Russian Federation
Russian Federation
Thanks to DNA diagnostics method it has become possible to identify the genotypes of marker genes of servicing bulls, that makes effective use of manufacturers with the desired gene alleles of economically useful features and is now the main task of breeding in cattle. The analysis and synthesis of polymorphism according to DNA markers of productivity: the kappa-casein (CSN3), diacylglycerol O-acyltransferase (DGAT1), beta-lactoglobulin (LGB), prolactin (PRL), growth hormone (GH), thyroglobulin (TG5), leptin ( LEP) in bulls of Tatarstan type of Kholmogorsk breeding, black-and-white and Kholstein breeding, belonging to tribal enterprises of Tatarstan: JSC Parent enterprise “Elita”, JSC “Menzelinsky breeding enterprise”, JSC “Bugulminsk breeding enterprise”. It was found that the bulls of Tatarstan type of Kholmogorsk breeds have the highest frequency of heterozygous genotypes for most genes, so according to CSN3 genotype AB - 34.2%, according to PRL genotype AB - 30.4%, to TG5 genotype TC - 35.9%, to LEP genotype TC - 66.7% and homozygous genotypes for the genes DGAT1, LGB, PRL, GH, LEP, respectively, AA genotype (47.2%), BB (48.7%), BB (2.2%), VV (20,0%), SS (33.3%). Genetic equilibrium is disrupted on gene of diacylglycerol acyltransferase in bulls of Tatarstan type of Kholmogory breed (χ2 = 4,72; P <0.05) and a black-and-white breed (χ2 = 3,91; P <0.05), and according to the somatropin gene only Kholmogory breed producers (χ2 = 5,42; P <0.05).
service-bull, genotype, allele, CSN3, DGAT1, LGB, PRL, GH, TG5, LEP
Селекция, основанная на ДНК-диагностике, позволяет идентифицировать гены напрямую либо косвенно связанные с хозяйственно-полезными признаками животных.
Наиболее информативными в этом отношении являются ДНК-маркерные системы, а именно тест-системы, основанные на анализе полиморфизма структурных генов, принимающих участие в формировании и функционировании хозяйственно-полезных признаков.
К одним из потенциальных ДНК-маркеров признаков продуктивности молочного скота относятся следующие гены:
Ген каппа-казеина (CSN3), он связан с белковомолочностью и технологическими свойствами молока коров. Аллель В гена каппа-казеина связан с более высоким содержанием белка в молоке и лучшими технологическими свойствами молока [2, 9, 13].
Ген диацетилглицерол О ацетилтрансферазы (DGAT1) определен как генетический маркер, влияющий на качество молока. Данный ген фермент DGAT1 используется в биосинтезе липидов и связан с жирномолочностью коров [6, 8, 10, 20]. Известно, что коровы, имеющие этот аллель К гена DGAT1 (генотипы КК и КА), лактируют более жирное молоко, чем гомозиготные коровы с генотипом АА [7, 23].
Ген бета-лактоглобулина (LGB) отвечает за белковомолочность и показатель биологической ценности молока. Аллель В гена LGB связан с высоким содержанием в молоке казеиновых белков, высоким процентом жира, а аллель А характеризуется с высоким содержанием сывороточных белков [1, 2, 15].
Пролактин (PRL) представляет один из семейства белковых гормонов, которые принимают участие в поддержании лактации и формировании молочной продуктивности крупного рогатого скота [17, 18]. Коровы, имеющие генотип АА PRL, характеризуются высокой молочной продуктивностью за лактацию, а с генотипом ВВ PRL отличаются высоким содержанием белка и жира [5].
Соматотропин (гормон роста, GH) - важнейший регулятор, обладающий лактогенным и жиромобилизующим действием. Установлена ассоциация полиморфных вариантов гена GH с показателями молочной продуктивности коров [11, 21]. Генотип LL GH связан с уровнем удоя, генотип VV – с повышенным содержанием жира и белка в молоке [3, 14].
Тиреоглобулин (TG5) – гликопротеин, предшественник тиреоидных гормонов щитовидной железы. Отмечена связь локуса TG5 с молочной продуктивностью и качеством молока. Желательный аллель Т гена TG5 ассоциируется с высокой молочной продуктивностью [7].
1. Akhmetov T.M. Ispolzovanie metodov marker-vspomogatelnoy selektsii v molochnom skotovodstve Respublike Tatarstan: avtoref. dis. … dokt. biol. nauk: 06.02.01. (The use of assisted markers selection in dairy cattle breeding in the Republic of Tatarstan: Author’s abstract of Doctor of Biological sciences thesis: 06.02.01) / Akhmetov Takhir Munavirovich. - Kazan, 2009. - P. 50.
2. Glazko V.I. Vvedenie v DNK-tekhnologii. [Introducing DNA technology]. / V.I. Glazko, I.M. Dunin, G.V. Glazko, L.A. Kalashnikova. - M.: FGNU “Rosinformagrotekh”, 2001. - P. 436.
3. Dzhaparidze G.M. Polimorfizm genov molochnykh belkov i gormonov u korov golshtinskoy porody: avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 06.02.07. (Polymorphism of milk proteins and hormones genes of Holstein cows: Author’s abstract of Ph.D. of Biological sciences thesis: 06.02.07). / Dzhaparidze Grigoriy Mikhaylovich. - Lesnye Polyany, 2013. - P. 21.
4. Drozdov E.V. Polimorfizm genov, svyazannykh s molochnoy produktivnostyu krupnogo rogatogo skota: avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 03.02.07. (Polymorphism of genes related to milk production of cattle: Author’s abstract of Ph.D. of Biological sciences thesis: 03.02.07). / Drozdov Evgeniy Vladimirovich. - SPb, 2013. - P. 23.
5. Zakirov I.R. Genofond bykov-proizvoditeley molochnykh i myasnykh porod v Tatarstane. [The gene pool of service-bulls of dairy and beef breeds in Tatarstan]. / I.R. Zakirov, R.A. Khaertdinov, F.R. Zaripov, Sh.K. Shakirov and others - Kazan: Tsentr innovatsionnykh tekhnologiy, 2015. - P. 200.
6. Zinnatova F.F. Genotyping of fresh cows according to the locus of butterfat (DGAT) gene and its milk production. [Genotipirovanie pervotolok po lokusu gena zhirnomolochnosti (DGAT) i ikh molochnaya produktivnost / F.F. Zinnatova, Sh.K. Shakirov, A.M. Alimov // Uchenye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny im. N.E. Baumana. - Scientific notes of Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N.E. Bauman. - 2010. - Vol. 200. - P. 45-50.
7. Zinnatova F.F. Testirovanie plemennogo krupnogo rogatogo skota po DNK-markeram molochnoy produktivnosti: avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 06.02.07; 03.01.04. (Testing of breeding cattle for DNA markers in milk production: Author’s abstract of Ph.D. of Biologics thesis: 06.02.07; 01.03.04). / Zinnatova Farida Fatikhovna. - Kazan', 2013. - P. 24.
8. Zinoveva N.A. The use of DNA diagnostics for analyzing candidate genes quantitative trait loci of farm animals. [Primenenie DNK-diagnostiki dlya analiza genov-kandidatov lokusov kolichestvennykh priznakov selskokhozyaystvennykh zhivotnykh]. / N.A. Zinoveva, E.A. Gladyr and others // Nauchnye trudy VIZh. - Proceedings of VIZh. - Dubrovitsy, 2001. - Issue 61. - P. 218-224.
9. Zinoveva N.A. DNK-diagnostika polimorfizma genov - belkov moloka krupnogo rogatogo skota. // Metody issledovaniy v biotekhnologii selskokhozyaystvennykh zhivotnykh. (DNA diagnostics of polymorphisms of genes - proteins of milk cattle. / N.A. Zinoveva, E.A. Gladyr, O.V. Kostyunina // Methods of research in biotechnology of farm animals). - M., 2004. - P. 7-22.
10. Kalashnikova L.A. Vozmozhnosti ispolzovaniya DNK markerov produktivnykh kachestv zhivotnykh v prakticheskoy selektsionnoy rabote. // Sovremennye dostizheniya i problemy biotekhnologii selskokhozyaystvennykh zhivotnykh. (The possibility of using DNA markers of productive quality of animals as in practical breeding work. / L.A. Kalashnikova // Recent advances and problems of farm in biotechnology of animals). - Dubrovitsy. - 2003. - P. 33-39.
11. Mikhaylova M.E. Ispolzovanie DNK-tekhnologiy dlya geneticheskogo markirovaniya khozyaystvenno-tsennykh priznakov krupnogo rogatogo skota. // Tezisy dokladov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. (The use of DNA technology for genetic marking of agronomic characters of cattle. / M.E. Mikhaylova, N.V. Kazarovets, E.V. Belaya and others // Abstracts of the international scientific and practical conference). 2007. - P. 100-101.
12. Petukhov V.L. Veterinariya genetika s osnovami variatsionnoy statistiki. [Veterinary genetics with the basics of variation statistics]. / V.L. Petukhov, A.I. Zhigachev, G.A. Nazarov. - M.: Agropromizdat, 1996. - P. 243.
13. Sulimova G.E. Analysis of DNA polymorphism of cluster genes in cattle: casein genes and the genes of the major histocompatibility complex (BOLA). [Analiz polimorfizma DNK klasternykh genov u krupnogo rogatogo skota: geny kazeinov i geny glavnogo kompleksa gistosovmestimosti (VOLA)]. / G.E. Sulimova, S.S. Sokolova, O.P. Semikozova and others // Tsitologiya i genetika. - Cytology and Genetics. - 1992. - Vol. 26.5. - P. 18-26.
14. Khabibrakhmanova Ya.A. Polimorfizm genov molochnykh belkov i gormonov krupnogo rogatogo skota: avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 06.02.07. (Polymorphism of genes of milk proteins and hormones of cattle: Ph.D. of Biologics thesis: 06.02.07). / Khabibrakhmanova Yazilya Aminovna. - Lesnye Polyany: VNIIplem, 2009. - P. 19.
15. Khaertdinov R.A. Belki moloka. [Proteins of milk]. / R.A. Khaertdinov, M.P. Afanasev, R.R. Khaertdinov. - Kazan: Izd-vo «Idel-Premm», 2009. - P. 256.
16. Shakirov SH.K. Gene monitoring of sire in state breeding farm «Elite» in Тatarstan Republic. [Geneticheskiy monitoring byikov-proizvoditeley GUP GPP «Elita»] / SH.K. Shakirov , S.P. Ganku, F.F. Zinnatova , S.Z. Validov // Dostizheniya nauki i tekhniki apk. - Advances in agriculture science and technology. - 2009. - № 11. - Р. 53-55.
17. Akers R.M. Prolactin regulation of milk secretion and biochemical differentiation of mammary epithelial cells in periparturient cows / R.M. Akers D.E. Bauman A.V. Capuco et al. // Endocrinology. 1981. V. 109. P. 23-30.
18. Alipanah M., Polimorphism Prolactin Loci in Russian Cattle / M. Alipanah, L.A. Kalashnikova, G.V. Rodionov // J. of Anim and Vet. Advances. - 2007. - 6(6). - P. 813-815
19. Cunningham M.J. Leptins actions on the reproductive axis: perspectives and mechanisms / M.J. Cunningham, D.K. Clifton, R.A. Steiner // Biol. Reprod, 1999. - 60 - 216-222 p.
20. Kaplanovа K. Association of single nucleotide polymorphisms in TG, LEP and TFAM genes with carcass traits in cross-breed cattle / K. Kaplanovа, J. Dvorаk, T. Urban // Mendel Net Agro. 2009. - 139 p.
21. Locarte G.A. DGAT1 K 232A polymorphism in Brazilian cattle breeds / G.A. Locarte, M.A. Machado, M.L. Martinez et. al. // Genetics and Molecular Research.- 5(3)- 2006.- P. 475-482.
22. Pawar R.S. Growth hormone gene polymorphism and its association with lactation yield in dairy cattle / R.S. Pawar, K.R. Tajane, C.G. Joshi, B.P. Bramkshtri // Indian J. of Anim. Sci. -2007. - 77 (9). - P. 94-98
23. Thalle, G. Effects of DGAT1 variants on milk production traits in German cattle breeds. / G. Thalle, W. Kramer, A. Winter et. al. / J. Dairy Sci 2003 81:1911-1918.
