Balashiha, Moscow, Russian Federation
Balashiha, Moscow, Russian Federation
graduate student
Russian Federation
UDK 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
GRNTI 68.39 Животноводство
The goal of research is to increase the productive longevity of Holstein cattle. In the group of daughters of bulls of German origin, best indicators for 1 days of life are, together with the genotype of the father CSN3AA – yield 8.8 kg (+0.4 kg), milk fat production – 0.35 kg (+2.9%), milk protein production – 0.29 kg (+7.4%), total fat and protein production – 0.64 kg (+4.7%). In the group of daughters of a bull of Dutch origin, the results were counter – best performance in the animals in the group of bulls with genotype CSN3AV – yield 8.1 kg (+0.6 kg), milk fat production – 0.33 kg (+6.4%), protein – 0.27 kg (+4.2%), total fat and protein content in milk – 0.6 kg (+0.05 kg). Higher lifetime productivity of daughters of bulls of the German self-lessons associated with genotype CSN3AA: yield – 15639 kg (179 k), the production of fat 624,7 kg (+17,9 k), a protein of 514 kg (24,9 k), the total production of fat and protein – 1138,7 kg (42.9 lbs). The daughters of bulls of the Dutch selection with CSN3AB genotype kappa and graduated-casein: milk yield – 12531 kg (515 kg), products of fat – 505,5 kg (22,9 kg), protein 420,8 kg (+43,3 k), the total production of milk fat and milk protein – about 926.4 kg (+66,3 kg). In the group of daughters of bulls of German origin, the age, 1 insemination was higher with csn3aa genotype (25 days), with the number of days of lactation to 17 days, and the duration of use – 10 days; life expectancy of cows is less than 24 days. In the group of daughters of a bull of Dutch origin, the age, 1 insemination was higher with genotype CSN3AV (30 days), the number of days of lactation is greater than during the 16 days and the duration of the use – by 20 days; while the life expectancy of cows decreased by 22 days.
longevity, genotype, bull, gene, Kappa-casein, productive, Holstein
Основной целью молочного скотоводства нашей страны является повышение показателей отрасли до уровня государств с развитым молочным скотоводством. Достижение этой цели возможно при использовании, помимо классических методов, маркерной селекции. Маркерами высокой молочной продуктивности, по мнению многих ученых, выступают аллели и генотипы гена каппа-казеина (CSN3) [1, 4, 6, 8]. Так, например, аллель В ассоциирован с высоким содержанием в молоке казеина и лучшими технологическими свойствами при выработке белковомолочных продуктов
[2, 3, 5, 7].
Помимо показателей молочной продуктивности к числу важнейших хозяйственно-полезных признаков относится долголетие коров. От него зависит пожизненное количество молочной продукции, выход телят, скорость смены поколений и, в конечном счете, рентабельность молочного скотоводства. Интенсивная технология производства молока в настоящее время обуславливает жесткие требования к животным, что, в свою очередь, приводит к значительному снижению сроков их использования.
Проблемой снижения долголетия занимались многие ученые, однако, в их исследованиях практически не рассматривалось влияние на этот показатель молекулярно-генетических факторов.
Цель исследований – повышение продуктивного долголетия крупного рогатого скота голштинской породы.
Задачи исследований – изучить влияние генотипов гена каппа-казеина быков голштинской породы селекции разных стран на продуктивное долголетие их дочерей.
Материалы и методы исследований. Работа выполнена на базе ОАО «Московское» по племенной работе» и кафедре «Зоотехния, производство и переработка продукции животноводства» ФГБОУ ВО Российского ГАЗУ. У быков-производителей голштинской породы немецкой (n=44) и голландской (n=7) селекции методами ДНК-диагностики был изучен полиморфизм однонуклеотидных ДНК-маркеров по гену каппа-казеина (CSN3). Генотипы каппа-казеина быков определяли методом ПЦР-ПДРФ-анализа. ДНК выделяли из крови животных с использованием набора DIAtоm DNAPrep согласно прилагаемому протоколу. Амплификацию фрагмента 4 экзона гена каппа-казеина проводили методом полимеразной цепной реакции в режиме: денатурация – 1 мин при 93оС; отжиг праймеров – 1 мин при 58оС; синтез – 1 мин при 72оС (30 циклов). Концентрация MgCl2 составляла
2 мм. Результат ПЦР оценивали по характеру свечения и подвижности амплификата в 2% агарозном геле. Аликвоту амплификата инкубировали с рестриктазой Hind III. Число и длину полученных фрагментов рестрикции определяли электрофоретически в 2% агарозном геле в УФ после окрашивания бромистым этидием.
После проведения лабораторных исследований быки-производители были разбиты на группы в зависимости от генотипа по гену каппа-казеина. У быков немецкой селекции было изучено
2136 дочерей, в голландской селекции – 254 дочери. В каждой группе быков была изучена молочная продуктивность их дочерей на 1 день жизни, 1 день использования, 1 день лактации, пожизненная продуктивность, продолжительность жизни и хозяйственного использования. Статистические расчеты были выполнены с помощью компьютерной программы Microsoft Excel.
Результаты исследований. Одним из центральных предприятий в России, занимающихся получением и реализацией спермы племенных быков-производителей отечественной и импортной селекции, является ОАО «Московское» по племенной работе». В молочном скотоводстве Московской области предпочтение отдается голштинской породе крупного рогатого скота, позволяющей достаточно быстро улучшить продуктивные показатели коров отечественных пород. Основными государствами – экспортерами как быков, так и спермопродукции являются Германия, Дания, Канада, Нидерланды, Россия. Для изучения влияния генотипа гена каппа-казеина на основные хозяйственно-полезные признаки крупного рогатого скота были взяты быки-производители немецкого и голландского происхождения, как наиболее часто используемые.
Наибольшая частота встречаемости (табл. 1) желательного аллеля CSN3В зафиксирована у быков-производителей, завезенных из Нидерландов, – 21,43%, что на 4,4% выше встречаемости его у немецких быков.
Таблица 1
Результаты ДНК-диагностики быков-производителей голштинской породы
разного происхождения по гену каппа-казеина (CSN3)
|
Быки-производители |
Частоты аллелей |
Частоты генотипов |
|||
|
А |
В |
AА |
AB |
ВB |
|
|
Немецкой селекции, n=44 |
0,8295 |
0,1705 |
0,6591 |
0,3409 |
0 |
|
Голландской селекции, n=7 |
0,7857 |
0,2143 |
0,5714 |
0,4286 |
0 |
Желательный генотип CSN3ВВ гена каппа-казеина у изученных быков не выявлен. Частота встречаемости генотипа CSN3АВ наивысшая также у быков из Нидерландов – 42,86%, что на 8,8% выше, чем у быков, завезенных из Германии.
Молочная продуктивность дочерей быков на 1 день жизни. В группе быков голландской селекции лучшие показатели выявлены у дочерей быков с генотипом CSN3АВ гена каппа-казеина: по удою – +0,6 кг молока, содержанию жира – +0,15% и белка – +0,08%, соответственно, общего содержания жира и белка в молоке – +0,05 кг (табл. 2). В группе быков немецкой селекции наивысшие показатели (по удою – +0,4 кг молока, содержанию белка – + 0,04 %, и общему содержанию жира и белка в молоке – +0,04 кг) выявлены у дочерей быков с генотипом CSN3АА гена каппа-казеина.
Таблица 2
Молочная продуктивность дочерей быков-производителей голштинской породы на 1 день жизни
|
Показатели |
Нидерланды |
Германия |
||||||
|
CSN3АА (n=240) |
CSN3АВ (n=14) |
CSN3АА (n=1597) |
CSN3АВ (n=539) |
|||||
|
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
|
|
Удой, кг |
7,5±0,07 |
35,3 |
8,1±0,7 |
32,1 |
8,8±0,08 |
36,6 |
8,4±0,13 |
35,3 |
|
Жир, % |
4,2±0,02 |
7,4 |
4,05±0,07 |
6,4 |
4,01±0,01 |
8,4 |
4,03±0,01 |
8,3 |
|
Жир, кг |
0,31±0,01 |
30,5 |
0,33±0,03 |
31,2 |
0,35 |
38,1 |
0,34±0,01 |
36,8 |
|
Белок, % |
3,25±0,01 |
6,0 |
3,33±0,07 |
7,6 |
3,3 |
5,8 |
3,26±0,01 |
6,3 |
|
Белок, кг |
0,24±0,01 |
32,2 |
0,27±0,02 |
33,9 |
0,29 |
37,1 |
0,27 |
35,7 |
|
Жир+белок, кг |
0,55±0,01 |
31,0 |
0,60±0,05 |
32,2 |
0,64±0,01 |
37,4 |
0,61±0,01 |
36,1 |
Анализ молочной продуктивности дочерей быков-производителей голштинской породы на
1 день использования (табл. 3) показал, что по всем изученным показателям наивысшие значения имели показатели дочерей быков с генотипом CSN3АА гена каппа-казеина вне зависимости от страны происхождения.
Таблица 3
Молочная продуктивность дочерей быков-производителей голштинской породы
на 1 день использования
|
Показатели |
Нидерланды |
Германия |
||||||
|
CSN3АА (n=240) |
CSN3АВ (n=14) |
CSN3АА (n=1597) |
CSN3АВ (n=539) |
|||||
|
Х±m |
Cv, % |
Х±m |
Cv, % |
Х±m |
Cv, % |
Х±m |
Cv, % |
|
|
Удой, кг |
17,9±0,23 |
19,7 |
17,7±0,88 |
18,5 |
17,8±0,1 |
21,7 |
17,7±0,16 |
21,3 |
|
Жир, % |
4,2±0,02 |
7,4 |
4,05±0,07 |
6,4 |
4,01±0,01 |
8,4 |
4,03±0,01 |
8,3 |
|
Жир, кг |
0,75±0,01 |
19,6 |
0,72±0,03 |
18,0 |
0,71 |
23,5 |
0,71±0,01 |
22,3 |
|
Белок, % |
3,25±0,01 |
6,0 |
3,33±0,07 |
7,6 |
3,3 |
5,8 |
3,26±0,01 |
6,3 |
|
Белок, кг |
0,58±0,007 |
19,2 |
0,59±0,027 |
17,4 |
0,59±0,003 |
22,1 |
0,58±0,005 |
21,2 |
|
Жир+белок, кг |
1,33±0,02 |
19,0 |
1,31±0,06 |
17,1 |
1,30±0,01 |
22,5 |
1,29±0,01 |
21,4 |
Молочная продуктивность дочерей быков-производителей на 1 день лактации. У дочерей быков немецкой селекции различия между группами не выявлены; в группе быков голландского происхождения с генотипом CSN3АВ содержание жира в молоке их дочерей на 0,15% выше (табл. 4).
Таблица 4
Молочная продуктивность дочерей быков-производителей голштинской породы на 1 день лактации
|
Показатели |
Нидерланды |
Германия |
||||||
|
CSN3АА (n=240) |
CSN3АВ (n=14) |
CSN3АА (n=1597) |
CSN3АВ (n=539) |
|||||
|
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
|
|
Удой, кг |
20,4±0,26 |
19,4 |
20,4±1,08 |
19,9 |
20,3±0,11 |
21,4 |
20,3±0,18 |
20,6 |
|
Жир, % |
4,2±0,02 |
7,4 |
4,05±0,07 |
6,4 |
4,01±0,01 |
8,4 |
4,03±0,01 |
8,3 |
|
Жир, кг |
0,8±0,01 |
18,9 |
0,8±0,04 |
19,7 |
0,8±0 |
23,1 |
0,8±0,01 |
21,9 |
|
Белок, % |
3,25±0,01 |
6,0 |
3,33±0,07 |
7,6 |
3,3±0 |
5,8 |
3,3±0,01 |
6,3 |
|
Белок, кг |
0,66±0,01 |
18,9 |
0,68±0,04 |
19,6 |
0,67±0 |
21,7 |
0,66±0,01 |
20,5 |
|
Жир+белок, кг |
1,5±0,02 |
18,5 |
1,5±0,08 |
19,2 |
1,5±0,01 |
22,0 |
1,5±0,01 |
20,9 |
Анализ молочной продуктивности дочерей быков-производителей голландского происхождения показал, что у дочерей быков с генотипом CSN3АВ гена каппа-казеина на 0,08% (+0,02 кг) выше содержание белка в молоке, в группе с генотипом CSN3АА гена каппа-казеина выше содержание жира на 0,15% (табл. 4).
Пожизненная продуктивность дочерей быков-производителей голландской селекции. Лучшие показатели, за исключением процентного содержания жира в молоке (+0,15%), выявлены у дочерей быков с генотипом CSN3АВ: по удою – +515 кг молока, по содержанию жира в молоке –
+22,9 кг, содержанию белка в молоке – +0,08 % (+43,3 кг) и суммарному выходу жира и белка –
+66,3 кг (табл. 5). В группе дочерей быков немецкой селекции наивысшие показатели по всем параметрам выявлены у дочерей быков с генотипом CSN3АА каппа-казеина: по удою – +449 кг молока, содержанию жира в молоке – +17,9 кг, белка в молоке – +0,04% (+21,9 кг) и выходу жира и белка суммарно – +42,9 кг.
Таблица 5
Пожизненная продуктивность дочерей быков-производителей голштинской породы
|
Показатели |
Нидерланды |
Германия |
||||||
|
CSN3АА (n=240) |
CSN3АВ (n=14) |
CSN3АА (n=1597) |
CSN3АВ (n=539) |
|||||
|
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
|
|
Удой, кг |
12016±441 |
56,8 |
12531±1415 |
42,3 |
15639*±221 |
56,4 |
15190*±366 |
56 |
|
Жир, % |
4,2*±0,02 |
7,4 |
4,05±0,07 |
6,4 |
4,01±0,01 |
8,4 |
4,03±0,01 |
8,3 |
|
Жир, кг |
482,6±15,85 |
50,1 |
505,5±55,21 |
40,9 |
624,7*±8,99 |
57,2 |
606,8*±15,3 |
57,6 |
|
Белок, % |
3,25±0,01 |
6,0 |
3,33±0,07 |
7,6 |
3,3±0 |
5,8 |
3,26±0,01 |
6,3 |
|
Белок, кг |
377,5±13 |
52,6 |
420,8±48,58 |
43,2 |
514*±7,29 |
56,3 |
489,1*±11,9 |
56 |
|
Жир+белок, кг |
860,1±28,8 |
51,1 |
926,4±103,3 |
41,7 |
1138,7*±16,2 |
56,6 |
1095,8*±27,2 |
56,7 |
Примечание: * – достоверно при Р≥0,95.
Сравнивая показатели пожизненной продуктивности дочерей быков-производителей в зависимости от страны происхождения, видим, что дочери быков немецкой селекции с генотипом CSN3АА достоверно превосходят дочерей быков голландской селекции с этим же генотипом по содержанию белка в молоке – +136,5 кг (Р≥0,95) и по удою – +3623 кг (Р≥0,95).
Изучая влияние генотипов гена каппа-казеина и страны происхождения на показатели продуктивного долголетия дочерей быков голштинской породы (табл. 6) выявили, что дочери быков голландской селекции с генотипом CSN3АВ имели продолжительность жизни меньше на 22 дня, при этом продолжительность использования выше на 20 дней, число дней лактации больше на 16 дней, число лактаций – +0,18. Возраст первого оплодотворения и отела ниже на 30 и 42 дня, соответственно.
Таблица 6
Продолжительность жизни и хозяйственного использования дочерей быков-производителей голштинской породы
|
Показатели |
Нидерланды |
Германия |
||||||
|
CSN3АА (n=240) |
CSN3АВ (n=14) |
CSN3АА(n=1597) |
CSN3АВ (n=539) |
|||||
|
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv, % |
Х±m |
Cv,% |
Х±m |
Cv,% |
|
|
Продолжительность |
1509±23,3 |
23,9 |
1487±53,3 |
13,4 |
1683±9,89 |
23,5 |
1707±18,23 |
24,8 |
|
Продолжительность |
674±23,1 |
53,0 |
694±61,9 |
33,4 |
865±10,05 |
46,4 |
855±18,31 |
49,7 |
|
Число дней лактации, дн. |
585±19,1 |
50,5 |
601±52,2 |
32,5 |
754±8,63 |
45,7 |
737±15,53 |
48,9 |
|
Число лактаций |
2,18±0,1 |
43,7 |
2,36±0,23 |
35,7 |
2,51±0,03 |
40,8 |
2,58±0,05 |
41,8 |
|
Возраст |
546±4,6 |
13,0 |
516±24,7 |
17,9 |
531±2,22 |
16,7 |
556***±4,1 |
16,8 |
|
Возраст 1-го отела, дн. |
835±5,5 |
10,2 |
793±25,2 |
11,9 |
818±2,5 |
12,2 |
852***±4,44 |
12,1 |
Примечание: *** – достоверно при Р≥0,999.
Дочери быков немецкой селекции с генотипом CSN3АВ имели несколько большую (+24 дня) продолжительность жизни, при этом продолжительность хозяйственного использования и число дней лактации у них меньше, чем у дочерей быков с генотипом CSN3АА на 10 и 17 дней, соответственно. Возраст 1-го оплодотворения и 1-го отела у них также больше на 25 и 34 дня, соответственно. Сравнивая продолжительность жизни и хозяйственного использования дочерей быков-производителей в зависимости от страны происхождения (табл. 7), отметим, что такие показатели как продолжительность жизни и использования, число лактаций и дней лактации выше у дочерей быков немецкого происхождения, при этом достоверно (Р≥0,999) выше возраст первого оплодотворения и отела.
Заключение. Анализ продуктивного долголетия показал, что в группе дочерей быков немецкой селекции лучшие показатели молочной продуктивности в 1 день использования, 1 день лактации и пожизненной продуктивности с генотипом каппа-казеина CSN3АА, у дочерей быков голландского происхождения – с генотипом каппа-казеина CSN3АВ. Таким образом, проведенные исследования показывают, что на продуктивное долголетие дочерей быков голштинской породы большее влияние оказывает страна происхождение быка, нежели генотипы гена каппа-казеина.
1. Akhmetov, T. M., Zinnatov F. F., Zinnatova F. F., & Shamsova A. R. (2018). Vzaimosviaz polimorfnikh variantov gena kappa-kazeina (CSN3) i beta-laktoglobulina (LGB) s pokazateliami molochnoi produktivnosti korov [The Re-lationship of polymorphic variants of the gene Kappa-casein (CSN3) and be-TA-lactoglobulin (LGB) with indicators of milk productivity of cows]. Modern scientific research: current issues, achievements and innovations in agribusi-ness '18: materially Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii - Materials of the All-Russian scientific-practical conference. (pp. 3-8). [in Russian].
2. Badin, G. A., & Shalugin, B. V. (2011). Effektivnost virabotki tviordykh sichuzhnikh sirov iz moloka korov ko-stromskoi porody [Efficiency of production of hard rennet cheeses from milk of cows of the Kostromskaya breed]. Actual problems of science in agro-industrial complex '11: sbornik statei 62 mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferencii - collection of articles of the 62 international scientific and practical conference. (pp. 56-60). Kostroma [in Russian].
3. Yarlykov, N. G., & Tamarova, R. V. (2012). Vliianie genoma kappa-kazeina na siroprigodnost moloka korov iaroslavskoj porody I mihailovskogo tipa [Influence of the Kappa-casein genome on cheese suitability of milk of cows of the Yaroslavsky breed and Mikhailovsky type]. Yaroslavl [in Russian].
4. Egorashina, E. V. & Tamarova, R. V. (2017). Ocenka polimorfizma genov kappa-kazeina i beta-laktoglobulina u zhivotnikh golshtinskoi porody [Evaluation of genetic polymorphism of Kappa-casein and beta-lactoglobulin in animals of the Holstein breed]. Increase the level and quality of biogenic potential in livestock '17: Materialy tretiej Mezhdunarodnoj-nauchno-prakticheskoj konferencii - Materials of the3-d International scientific-practical confer-ence. (pp. 41-49) [in Russian].
5. Karamaeva, A. S. (2018). Kachestvo sira iz moloka korov s raznimi genotipami kappa-kazeina [Quality of cheese from milk of cows with different genotypes of Kappa-casein]. Contribution of young scientists to agriculture '18: materially Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii - Materials of the International scientific-practical conference materials of the international scientific-practical conference. (pp. 210-213) [in Russian].
6. Leonova, M. A., Getmantseva, L. V., Yuldasheva, K. A., & Mihtodzhova, Sh. D. (2017). DNK-markeri v selekcii krupnogo rogatog oskota [DNA markers in breeding cattle].VestnikDonskogo GAU - Vestnik of Don State Agrarian University, 6, 44-50 [in Russian].
7. Kryuchkova, G. N. Novikov, D. V., Glotova, G. N., Kryuchkova, N. N., & Tyan, I. V. (2013). Sostav I tekhnolog-icheskie svoistva moloka korov simmentaliskoi porody avstriiskoi selekcii raznykh genotipov po kappa-kazeinu [Composition and technological properties of milk of cows of the Simmental breed of Austrian selection of different genotypes based on the Kappa-casein]. Vestnik Riazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo univer-siteta. Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostycheva, 2 (18), 42-44 [in Russian].
8. Telnov, N. O. (2017). Genotipirovanie krasno-pestrogo skota po genam kappa-kazeinai beta-laktoglobulina metodami DNK-analiza [Genotyping of red-mottled cattle to non-Kappa-casein and beta-lactoglobulin genes by DNA analysis]. Extended abstract of candidate’s thesis. Saransk [in Russian].
