CC BY
1
Научная статья УДК: 636.082.20
doi: 10.47737/2307-2873 2024 46 151
ВЛИЯНИЕ ГЕНА ЛЕПТИНА НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГОВЯДИНЫ
©2024. Рузия Фоатовна Третьякова1, Фоат Галимович Каюмов2
1,2 Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН [email protected]
Аннотация. В результате изучения животных по локусу гена LEP установлено, что большая его часть является носителяем генотипа АА (52,4 %), меньшая — генотипа АВ (47,6 %). Частота встречаемости А -аллеля гена лептина оказалась вше, чем у В -аллеля, на 52 %. При оценке ассоциированного влияния генотипов гена лептина на показатели мясной продуктивности выявлено, что наиболее высокие убойные показатели были у молодняка с генотипом LEPAA. Отмечено, что масса жировой ткани была вше у гетерозиготных на 1,7 кг (12,23 %; Р<0,01). У бычков типа «Адучи» отмечено, что масса мякоти полутуши была вше у особей с генотипом LEPAA При этом превосходство достигло 4,4 кг (4,26 %) в сравнении со сверстниками с генотипом LEP АВ По выходу мякоти на 1 кг костей у бычков созданного типа установлены колебания в диапазоне - 4,77-4,92 %. В пробе мяса-фарша животные гетерозиготного генотипа по содержанию жира превосходили аналогов на 0,85 % (Р<0,05). Высокая «мраморность» мышечного глазка в длиннейшей мышце спины выявлена таюке у носителей с генотипом LEPAВ, которые превосходили сверстников на 0,68 % (Р<0,05). Белковый качественный показатель у бычков был высоким.
Ключевые слова: бычки, тип «Адучи», ген, генотип, аллель, мясная продуктивность
Введение. На сегодняшний день перед мясным скотоводством поставлена задача повышения эффективности производства говядины. Для успешного выполнения данной задачи проводится комплекс мер, направленных на совершенствование существующих пород животных, а такке на выведение новых, более ценных типов скота с продуктивность вые показателей
отечественных и зарубежных пород мясного направления [1-3].
овый высокопродуктивный тип «Адучи» был выведен нами на племзаводе ООО «Агрофирма Адучи», Республика Калмыкия (патент № 12889 от 19.06.2023 г.), путём скрещивания быков абердин-ангусской породы американской селекции с коровами калмыцкой породы. При создании нового типа основной задачей являлось повышение генетического потенциала ивотных по хозяйственно-полезным признакам,
сохранение ценнейших биологических особенностей пород.
Большой интерес для селекции скота мясного направления представляет ген лептина, который влияет на качество мяса.
Данный ген образуется в ировой ткани, кодируется белком, состоящим из 167 аминокислот. Лептин регулирует накопление жировой ткани в организме, рост и развитие животных, продуктивность [7-10].
сследования по выявлени
однонуклеотидного полиморфизма генов, ассоциируемого с внутрипородной изменчивость хозяйственно-полезных
признаков созданного типа ранее не проводились, поэтому данная тема является для нас актуальной.
ель исследования - определение влияния SNР гена LEP на качество говядины бычков тип «Адучи».
етодика. аучный опыт был проведен в ООО «Агофирма Адучи», Республика Калмыкия. Объектом исследования были бычки созданного типа «Адучи». Молодняк содержался по технологии мясного скотоводства.
Генотипирование проводилось в иммуногенетики и К-технологий ГБ В К. Выделение ДК проводили
общепринятыми методами [2].
Таблица 1
Последовательность праймеров, условия ПЦР, рестриктазы, использованные _при генотипировании__
SNP Праймер Условия ПЦР Рестриктаза
LEP A422B F: 5'-tgg-agt-ggc-ttg-tta-ttt-tct-tet-3' R:5'-gtc-ccc-gct-tct-ggc-tac-cta-act-3' «горячий старт» - 5 мин. при 94°С; денатурация - 10 сек при 94°С, отжиг - 10 сек при 60°С, синтез -10 сек при 72°С; Sau3AI
словия проведения представлены в таблице 1.
Для определения живой массы, животные были разделены на 2 группы: I группа объединяла гомозиготных животных LEPAA (п=12), II - представителей гетерозиготного варианта гена LEPAВ (п=11).
иву массу определяли по показателям контрольных взвеиваний бычков в возрасте 8, 12, 15, 18 месяцев.
Мясную продуктивность бычков (п=11) изучали по данным убоя в возрасте 18 мес. Было создано 2 группы: I - из туш, полученных от животных с генотипом LEPAA (п=5), II - из туш с генотипом LEPAВ (п=6) (по методике ВАСХНИЛ, ВИЖ, ВНИИМП, 1997).
имический состав в пробах мяса -фарша и длиннейшей мышцы спины
аксимальная ивая масса у новорождённых животных отмечалась среди гетерозиготного ^ЕРАВ) молодняка, превосходство составило 2,7 кг (10,93 %; Р<0,05). Однако на следующих этапах онтогенеза гомозиготные особи проявили лучший весовой рост. Так, в возрасте отъёма (8 мес) установлено минимальное превосходство животных с генотипом АА на 2,7 кг (1,28 %). В дальнейшем преимущество гомозиготных особей увеличивалось, и к 18-месячному возрасту достигало 18,0 кг (3,93 %).
определяли в лаборатории Калмыцкого университета им. Б. Городовикова.
Результаты. Анализируя результаты генотипирования бычков, было выявлено 12 животных с генотипом АА, особей, несущих гетерозиготную варианту АВ - 11, у исследуемых животных таюке наблюдалось полное отсутствие генотипа LEPВВ.
Частота встречаемости генотипа АА гена LEP составила 52,4, частота генотипа АВ -47,6.
ри оценки частоты встречаемости аллелей было установлено, что наибольшая была у А - аллеля (0,76), наименьшая - В -аллеля (0,24).
В таблице 2 представлена динамика живой массы бычков с генотипами АА и АВ по гену лептина по возрастным периодам.
Таблица 2
На всех этапах контроля за весовым ростом наблюдалось превосходство носителей генотипа LEPAA по среднесуточному приросту (табл.3).
В заключительный период
выращивания (15-18 мес.) установлено наивысшее превосходство гомозиготных животных по среднесуточному приросту, составляющее 92,3 г (15,08 %). Это свидетельствует о генетически обусловленной продолжительности интенсивного роста.
Я Сивая масса бычков по гену LEР, кг
Возраст, месяц Живая масса (кг) в зависимости от генотипа
LEPAA LEPAB
При рождении 24,8±0,77 27,5±0,67*
8 216,4±4,76 213,7±3,15
12 325,8±7,45 316,5±7,43
15 414,1±6,07 404,5±11,16
18 478,2±6,54 460,2±13,59
Примечание: * - P<0,05
Среднесуточный прирост бычков по гену LEP, г
Таблица 3
Возрастной период, мес
Генотип
LEPA
LEP^
0-8
788,4±10,99
766,3±8,15
8-12
896,7±22,98
842,6±29,11
12-15
970,3±22,98
967,0±39,35
15-18
704,4±27,45
612,1±29,19
0-18
825,9±11,12
788,2±13,
Результаты нашего исследования согласуются с полученными данными Т.М. Седых с соавторами, которые установили, что ивотные герефордской породы с генотипом LEPАА имеют более высокие показатели живой массы, чем гетерозиготные особи [10].
аиболее тя елые туи выявлены у гомозиготных бычков, их превосходство составило 8,7 кг (3,39 %). Выход туши был такке вше на 0,7 %, чем у бычков с генотипом LEPAВ (рис. 1).
о содержани ира-сырца
лидирующее место занимали животные
Наши данные согласуются с результатами исследований Сафиной .. с соавторами, которые считают, что полиморфизм гена лептина оказывает
генотипа LEPAВ. От них было получено на 1,7 кг (12,23 %; Р<0,01) больше жира-сырца. Наиболее высокие показатели (Р<0,001) по выходу ира-сырца были у молодняка, в генотипе которых отсутствовала желательная аллель.
олодняк гомозиготного варианта опережал сверстников LEPAВ на 7,0 кг (2,57 ) по убойной массе, по убойному выходу - на 0,2 , разница была недостоверной.
положительное влияние на липидный обмен и мясные качества голштинской породы скота [11].
0
Предубойная живая масса Масса туши Выход туши, % Масса жира-сырца Выход жира-сырца, % |3'7* Убойная масса Убойный выход, %
100
200
300
400
500
LEP AA LEP AВ
Рис 1 .Показатели убоя бычков по гену LEP, кг Fig. 1. Indicators of slaughter of bulls by LEP gene, kg
Рис 2. Морфологический состав полутуш бычков по гену LEP, кг Fig. 2. Morphological composition of steer half-carcasses according to the LEP gene, kg
20
40
Масса полутуши
Масса мякоти
Выход мякоти, %
Масса костей
Выход костей, %
Масса хрящей и сухожилий
Выход хрящей и сухожилий, % 2'3
Выход мякоти на 1 кг костей, кг 4.92
, " 4.77
60
LEP AA LEP АВ
80
100
120
140
0
о массе полуту бычки с гомозиготным вариантом на 4,5 кг (3,51 %) превосходили аналогов (рис. 2)
Наибольший выход мякоти был выявлен в тушах от носителей LEPA4 генотипа, превосходство достигало 0,6 .
днако, аналоги гетерозиготного состояния гена отличались наибольшим развитием костной ткани, а выход костей был на 0,4 вше, чем у сверстников.
о количеству мякотной части полутуши животные гетерозиготного генотипа недостоверно уступали сверстникам на 4,4 кг (4,26 %). Превосходство по массе костей отмечалось у гомозиготного варианта LEPAА, которое достигало 0,3 кг (1,39 %).
Минимальный показатель по содержанию хрящей и сухожилий был зафиксирован у носителей елательного аллеля на 0,2 кг (6,67 %). Лучшее соотношение мякотной части туши и костей наблюдалось у молодняка с генотипом LEPAА.
ри проведении химического анализа средней пробы мяса-фарта отмечалось преимущество по содержанию сухого вещества в пользу особей В- аллеля. Разница составила 0,21% (рис.3). Наименьший уровень данного показателя у бычков гомозиготного генотипа был связан с низкой интенсивность жироотложения, поэтому они уступали аналогам 0,85 % (Р<0,05).
Рис 3. Химический состав мяса-фарша бычков по гену LEP, % (X±Sx) Fig. 3. Chemical composition of minced meat from bulls according to the LEP gene, % (X±Sx)
В мясе-фарше у носителей В целях детального изучения качества
желательного аллеля А содержалось большое мяса был проведен химический анализ
количество протеина по сравнению со длиннейшей мышцы спины (рис.4). сверстниками. ни превосходили особей гетерозиготного состояния гена на 0,63 %.
0
Влага, % Сухое вещество, % Протеин Жир Зола
Триптофан, мг% Оксипролин, мг% Белковый качественный показатель
100
200
300
400
LEP AA LEP AВ
Рис 4. Химический состав в длиннейшей мышце спины бычков по гену LEP, % Fig. 4. Chemical composition in the longissimus dorsi muscle of bulls according to the LEP gene, %
Лидерство по содержанию сухого генотипом LEPAB на 0,9 % в сравнении со вещества было отмечено у животных с сверстниками.
Большая «мраморность» мышечного глазка наблюдалась у носителей гетерозиготного генотипа, превосходя аналогов на 0,68 % (P<0,05). Установлена достоверная связь (P<0,05) полиморфизма гена LEP с содержанием жира в длиннейшей мышцы спины.
инимальный синтез протеина был у гомозиготных особей, которые уступали молодняку с генотипом LEPAB на 0,21 %.
Химический анализ не даёт представление о пищевой полноценности мяса. Поэтому мы рассмотрели таюке биологическую ценность мышечной ткани. Высокое содержание триптофана выявлено у гомозиготного молодняка, разница составила 9 мг% относительно сверстников. Они характеризовались такке наибольшей
концентрацией оксипролина, которая была на 1,2 мг % вше, чем у аналогов.
еобходимо отметить, что ивотные генотипа LEP'4'4 имели незначительно высокий уровень белкового качественного
показателя
Список источников.
1. Дубовскова М.П., Герасимов Н.П. Генетическая структура и ассоциация полиморфизма генов гормона роста (L127V) и лептина (A80V) с продуктивностью в Северо-Кавказкой популяции герефордской породы // Животноводство и кормопроизводство. 2020. Т. 103. № 3. С. 91-101. DOI: 10.33284/2658-3135-103-3-91
2. Komisarek J. Impact of LEP and LEPR gene polymorphisms on functional traits in Polish Holstein-Friesian cattle // Animal Science Papers and Reports. 2010. V.10. P.133-141.
3. Бейшова И.С. Фенотипические эффекты генов соматотропинового каскада, ассоциированных с мясной продуктивностью у коров казахской белоголовой породы // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 1. С. 48-53.
4. ДНК-диагностика в селекции крупного рогатого скота. Е.К.Хлесткина // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. С. 1044.
5. Каюмов Ф.Г., Баринов В.Э., Манджиев Н.В. Калмыцкий скот и пути его совершенствования. Оренбург: Агентство «Пресса», 2015. 158 с.
6. Отаров А.И. Калмыцкая порода: особенности и преимущества // Животноводство России. 2018. № 2. С. 75-76.
7. Терлецкий В.П. Молекулярно-генетический анализ популяционной структуры генофондных пород крупного рогатого скота / В.П. Терлецкий, В.И. Тыщенко, Л.Г. Сурундаева, Н.П. Адаев, Р.Х. Гайрабеков, Е.С. Усенбеков // Молочное и мясное скотоводство. 2014. № 6. С. 5-7.
8. Третьякова Р.Ф., Каюмов Ф.Г. Генетическая структура создаваемого нового типа «Адучи» калмыцкой породы по генам DGAT1, GHR, IGF-1, PIT-1 // Молочное и мясное скотоводство. 2023. № 3. С. 38-41. DOI: 10.33943/MMS.2023.67.99.007
9. Tait RG. Jr. ^-Calpain, calpastatin, and growth hormone receptor genetic effects on preweaning performance, carcass quality traits, and residual variance of tenderness in Angus cattle selected to increase minor haplotype and allele frequencies / RG Jr. Tait, SD Shackelford, TL Wheeler, DA King, E Casas, RM Thallman,TP, Smith, GL Bennett // Journal of Animal Sciences. 2014. V. 92(2). P.456-466.
10. Седых Т.А., Павлова И.Ю., Гусев И.В., Калашникова Л.А., Гизатуллин Р.С. Морфологический и химический состав мяса туш бычков различных генотипов по генам TG5 и LEP. Молочное и мясное скотоводство. 2016. № 5. С. 12-16.
11. Сафина Н.Ю., Юльметьева Ю.Р., Ахметов Т.М., Шакиров Ш.К., Зиннатова Ф.Ф. Ассоциация полиморфизма гена-кандидата лептин с энергией роста и физическим развитием голштинского крупного рогатого скота // Ветеринарный врач. 2017. №6. С. 52-56.
12. Anton I., Kovacs K., Hollo G., Farkas V., Lehel L., Hajda Z., Zsolnai A. Effect of leptin, DGAT1 and TG gene polymorphisms on the intramuscular fat of Anguscattle in Hungary//Livestock Science. 2011. V. 135. P. 300 -303.
THE EFFECT OF THE SNP LEPTIN GENE ON BEEF QUALITY INDICATORS ©2024. Ruziya F. Tret'yakova1, Foat G. Kayumov2
12Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences
Выводы. При убое установлено, что бычки с генотипом LEP'A4 превосходили сверстников по убойным показателям. днако особи с генотипом LEPAВ имели высокий показатель по выходу жира, достоверно превосходя аналогов.
От животных с генотипом LEР4А были получены туши с высоким содержанием белка.
В проведенном исследовании наблюдается ассоциация генотипа LEP ЛВ с содержанием жира в пробе мяса-фарта и в длиннейшей мышце спины. Белковый качественный показатель у бычков всех генотипов был на высоком уровне.
Таким образом генотипирование по гену LEР можно использовать в селекции нового типа «Адучи» для того, чтобы улучшить мясные качества и продуктивность животных.
Исследования выполнены в
соответствии с планом НИР на 2024 год ФГБНУ ФНЦБСТ РАН (FNWZ-2021-0001)
'nazkalmsrt.mail.ru
Abstract. As a result of studying animals by the locus of the LEP gene, it was found that most of them are carriers of the AA genotype (52.4%), a smaller part of the AB genotype (47.6%). The frequency of occurrence of the A-allele of the leptin gene turned out to be higher than that of the B-allele by 52%. When assessing the associated effect of the leptin gene genotypes on meat productivity indicators, it was revealed that the highest slaughter rates were in young animals with the LEP AA genotype. It was noted that the mass of adipose tissue was higher in heterozygous by 1.7 kg (12.23%; P<0.01). In the study of the morphological composition of steers of the "Aduchi" type, it was found that more meat carcasses were obtained from young animals with the LEPAA genotype than from their peers. The maximum amount of pulp was found in animals with the LEPAA genotype, the superiority reached 4.4 kg (4.26%) than that of peers with the LEP AB genotype. According to the yield of pulp per 1 kg of bone tissue, fluctuations in the range of 4.77 - 4.92% were found in bulls of the created type. In the sample of minced meat, animals of the heterozygous genotype in terms of fat content exceeded their analogues by 0.85% (P<0.05). A high "marbling" of the muscular eye in the longest back muscle was also revealed in carriers with the LEP AB genotype, who outperformed their peers by 0.68% (P<0.05). The protein quality index in bulls of all genotypes was at a high level.
Key words: steers, "Aduchi" type, gene, genotype, allele, meat productivity
References
1. Dubovskova M.P., Gerasimov N.P. Geneticheskaja struktura i associacija polimorfizma genov gormona rosta (L127V) i leptina (A80V) s produktivnost'ju v Severo-Kavkazkoj populjacii gerefordskoj porody (Genetic structure and association of polymorphism of growth hormone (L127V) and leptin (A80V) genes with productivity in the North Caucasian population of the Hereford breed) // Animal husbandry and feed production. 2020. Vol. 103. No. 3. Pp. 91-101. DOI: 10.33284/2658-3135-103-3-91
2. Komisarek J. Impact of LEP and LEPR gene polymorphisms on functional traits in Polish Holstein- Friesian cattle // Animal Science Papers and Reports. 2010. V.10. P.133-141.
3. Beishova I.S. Fenotipicheskie jeffekty genov somatotropinovogo kaskada, associirovannyh s mjasnoj produktivnost'ju u korov kazahskoj belogolovoj porody (Phenotypic effects of somatotropin cascade genes associated with meat productivity in Kazakh white-headed cows) / I.S. Beishova//Proceedings of the Samara State Agricultural Academy. 2018. No. 1. Pp. 48-53.
4. DNK-diagnostika v selekcii krupnogo rogatogo skota. E.K.Hlestkina (DNA diagnostics in cattle breeding. E.K.Khlestkina) // Vavilovsky Journal of Genetics and Breeding. 2013. Vol. 17. P. 1044.
5. Kayumov F.G., Barinov V.E., Mandzhiev N.V. Kalmyckij skot i puti ego sovershenstvovanija (Kalmyk cattle and ways of its improvement). - Orenburg: Press Agency, 2015. 158 p.
6. Otarov A.I. Kalmyckaja poroda: osobennosti i preimushhestva (Kalmyk breed: features and advantages) // Animal husbandry of Russia. 2018. No. 2. Pp. 75-76.
7. Terletsky V.P. Molekuljarno-geneticheskij analiz populjacionnoj struktury genofondnyh porod krupnogo rogatogo skota (Molecular genetic analysis of the population structure of gene pool breeds of cattle) / V.P. Terletsky, V.I. Tyshchenko, L.G. Surundaeva, N.P. Adaev, R.H. Gayrabekov, E.S. Usenbekov // Dairy and meat cattle breeding. 2014. No. 6. pp. 5-7.
8. Tret'yakova R.F., Kayumov F.G. Geneticheskaja struktura sozdavaemogo novogo tipa «Aduchi» kalmyckoj porody po genam DGAT1, GHR, IGF-1, PIT-1 (The genetic structure of the new type of "Aduchi" of the Kalmyk breed being created according to the genes DGAT1, GHR, IGF-1, PIT-1) //Dairy and meat cattle breeding. 2023. No. 3. Pp. 38-41. DOI: 10.33943/MMS.2023.67.99.007
9. Tait RG. Jr. ^-Calpain, calpastatin, and growth hormone receptor genetic effects on preweaning performance, carcass quality traits, and residual variance of tenderness in Angus cattle selected to increase minor haplotype and allele frequencies / RG Jr. Tait, SD Shackelford, TL Wheeler, DA King, E Casas, RM Thallman, TP, Smith, GL Bennett // Journal of Animal Sciences. 2014. V. 92(2). P.456-466.
10. Sedykh T.A., Pavlova I.Yu., Gusev I.V., Kalashnikova L.A., Gizatullin R.S. Morfologicheskij i himicheskij sostav mjasa tush bychkov razlichnyh genotipov po genam TG5 i LEP (Morphological and chemical composition of meat carcasses of bulls of various genotypes by genes TG5 and LEP). Dairy and beef cattle breeding. 2016. No. 5. Pp. 12-16.
11. Safina N.Yu., Yulmetyeva Yu.R., Akhmetov T.M., Shakirov Sh.K., Zinnatova F.F. Associacija polimorfizma gena-kandidata leptin s jenergiej rosta i fizicheskim razvitiem golshtinskogo krupnogo rogatogo skota (Association of polymorphism of the leptin candidate gene with growth energy and physical development of Holstein cattle) // Veterinarian. 2017. No. 6. Pp. 52-56.
12. Anton I., Kovacs K., Hollo G., Farkas V., Lehel L., Hajda Z., Zsolnai A. Effect of leptin, DGAT1 and TG gene polymorphisms on the intramuscular fat of Anguscattle in Hungary//Livestock Science. 2011. V. 135. P. 300 -303.
Сведения об авторах Р.Ф. Третьякова1 - канд.биол наук, научный сотрудник; Ф.Г. Каюмов2 - д-р. с.-х. наук, профессор, главный научный сотрудник. 1,2ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН» [email protected] [email protected]
Information about the authors
R.F. Tret'yakova1 - Cand. Biol. Sci., Researcher;
F.G. Kayumov2 - Dr. Agr. Sci., Professor, Chief Researcher.
12Federal State Budgetary Budgetary Institution "Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences"
12Federal State Budgetary Budgetary Institution "Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the
Russian Academy of Sciences"
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest: the authors declare that they have no conflicts of interest.
Статья потупила в редакцию 21.02.2024; одобрена после рецензирования 08.04.2024; принята к публикации 10.05.2024 The article was submitted 21.02.2024; approved after reviewing 08.04.2024; acceptedfor publication 10.05.2024
