Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Характеристика костромской породы крупного рогатого скота 9
1.1.1. История создания 9
1.1.2. Современное состояние 13
1.2. Генетические маркеры (ДНК-маркеры) 19
1.2.1. Молекулярно-генетические маркеры, используемые для оценки генетического полиморфизма 19
1.2.2. Практическое использование ДНК-маркеров в селекции крупного рогатого скота 21
1.3. ДНК-маркеры признаков продуктивности крупного рогатого скота 25
1.3.1. Ген каппа казеина (kappa-casein, CSN3) 25
1.3.2. Ген диацилглицерол-О-ацилтрансферазы1 (DGAT1) 27
1.3.3. Ген пролактина (Bovine Prolactin Gene, bPRL) 29
1.3.4. Ген гормона роста (Bovine Growth Hormone, bGH) 31
2. Материал и методы исследования 34
2.1. Объекты и материалы исследования 34
2.2. Методы исследования 36
2.3. Статистический анализ данных 41
3. Результаты исследования и их обсуждение 43
3.1. Оценка полиморфизма генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 в костромской породе крупного
рогатого скота 44
3.1.1. Полиморфизм гена CSN3 44
3.1.2. Полиморфизм гена bPRL 47
3.1.3. Полиморфизм гена bGH 49
3.1.4. Полиморфизм гена DGAT1 51
3.1.5. Частота комплексных генотипов ДНК-маркеров CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 54
3.1.6. Генеалогическая структура костромской породы по изучаемым ДНК-маркерам 58
3.2. Оценка хозяйственно-полезных признаков животных костромской породы с различными
полиморфными вариантами генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 63
3.2.1. Динамика живой массы животных разных генотипов по генам CSN3, bPRL, bGH и
DGAT1 63
3.2.2. Связь молочной продуктивности коров с генами CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 66
3.2.3. Воспроизводительная способность коров в зависимости от их генотипа по исследуемым генам 75
3.2.4. Племенная ценность быков-производителей с разными ДНК-маркерами 80
3.3. Экономическое обоснование результатов исследования 87
Заключение 91
Выводы 94
Предложения производству 96
Используемые сокращения 97
Список литературы
- Современное состояние
- Молекулярно-генетические маркеры, используемые для оценки генетического полиморфизма
- Полиморфизм гена bPRL
- Воспроизводительная способность коров в зависимости от их генотипа по исследуемым генам
Современное состояние
Гормон роста (GH, соматотропин), как и пролактин продуцируется передней долей гипофиза и является одним из важнейших регуляторов соматического роста животных. Наряду с этой функцией он обладает лактогенным, инсулиноподобным, диабетогенным, жиромобилизующим и нейротропным действием (Р. Эккерт и др. 1991; В.Н. Балацкий, 1998).
Регуляторная функция соматотропного гормона реализуется не только в прямом действии на органы-мишени, клетки которых имеют специальные рецепторы на плазматических мембранах, но и в модифицирующем, "пермиссивном" влиянии на эффекты других гормонов и биологически активных соединений (Л.А. Калашникова и др., 1999). Молекулы гормона роста у разных видов животных насчитывают от 190 до 199 аминокислотных остатков (D. Wood et al., 1989; И.Ю. Долматова и И.Г. Ильясов, 2011).
Развитие техники анализа нуклеиновых кислот позволило перенести исследование генетического полиморфизма на уровень ДНК, что делает возможным выявить все возможные варианты конкретного гена. Ген соматотропного гормона был одним из первых использован для нетрадиционного увеличения продуктивности сельскохозяйственных животных путем трансфекции генов (J.S. Archer et al., 1994).
Ген гормона роста КРС (bGH) локализован в области q26 хромосомы 19 общей протяжённостью 1800 п.н. и состоит из пяти экзонов и четырёх интронов (R. Hediger et al., 1990).
В гене bGH индентифицировано несколько мутаций (M.C. Lucy et al., 1993; S. Hj et al., 1993; J. Yao et al., 1996). Наиболее изучена взаимосвязь мутации в экзоне V с продуктивностью КРС. Данная мутация представляет собой CG трансверсию в позиции нуклеотидной последовательности 2141, приводящую к замене аминокислоты лейцин (Leu) на валин (Val) в положении 127 полипептидной цепи. Этот одиночный нуклеотидный полиморфизм, тестируемый с помощью AluI рестрицирующей эндонуклеазы, приводит к образованию двух аллелей: L и V (M.C. Lucy et al., 1993). Данный полиморфизм наблюдается у всех изученных пород (L. Zwierzchowki et al., 2001; R.S. Pawar et al., 2007; K. Tatsuda et al., 2008; И. Долматова, 2009; М.В. Урядников, 2010; И.В. Лазебная и др., 2010). Опубликованные сведения о влиянии этих двух аллельных вариантов гена bGH на фенотипическое проявление количественных признаков продуктивности различны, а иногда противоречивы.
В исследованиях, проведённых M.C. Lucy et al. (1993) на животных голштинской, швицкой, гернзейской, джерсейской и айрширской пород КРС было установлено следующее распределение частот L и V аллелей: 1,0 и 0 для швицкой, 0,93 и 007 для голштинской, 0,92 и 0,08 для гернзейской, 0,79 и 0,21 для айрширской, 0,56 и 0,44 для джерсейской, соответственно. При этом животные гомозиготные по V-аллелю имели более высокую молочную продуктивность, хотя по процентному содержанию белка и жира в молоке коров разных генотипов различий не наблюдалось. Исследования, проведённые на коровах словацкой пятнистой породы (N. Moravikova et al., 2012) было показано следующее распределение частот генотипов: VV – 0,094, LV – 0,425 и LL – 0,481. Результаты анализа ассоциаций между AluI-полиморфизмом и признаками молочной продуктивности коров (удой (кг), выход молочного белка и жира (кг)) показали, что животные с генотипами LL и LV продуцировали больше молока по сравнению с животными с генотипом VV. Выход белка и жира был выше у коров с гетерозиготным генотипом LV. Хотя статистически достоверных различий не было выявлено.
В исследованиях проведённых российскими учёными (И.Ю. Долматова и И.Г. Ильясов, 2011) по изучению AluI-полиморфизма гена bGH на чёрно-пёстрой, бестужевской и симментальской породах КРС были выявлены следующие частоты аллелей V и L: 0,28 и 0,72, 0,62 и 0,38, 0,44 и 0,56, соответственно. Анализ ассоциаций генотипов с величиной надоев показал, что у симментальской породы самыми большими надоями характеризуются коровы с генотипами VV (p 0,001), а у чёрно-пёстрой породы животные с генотипами LV (p 0,001, p 0,01). Самый низкий показатель надоев у всех трех изученных пород отмечен в группе животных с генотипами LL. По содержанию молочного жира в чёрно-пёстрой и бестужевской породах превосходство имели животные с гетерозиготным генотипом LV (p 0,001), в то время как в симментальской превосходство по этому показателю имели коровы с гомозиготным генотипом VV (p 0,001). При исследовании И.В. Лазебной с соавт. (2012) генетической структуры ярославского скота было установлено следующее распределение частот генотипов: VV – 0,159, LV – 0,558 и LL – 0,283. Авторами работы с использованием метода дисперсионного анализа были выявлены достоверные ассоциации между комплексными генотипами генов гормона роста (RsaI-маркер) и пролактина (AluI-маркер) с процентным содержанием в молоке белка и жира. Согласно их данным животные с генотипом ABVV (P=0,008) характеризовались высоким процентным содержанием жира и низким – белка. Противоположная зависимость наблюдалась у особей с генотипом ABLL (P=0,008). Этим же коллективом авторов был разработан и запатентован «Способ определения генетического потенциала крупного рогатого скота по качеству молока».
Учитывая, что ген bGH играет важную роль в стимуляции роста, в литературе встречаются работы по изучению ассоциаций данного полиморфизма с живой массой КРС. Так в исследованиях проведённых P. Schlee et al. (1994) на животных симментальской породы было установлено, что быки с генотипами LV статистически превосходили сверстников с генотипами LL и VV по живой массе (p 0,01). В работе R. Grochowska et al. (2001) быки польской фризской породы с генотипом LL имели большую живую массу (p 0,05), чем быки с генотипом VV, а животные с гетерозиготным генотипом LV обладали промежуточными показателями.
Таким образом, ген bGH, без сомнения, является QTL и может использоваться в качестве генетического маркера для прогнозирования продуктивности КРС.
Использование выше перечисленных монолокусных ДНК-маркеров, участвующих в формировании хозяйственно ценных признаков, при оценке скота костромской породы позволит выявить ценные генетические комплексы у лучших племенных животных исследованных стад и породы в целом и, как результат, значительно повысить продуктивные качества животных и ускорить селекционный прогресс. Внедрение современных методов ДНК-технологий позволит не только повысить генетический потенциал костромского скота, но и является необходимым звеном для принятия решений по вопросам сохранения и рационального использования генофонда породы.
Молекулярно-генетические маркеры, используемые для оценки генетического полиморфизма
Отсутствие значимых ассоциаций по данному маркёру было показано и на других породах в работах С.Р. Хатами с соавт. (2005), Л.А. Калашниковой с соавт. (2009), М.Е. Михайловой и Е.В. Белой (2011), И.В. Лазебной с соавт. (2012). В то же время другим авторам удалось найти связь определённых генотипов на основные параметры молочной продуктивности коров. Так, по данным M. Alipanah et al. (2007) коровы красно-пёстрой породы с генотипом BB достоверно превосходили сверстниц с генотипами AA и AB по трём показателям: удой, количество молочного жира и белка в молоке. Схожие результаты были получены F. He et al. (2006) при анализе молочной продуктивности животных голштинской породы. При исследовании коров джерсейской породы было установлено статистически значимое превосходство особей с генотипами BB и AB над особями с генотипом AA по содержанию (P 0,01) и выходу молочного жира (P 0,05) (A. Dybus et al., 2005). В работе И.Ю. Долматовой с соавт. (2010) у животных бестужевской породы наибольшей величиной надоев характеризовались коровы с генотипом BB, а самой низкой с генотипом AA. Разница между ними составила 525,7 кг (P 0,05). Однако противоположные результаты были получены Ю. Юльметьевой с соавт. (2013) на животных холмогорской породы Татарского типа. В их исследовании особи несущие генотип AA имели преимущество по отношению к особям с генотипом BB по количеству надоенного молока на 453 кг (P 0,05).
Ген bGH. AluI рестрикционный полиморфизм в пятом экзоне гена bGH связан с трансверсией C-G, приводящей к замене в белковом продукте гена аминокислоты лейцин на аминокислоту валин (Leu на Val, 127 позиция). Ряд авторов: A. Dybus (2002), С.Р. Хатами и др. (2005), М.В. Урядников (2010), И.Ю. Долматова и И.Г. Ильясов (2011), Н.В. Федотова и Г.С. Лозовая (2011), M. Heidari et. al. (2012) и В.Ф. Максименко (2013) полагают, что данная мутация влияет на показатели молочной продуктивности коров. Тем не менее, в работах Л.А. Калашниковой с соавт. (2009), И.В. Лазебной с соавт. (2012), N. Moravckova et al. (2012) и E. Hazuchova et al. (2013) не установлено достоверной разницы в показателях молочной продуктивности между животными различных генотипических вариантов по AluI-полиморфизму гена bGH.
Изучение данного полиморфизма в связи с основными показателями молочной продуктивности у коров костромской породы (табл. 30) показало, что наивысшим удоем за 305 дней первой лактации и количеством молочного белка характеризовались особи с гомозиготным генотипом по L-аллелю. Различия составили 392 кг (P 0,05) и 13,4 кг (P 0,05), соответственно. В то время как особи с гетерозиготным генотипом LV превосходили сверстниц по содержанию жира в молоке на 0,25 % (P 0,01). В последующие лактации наблюдалась аналогичная ситуация, но различия были статистически не достоверны.
Согласно проведённому однофакторному дисперсионному анализу рассматриваемая Leu-Val замена в белковом продукте гена bGH достоверно влияла только на содержание жира в молоке коров в первую (2=0,081, P=0,0013) и наивысшую (2=0,051, P=0,011) лактации. Ранее у коров костромской породы И.В. Лазебной с соавт. (2011) уже была исследована данная замена в связи с процентным содержанием жира в молоке. Однако достоверной корреляции установлено не было, была зафиксирована только некоторая тенденция, отражающая связь указанного признака продуктивности с AluI-полиморфизмом. Таким образом, исходя из полученных результатов, AluI-изменчивость гена bGH у костромского скота можно с успехом использовать в качестве генетического маркера на жирность молока.
Ген DGAT1. Аналогичные исследования были проведены и по поиску ассоциативных связей параметров молочной продуктивности с генотипами животных по гену DGAT1.
Известно (B. Grisart et al., 2002; A. Winter et al., 2002; C. Kuhn et al., 2004; I. Manga and H. Riha, 2011; N. Argov-Argaman et al., 2013), что неконсервативная замена К232А (лизина на аланин) в последовательности гена DGAT1, снижает содержание жира в молоке коров. При этом K-аллель содержащий лизин в 232 положении является наиболее желательным, поскольку несущие его коровы производят более жирное молоко, по сравнению с коровами несущими A-аллель, в 232 положении которого располагается аланин. Также имеются сведения о достоверном влиянии замены К232А на удой и содержание белка в молоке (G. Thaller et al., 2003; J. Komisarek et al., 2004; N. Strzalkowska et al., 2005; B. Kaupe et al., 2007; J. Nowacka-Woszuk et al., 2008). В работах Ю. Юльметьевой с соавт. (2013) и L. Leskova et al. (2013) статистически значимых различий по признакам молочной продуктивности у коров холмогорской и джерсейской пород разных генотипов не установлено.
Полиморфизм гена bPRL
В целом, в исследуемых группах животных выявлено 28 комплексных генотипов из 54 теоретически возможных. Наиболее часто встречались следующие (CSN3/bPRL/bGH/DGAT1): AA/AB/LL/AA (0,074), AB/AA/LL/AA (0,196), AB/AB/LL/AA (0,147), BB/AA/LL/AA (0,118) и BB/AB/LL/AA (0,098). Суммарная частота остальных 23 генотипов составила 0,367. Наиболее редкими, с частотой равной 0,005, оказались генотипы: AA/AA/LL/KK, AA/AA/LV/AA, AA/AB/LL/AK, AA/BB/LL/AA, AA/BB/LL/AK, BB/AA/LV/AK, BB/AB/LV/AK. Выборки коров и быков-производителей характеризовались одинаковым количеством комплексных генотипов, которое насчитывало 22. При этом наличие генотипов с частотой более 5% в стаде коров ОАО «Племзавод «Караваево» оставалось неизменным, те же самые 5 генотипов, что и в целом по выборкам, но у быков-производителей из ОАО «Костромское» по племенной работе их количество было вдвое больше и равнялось 10. Спектр всех преобладающих комплексных генотипов с их частотой представлен в таблице 22. Следует сказать, что наибольшее число животных было выявлено с генотипом AB/AA/LL/AA, как среди коров, так и среди быков-производителей с частотой равной, соответственно, 0,224 и 0,152. Таблица 22. Спектр преобладающих комплексных генотипов с учётом изучаемых генов CSN3,
Анализ комплексных генотипов в зависимости от кровности по швицкой породе, показал значительные различия по числу выявленных генотипов среди животных трёх сформированных нами групп. Так наибольшим разнообразием (22 генотипа) характеризовалась группа III, в которую вошли животные с долей крови более 50% по улучшающей породе, наименьшим (15 генотипов) – группа I, состоящая из чистопородных костромских животных, и промежуточное положение (19 генотипов) заняла группа II, с кровностью менее 50% по улучшающей породе. Данные результаты с указанием частоты комплексных генотипов наглядно проиллюстрированы на рисунке 10.
Рисунок 10. Диаграммы распределения частоты (в %) комплексных генотипов по генам CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 у костромского скота в зависимости от доли крови по улучшаюшей породе.
В целом можно отметить, что чем выше кровность животных по улучшающей породе, тем большим генотипическим разнообразием они обладают по комплексу рассматриваемых генов. Таблица 23. Спектр преобладающих комплексных генотипов с учётом изучаемых генов CSN3,
Из данных таблицы 23 видно, что число комплексных генотипов с частотой более 5% обратно пропорционально общему числу выявленных генотипов в каждой из трёх групп. Наибольшее число комплексных генотипов с указанной частотой – 7 генотипов – установлено у чистопородных костромских животных (I группа), наименьшее – 4 генотипа – у животных с кровностью более 50% по швицкой породе (III группа). Генотип AB/AA/LL/AA с большой частотой встречался во всех трёх группах, а генотипы AA/AA/LL/KK и AA/AB/LL/AK, с частотой равной 0,027, наблюдались только у чистопородных животных.
Рассмотрев характер распределения комплексных генотипов одновременно по четырём генам, в зависимости от генеалогической принадлежности исследуемых животных, установили, что в линиях собственно костромской породы наблюдалось наличие 17 генотипов, в то время как в родственных группах их количество было несколько выше и насчитывало 25 (рис. 11). Эти данные хорошо согласуются с результатами, полученными при анализе комплексных генотипов в зависимости от кровности.
Рисунок 11. Диаграммы распределения частот (в %) комплексных генотипов по генам CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 в заводских линиях и родственных группах костромской породы.
Анализ спектра комплексных генотипов с частотой более 5% в заводских линиях и родственных группах (табл. 24) показал, что общими для обеих групп явились следующие генотипы: AA/AB/LL/AA (0,053 и 0,132), AB/AA/LL/AA (0,185 и 0,226), BB/AA/LL/AA (0,057 и 0,193). Среди преобладающих генотипов, характерными для животных заводских линий были следующие: AA/AA/LL/AA (0,057), AA/AA/LL/AK (0,076), AB/AA/LL/AK (0,113) и AB/AB/LL/AK (0,094); для родственных групп: AB/AB/LL/AA (0,185), BB/AB/LL/AA (0,133). Отметим, что количество редко встречающихся (с частотой 5%) комплексных генотипов в заводских линиях выявлено вдвое меньше (10 генотипов), чем в родственных группах (20 генотипов). Суммарная частота их составила 0,245 и 0,305, соответственно. Полученные данные, при комплексном изучении частот распределения генотипов рассматриваемых ДНК-маркеров, указывают на значительные генетические различия между исконными костромскими линиями и современными родственными группами бурой швицкой породы американской селекции. Таблица 24. Спектр преобладающих комплексных генотипов в отношении четырёх генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 в заводских линиях и родственных группах
Группа животных Выявленноечислогенотипов Числогенотипов сp 5% Преобладающие комплексные генотипы: CSN3/bPRL/bGH/DGAT1 Числогенотипов сp 5% Общаячастотагенотипов сp 5%
Подводя итоги анализа генетической структуры костромского скота относительно встречаемости комплексных генотипов одновременно по четырём генам: CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 установлено наличие в генофонде породы 28 комплексных генотипов. При этом, группы животных с различной кровностью по швицкой породе и группы животных различной генеалогической принадлежности значительно отличались друг от друга, как по спектру, так и по частоте выявленных генотипов.
С момента апробации отечественной костромской породы крупного рогатого скота в 1944 году ведётся её совершенствование с применением метода чистопородного разведения по линиям. В то же время на различных этапах селекционной работы с породой в ряде племенных хозяйств активно использовались быки-производители родственной швицкой породы различной селекции (немецкой, австрийской, венгерской, американской, канадской). Использование импортных швицких быков явилось эффективным приёмом улучшения продуктивных качеств костромского скота и оказало положительное влияние на экстерьер коров и улучшение технологических свойств вымени.
В исследуемых популяциях все животные были представлены 8-ю отечественными костромскими заводскими линиями (Каро КТКС-101 (n=10), Ладка КТКС-253 (n=24), Пика КТКС-419 (n=2), Салата КТКС-83 (n=5), Силача КТКС-84 (n=5), Банана КТКС-333 (n=1), Бархата ВДКС-6 (n=4) и Ограда ВДКС-24 (n=3)) и 6-ю родственными группами с кровью бурой швицкой породы американской селекции (Концентрата 106157 (n=22), Меридиана 90827 (n=54), Мастера 106902 (n=49), Батлера 107506 (n=6), Хилла 76059 (n=1) и Лэйрда 71151 (n=18)).
В связи с этим, нами был проведён сравнительный анализ распределения частот выявленных аллелей генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1 в заводских линиях и родственных группах породы (табл. 25).
Из данных таблицы 25 следует, что частота аллелей рассматриваемых генов значительно варьирует в зависимости от генеалогической принадлежности животных. Так при анализе встречаемости аллелей гена каппа-казеина установлено, что наибольшей частотой "желательного" аллеля B характеризовались особи родственных групп Меридиана 90827 (0,657) и Батлера 107506 (0,667), в то время как у особей линии Ограда ВДКС-24 его частота была наименьшей и составила 0,167.
При рассмотрении встречаемости аллелей гена пролактина наблюдалась следующая ситуация. Наибольшая частота A-аллельного варианта была выявлена у особей заводских линий Салата КТКС-83 (0,900) и Силача КТКС-84 (0,900) и родственной группы Батлера 107506 (1,000). При этом у животных последней группы аллель B отсутствовал. Однако следует отметить, что и в других генеалогических группах частота аллеля A находилась на довольно высоком уровне за исключением линии Ограда ВДКС-24, где его встречаемость в 2-3 раза была ниже, чем у других структурных единиц породы.
Анализ частоты встречаемости аллелей гена диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 показал на отсутствие у животных заводской линии Ограда ВДКС-24 и родственной группы Лэйрда 71151 аллеля K. Напротив, в линии Силача КТКС-84 частота его была наивысшей и составила 0,400. В целом можно заключить, что в линиях частота этого аллеля была несколько выше, чем в родственных группах.
Достоверных различий по частотам аллелей гена гормона роста в сравниваемых генеалогических группах не установлено.
Таким образом, проведённая сравнительная оценка основных ведущих заводских линий и родственных групп, оказывающих влияние на селекционный процесс и темпы совершенствования костромской породы, по анализируемым ДНК-маркерам (за исключением AluI-маркера гена гормона роста) указывает на их высокое генетическое разнообразие.
Воспроизводительная способность коров в зависимости от их генотипа по исследуемым генам
Породы из хозяйства ОАО «Племзавод «Караваево» на основе полиморфизма генов каппа-казеина, пролактина, гормона роста и диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1, непосредственно вовлекаемые в формирование хозяйственно-ценных признаков, согласуются с ранее проведёнными исследованиями других авторов на выборках костромского скота из трёх хозяйств Костромской области (Г.Е. Сулимова и др., 2011; И.В. Лазебная и др., 2011). Полученные данные свидетельствуют о наличии в породе высокой частоты: B-аллеля (ассоциирован с более высоким содержанием белка в молоке, выходом сыра и лучшими коагуляционными свойствами молока) гена CSN3, равной 0,624; A-аллеля (ассоциирован с высокими удоями и содержанием белка в молоке) гена bPRL – 0,720; L-аллеля (ассоциирован с высокими удоями и большим приростом массы тела) гена bGH – 0,940; A-аллеля (ассоциирован с белковомолочностью и более низким содержанием стеариновой кислоты, что предпочтительнее для получения высококачественного мяса) гена DGAT1 – 0,948.
Впервые исследован полиморфизм этих генов у быков-производителей породы на образцах спермы, находящейся на хранении в ОАО «Костромское» по племенной работе. В результате генотипирования 79 быков установлено, что, как и в выборке коров из ОАО «Племзавод «Караваево» с наибольшей частотой встречались: A-аллель (0,728) гена bPRL, L-аллель (0,962) гена bGH и A-аллель (0,797) гена DGAT1, чего не скажешь о гене CSN3. У производителей частота аллеля A каппа-казеина превалировала над частотой аллеля B и составила 0,519.
Впервые проведён анализ генотипического и аллельного разнообразия костромской породы КРС по исследуемым генам с учётом кровности по улучшающей породе (швицкая порода) и линейной принадлежности. Полученные данные показали, что животные с различной кровностью по швицкой породе и животные разной линейной принадлежности значительно отличались друг от друга, как по спектру, так и по частоте выявленных аллелей и генотипов. В подтверждение этому свидетельствует рассчитанное нами генетическое расстояние между ведущими отечественными костромскими линиями и линиями бурой швицкой породы американской селекции, представляющими современную генеалогическую структуру породы, равное 0,355.
Для более детального изучения генетической структуры костромского скота нами была рассмотрена встречаемость комплексных генотипов одновременно по четырём локусам исследуемых ДНК-маркеров. Всего у 204 протестированных животных выявлено 28 комплексных генотипов из 54 теоретически возможных. Наиболее часто встречались следующие (CSN3/bPRL/bGH/DGAT1): AA/AB/LL/AA (0,074), AB/AA/LL/AA (0,196), AB/AB/LL/AA (0,147), BB/AA/LL/AA (0,118) и BB/AB/LL/AA (0,098). Наиболее редкими, с частотой равной 0,005, оказались генотипы: AA/AA/LL/KK, AA/AA/LV/AA, AA/AB/LL/AK, AA/BB/LL/AA, AA/BB/LL/AK, BB/AA/LV/AK, BB/AB/LV/AK. Кроме того, было установлено, что с увеличением кровности по улучающей породе увеличивалось общее генотипическое разнообразие по комплексу рассматриваемых генов. Наибольшим разнообразием (выявленное количество комплексных генотипов насчитывало 22) характеризовались животные с долей крови более 50% по улучшающей породе, наименьшим (15 генотипов) чистопородные костромские животные.
Кроме оценки генетической структуры, на основе полиморфизма генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1, в данной работе проведены исследования по изучению влияния SNP в этих генах на селекционно-значимые признаки животных костромской породы, таких как: параметры молочной продуктивности, динамика живой массы, репродуктивные качества коров и племенная ценность быков-производителей. Изучение связи полиморфизма гена CSN3 с указанными хозяйственно-полезными признаками коров показало что, лучшими показателями роста и развития, молочной продуктивности и воспроизводительных качеств обладали животные с генотипами AB и BB. Результаты исследования К232А-полиморфизма гена DGAT1 свидетельствуют о целесообразности использования его в качестве потенциального маркера жирномолочности. Однако, для достижения указанной возможности необходимо повысить в популяции костромского скота частоту редко встречающегося аллеля K путем целенаправленного скрещивания коров с желательными генотипами КК и АК с быками-производителями несущих в своем геноме этот аллель. Анализ AluI-полиморфизма гена bGH выявил наличие значимого влияния его на такие количественные признаки коров как: живая масса телят при рождении, содержание жира в молоке и продолжительность сервис-периода. Тем не менее, одни и те же аллельные варианты этого гена играют разную роль в улучшении тех или других ценных качеств животных, что требует аккуратного использования данного маркера в селекции костромской породы КРС. Данные о влиянии RsaI-полиморфизма гена bPRL на хозяйственно-полезные признаки коров стада ОАО «Племзавод «Караваево» оказались противоречивыми, и поэтому для внедрения его в качестве маркера признаков продуктивности в селекции костромского скота требуется более обстоятельное изучение данного вопроса. Анализ племенной ценности быков-производителей с разными генотипическими вариантами показал, что быки, носители генотипов: BB по гену CSN3, AB по гену bPRL, LL по гену bGH и AA по гену DGAT1, оказывают положительное влияние на молочную продуктивность своих дочерей по основным селекционируемым признакам и среди них выявлен наибольший процент животных получивших племенную оценку «улучшатель». Расчёт экономической эффективности разведения коров костромской породы с учётом генотипа по локусам исследуемых ДНК-маркеров показал, что с увеличением удоя, жирно- и белковомолочности снижалась себестоимость производства одного килограмма молока и тем самым увеличивалась прибыль от его реализации. Наиболее рентабельным оказалось производство молока от коров-первотёлок с генотипом BB каппа-казеина (22,62 %), AB пролактина (21,75 %), LL гормона роста (20,56 %) и AA диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 (21,53 %).
Таким образом, генофонд костромской породы КРС характеризуется высоким содержанием «желательных» в селекционном отношении аллельных вариантов генов CSN3, bPRL, bGH и DGAT1. Их активное участие в формировании основных хозяйственно-ценных признаков КРС служит основанием для типирования по указанным генам не только всех используемых в воспроизводстве быков-производителей, но и всего маточного поголовья племенных стад. По результатам полученной информации в качестве дополнительного критерия к традиционно учитываемым данным следует проводить отбор и подбор с учётом конкретных аллельных вариантов, маркирующих уникальные качества костромского скота. Это не только положительно скажется на продуктивности и сроках хозяйственного использования животных, но и позволит эффективно контролировать ценный генофонд костромской породы. В целом полученные результаты исследования свидетельствуют о высоком генетическом потенциале костромского скота, и перед животноводами стоит стратегическая задача не только сохранить породу, но и повысить эффективность её селекции с использованием маркеров ДНК на конкурентоспособный уровень.
