Genetic characteristic of holstein cattle bred at Rakovskoye LLC of Primorsky Territory

Full Text

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.

About the authors

E. B. Shukyurova

Federal State Budgetary Institution of Science Khabarovsk Federal Research Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences Far Eastern Agricultural Research Institute

Author for correspondence.
Email: dvniishimgen@mail.ru

PhD in Biological Science

Russian Federation, Vostochnoye village, Khabarovsk Territory

M. R. Nazarova

Federal State Budgetary Institution of Science Khabarovsk Federal Research Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences Far Eastern Agricultural Research Institute

Email: dvniishimgen@mail.ru

Junior Researcher

Russian Federation, Vostochnoye village, Khabarovsk Territory

D. A. Shinkorenko

Federal State Budgetary Institution of Science Khabarovsk Federal Research Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences Far Eastern Agricultural Research Institute

Email: dvniishimgen@mail.ru

Junior Researcher

Russian Federation, Vostochnoye village, Khabarovsk Territory

References

Supplementary files