CC BY
11
УДК 575.42:636.082.11
Лаврик О.В. ©
Нацюнальний Ае1ацтний Утеерситет, Киге Мартинюк Л.Г., астрант 1нститут агроекологп УААН, Киге Тарасюк С.1., доктор с.-г. наук, член-кореспондент УААН 1нститут рибного господарстеа УААН, Киге
ГЕНОГЕОГРАФ1Я АЛЕЛЬНИХ ВАР1АНТ1В ЛОКУСУ КАПА-КАЗЕ1НУ У ГОЛШТИНСЬКО1 ПОРОДИ УКРА1НИ
Дослгджено структуру генофонду голштинськог породи. Проанал1зоеано енутргшньопородний розподгл алельних еар1ант1е г генотите за локусом гену капа-казегну у трьох груп корге голштинськог худоби, якг егдтеорюються у ргзних областях Украгни.
Ключо^^ слова: генофонд, структурт гени, геногеограф1я, енутршньопородна специфжа худоби
Вступ. Вщповщно до вимог суспшьства, з часом змшюються i вимоги до сшьськогосподарського виробництва, особливо до продуктивних якостей тварин та продукци, яку отримують вщ них. На даний час, набули широкого розповсюдження сорти рослин та породи тварин, яю за окремими показниками продуктивности визнаш найоптимальшшими у всьому свт. Особливого значення набувае селекцшна робота, яка в основному направлена на отримання тварин, яю характеризуются унiкальними характеристиками молочно! або м'ясно! продуктивностi. Тому, певне прискорення селекцшно! роботи могло б виникнути, якщо вдалося б виявити генш комплекси, якi асоцiйованi з тдвищеною ймовiрнiстю розвитку у тварин бажаного фенотипу вщразу за комплексом господарсько щнних ознак.
У свт найбшьш поширена велика рогата худоба молочного напрямку продуктивност - голштинська, яка походить з Голланди. В Укрш'ш вона набула широкого розповсюдження, а з метою покращення показниюв продуктивност використовуеться також поголiв'я голштишв американсько! селекци.
Породи молочного напряму характеризуються високими надоями та вмютом бiлкових фракцiй у молоцi, яю впливають на подальшу обробку молока i виготовлення з нього молочних продукив. Фракцiя казе!нових бiлкiв мютить капа-казе!н, що визначае сиропридатнiсть молока. Полiморфiзм за геном CSN3 (капа-казе!ну) впливае на рiзний вмiст бшку у молоцi та окремi фiзико-хiмiчнi властивостi бiлкiв молока. Вiдмiчено, що у тварин з генотипом CSN3 ВВ, бшьш високий процентний вмют бiлку у молоцi i молоко вщ таких тварин е кращою сировиною для виробництва твердих сирiв (Klauzinska М., et а1., 2000).
© Лаврик О.В., Мартинюк Л.Г., Тарасюк С.1., 2008
81
Тому, виникла потреба, застосовуючи нов^ш методи ДНК-технологш, провести aHani3 розпод^ алельних BapiaHTiB за локусом CSN3 (капа-казе!ну) у груп голштинсько! худоби, яка вiдтвоpюeться у piзних еколого-геогpaфiчних pегiонaх Укра!ни.
Матер1али i методи
Для дослiдження взято статево-зрш вiковi групи коpiв голштинсько! породи трьох груп, яю вщтворювались у наступних господарствах: (господарство "КняжичГ', с.Княжичi, Киево-Святошинського р-ну, Ки!всько! област - 20 голiв), (господарство "Паачне", с. Пaсiчне, Хмельницько! облaстi -20 голiв), (господарство "Агро-Союз", Дшпропетровсько! облaстi - 40 голiв).
Кров для дослщжень вiдбиpaли i3 яремно! вени, як консервант використовували гепарин, в розрахунку 25 МО на 1 мл кровг Для отримання фракцш (плазма, еритроцити, лейкоцити) кров центрифугували (1500g, 10-15 хв. при 0-4°С), вiдбиpaли плазму, лейкоцити та еритроцити. Зразки збер^али в морозильнш кaмеpi (-20 С0).
Полiмоpфiзм локусу CSN3 виявляли методом AFLP-PCR.
З лейкоцитв кpовi велико! рогато! худоби видшяли геномну ДНК за методикою (Глазко, 1997). ПЛР проводили в 25 мкл реакцшнш сумiшi, що мiстилa 10тМ Трис-HCl (pH 8,3), 50mM КС1, 2mM MgCl2, 0,2 mM кожного з dNTP, 10pM кожного праймера, 2,5 од. Taq ДНК полiмеpaзи i 50 нг геномно! ДНК.
Для визначення алельних вapiaнтiв локусу капа-казе!ну продукт aмплiфiкaцi! обробляли рестриктазою Hind III. Продукти рестрикцп pоздiляли методом електрофорезу за молекулярною вагою у 1,5% агарозному гелi з додаванням як iнтеpкaляpного барвника бромщ етидiю. Результати реестрували в ультрафюлетовому свiтлi. Використовували маркер молекулярно! ваги 0,1-kb DNA Ladder ( Gibco BRL).
Результати дослiдженнь опрацьовувались нами за допомогою методiв математично! статистики та бiометpi! (Плохинский, 1969; Животовский 1991; Nei, Kumar, 2000) з використанням комп'ютерно! програми "BIOSIS-1".
Результати дослiдження
Каппа-казе!н - один iз небагатьох вiдомих генiв, полiмоpфiзм яких прямо пов'язаний з певними характеристиками продуктивность Так, генотип CSN3 BB асоцшований з бiльш високим вмштом бiлкa i бiльш низьким вмютом жиру в молоцi i в твердих сирах. Цей факт пояснюеться меншим дiaметpом, бiльшою щшьшстю заряду кaльцiй-фосфaтних мiцел i, вщповщно, кращими коaгуляцiйними властивостями молока тварин з генотипом ВВ.
В робой ми пpоaнaлiзувaли даш, отpимaнi методом ПЛР-aнaлiзу за частотами зустpiчaемостi piзних генотипiв i алельним частотам CSN3 у дослiдженних нами piзних груп голштишв. Усi дослiдженi групи тварин за цим локусом були полiмоpфнi. Нами було виявлено два алельш вapiaнти Csn3 A та Csn3 B. За даними лiтеpaтуpи, найчастше зустpiчaються чотири aлелi - А, В, С и Е, яю вiдpiзняються один вiд одного амшокислотним складом. Вapiaнт В гену CSN3 характеризуеться наявшстю двох точкових мутацш, у положеннях 136 i
82
148, що призводять до амшокислотних замш Туг на Iso i Ala на Asp, вщповщно (Ikonen T. et al., 1996; Klauzinska M, et al., 2000). Щоб виявити наявшсть алельних BapiaHTiB, використовували праймери до послщовност ДНК гену, яка мала pозмip у 273 нуклеотиди (фрагмент 4-го екзону i 4-го iнтpону). Шсля обробки продукту aмплiфiкaщ! рестриктазою отримували у випадку алелю Csn3 B два фрагменти pозмipом 182 i 91 нуклеотид, а алель Csn3 A не мала сайту рестрикцп i фрагмент мав 273 нуклеотиди.
Дослщжуючи капа-казе!новий локус у трьох груп голштинсько! худоби з piзних областей Укра!ни у всiх групах виявили обидва aлельнi вapiaнти Csn3 A та Csn3 B (табл.1).
Таблиця 1
Розподш алельних частот дослщжених груп Kopie за локусом капа-казеУну
Алелi Дослщжеш групи ко|лв
"Паачне" "КняжичГ' "Агро-Союз"
CSN-3 n = 20 n = 20 n = 40
А 0,575 0,775 0,895
В 0,425 0,225 0,105
У всiх групах переважала частота алельного вapiaнту Csn3 A, але якщо у господapствi «Агро-Союз» вона була нaйбiльшою i становила 0,895, то у господapствi «Паачне» частота цього алеля склала 0,575, що достовipно не перевищувало частоту алеля Csn3 В.
Пpоaнaлiзувaвши середню гетеpозиготнiсть за локусом капа-казе!ну у тварин дослщжених господарств виявили найбшыле значення у господapствi «Пaсiчне», а найменше - у господapствi «Агро-союз» (табл.2).
Таблиця 2
Внутpiшньoпopoдна гетерозиготшсть голштинсько!' худоби за геном капа-
казеУну
Н Дoслiдженi групи rapiB
"Паачне" "Княжичi" "Агро-Союз"
Н наявна 0,750 0,450 0,211
Н оч1кувана 0,501 0,358 0,191
Н- гетерозиготшсть за локусом
При поpiвняннi значення виявлено! гетерозиготност та оч^вано! для усiх господарств маемо перевагу наявно! гетеpозиготностi. Така перевага може вщповщати процесам у популящях голштинсько! худоби, якi сприяють вiдбоpу i виживанню гетерозигот за дослщженим локусом, як вiдповiдь на природш фактори середовища.
Таким чином, можна передбачити можливють iснувaння генетичних мехaнiзмiв, яю пiдтpимують певний piвень гетеpозиготностi породи за окремими локусами, в даному випадку за локусом CSN3. Достовipно вища частота алельного вapiaнту Csn3 A у господарствах, що спецiaлiзуються на
83
молочному напрямку продуктивное^ корiв, так i гомозигот за цим алелем, може вказувати на дш факторiв штучного добору, чинники якого спрямоваш на селекцiю тварин iз високими надоями.
.90 .92 .93 .95 .97 .98 1.00 +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+
******* АГРОСОЮЗ **********
* ******* КНЯЖИЧИ
*
**************** ПАС1ЧНЕ
+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+
.90 .92 .93 .95 .97 .98 1.00
Рис.1 Дендрограма генетичних взасмовщносин, розрахована за генетичною щентичшстю капа-казе'шового локусу у трьох груп ко|Мв.
Дендрограма генетичних взаемовщносин дослщжених груп тварин показала значну локус-специфiчнiсть групи тварин господарства «ПаЫчне», хоча достовiрних внутршньопородних розбiжностей не виявлено.
Таким чином, при порiвняльному аналiзi розпод^ алельних частот у рiзних областях Украши алельних варiантiв за капа-казе1новим локусом у груп голштинсько! худоби було встановлено, що для вах дослiджених господарств виявленi характернi геногеографiчнi особливостi розподiлу генотипових частот, яю формуються як пiд впливом факторiв штучного, так i природного доборiв.
Лiтература
1. Глазко В.И. ДНК-технологии животных.-К.: Нора-принт.-1997.-173с.
2. Плохинский Н.А. Биометрия. -Изд. Моск. ун-та,1969.-368с.
3. Животовский Л.А. Популяционная биометрия // М.: Наука,1991.-272с.
4. Дымань Т.Н., Глазко В.И. Полиморфизм гена каппа-казеина, его связь с хозяйственно ценными признаками у крупного рогатого скота // Цитол. и генет.-1997. -№4.-С.114-118.
5. Журавель Е.В., Глазко В.И. Распределение аллельных и генотипических частот по локусу каппа-казеина у различных пород крупного рогатого скота // Сельскохоз. биол. -1998. -№6. -С.87-92.
6. Klauzinska M., Zwierzchowski L., Siadkowska E., Szymanowska M., Grochowska R., Zurkowski M. Comparison of selected gene polymorphism in Polish Red and Polish Black-and-White cattle // Anim. Sci. Pap. and Rep.-2000.-Vol.18,№2.-P.107-116.
84
7. Swofford D.L., Selander R.B. BIOSIS-1: a Fortain programm for the comprehensive analysis of electroforetic data in population genetics and systems //J. Heredity.- 1981.-Vol.72.-P.281-283
8. Nei M., Kumar S. Molecular evolution and phyligenetics // Oxford University Press,2000.-334p.
9. Ikonen T. et al. Allele frequencies of the major milk proteins in the Finnish Ayrshire and detection of a new kappa-casein variant //Animal Genetics.-1996.-N27.-P.179-181.
10. Klauzinska M, Szymanowska ML, Zwierzchowski L. Polimorphism 5'-flanking genes' regions resulting in a new type of genetic markers in farm animals - a review // Prace i Materialy Zootechniczne.-2000.Vol.57.-S.47-76.
Summary
Lavrik O.V., Martinjuk L.G. , Tarasjuk S.I GENE GEOGRAPHY OF THE ALLELES OF K-CASEIN LOCUS BY HOLSTEIN BREED OF UKRAINE.
The genefond's structure of Holstein cattle were studied. The distribution of alleles and genotype k-casein locus by inside breed were analyzed. Take use three groups of cattle on the deferent regions of Ukraine.
Cmammx nadiumna do peda^ii 20.09.2008
85
