Генетическая характеристика голштинского крупного рогатого скота, разводимого в ООО «Раковское» Приморского Края

Полный текст

Селекционно-племенная работа с крупным рогатым скотом выходит на уровень генетического анализа селекционных процессов. Без знания генотипа животного нельзя в полной мере судить о его индивидуальности, наследственности и изменчивости, ориентируясь лишь на фенотипические проявления признаков. Использование иммуногенетических методов в селекционной работе позволяет переводить ее на более высокий уровень из-за дополнения генеалогических данных информацией об антигенах и аллелях крови племенных животных. [2, 13] Для анализа генетических процессов в стаде, породе применяют маркерную селекцию. Это такой способ оценки животных, который со временем заменит традиционную оценку в животноводстве. Главное преимущество метода заключается в выявлении особей с ценными генами и сохранении их в популяции. К традиционным маркерам относятся группы крови. [10, 11]

Кодоминантный тип наследования групп крови, неизменность в период постэмбрионального развития животного, широкое разнообразие антигенных факторов позволяют различать по типу крови каждую особь популяции, породы, стада, за исключением однояйцовых близнецов, и делают их удобными маркерами при оценке степени генетического разнообразия и сходства пород. Изучение частоты встречаемости антигенных факторов и аллелей разных локусов групп крови в стадах животных помогает объективно оценивать степень однородности породы, выявлять индивидуальные, групповые и популяционные особенности, следить за изменением генетической структуры стада при селекции, а также определять уровень гетерогенности и планировать разведение так, чтобы поддерживать биологическое разнообразие. [5, 6]

В животноводстве Приморского края ведется работа по увеличению поголовья. Крупный рогатый скот завозят из Европы и Америки. Племенные коровы европейской и американской селекции способны давать до 10 тыс. л молока в год, что поможет обеспечить приморский рынок качественным и недорогим продуктом. У голштинских коров репродуктивная функция сохраняется в течение длительного времени, также у них высокая приспособляемость к условиям содержания и кормления.

Завозной голштинский скот представляет научный и практический интерес не только в области интерьерных особенностей и хозяйственно полезных качеств, но и генетических признаков.

Первая партия (165 гол.) племенных голштинов в ООО «Раковское» прибыла из Германии в 2015 году. Несколько партий нетелей были завезены из Венгрии. [1, 12] В 2021 году на ферме содержалось более 1200 гол., в том числе 671 корова. Молочная продуктивность за 305 дн. лактации по стаду составила 9428 кг, жир – 3,76%. Это самый высокий показатель в крае. [4]

Цель работы – изучить генетическую структуру по группам крови, завезенного из Европы в Приморский край голштинского крупного рогатого скота, для использования полученных данных в селекционно-племенной работе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

С 2016 по 2022 год провели исследования групп крови в лаборатории иммуногенетической экспертизы ХФИЦ ДВО РАН – обособленное подразделение ДВ НИИСХ. Изучали голштинский крупный рогатый скот, завезенный из Германии и Венгрии в ООО «Раковское» Приморского края. Взятие крови у животных, постановку реакций гемолиза эритроцитов проводили с применением 48 сывороток-реагентов девяти генетических локусов групп крови животных. [3] Частоту встречаемости антигенов и аллелей ЕАВ-локуса определяли общепринятым методом. Генное равновесие в ЕАF-локусе, уровень гомозиготности (C_a) по ЕАВ-локусу вычисляли по формуле Робертсона. Число эффективных аллелей (N_a) определяли делением единицы на коэффициент гомозиготности. [7]

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

У 1116 исследованных животных из 48 антигенных факторов выявлены 45, контролируемых аллельными генами девяти хромосомных локусов. Частота распространения антигенов варьирует от 0 (Z′, Q и B′′) до 98,39% (F) (табл. 1).

 

Таблица 1.

Частота антигенов групп крови у голштинского крупного рогатого скота, разводимого в ООО «Раковское»

Локус	Антиген	Частота, q	Локус	Антиген	Частота, q
EAA	A2	47,13	EAB	P΄	2,69
	Z΄	0		Q΄	56,9
EAB	B2	21,68		Y΄	2,69
	G2	49,64		B˝	0
	G3	49,64		G˝	25,63
	I1	10,93	EAC	C1	47,76
	I2	15,32		C2	47,76
	K	6,27		E	53,67
	O1	27,33		R1	1,97
	O2	31,09		W	41,85
	P2	2,33		X2	81,90
	Q	0		L΄	17,83
	T2	0,36	EAF	F	98,39
	Y2	55,11		V	14,16
	B΄	15,05	EAJ	J	28,58
	D΄	25,63	EAL	L	28,58
	E΄2	55,56	EAM	M	0,81
	E΄3	77,15	EAS	S1	26,16
	A΄2	11,74		H΄	83,33
	G΄	40,05		U΄	11,47
	I΄	1,61		H˝	10,93
	J΄2	3,59		U	11,29
	K΄	3,59		U˝	10,75
	O΄	27,6	EAZ	Z	36,65

 

В ЕАА – локусе групп крови определяли антигены A₂ (выявлен у 47,13% животных) и Z′ (не обнаружен). Последний редко встречается у большинства пород крупного рогатого скота молочного направления продуктивности. [8]

В многофакторном локусе ЕАВ из 27 антигенов выявлены 25 с широким диапазоном частоты встречаемости – 0,36 (T₂)…77,1% (E′₃). Антигены G₂, G₃, Y₂, E′₂, E′₃, G′, Q′ встречались у 40,05…77,15% животных, P₂, T₂, Q, I′, J′₂, K′, P′, Y′, B′′ – 0…3,59%.

В ЕАС-локусе групп крови обнаружено семь антигенов. С высокой частотой встречались антигены C₁, C₂, W, Е, X₂ (41,85…81,90%), R₁ – у 1,97% животных.

EAF-локус представлен антигенами F и V: частота первого – 98,39, второго – 14,16%.

 

Таблица 2.

Частота аллелей и распределение генотипов по ЕАF-локусу групп крови

Частота аллеля	Генотип	Распределение генотипов		χ2	p
		фактическое	ожидаемое
F-0,9211+0,0057	F/F	958	946,8
	F/V	140	162,3
V-0,0789+0,0057	V/V	18	6,9
		1116	1116	6,7	p<0,01

 

В изученной группе определили генное равновесие в двухаллельном локусе групп крови ЕАF, в котором серологически дифференцируются три генотипа (два гомозиготной формы и один гетерозиготной).

Анализ распределения генотипов показал нарушение генетического равновесия, которое вызвано переизбытком гомозиготных генотипов V/V и недостатком гетерозиготных F/V. Величины χ² превышают стандартное значение. Нарушение равновесия по тем или иным аллелям групп крови в стадах, где ведется отбор по хозяйственным признакам, может косвенно указывать на существование генетической связи между ними. В случае сцепления генов групп крови с генами, контролирующими продуктивность животных, селекция на улучшение продуктивных качеств должна увеличивать концентрацию определенных генов групп крови.

Антигены J и L ЕАJ и ЕАL локусов встречаются у 28,58% животных. ЕАМ-локус представлен одним антигеном М, частота которого незначительна (0,81%). В ЕAS-локусе выявлено шесть антигенов (S₁, H′, U′′, H′′, U, U′′), наибольшая частота встречаемости у H′ – 83,33%. В EAZ-локусе – антиген Z (36,65%).

Для генетической характеристики породы важное значение имеют аллели, контролирующие группы крови. При этом простые системы групп крови, в связи с небольшим разнообразием аллелей, имеют второстепенное значение. Мы рассмотрели аллелофонд по EAB-локусу, аллели, контролирующие наследственное сочетание антигенов в группах крови по EAB-локусу у голштинского скота.

В EAB-локусе выявлено 54 аллеля с различной частотой встречаемости, большинство из которых характерны для голштинской породы (табл. 3). Анализ показал значительную разницу в их концентрации, высокую имеют семь аллелей B₂O₁Bʹ – 0,0703, G₂Y₂Eʹ₂Qʹ– 0,2711, I₁(I₂) – 0,0439, DʹEʹ₃GʹOʹ– 0,1147; Eʹ₃GʹGʹʹ – 0,0439, Qʹ – 0,0560, «b» – 0,0780. Их суммарная частота – 0,6779, 47 аллелей обнаружены у отдельных особей с частотой встречаемости в общем генофонде – 0,3221. Такая незначительная концентрация указывает на то, что многие из них вытесняются отбором и, если в следующих поколениях не будет производителей с этими аллелями, они могут полностью исчезнуть.

 

Таблица 3.

Частота аллелей ЕАВ-локуса групп крови у голштинского крупного рогатого скота, разводимого в ООО «Раковское»

Аллель ЕАВ-локуса	Частота, q	Аллель ЕАВ-локуса	Частота, q
B2G2O1	0,0009	P2A´2	0,0054
B2G2KY2A´2O´	0,0027	Y2	0,0112
B2G2KY2E΄3G´O´G˝	0,0013	Y2A´2	0,0085
B2G2Y2E΄3G´Q´G˝	0,0018	Y2A´2D´G´Q´	0,0013
B2I1	0,0063	Y2D´E´3O´	0,0018
B2I2Y2 E´3 I´O´G˝	0,0018	Y2D´E´3Q´G˝	0,0009
B2O1	0,0112	Y2E´3	0,0031
B2O1Y2D´	0,0018	Y2E´3G´I´O´Q´	0,0009
B2O1B´	0,0703	Y2E´3G´Y´G˝	0,0036
B2Y2E´3G´G˝	0,0013	Y2G´G˝	0,0103
B2Y2A´2E´3G´P´Q´G˝	0,0206	Y2Y´	0,0004
G2I1K	0,0273	Y2Q´	0,0013
G2O1	0,0116	A´2	0,0054
G2O1Y2	0,0054	B´Q´	0,0045
G2Y2A´2D´	0,0004	D´E´3G´O´	0,1147
G2Y2E´2Q´	0,2711	E´2	0,0148
G3O1T1E´2K´G˝	0,0009	E´3A´2	0,0013
I1(I2)	0,0439	E´3G´	0,0013
I1O1	0,0027	E´3G´O´G˝	0,0179
I2Y2A´2	0,0013	E´3G´Q´G˝	0,0049
O1(O2)	0,0170	E´3G´G˝	0,0439
O1P2Y2	0,0013	E´3O´	0,0170
O1Y2E´3G´G˝	0,0175	E´3O´Q´	0,0013
O1(O2)A´2	0,0121	E´3G˝	0,0269
O1A´2J´2K´O´	0,0103	I´	0,0045
O1D´G´Q´	0,0049	Q´	0,0560
O2Y2	0,0009	«b»	0,0780
		прочие	0,0099

 

В анализируемой группе животных встречались аллели, свойственные другим породам как молочного, так и мясного направления. Например, аллели B₂Y₂Eʹ₃GʹGʹʹ, I₁O₁, O₁DʹG′Qʹ, Y₂Aʹ₂DʹGʹQʹ, Y₂DʹEʹ₃O′, Eʹ₃OʹQʹ характерны для черно-пестрого скота, B₂G₂KY₂E′₃GʹO′Gʹʹ, P₂Aʹ₂, Y₂DʹEʹ₃QʹGʹʹ – крупного рогатого скота мясных пород, Eʹ₃GʹQʹGʹʹ – красного степного, O₁P₂Y₂, Y₂Eʹ₃, Eʹ₃Aʹ₂, Eʹ₃Oʹ – бурых и красных пород. [9]

По анализу аллелей ЕАВ-локуса можно судить о степени гомо- и гетерозиготности наследственных признаков, важных для селекции особенностей генотипа. Уровень гомозиготности (C_a) в исследуемой группе – 10,9 вызван высокой концентрацией аллелей G₂Y₂Eʹ₂Qʹ и DʹEʹ₃GʹOʹ (38,58%).

Состояние аллелофонда исследуемой группы животных характеризуется показателем числа действующих эффективных аллелей, который составил 9,2. Увеличение уровня гомозиготности (C_a) сопровождается уменьшением числа эффективных аллелей (N_a), снижением генетического и фенотипического разнообразия, что приводит к повышению однородности популяции.

Полученные новые знания по иммуногенетической структуре голштинского крупного рогатого скота, завезенного из Европы в Приморский край, будут использованы для повышения эффективности селекционно-племенной работы.

Об авторах

Елена Борисовна Шукюрова

ФГБУН Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Автор, ответственный за переписку.
Email: dvniishimgen@mail.ru

кандидат биологических наук

Россия, с. Восточное, Хабаровский край

Марина Ринатовна Назарова

ФГБУН Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Email: dvniishimgen@mail.ru

младший научный сотрудник

Россия, с. Восточное, Хабаровский край

Денис Александрович Шинкоренко

ФГБУН Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Email: dvniishimgen@mail.ru

младший научный сотрудник

Россия, с. Восточное, Хабаровский край

Список литературы

Дополнительные файлы