Методические рекомендации по использованию метода ДНК-диагностики генотипов молочных белков крупного рогатого скота

составляет 2,7-3,5 %, основную часть из которых составляют казеины – 78-85 % и сывороточные белки (бета-лактоглобулин, альфалактальбумин) – 15-22 %.

Структурные гены (CSN3, BLG и LALBA), кодирующие молочные белки, являются предметом повышенного интереса генетиков, так как установлена взаимосвязь аллельных вариантов данных генов с показателями молочной продуктивности и технологическими свойствами молока. Одним из наиболее эффективных методов, позволяющих выявлять полиморфизм таких генов, является метод ПЦР-ПДРФ (полимеразная цепная реакция – полиморфизм длин рестрикционных фрагментов), благодаря которому стала возможной идентификация генотипов молочных белков не только у лактирующих коров, но и у быковпроизводителей, молодняка, а также эмбрионов КРС. Выявление животных-носителей предпочтительных, с точки зрения селекции, полиморфных вариантов генов, позволит, наряду с традиционными методами селекции, проводить селекцию по генотипу – селекцию с помощью генетических маркеров (MAS-селекцию).

Ген каппа-казеина (CSN3) – один из немногих известных генов, однозначно связанный с признаками белковомолочности и технологическими свойствами молока. Локализован на 6 хромосоме и имеет размер 13 т.п.о. В основе белкового полиморфизма каппа-казеина, причинами которого являются единичные аминокислотные замены, лежит генетический полиморфизм последовательности гена каппа-казеина (CSN3). Все аминокислотные замены в последовательности белка, в свою очередь, обусловлены нуклеотидными заменами в соответствующей протеин-кодирующей последовательности ДНК. На сегодняшний день описано десять аллелей каппа-казеина: A, B, C, E, F, G, H, I, Х, A1. В то время как генетические варианты A и B идентифицируются с различной частотой встречаемости у всех пород крупного рогатого скота, такие аллели, как C и E – редкие для большинства европейских пород. Среди черно-пестрой и голштинской пород наиболее распространены CSN3^А и CSN3^В аллели, отличающиеся аминокислотными заменами (Thr¹³⁶ → Ile и Asp¹⁴⁸ → Ala), вызванными соответствующими точковыми мутациями в позициях 5309 (С→Т) и 5345.

По данным российских и зарубежных исследователей аллель CSN3^В связан с более высоким содержанием белка в молоке (на 0,20,4%), более высоким выходом творога и сыра (на 5-10 %), а также лучшими коагуляционными свойствами молока. В ряде исследований установлено более короткое время сычужного свертывания молока коров с генотипом CSN3^ВВ по сравнению с животными генотипа CSN3^АВ и CSN3^АА . При этом твердый сыр высокого качества был изготовлен только из молока коров с генотипом CSN3^ВВ . Это единствен-

ный белковый компонент молока, на который действует сычужный фермент.

Однако из-за довольно низкой частоты встречаемости аллеля CSN3^В у черно-пестрой породы крупного рогатого скота (до 10 %), что затрудняет отбор животных с желательными генотипами, возникла необходимость поиска других маркерных генов, ассоциированных с признаками молочной продуктивности и имеющих более высокий уровень полиморфизма.

Было установлено, что такими маркерами могут служить гены сывороточных белков – альфа-лактальбумина (LALBA) и беталактоглобулина (BLG). Эти белки при пастеризации молока денатурируются, при этом бета-лактоглобулин легко взаимодействует с мицеллами казеина, в составе которых переходит в сгусток при коагуляции белков молока.

Бета-лактоглобулин – серосодержащий белок, не осаждающийся сычужным ферментом, биологическая функция которого состоит, предположительно, в транспортной функции – переносе в кишечник железа и витаминов, а также способствовании переваривания жира у новорожденных. К важнейшим технологическим свойствам относится реакция с казеином, в результате которой изменяется тепловая стабильность молока и, кроме того, задерживается процесс сычужного свертывания.

Ген BLG расположен на 11 хромосоме и имеет 4662 п.о. К настоящему времени известны 12 аллельных вариантов. Наиболее распространенными среди черно-пестрой и голштинской пород крупного рогатого скота являются аллели BLG^A и BLG^B . При этом аллель BLG^A отличается от аллеля BLG^B аминокислотными заменами в позициях: Gly⁶⁴ → Asp и Ala¹¹⁸ →Val, соответственно.

В популяциях черно-пестрой и голштинской пород частоты встречаемости гомозиготных генотипов BLG^AA и BLG^BB составляют около 20 %. Аллель BLG^B связывают с высоким содержанием в молоке казеиновых белков, большим процентом жира и лучшими параметрами казеинового коагулята, аллель BLG^A – с повышением общего удоя.

Альфа-лактальбумин является металлопротеином, содержащимся в молоке, и, главным образом, в молозиве крупного рогатого скота. Главная роль LALBA – участие в процессе синтеза лактозы (удерживает молекулу глюкозы при формировании лактозы). Ген LALBA расположен на 5 хромосоме и имеет размер 2 т.п.о. В настоящее время известно 3 аллельных варианта гена LALBA^А , LALBA^В , LALBA^С . Наиболее встречающиеся аллели – LALBA^A и LALBA^B . Вариант LALBA^B отличается от LALBA^A аминокислотной заменой в позиции Arg¹⁰ → Gln⁸ , вызванной точковой мутацией (А→G) в позиции 1689.

LALBA играет функциональную роль в изменении объема синтезируемого молока.

Согласно результатам российских исследователей, частота встречаемости различных генотипов среди черно-пестрой породы составляет: LALBA^AA и LALBA^AB – 35-55 %, LALBA^BB – около 20 %.

Данные о взаимосвязи полиморфных вариантов этого гена с показателями молочной продуктивности, вследствие недостаточного количества исследований, противоречивы, однако в ряде работ указывается, что наибольший удой отмечается у коров с генотипами LALBA^AB и LALBA^BB .

Таким образом, изучение полиморфизма генов белков молока и их использование в качестве генетических маркеров является актуальным и перспективным направлением, однако требует дифференцированного подхода в зависимости от породной принадлежности, генетической структуры популяции и конкретной селекционной задачи.

С учетом полигенного характера детерминации признаков молочной продуктивности, актуальной является задача изучения комплексных генотипов белорусской черно-пестрой породы по генам молочных белков. Это не только даст возможность оценить генетические особенности племенных стад, но и может стать дополнительным средством, позволяющим повысить эффективность отбора по признакам молочной продуктивности с целью дальнейшего совершенствования отечественной породы крупного рогатого скота.

Кроме того, проведение дальнейших исследований в области ДНКполиморфизма позволит расширить спектр генов-маркеров хозяйственно-ценных признаков для комплексной оценки генофонда отечественных пород крупного рогатого скота животных по локусам данных генов. Это позволит проводить в республике маркерсопутствующую селекцию, направленную на повышение генетического потенциала племенных животных, ускорение темпов селекционного процесса и увеличение конкурентоспособности отечественных пород.

В большинстве зарубежных стран с развитым животноводством созданы и выполняются широкомасштабные программы по разработке и использованию методов ДНК-технологии в селекционном процессе. В ряде стран СНГ активные исследования в этом направлении начали проводиться в последние годы. В нашей республике подобные работы находятся лишь на начальном этапе, однако потребность селекционной практики в эффективном ДНК-маркировании продуктивных качеств животных возрастает с каждым годом.