371-374.

21. Agarwal R., Rout P. K., Singh S. K. Leptin: a biomolecule for enhancing livestock productivity // Indian J. of Biotech. 2009, Vol. 8. P. 169-176.

22. All association of bovine leptin polymorphisms with energy output and energy storage traits in progeny tested Holstein-Friesian dairy cattle sires / Giblin L. [at al.] // BMC Genetics. 2010. No. 11. P. 73.

23. Association of a lysine-232/alanine polymorphism in a bovine gene encoding acyl-CoA:diacylglycerol acyltransferase (DGAT1) with variation at a quantitative trait locus for milk fat content / Winter A. [at al.]. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2002. Nо. 99. P. 9300-9305.

24. Caetano-Anolles G., Bassam B., Gresshoff P. DNA amplification fingerprinting using very short arbitrary oligonucleotide primers // Bio-Technology. 1991. Vol. 9. Nо. 6. P. 553-557.

25. Engelke D., Krikos A., Bruck M. Purification of Thermus aquaticus DNA polymerase expressed in Escherichia coli // Anal. Biochem. 1990. Vol. 191, Nо 2. P. 396-400.

26. Evaluating markers in selected genes for association with functional longevity of dairy cattle / Scyda J. [et. al.]. NCBI. BioMed central genetics. 2011. Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3061949 (дата обращения: 19.01.2014).

27. Georges M., Massey J. M. Velogenetics, or the synergistic use of marker assisted selection and gem-line manipulation // Theriogenology. 1991. P. 151-159.

28. Heikkila A. M. Replacement decisions on Finnish dairy farms: toward better economic performance with novel technology and sustainable herds // MTT Science. 2013. No. 22. P. 101.

29. Hollola A. Dairy cattle breeds in Feenland // faba.fi. 2014. Режим доступа: http://www.faba.fi/en/dairy/breeds#Ayrshire (дата обращения: 13.11.2014)

30. Identification of a missense mutation in the bovine ABCG2 gene with major effect on the QTL on chromosome 6 affecting milk yield and composition in Holstein cattle / Cohen-Zinder M. [at al.] // Genome Res. 2005. Nо. 15. P. 936-944.

31. Jeffreys L.L. Indiviul-specific fingerprints of human DNA // Nature. 1985. P. 76-79.

32. Komisarek J. Impact of LEP and LEPR gene polymorphisms on functional traits in Polish Holstein-Friesian cattle // Anim. Sci. Papers and Reports. 2012. Vol. 28. P. 133-141.

33. Konfortov B. A., Licence V.E., Miller J.R. Re-sequencing of DNAfroma diverse panel of cattle reveals a high level of polymorphism in both intron and exon // Mamm. Genome. 1999. Nо.10. P. 1142-1145

34. Leptin promoter mutation affects leptin levels and performance traits in dairy cows / Liefers SC [at al.] // Anim. Genet. 2005. Nо. 36. P. 111-118.

35. Leptin, the obese gene product, rapidly modulates synaptic transmission in the hypothalamus / Glaum S. R. [at al.] // Molecular Pharmacology. 1996. No. 50. P. 230-235.

36. Mullis K., Faloona F., Scharf S. Specific enzymatic amplification of DNA in vitro: The polymerase chain reaction // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1986. Vol. 51, Nо 2. P. 263-273.

37. Positional candidate cloning of a QTL in dairy cattle: Identification of a missense mutation in the bovine DGAT1 gene with major effect on milk yield and composition / Grisart B. [at al.] // Genome Res. 2002. Nо. 12. P. 222-231.

38. Seyfert H. M., Lьthen F. The structure of the bovine butyrophilin encoding gene differs grossly from mouse concerning promoter localization and exon organization of the S-untranslated region // 6th World Congress of Genetics Applied to Livestock Production. Vancouver, 1998. P. 51-54.

39. Sharifzadeh A., Doosti A. Investigation of leptin gene polymorphism in Iranian native cattle // Bulg. J. Vet. Med. 2012. No 2. P. 86?92.

40. Szyda J., Komisarek J. Statistical Modeling of Candidate Gene Effects on Milk Production Traits in Dairy Cattle // J. Dairy Sci. 2007. No. 90. Р. 2971-2979.

41. Tautz D. Hypervariability of simple sequences as a general as general source for polymorphs DNA markers // Nucleic. Acids. Res. 1989. P. 6463-6471.

42. Taylor C., Everest M., Smith C. Restriction fragment length polymorphism in amplification products of the bovine butyrophilin gene: Assignment of bovine butyrophilin to bovine chromosome 23 // Anim. Genet. 1996. P. 183-185.

43. Williams J., Kubelic A., Livak K. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers // Nucleic. Acids Res.1990. Vol. 18. Nо. 22. P. 6531-6535.

44. Xueyi H., Ribaut J., Gjnzalez-de-Leon D. Development of PCR-based markers to facilitate large-scale screening in molecular maize breeding // Maize Genetics Cooperation Newsletter. 1997. P. 7.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

Таблица 1 А - Расчеты критерия для распределение генотипов по LEP-R25C

Генотипы LEP-R25C;	Быки-производители (n=32)	при а=0,01
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
RR	17	8	9	81	10,13	15,19	9,21
RC	13	16	-3	9	0,56
CC	2	8	-6	36	4,5
Генотипы LEP-R25C;	Телята (n=32); ОАО «ПЗ «Дружба»»
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
RR	29	8	21	441	55,13	72,51
RC	5	18	-13	169	9,39
CC	0	8	-8	64	8

Таблица 2 А - Расчеты критерия для распределения генотипов по LEP-Y7F

Генотипы LEP-Y7F	Быки-производители (n=32)	при а=0,01
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
YY	16	8	8	64	8	11,6875	9,21
YF	13	16	-3	9	0,5625
FF	3	8	-5	25	3,125
Генотипы LEP-Y7F	Телята (n=32); ОАО «ПЗ «Дружба»»
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
YY	0	8	-8	64	8	26,88889
YF	14	18	-4	16	0,888889
FF	20	8	12	144	18

Приложение Б

Таблица 1 Б - Расчеты критерия для распределения генотипов по LEP-A80V

Генотипы LEP-A80V	Быки-производители (n=32)	при а=0,01
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
AA	32	8	24	576	72	96	9,21
AV	0	16	-16	256	16
VV	0	8	-8	64	8
Генотипы LEP-A80V	Телята (n=32); ОАО «ПЗ «Дружба»»
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
AA	32	8	24	576	72	98
AV	0	18	-18	324	18
VV	0	8	-8	64	8

Приложение В

Таблица 1 В - Расчет критерия для распределения генотипов LEP-Y7F

Генотипы LEP-Y7F	Коровы 5-9 лактации (n=55); ЗАО АФП «Нива»	при а=0,01
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
YY	31	13	18	324	24,92	38,79	9,21
YF	24	29	-5	25	0,86
FF	0	13	-13	169	13
Генотипы LEP-Y7F	Коровы 1-3 лактации (n=51); ЗАО АФП «Нива»
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретические
YY	29	12	17	289	24,08	34,23
YF	20	27	-7	49	1,81
FF	2	12	-10	100	8,33
Генотипы LEP-Y7F	Коровы 5-9 лактации (n=49);«ПЗ «им. Чапаева В.И.»»	при а=0,01
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
YY	21	12	9	81	6,75	10,99	9,21
YF	23	25	-2	4	0,16
FF	5	12	-7	49	4,08
Генотипы LEP-Y7F	Молодняк (n=51); «ПЗ «им. Чапаева В.И.»»
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретические
YY	33	12	21	441	36,75	48,83
YF	15	27	-12	144	5,33
FF	3	12	-9	81	6,75

Приложение Г

Таблица 1 Г - Расчет критерия для распределения генотипов LEP-A80V

Генотипы LEP-A80V	Коровы 5-9 лактации (n=55); ЗАО АФП «Нива»	при а=0,01
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
AA	42	13	29	841	64,69	101,00	9,21
AV	3	29	-26	676	23,31
VV	0	13	-13	169	13
Генотипы LEP-A80V	Коровы 1-3 лактации (n=51); ЗАО АФП «Нива»
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретические
AA	35	12	23	529	44,08	79,23
AV	2	27	-25	625	23,14
VV	0	12	-12	144	12
Генотипы LEP-A80V	Коровы 5-9 лактации (n=49);«ПЗ «им. Чапаева В.И.»»	при а=0,01
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
AA	48	12	36	1296	108	143,04	9,21
AV	1	25	-24	576	23,04
VV	0	12	-12	144	12
Генотипы LEP-A80V	Молодняк (n=51); «ПЗ «им. Чапаева В.И.»»
	Распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретические
AA	50	12	38	1444	120,33	157,37
AV	1	27	-26	676	25,04
VV	0	12	-12	144	12

Приложение Д

Таблица 1 Д - Расчет критерия для распределения генотипов LEP

Генотипы LEP-R25C	Коровы 4-6 лактации (n=25);ЗАО «Агрофирма Кухаривская»	при а=0,01
	распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
RR	2	6	-4	16	2,66	11,52	9,21
RC	10	13	-3	9	0,69
CC	13	6	7	49	8,16
Генотипы LEP-R25C	Коровы 1-3 лактации (n=52); ЗАО «Агрофирма Кухаривская»
	распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретические
RR	9	13	-4	16	1,23	5,34
RC	23	26	-3	9	0,34
CC	20	13	7	49	3,76
Генотипы LEP-Y7F	Коровы 4-6 лактации (n=25);ЗАО «Агрофирма Кухаривская»	при а=0,01
	распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретическое
YY	25	6	19	361	60,16	79,16	9,21
YF	0	13	-13	169	13
FF	0	6	-6	36	6
Генотипы LEP- Y7F	Коровы 1-3 лактации (n=52); ЗАО «Агрофирма Кухаривская»
	распределение	э-т	(э-т)^2	(э-т)^2/э
	эмпирические	теоретические
YY	50	13	37	1369	105,30	140,46
YF	2	26	-24	576	22,15
FF	0	13	-13	169	13,00

Размещено на Allbest.ru