кандидат сельскохозяйственных наук;кандидат сельскохозяйственных наук;
candidate of agricultural sciences;candidate of agricultural sciences;
кандидат биологических наук;
candidate of sciences in biology;
доктор биологических наук;
doctor of sciences in biology;
доктор сельскохозяйственных наук;
doctor of agricultural sciences;
Цель исследований – повышение мясной продуктивности крупного рогатого скота аулиекольской и казахской белоголовой пород, разводимых на территории Республики Казахстан, за счет выявления степени сочетаемости генов гипофизарного фактора транскрипции (bPit-1), гормона роста (bGH), рецептора гормона роста (bGHR) и инсулиноподобного фактора роста-1 (bIGF-1). Исследования на наличие однонуклеотидного полиморфизма генов bPit-1, bGH, bGHR и bIGF-1 проводили на группах аулиекольской (n=284, ТОО «Каркын») и казахской белоголовой (n=296, ТОО «Жанабек») пород. Для определения полиморфизмов генов соматотропного каскада у подопытных животных были отобраны пробы крови. ДНК выделяли из крови животных с использованием коммерческого набора «Pure Link Genomic DNA Kits» согласно инструкции изготовителя. Определение генотипов животных проводили методом ПЦР-ПДРФ. На основании проведенных исследований установлено, что для формирования признаков мясной продуктивности, индексов сбитости, костистости, массивности, растянутости, шилозадости в возрасте 18 и 24 месяца ассоциированы диплотипы, в структуру которых входят гены bGH и bIGF-1. Выявлено, что наличие в диплотипах генотипа bGH-AluILL приводит к снижению признаков мясной продуктивности относительно общей выборки, а присутствие генотипа bGH-AluILV – к повышению. Ассоциированные диплотипы, обеспечивающие повышение или снижение признака мясной продуктивности, с возрастом не изменяются. Полученные данные за счет анализа парных сочетаний позволяют выявить большее количество генетических маркеров, что способствует возможности расширить диапазон животных – носителей маркерного генотипа для участия в селекционных программах.
The purpose of research is increase the immunobiological reactivity of calves to infectious rhinotracheitis and parainfluenza – 3. Three groups of animals were formed: the control group did not receive drugs; calves of the first experimental group were administered ribotan immunostimulator in a dose of 0.5 ml intramuscularly, three times at intervals of three days, on the 10th day intramuscularly injected into the neck area nine-valent serum against infectious rhinotracheitis and parainfluenza-3 cattle (on the first day in a dose of 50 ml per animal, repeatedly after 10 days administered nine-valent serum in the same dose and gabivit-selenium in a dose of 5 ml intramuscularly) one animal). Calves second experimental group was used for 10 days, Argerich-40 in an amount of 20 ml, and 10 days later applied immunofan immunostimulant at a dose of 1 ml intramuscularly three times at intervals of 24 hours, then on day 10 was administered intramuscularly in the neck devyatiletku serum against infectious bovine rhinotracheitis and parainfluenza-3 in cattle: the first day in a dose of 50 ml per animal, repeated after 10 days injected devyatiletku serum at the same dose and vitam intramuscular injection of 3 ml per 10 kg of animal weight, 2 times a day, within 5 days. To improve specific immunity to calves of the experimental groups after 14 days twice with an interval of 21 days was applied subcutaneously, the vaccine Metalmaster at a dose of 5 ml per animal. The use of calves second experimental group of highly effective agents – immunostimulant immunofan, Argarita-40, desyatiballnoy serum and vitama, – prior vaccination has helped increase non-specific immunity of calves, i.e. adaptogenic properties of the organism of animals and preparing them for vaccination. The use of Metalmaster vaccine against infectious rhinotracheitis and parainfluenza-3 of cattle contributed to the development of specific immunity.
Увеличение производства говядины является одной из наиболее важных и сложных проблем аграрной науки и практики [1]. Известно, что большинство признаков продуктивности, имеющих экономическое значение в животноводстве, являются количественными [2, 3]. Существуют гены, которые оказывают влияние на определенный количественный хозяйственно-полезный признак. Некоторые из этих признаков контролируются одним геном, однако большинство из них обычно контролируются несколькими генами и под влиянием факторов окружающей среды [4, 7, 8]. К одним из распространенных потенциальных генетических маркеров мясной продуктивности относят гены гипофизарного фактора транскрипции (bPit-1), гормона роста (bGH), рецептора гормона роста (bGHR) и инсулиноподобного фактора роста-1 (bIGF-1). Ген гипофизарного фактора транскрипции связан со скоростью роста, живой массой, признаками телосложения и качеством мяса у сельскохозяйственных животных [5, 6, 9, 10]. Ген гормона роста участвует в регуляции постнатального роста и стимуляции метаболизма (липидного, белкового, углеводного и минерального). Ген рецептора гормона роста влияет на живую массу и среднесуточный прирост крупного рогатого скота. Учитывая роль вышеуказанных генов в формировании признаков мясной продуктивности, определение их ассоциации с мясными показателями у крупного рогатого скота аулиекольской и казахской белоголовой пород является актуальным.Цель исследований – повышение мясной продуктивности крупного рогатого скота аулиекольской и казахской белоголовой пород, разводимых на территории Республики Казахстан, за счет выявления степени сочетаемости генов гипофизарного фактора транскрипции (bPit-1), гормона роста (bGH), рецептора гормона роста (bGHR) и инсулиноподобного фактора роста-1(bIGF-1). Задачи исследований – изучить степень влияния сочетаемости гена гипофизарного фактора в транскрипции (bPit-1), гормона роста (bGH), рецептора гормона роста (bGHR) и инсулиноподобного фактора роста-1 (bIGF-1); определить наличие однонуклеотидного полиморфизма генов bPit-1, bGH, bGHR и bIGF-1 на группах аулиекольской (n=284, ТОО «Каркын») и казахской белоголовой (n=296, ТОО «Жанабек») пород.Материалы и методы исследований. Исследования на наличие однонуклеотидного полиморфизма генов bPit-1, bGH, bGHR и bIGF-1 проводили на группах аулиекольской (n=284, ТОО «Каркын») и казахской белоголовой (n=296, ТОО «Жанабек») пород. Экспериментальная часть работы выполнялась в отделе молекулярно-генетических исследований научно-инновационного центра КГУ им. А.Байтурсынова, в рамках проекта грантового финансирования Министерства образования и науки Республики Казахстан № 0115РК01596 «Скрининг на носительство мутаций, детерминирующих развитие наследственных заболеваний, и разработка генетических маркеров для выявления мясной продуктивности племенного крупного рогатого скота отечественной селекции».Для определения полиморфизмов генов соматотропного каскада у подопытных животных были отобраны пробы крови. ДНК выделяли из крови животных с использованием коммерческого набора «Pure Link Genomic DNA Kits» согласно инструкции изготовителя. Определение генотипов животных проводили методом ПЦР-ПДРФ (табл. 1).Таблица 1Характеристика аллельных вариантов полиморфных генов соматотропного каскадаПолиморфизмНуклеотидные последовательностии температура отжига праймеровДлина амплификата (п.н.)ГенотипДлина рестрикта (п.н.)bPit-1-HinFIF: 5′-aaaccatcatctcccttctt-3′,R: 5′-aatgtacaatgtcttctgag-3′,t=56 °С451bPit-1-HinFIАА451bPit-1-HinFIВB244, 207bPit-1-HinFIAВ451, 244, 207bGH-AluIF: 5′-ccgtgtctatgagaagc-3′,R: 5'-gttcttgagcagcgcgt-3′,t=64 °С208bGH-AluIVV208bGH-AluILL172, 35bGH-AluILV208, 172, 35bGHR-SspIF: 5′- aatacttgggctagcagtgacaatat-3′,R: 5′- acgtttcactgggttgatga -3′,t=60 °С 182bGHR-SspIYY182bGHR-SspIFF158, 24bGHR-SspIFY182, 158, 24bIGF-1-SnaBIF: 5′-attcaaagctgcctgcccc-3′,R: 5′-acacgtatgaaaggaact-3′,t=64 °С 249bIGF-1-SnaBIАA223, 26bIGF-1-SnaBIАB249, 223, 26bIGF-1-SnaBIВВ249 Число и длину фрагментов рестрикции определяли электрофоретически в агарозном геле при УФ-свете после окрашивания бромистым этидием и анализировали с помощью компьютерной системы гель-документирования. Статистическая обработка данных была выполнена с помощью компьютерных программ «Microsoft Excel» и «Statistica 6.0».Результаты исследований. По результатам генотипирования были составлены54 возможных парных сочетаний полиморфных генов соматотропинового каскада. Животные ссоответствующими парными сочетаниями генотипов были разбиты на соответствующие группы (диплотипы). Мясная продуктивность каждого диплотипа была проанализирована относительно общей выборки по признакам живой массы в возрасте 18 и 24 месяца, а также по индексам телосложения (сбитости, костистости, растянутости, шилозадости и массивности) в возрасте18 и 24 месяца. Непараметрические характеристики продуктивности диплотипов были представлены в виде медианы и интерквартильного размаха Ме (25%; 75%). В таблице 2 приведены непараметрические характеристики диплотипов, которые ассоциированы с повышенной либо с пониженной живой массой аулиекольской породы в возрасте18, 24 месяцев. Из данных, приведенных в таблице 2, следует, что в возрасте 18 месяцев у животных аулиекольской породы с повышенной живой массой ассоциировано 3 диплотипа, самый сильный фенотипический эффект наблюдается у диплотипа bGHR-SspIFY-bIGF-1-SnaBIAB.С пониженной живой массой ассоциировано шесть диплотипов, самый низкий уровень живой массы наблюдается для диплотипа bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB.Таблица 2Парные сочетания генотипов, ассоциированные с живой массойживотных аулиекольской породыСтруктура диплотипаn животныхМедиана95% доверительный интервал МеИнтерквантильный размахДИ 1ДИ 225%75%Живая масса в возрасте 18 месяцевbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA21327305358305358bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB35352343365329368bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB27329313346305364bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAA23402379427375428bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB55386379407378421bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB12407382435383431bPit-1-HinFIAB-bIGF-1-SnaBIAB36378377382377385Общая выборка237373368377329395Живая масса в возрасте 24 месяцаbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA21376361397361397bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB35389383402381404bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB27379365383346399bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAA23462429487423489bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB53436429459427477bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB11467428513432488bPit-1-HinFIAB-bIGF-1-SnaBIAB36428427435423436Общая выборка230414405423381453 Анализ аулиекольской породы по признаку костистости показал, что наиболее костистыми в возрастах 18 и 24 месяца являются животные bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIВB, а наименее – с генотипом bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIАА. Как и в вышеописанных случаях, структурообразующими генотипами являются в основном гены bIGF и bGH, что возможно связано с тем, что они являются практически соседними звеньями соматотропинового каскада. С признаком массивности у животных аулиекольской породы ассоциированы в основном сочетания генов bGH и bIGF-1. Также была выявлена новая ассоциация, а именно сочетание генов bPit-1 и bGH, диплотип bPit-1-HinFIAB-bIGF-1-SnaBIAB ассоциирован с повышенной массивностью.С индексом растянутости ассоциируются парные сочетания генов bGH и bIGF-1.Кроме того, в структуру входит ген bGHR, чего ранее не отмечалось. В таблице 3 отражена структура и характеристика диплотипов, ассоциированных с индексом сбитости.По данным таблицы 3 можно отметить, что, как и в выше описанных случаях, присутствие генотипа bGH-AluILL превращает диплотип в понижающий сбитость животных в возрасте 18 месяцев, а присутствие генотипа bGH-AluILV – превращает диплотип в повышающий сбитость. Можно отметить также, что к возрасту 24 месяца понижающий сбитость эффект генотипа bGH-AluILL видимо ослабляется. Так, диплотипы bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA, bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB, bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB, ассоциированные с пониженной сбитостью у аулиекольских животных в возрасте18 месяцев, в возрасте 24 месяца среди достоверно понижающих отсутствуют. Таблица 3Парные сочетания генотипов, ассоциированные с индексом сбитости животных аулиекольской породыСтруктура диплотипаn животныхМедиана95% доверительныйинтервал МеИнтерквантильный размахДИ 1ДИ 225%75%Индекс сбитости; возраст 18 месяцевbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA2181,69079,59284,28679,59284,286bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB3584,02883,45384,49682,31385,211bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB2782,06980,14283,45379,59284,328bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAA2391,21688,51492,85786,80693,243bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB5489,34088,63690,62588,19491,912bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB1291,36788,72293,75088,96593,349Общая выборка23686,04785,29487,87983,45393,525Индекс сбитости; возраст 24 месяцаbGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAA2388,66785,46591,04584,10692,857bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB5186,87585,56787,83884,37589,655bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB1189,31385,32694,61586,84291,391bPit-1-HinFIAB-bIGF-1-SnaBIAB3685,25684,13886,87584,10686,998Общая выборка22883,55382,43284,10681,25093,023 Оценка индекса шилозадости проводилась также, как и других индексов, и диплотипы, значимо повышающие либо понижающие этот признак относительно общей выборки, приведены и описаны в таблице 4. По данным, приведенным в таблице 4, можно отметить, что расширяется диапазон структурообразующих генов. Так, к ассоциированным с индексом шилозадости у аулиекольских животных в возрасте 18 месяцев добавляется ген bGHR. В частности, присутствие в составе диплотипа генотипа bGHR-SspIFF или bGHR-SspIFY делает его ассоциированным c индексом шилозадости у аулиекольских животных в возрасте 18 месяцев. Однако к возрасту 24 месяца эти диплотипы из списка значимо ассоциированных с индексом шилозадости исчезают. Таблица 4Парные сочетания генотипов, ассоциированные с индексом шилозадостиживотных аулиекольской породыСтруктура диплотипаn животныхМедиана95% доверительныйинтервал МеИнтерквантильный размахДИ 1ДИ 225%75%Индекс шилозадости; возраст 18 месяцевbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA21210,000200,000218,750200,000218,750bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAB35218,750218,750218,750213,333220,000bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB27211,111205,882218,750200,000218,750bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAA23246,154236,842253,333233,333269,231bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB55244,444237,500247,059233,333250,000bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB12248,529237,500271,429239,338266,964bPit-1-HinFIAB-bIGF-1-SnaBIAB36234,524233,333237,500233,333244,444bPit-1-HinFIBB-bGH-AluILL44237,500233,333246,667194,444250,000Общая выборка237228,571221,053233,333194,737244,444Индекс шилозадости; возраст 24 месяцаbGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAA23247,059233,333258,824230,000261,111bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB53238,889233,333247,059231,579253,333bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB11247,368233,333277,778235,714261,111bPit-1-HinFIAB-bIGF-1-SnaBIAB36233,333231,579237,500231,579238,194Общая выборка230225,000222,222231,579194,444235,714 В таблице 5 представлены структуры и непараметрические характеристики диплотипов, ассоциированных с живой массой животных казахской белоголовой породы. По данным таблицы 5 видно, что, как и у животных аулиекольской породы, присутствие в диплотипе генотипа bGH-AluILV повышает живой вес животных в возрасте18, 24 месяца. Исключение составляет диплотип bPit-1-HinFIAB-bGH-AluILV, в состав которого входит ген гипофизарного фактора роста. Присутствиегенотипа bPit-1-HinFIAB в данном парном сочетании приводит к снижению живой массы животных в возрасте 24 месяца по сравнению не только с другими диплотипами, содержащими в структуре генотип bGH-AluILV, но и по отношению к общей выборке. С индексом костистости у животных казахской белоголовой породы ассоциированы практически те же диплотипы, что и у аулиекольской. Таблица 5Парные сочетания генотипов, ассоциированные с живой массойживотных казахской белоголовой породыСтруктура диплотиповn животныхМедиана95% доверительный интервал МеИнтерквантильный размахДИ 1ДИ 225%75%Живая масса в возрасте 18 месяцевbGH-AluILL-bGHR-SspIFY23368295341326405bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB53352329367326372bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB15380376405376405bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB31381376395375404bGHR-SspIFY-bIGF-1-SnaBIAB9425413432417425bGHR-SspIFY-bIGF-1-SnaBIBB16428416429417429bPit-1-HinFIAB-bGH-AluILV45346326367326373Общая выборка297370367372329384Живая масса в возрасте 24 месяцаbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA9374363405363385bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB41382374397342405bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB13456435492435481bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB26447434475431478bPit-1-HinFIAB-bGH-AluILV43381374405365423Общая выборка257411405420374435 Характер влияния генотипа bGH на индекс массивности у казахской белоголовой сохраняется, как и для других индексов, и совпадает с характером влияния у аулиекольских коров. А именно, присутствие генотипа bGH-AluILL превращает диплотип в понижающий массивность животных в возрасте 18, 24 месяца, а присутствие генотипа bGH-AluILV – превращает диплотип в повышающий массивность у животных. В то же время, необходимо отметить, что на массивность животных казахской белоголовой породы повышающий эффект оказывает так же присутствие генотипаbGHR-SspIFY в паре с аллелем bIGF-1-SnaBIB.Необходимо отметить, что структура и перечень диплотипов, ассоциированных с индексом растянутости уживотных казахской белоголовой, совпадает с таковым у аулиекольской выборки. В частности, структурообразующими генами в таких диплотипах являются гены bGH и bIGF-1. Анализ структуры диплотипов, ассоциированных с индексом сбитости, у животных казахской белоголовой породы соответствует таковому у животных аулиекольской породы (табл. 6). Таблица 6Парные сочетания генотипов, ассоциированные с индексом сбитости у животных казахской белоголовой породыСтруктура диплотиповn животныхМедиана95% доверительный интервал МеИнтерквантильный размахДИ 1ДИ 225%75%Индекс сбитости; возраст 18 месяцевbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB5384,37583,14085,32682,27087,050bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB1589,40488,63690,47688,63690,476bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB3189,47488,63690,07188,23590,278bGHR-SspIFY-bIGF-1-SnaBIAB994,51291,912100,00092,19995,172bGHR-SspIFY-bIGF-1-SnaBIBB1695,59592,18898,40092,52298,158Общая выборка29786,76585,47587,50083,14089,744Индекс сбитости; возраст 24 месяцаbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA981,45779,87084,24279,89483,553bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB4182,83681,09883,88979,39484,375bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB1389,94488,63693,93988,66792,121bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB2689,54387,87991,45387,58691,515Общая выборка25785,00084,24285,71481,45788,816 Из таблицы 6 можно отметить, что, как и в выше описанных случаях, присутствие генотипа bGH-AluILL превращает диплотип в понижающий сбитость животных в возрасте 18 месяцев, а присутствие генотипа bGH-AluILV превращает диплотип в повышающий сбитость.Оценка индекса шилозадости проводилась так же, как и у аулиекольских животных, и диплотипы, значимо повышающие либо понижающие этот признак относительно общей выборки, приведены и описаны в таблице 7.Таблица 7Парные сочетания генотипов, ассоциированные с индексом шилозадостиживотных казахской белоголовой породыСтруктура диплотиповn животныхМедиана95% доверительный интервал МеИнтерквантильный размахДИ 1ДИ 225%75%Индекс шилозадости; возраст 18 месяцевbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB53212,500205,882218,750200,000227,778bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB15244,444237,500258,824237,500258,824bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB31244,444237,500253,333235,714258,824bGHR-SspIFY-bIGF-1-SnaBIAB9269,231269,231284,615269,231275,000bGHR-SspIFY-bIGF-1-SnaBIBB16275,000269,231280,000269,231280,000общая выборка297223,529220,000228,571205,882250,000Индекс шилозадости; возраст 24 месяцаbGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIAA9207,143200,000218,750200,000211,111bGH-AluILL-bIGF-1-SnaBIBB41210,526206,667214,286200,000220,000bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIAB13253,333242,857285,714243,750275,000bGH-AluILV-bIGF-1-SnaBIBB26250,000241,176271,429240,000271,429общая выборка257222,222218,750227,778207,143244,444 По данным таблицы 7 можно отметить, что у животных казахской белоголовой породы структурообразующими генами для диплотипов, ассоциированных с индексом шилозадости, являются гены гормона роста и инсулиноподобного фактора роста-1, также как и для других индексов, и эти данные совпадают с таковыми у животных аулиекольской породы. Заключение. На основании проведенных исследований оценки ассоциации парных сочетаний генотипов полиморфных генов соматотропинового каскада с признаками мясной продуктивности пород аулиекольской и казахской белоголовой установлено, что формирование признаков мясной продуктивности ассоциировано с живой массой в возрасте 18, 24 месяцев, индексы сбитости, костистости, массивности, растянутости и шилозадости – в возрасте18 и 24 месяца, ассоциированы диплотипы, в структуру которых входят гены bGH и bIGF-1. Присутствие в таких диплотипах генотипа bGH-AluILL приводит к снижению признаков мясной продуктивности относительно общей выборки, а присутствие генотипа bGH-AluILV – к повышению. Диплотипы, ассоциированные с повышенной или пониженной продуктивностью, сохраняют свою динамику во все возрастные периоды. Проведение анализа парных сочетаний позволяет выявить большее количество генетических маркеров, что способствует увеличению диапазона животных – носителей маркерного генотипа для участия в селекционных программах.