Молочная продуктивность и технологические свойства молока различных генотипов по каппа-казеину

Достижение высоких результатов по улучшению состава и качества производимого молока обеспечивается комплексностью решения проблем. Это учет наследственных факторов, внедрение в технологию производства новых технических средств, эффективных приемов доения, содержания животных, повышение квалификации работников и систематический контроль состояния здоровья животных и условий их содержания.

За последние годы появилось много работ, и стали известны интересные данные по вопросу улучшения качества молока селекционными методами. Значительное влияние генотип оказывает на технологические свойства молока. В связи с заинтересованностью перерабатывающих предприятий молочной промышленности в закупках качественного сырья для производства белковомолочной продукции, возникла потребность в привлечении современных молекулярно-ге-нетических методов диагностики в животноводство для улучшения технологических свойств молока. В странах с развитым молочным скотоводством в селекции внедряются достижения биотехнологии, например, тестирование животных, особенно быков-производителей по генам, контролирующим синтез белков молока. Преимущество ДНК-технологий заключается в том, что можно определить генотип животного независимо от пола, возраста и физиологического состояния особей, что является важным этапом в селекционной работе.

Внимание исследователей в последнее время привлекает локус гена одного из основных молочных белков - каппа-казеина (CSN3). По данным зарубежных исследователей, В-аллель гена CSN3 ассоциирован с более высоким содержанием белка в молоке, высоким выходом творога и сыра, а также лучшими коагуляционными свойствами молока [3]. Опыт многих стран свидетельствует об использовании в животноводстве генетических маркеров, связанных с качественными признаками молочной продуктивности. Одними из таких маркеров являются гены каппа-казеина [1]. Ген каппа-казеин - один из немногих известных генов, однозначно связанный с признаками белковомолочности и технологическими свойствами молока.

Генотип быка по каппа-казеину может служить дополнительным критерием при отборе животных. При комплектовании племенных предприятий быками-производителями необходимо учитывать их генотип по каппа-казеину. Использование быков-производителей без учета их генотипов приводит к снижению частоты встречаемости в стаде желательных генотипов и снижению качества сборного молока [1].

В-аллель гена каппа-казеина ассоциирован с более высоким содержанием белка в молоке, более высоким выходом творога и сыра, а также лучшими коагуляционными свойствами молока. Исследованиями отечественных и зарубежных ученых, изучавших полиморфизм белков молока установлено, что сыропригодность молока в определенной степени зависит от генотипа коров по каппа-казеину [2]. Практика показывает, что высококачественные твёрдые сыры могут быть изготовлены только из молока, полученного от коров, имеющих генотип ВВ каппа-казеина. Хотя многими учеными установлено влияние гена на биохимические и технологические характеристики молока, нет единого мнения какой из аллелей, А или В наиболее предпочтителен.

Казеин — основной белок молока, на который действует сычужный фермент, вызывая его свертывание. Каппа-казеин — одна из фракций казеина, и ген, контролирующий его образование в молоке, имеет 10 аллельных вариантов. Из них у крупного рогатого скота выделено два, встречающихся наиболее часто - А и В, в трех различных сочетаниях генотипов — АА, AB, ВВ. Выявляют эти генотипы методом маркерной селекции и ДНК-анализа с помощью полимераз-ной цепной реакции. В европейских странах с развитым молочным скотоводством, в США и Канаде ДНК-технологии широко используют в селекционной практике. В нашей стране такие исследования проводились на коровах черно-пестрой, холмогорской, швицкой, костромской пород.

Процесс производства высококачественного сыра и творога возможен лишь при условии, что молоко, направляемое на их выработку, является сыропригодным, то есть способно образовывать плотный казеиновый сгусток под действием сычужного фермента.

Для производства пастеризованных и стерилизованных продуктов молоко подвергается обработке с использованием высоких температур. Поэтому, проблема повышения термостабильности белков молока также является особо актуальной.

Цель исследований: определить генотип каппа-казеина у коров разных линий и определить его влияние на технологические свойства молока.

Материалы и методика исследований. Для опыта были сформированы методом пар-аналогов селекционно-генетические 3 группы животных с учетом линейной принадлежности. Условия кормления во всех опытных группах были одинаковыми: в течение года однотипной полнорационной кормосмесью, составленной с учетом технологических групп. Основными методами исследований были: сравнительный, статистический и зоотехнические анализы. Оценку полиморфизма геновкаппа-казеина проводили на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР). Пробы крови для исследований в ПЦР отбирали у животных в вакуумные пробирки с ЭДТА Venosafe - HematologyVF-0539DK (производитель Бельгия). Частоту встречаемости генотипов рассчитывали согласно Е.К.Меркурьевой, Г.Н.Шангин-Березовскому (1983) по формуле:

где P - частота определенного генотипа; n - количество животных, имеющих определенный генотип, голов; N - общее число животных, голов.

Частоту отдельных аллелей определили по формуле:

PA = (2nAA + nAB)/2N,

QB = (2nBB + nAB)/2N,

где PA - частота аллеля A; QB- частота аллеля В; nAA, nAВ, пВВ - количество животных с определенным генотипом, голов; N - общее число животных, голов.

Содержание жира, белка, сухого обезжиренного молочного остатка, лактозу, количество минеральных вещество определяли на анализаторе молока Sedilab в лаборатории ГНУ Уральском НИВИ Рос-сельхозакадемии.

Определялись также плотность молока (ареометрическим методом), титруемая кислотность (методом титрования) и температура замерзания, °С (на анализаторе "Milko-Skan"). Санитарно-гигиенические свойства молока оценивались по таким показателям как общая бактериальная обсемененность (по редуктазной пробе), наличие в молоке ингибирующих веществ (с тест-культурой, чувствительной к ингибирующим веществам) и количество соматических клеток (на приборе "Соматос- М"). Для оценки сыропригодности молока были исследованы следующие показатели: сычужная свертываемость по 3.X. Диланяну, класс молока по сычужно-бродильной пробе, диаметр и масса мицелл казеина (колориметрическим методом). Термоустойчивость молока определяли по алкогольной пробе, дисперсию молочного жира (количество жировых шариков в 1 см3 и их диаметр) - путем подсчета жировых шариков в счетной камере Горяева с использованием микрометрической линейки.

Статистическая обработка данных проведена с использованием пакетов прикладных программ "Statistica 6.0" и "MicrosoftOfficeExel 2007".

Результаты исследований. Исследование методом ДНК-диагностики в лаборатории ДНК-технологий УрНИВИ 186 проб крови от коров уральской черно-пестрой породы, с учетом линейной принадлежности показало, что 118 голов имели генотип АА (63,4%); 60 голов - генотип АВ (32,2%) и только 8 голов - генотип ВВ (4,3%). На основании результатов анализа генотипов каппа-казеина коров разделили на три группы АА, АВ и ВВ, с учетом генотипа каппа-казеина и по линиям быков- Вис БэкАйдиал, РефлекшнСоверинг, МонтвикЧифтейн. Исследования в разрезе линий показали, что 14,3% коров линии МонтвикЧифтейн и 8% РефлекшнСоверинг имели желательный генотип по каппа-казеину ВВ, самый низкий процент генотипа ВВ имели животные линии Вис БэкАйдиал (табл. 1). Наилучшие отмечены у дочерей быков отечественной селекции линии М.Чифтейна, удой которых за 305 дней лактации составил 8492 кг молока. Выход молочного жира составил 342,2 кг. Более низкую молочную продуктивность наблюдали у коров линии Р.Соверинг селекции США, удой которых составил 7417 кг, а выход молочного жира — 282,6 кг.

Таблица 1. Распределение линий быков исследуемого поголовья по генотипам, %