Введение к работе
Актуальность.
Начиная с середины 60-х годов XX века в популяционных и эволюционных исследованиях, а также в селекции всё шире стали использовать данные о биохимическом полиморфизме белков. Позже прогресс в биотехнологии и молекулярной генетике позволил привлекать сведения об изменчивости непосредственно молекул ДНК. Это позволило выявить наличие разнообразных аллельных вариантов, т.е. полиморфизм генов и генотипов искусственных и природных популяций - необходимое условие успешной селекции.
Развитие животноводства на современном этапе трудно представить без внедрения методов оценки признаков продуктивности сельскохозяйственных животных, базирующихся непосредственно на анализе наследственной информации.
Современная сельскохозяйственная биотехнология, по сути дела, основана на развитии ДНК-технологий (Харченко П. Н., Глазко В. И. 2006). Изучение полиморфизма различных геномных элементов – является необходимым условием для внедрения нанобиотехнологий в уже существующие ДНК-технологии (Глазко В. И., Глазко Т.Т. 2008)
Наиболее полно в молекулярно-генетическом аспекте изучен крупный рогатый скот. Большинство известных на сегодня маркеров продуктивности выявлено именно у КРС. Большинство этих маркеров связаны с показателями молочной продуктивности. Этот количественный признак детерминируется большим числом генов, с разным индивидуальным участием. Эти гены функционально связанные в блоки локусов количественных признаков (QTL). Различное сочетание аллельных вариантов этих генов будут по-разному определять характеристики молочной продуктивности КРС. Для объективной оценки количественных признаков следует учитывать полиморфный вклад многих генов QTL.
Изучение генотипической структуры «искусственной популяции» является важнейшим условием для поддержания её устойчивости и хозяйственной ценности. Среди множества генов, влияющих на молочную продуктивность и качество молока, можно выделить группу генов, вносящих наибольший вклад в формирование и функционирование донного количественного признака. К таким генетическим маркерам относятся гены: каппа-казеина (CSN3), -лактоглобулина (BLG), пролактина (PRL), ген гипофизарного фактора транскрипции(PIT-1) и соматотропина(GH) по AluI и MspI маркерам.
Активное участие этих генов в формировании признака молочной продуктивности служит основанием для выявления ассоциации их вариантов с параметрами молочной продуктивности и создания на их основе тест-систем, пригодных в генетико-селекционной работе. Российские породы не достаточно изучены в этом отношении. На территории Брянской Области такие исследования не проводились.
Целью настоящей работы является анализ генетического полиморфизма коров в нескольких стадах КРС Брянской области по генам, определяющим молочную продуктивность и качество молока: каппа-казеина, -лактоглобулина, пролактина, гипофизарного фактора транскрипции (PIT-1) и гену соматотропина по AluI и MspI маркерам.
Задачи настоящего исследования:
Генотипирование животных по локусам генов: каппа-казеина (CSN3), -лактоглобулина (BLG), пролактина (PRL), гена гипофизарного фактора транскрипции (PIT-1) и соматотропина (GH) по AluI и MspI маркерам;
Определение частоты встречаемости аллельных вариантов и генотипов по анализируемым генам;
Проведение сравнительного анализа распределения различных генотипов анализируемых генов в разных породах и группах;
Оценка показателей молочной продуктивности (средний удой за месяц, процентное содержание жира и белка) у коров чёрно-пёстрой породы с различными генотипами по анализируемым генам;
Научная новизна.
Впервые на молекулярно-генетическом уровне охарактеризован генофонд стад коров черно-пестрой породы, айрширской породы и частного скота на территории Брянской области по ДНК-маркерам шести локусов, участвующих в формировании признака молочной продуктивности (каппа-казеина (CSN3), -лактоглобулина (BLG), пролактина (PRL), гипофизарного фактора транскрипции (PIT-1) и соматотропина (GH) по AluI и MspI маркерам).
Установлено, что некоторые аллели генов, обладающие благоприятным влиянием на показатели молочной продуктивности, встречаются редко или исчезли в анализируемых группах животных, например, В-аллель гена каппа-казеина. В чистопородных стадах, по сравнению с группой частного скота, отмечен высокий уровень неравномерной гомозиготизации.
По гену бета-лактоглобулина было обнаружено нарушение сцепления между двумя мутациями, определяющими отличие А от В аллелей и обнаружены новые аллельные варианты, соответствующие А аллелю по локусу одной мутации и В аллелю по другой.
По двум гена молекулярным маркерам гормона роста была выявлена значительная отрицательная корреляция (-0.8) частот встречаемости «-» аллеля по MspI-маркеру и L аллеля по AluI-маркеру гена гормона роста по трем изученным группам животных.
Установлено влияние аллельных вариантов генов бета-лактоглобулина, соматотропина и гипофизарного фактора на показатели молочной продуктивности. Наиболее выраженным действием на удои отличались аллельные варианты гена гормона роста, а самое сильное и достоверное влияние на содержание белка в молоке проявил ген бета-лактоглобулина.
Практическая ценность работы
Проведение оценки генетического потенциала молочной продуктивности крупного рогатого скота по генетическим маркерам позволит начать внедрение методов генетического анализа в практическое животноводство в племенных животноводческих хозяйствах Брянской области и существенно увеличить производство молока, та также продуктов его переработки.
Объем и структура работы. Публикации.
Диссертация изложена на 123 страницах, включает стандартные разделы и иллюстрирована 17 таблицами и 20 рисунками. Список цитируемой литературы содержит источников 199 из них 146 на английском языке.
