По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 636.2.082.2+575.162 DOI:10.33920/sel-03-2503-02

Селекция крупного рогатого скота с использованием генов-маркеров

Н. М. Костомахин д-р биол. наук, профессор, ORCID: 0000-0003-3987-0372, E-mail: kostomakhin@rgau-msha.ru, ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева», Россия, г. Москва
Е. А. Волкова аспирант, E-mail: volkova.ea@gausz.ru, ФГБОУ ВО «Государственный агарный университет Северного Зауралья», Россия, г. Тюмень
Г. А. Ярмоц д-р с.-х. наук, профессор, E-mail: yarmozga@gausz.ru, ФГБОУ ВО «Государственный агарный университет Северного Зауралья», Россия, г. Тюмень

В настоящее время в скотоводстве перспективным направлением является селекция с использованием генов-маркеров, которая позволяет определить животных с потенциально необходимыми для разведения признаками с целью повышения молочной или мясной продуктивности. Маркерная селекция по праву считается одним из ведущих направлений в селекции, позволяющих выявлять в геноме гены, отвечающие за полезные для животных свойства. Множество авторов исследовали возможность использования данных о геноме, которые подтверждают неоспоримые преимущества маркерной селекции над другими ее видами. Например, популярна селекция, основанная на внешних признаках животных. Однако селекция с использованием внешних признаков не дает высокой гарантии получения потомства с необходимыми признаками, тогда как при использовании маркерной селекции этот процент существенно повышается. Первоочередное преимущество, на которое обращают внимание при выборе данного вида селекции – существенное сокращение времени на оценку потомства, которое позволяет тратить меньше времени для достижения нужного результата. Целью работы явилось рассмотрение преимуществ использования в селекции крупного рогатого скота генов-маркеров и описание метода проведения данной процедуры. Рассмотрены основные моменты, связанные с маркерной селекцией. Благодаря имеющимся исследованиям и составленным базам данных генов, можно отбирать животных с наиболее выгодными комбинациями генов, позволяющими в дальнейшем увеличить необходимое производство продукции. В то же время невозможно проводить подобные исследования без должного оборудования. Проводимые анализы стоят достаточно дорого, но они быстро окупаются при правильном проведении селекционной работы. Поэтому можно говорить о том, что маркерная селекция в дальнейшем будет становиться все более и более востребованной.

Литература:

1. Анализ мутации гена SLC35A3 у скота голштинской породы / Я. А. Кабицкая, Е. Г. Бойко, Н. М. Костомахин и др. // Главный зоотехник. – 2024. – № 12 (257). – С. 19–27. – DOI: 10.33920/sel-032412-02.

2. Библиотека научных трудов: библиотека научных статей [Электронный ресурс]. – URL: http://sciencerussian.sibenzyme.com.

3. Биомолекула [Электронный ресурс]. – URL: https://biomolecula.ru.

4. Генетическая идентификация как критерий совпадений с данными первичного учета животных на территории УФО / Я. А. Кабицкая, Л. А. Калашникова, Е. Г. Бойко, А. Е. Калашников // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. – 2020. – № 1 (45). – С. 114–120.

5. Генотипирование холмогорского и голштинского скота по генам пролактина и соматотропина / И. Е. Багаль, И. Ю. Павлова, Я. А. Хабибрахманова и др. // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2014. – № 5 – С. 11–13.

6. Егорашина Е. В. Повышение эффективности разведения молочного скота методом маркерной селекции / Е. В. Егорашина, Р. В. Тамарова // Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и сельскохозяйственной микробиологии. – 2019. – № 5. – С. 122–124.

7. Кийко Е. И. Принципы маркерной селекции в молочном скотоводстве / Е. И. Кийко // Вестник Тамбовского университета. Серия: естественные и технические науки. – 2010. – № 1. – С. 134–135.

8. Костомахин Н. М. Аллелофонд голштинской породы крупного рогатого скота в России / Н. М. Костомахин, А. А. Ф. А. Иса // Аграрная наука – сельскохозяйственному производству Сибири, Казахстана, Монголии, Беларуси и Болгарии: сб. науч. докл. XX Междунар. науч.-практ. конф. 2017. – С. 211–212.

9. Сычева О. В. Повышение молочной продуктивности и качества молока под контролем генетических маркеров / О. В. Сычева, Л. В. Кононова // Современное экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты рационального природопользования: матлы II Междунар. науч.-практ. интернет-конф. ФГБНУ «Прикаспийский НИИ аридного земледелия». – 2017. – С. 1422–1424.

10. Тамарова Р. В. Эффективность повышения белковомолочности коров разных генотипов с использованием метода маркерной селекции / Р. В. Тамарова, Н. Г. Ярлыков, Ю. А. Корчагина // Вестник АПК Верхневолжья. – 2014. – № 2 (26). – С. 56–62.

11. Хлесткина Е. К. Молекулярные маркеры в генетических исследованиях и в селекции / Е. К. Хлесткина // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2013. – № 4–2. – С. 1044–1054.

12. Effect of DNA markers on the fertility traits of Japanese Black cattle for improving beef quantity and quality / Fuki Kawaguchi, MiyakoTsuchimura, Kenji Oyama et al. // Archives Animal Breeding. – 2020. – No. 63 (1). – P. 9–17. – DOI: 10.5194/aab-63-9-2020.

13. Genetic Markers Associated with Milk Production Traits in Dairy Cattle / Yulin Ma, Muhammad Zahoor Khan, Jianxin Xiao et al. // Agriculture – 2021. – No. 11. – P. 1018. – https://doi.org/10.3390/agriculture11101018.

14. Helicon [Электронный ресурс]. – URL: https://www.helicon.ru.

15. Kostomakhin N. Experience and prospects of the use of precision livestock farming in the Russian Federation / N. Kostomakhin, L. Tseiko, M. Kostomakhin // BIO Web of Conferences. XVII International Scientific and Practical Conference “State and Development Prospects of Agribusiness” (INTERAGROMASH 2024). EDP Sciences. – 2024. – P. 02001. – DOI: 10.1051/bioconf/202411302001.

16. Kostomakhin N. Reproductive and productive traits of cows of Holstein breed depending on the level of inbreeding / N. Kostomakhin, L. Tseiko, M. Kostomakhin // BIO Web of Conferences. XVII International Scientific and Practical Conference “State and Development Prospects of Agribusiness” (INTERAGROMASH 2024). EDP Sciences. – 2024. – P. 01009. – DOI: 10.1051/bioconf/202411301009.

17. The accurate identification and quantification of six Enterococcus species using quantitative polymerase chain reaction based novel DNA markers / Eiseul Kim, Da-Som Kim, Seung-Min Yang, Hae-Yeong Kim // Food Science and Technology. – 2022. – No. 166. – P. 113769. – DOI: 10.1016/j. lwt.2022.113769.

1. Analysis of the mutation of the SLC35A3 gene in cattle of Holstein breed / Ya. A. Kabitskaya, E. G. Boiko, N. M. Kostomakhin et al. // Head of animal breeding. – 2024. – No. 12 (257). – P. 19–27. – DOI: 10.33920/sel-032412-02.

2. Library of scientific papers: library of scientific articles [Electronic resource]. – URL: http://sciencerussian.sibenzyme.com.

3. Biomolecule [Electronic resource]. – URL: https://biomolecula.ru.

4. Genetic identification as a criterion of coincidence with the data of primary registration of animals in the territory of the UFD / Ya. A. Kabitskaya, L. A. Kalashnikova, E. G. Boyko, A. E. Kalashnikov // Bulletin of Ryazan State Agrotechnological University named after P. A. Kostychev. – 2020. – No. 1 (45). – P. 114–120.

5. Genotyping of Kholmogorsky and Holstein cattle by prolactin and somatotropin genes / I. E. Bagal, I. Yu. Pavlova, Ya. A. Khabibrakhmanova et al. // Bulletin of Russian Academy of Agricultural Sciences. – 2014. – No. 5 – P. 11–13.

6. Egorashina E. V. Improving the efficiency of dairy cattle breeding by marker selection method / E. V. Egorashina, R. V. Tamarova // Biotechnology in crop production, animal husbandry and agricultural microbiology. – 2019. – No. 5. – P. 122–124.

7. Kiiko E. I. Principles of marker selection in dairy cattle breeding / E. I. Kiiko // Bulletin of Tambov University. Series: Natural and technical sciences. – 2010. – No. 1. – P. 134–135.

8. Kostomakhin N. M. Allele pool of cattle of Holstein breed in Russia / N. M. Kostomakhin, A.A.F. A. Easa // Agrarian science is for agricultural production in Siberia, Kazakhstan, Mongolia, Belarus and Bulgaria: collection of scientific reports of XX International scientific and practical conf. – 2017. – P. 211–212.

9. Sycheva O. V. Increasing of milk productivity and milk quality under the control of genetic markers / O. V. Sycheva, L. V. Kononova // Current ecological state of the natural environment and scientific and practical aspects of rational nature management: Proceedings of II international scientific and practical Internet-conf. FGBNU “Caspian Research Institute of Arid Agriculture”. – 2017. – P. 1422–1424.

10. Tamarova R. V. The effectiveness of increasing the protein-milk content of cows of different genotypes using the marker selection method / R. V. Tamarova, N. G. Yarlykov, Yu. A. Korchagina // Bulletin of Agroindustrial complex of the Upper Volga region. – 2014. – No. 2 (26). – P. 56–62.

11. Khlestkina E. K. Molecular markers in genetic research and breeding / E. K. Khlestkina // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. – 2013. – No. 4–2. – P. 1044–1054.

12. Effect of DNA markers on the fertility traits of Japanese Black cattle for improving beef quantity and quality / Fuki Kawaguchi, MiyakoTsuchimura, Kenji Oyama et al. // Archives Animal Breeding. – 2020. – No. 63 (1). – P. 9–17. – DOI: 10.5194/aab-63-9-2020.

13. Genetic Markers Associated with Milk Production Traits in Dairy Cattle / Yulin Ma, Muhammad Zahoor Khan, Jianxin Xiao et al. // Agriculture – 2021. – No. 11. – P., 1018. – https://doi.org/10.3390/agriculture11101018.

14. Helicon [Electronic resource]. – URL: https://www.helicon.ru.

15. Kostomakhin N. Experience and prospects of the use of precision livestock farming in the Russian Federation / N. Kostomakhin, L. Tseiko, M. Kostomakhin // BIO Web of Conferences. XVII International Scientific and Practical Conference “State and Development Prospects of Agribusiness” (INTERAGROMASH 2024). EDP Sciences. – 2024. – P. 02001. – DOI: 10.1051/bioconf/202411302001.

16. Kostomakhin N. Reproductive and productive traits of cows of Holstein breed depending on the level of inbreeding / N. Kostomakhin, L. Tseiko, M. Kostomakhin // BIO Web of Conferences. XVII International Scientific and Practical Conference “State and Development Prospects of Agribusiness” (INTERAGROMASH 2024). EDP Sciences. – 2024. – P. 01009. – DOI: 10.1051/bioconf/202411301009.

17. The accurate identification and quantification of six Enterococcus species using quantitative polymerase chain reaction based novel DNA markers / Eiseul Kim, Da-Som Kim, Seung-Min Yang, Hae-Yeong Kim // Food Science and Technology. – 2022. – No. 166. – P. 113769. – DOI: 10.1016/j. lwt.2022.113769.

В настоящее время в скотоводстве перспективным направлением является селекция с использованием генов-маркеров, которая позволяет определить животных с потенциально необходимыми для разведения свойствами с целью повышения молочной или мясной продуктивности. Использование маркерной селекции позволяет проводить отбор животных эффективно и точечно, избегая возможности ошибочного выбора неподходящих для разведения особей [6, 16].

Еще одной важной причиной использования маркерной селекции является уменьшение времени проведения экспериментов, потому как ДНК-маркеры определяются через анализ крови, который можно сделать за короткий промежуток времени [15].

Целью работы явилось рассмотрение преимуществ использования в селекции крупного рогатого скота генов-маркеров и описание метода проведения данной процедуры.

В работе были поставлены следующие задачи:

– описать принципы работы маркерной селекции;

– описать преимущества маркерной селекции;

– проанализировать исследования, где успешно применялась маркерная селекция.

В данной статье использованы следующие термины:

– маркерная селекция – использование технологий по расшифровке ДНК, которые позволяют находить в генах так называемые ДНК-маркеры;

– ДНК-маркер – это полиморфный признак, используемый для определения конкретного гена при помощи сравнения различных генотипов;

– полиморфизмы ДНК – это различные возможные вариации числа или порядка нуклеотидов ДНК, частота которых превышает 1 % в популяции;

– эндонуклеаза – фермент, который расщепляет молекулы РНК и ДНК и гидролизирует фосфодиэфирные связи;

– праймер – небольшой по длине фрагмент нуклеиновой кислоты, комплементарный РНК- или ДНК-мишени, необходим для синтеза с помощью ДНК-полимеразы комплементарной цепи.

Существует несколько способов определения полиморфизмов ДНК [11, 17]:

– рестрикционный анализ – анализ длин рестриктных фрагментов, полученных посредством обработки чистой ДНК исследуемой особи эндонуклеазами (часто используются Alul, Notl, EcoRl) (рис. 1);

Для Цитирования:
Н. М. Костомахин, Е. А. Волкова, Г. А. Ярмоц, Селекция крупного рогатого скота с использованием генов-маркеров. Главный зоотехник. 2025;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: