The influence of distribution of beta-casein genotypes in two generations on milk productivity of Kholmogory cattle

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The relevance of the study lies in the possibility of purposeful formation of a highly productive dairy herd of cattle with the most desirable gene combinations based on the identified patterns of genotype inheritance. The aim of the study was to determine patterns of inheritance of desired genotype in daughter offspring from various genotypes of their mothers and compare them with indicators of milk productivity. The study was conducted on two generations of cattle of Kholmogorsky breed (cows and their offspring) on the basis of ʺAgrofirma ‘Kholmogorskaya’ʺ and ʺKholmogorsky plemzavodʺ. Determination of beta-casein gene polymorphism in Kholmogorsky cows was carried out by Allele-­specific polymerase chain reaction method. There was a predominance of heterozygous beta-casein genotype in two generations, which was 58.5 and 60.0% in mother cows and 49.1 and 48.0% in daughter offspring. In both herds, the dominance of A1 allele was observed, which, accordingly, affects the inheritance of A1 allelic variants of genotypes, but A1A2 genotype was more common. In order to determine the most promising genotype for further breeding work, an assessment of milk productivity was carried out in terms of milk yield, fat and protein in milk for 305 days of the first lactation. Cows with A1A2 genotype were mainly characterized by higher milk yield. In the studied herds, the dominance of A1 allele and the predominance of cows with heterozygous A1A2 genotype were observed. On average, in farms for 305 days of the first lactation, cows carrying genotypes with A2 allele variant (A1A2 and A2A2) had the highest indicators for qualitative and quantitative composition of milk. Thus, in order to produce high-quality dairy products and effectively conduct breeding work on farms, it is necessary to increase the number of animals carrying A2A2 genotype.

About the authors

Natalya A. Khudyakova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nata070707hudyakova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1302-2965
SPIN-code: 3906-2286

Candidate of Agricultural Sciences, Researcher, Laboratory of Innovative Technologies in the Agro-Industrial Complex

10 Lugovoy vill., Arkhangelsk, 163032, Russian Federation

Irina S. Kozhevnikova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

Email: kogevnikovais@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7194-9465
SPIN-code: 2441-2363

Candidate of Biological Sciences, Head of the Laboratory of Innovative Technologies in the Agro-Industrial Complex, N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Associate Professor, Department of Human Biology and Biotechnical Systems, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

10 Lugovoy vill., Arkhangelsk, 163032, Russian Federation; 17 Naberezhnaya Severnoy Dviny, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation

Marina A. Kudrina

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: labinnovrazv@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8255-2989
SPIN-code: 4467-0807

Junior Researcher, Laboratory of Innovative Technologies in the Agro-Industrial Complex

10 Lugovoy vill., Arkhangelsk, 163032, Russian Federation

References

  1. Antonopoulos D, Vougiouklaki D, Laliotis GP, Tsironi T, Valasi I, Chatzilazarou A, et al. Identification of polymorphisms of the CSN2 gene encoding β-casein in Greek local breeds of cattle. Veterinary Sciences. 2021;8(11):257. doi: 10.3390/vetsci8110257
  2. Caroli AM, Chessa S, Erhardt GJ. Invited review: Milk protein polymorphisms in cattle: Effect on animal breeding and human nutrition. Journal of Dairy Science. 2009;92(11):5335—5352. doi: 10.3168/jds.2009-2461
  3. Paramonova MA, Valitov FR, Kononenko TV. Influence of beta-casein gene polymorphism on dairy productivity of black-and-white cattle in the Republic of Bashkortostan. In: Achievements and current problems of genetics, biotechnology and animal breeding: conference proceedings. Vitebsk; 2021. p.38—42. (In Russ.).
  4. Kovalyuk NV, Yakusheva LI, Shakhnazarova YY. CSN2 locus polymorphism in the cattle of the Jersey breed. Sbornik nauchnykh trudov KNTsZV. 2020;9(1):33—36. (In Russ.). doi: 10.34617/wc15-0m10
  5. Kalashnikova LA, Khabibrakhmanova YA, Ryzhova NV, Pavlova IY, Ganchenkova TB, Dunin MI. Polymorphism of the beta-casein gene in Kholmogorskaya breed cows. Zootechniya. 2019;(5):1—8. (In Russ.). doi: 10.25708/ZT.2019.25.66.008
  6. Khudyakova NA, Stupina AO, Klassen IA. Frequency of occurrence of beta-casein gene alleles in cattle of different breeds. Scientific agricultural journal. 2023;(4):85—91. (In Russ.).
  7. Sheiko IP, Pesotsky NI, Klimets NV, Koronets IN. Prospects for creating pedigree herds with desirable β-casein genotypes in the Republic of Belarus. Zootechnical science of Belarus. 2022;57(1):139—146. (In Russ.). doi: 10.47612/0134-9732-2022-57-1-139-146
  8. Ayala FJ, Kiger JA. Modern genetics. 2nd ed. Davis, USA: The Benjamin; 1980.
  9. Folin PY, Gladyr EA, Lamonov SA, Skorkina IA. Beta-casein gene polymorphism in Simmental cows and indicators of their milk productivity during the first lactation. The Bulletin of Michurinsk State Agrarian University. 2023;(2):170—173. (In Russ.)
  10. Kalashnikova LV, Khabibrakhmanova YA, Ryzhova NV, Pavlova IY, Ganchenkova TB, Dunin MI. Polymorphism of the beta-casein gene in Kholmogorskaya breed cows. Zootechniya. 2019;(5):8. (In Russ.). doi: 10.25708/ZT.2019.25.66.008
  11. Kalashnikova LA, Khabibrakhmanova YA, Golubkov AI, Nalvadaev NY, Bagal IE, Ryzhova NV, Ganchenkova TB, Pavlova IY. Milk productivity of red-and-white cows with different beta-casein genotypes. Journal of dairy and beef cattle breeding. 2022;(2):21—24. (In Russ.). doi: 10.33943/MMS.2022.82.31.005
  12. Klochkova AN, Ponomareva AV, Bolshakova EA, et al. Association of beta-casein gene genotypes and milk productivity in Kostroma cows. In: Current issues in the development of science and technology: conference proceedings. Karavaevo; 2022. p.96—102. (In Russ.).
  13. Kudrina MA, Kozhevnikova IS, Khudyakova NA. Nutritional value of cow’s milk. Bulletin of KSAU. 2022;(12):229—236. (In Russ.). doi: 10.36718/1819-4036-2022-12-229-236
  14. Pankov MN, Smolina VS, Stupina AO, Klassen IA, Spasskiy EA. Beta-casein of cow’s milk and its effects on the human body (review). Journal of Medical and Biological Research. 2024;12(3):411—418. (In Russ.). doi: 10.37482/2687-1491-Z207.
  15. Ardicli S, Aldevir O, Aksu E, Gumen A. The variation in the beta-casein genotypes and its effect on milk yield and genomic values in Holstein-­Friesian cows. Animal Biotechnology. 2023;34(8):4116—4125. doi: 10.1080/10495398.2023.2267614

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».