agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2022.23.6.884-895agronauka-1185Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ЗООТЕХНИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: ZOOTECHNYВоспроизводительная способность коров отечественных молочных пород с различными аллельными вариантами гена лептинаReproductive ability of cows of domestic dairy breeds with different allelic variants of the leptin genehttps://orcid.org/0000-0002-7737-6351ЛемякинА. Д.LemyakinA. D.

Лемякин Александр Дмитриевич, магистрант, техник лаборатории генетики и ДНК технологий регионального информационно-селекционного центра

ул. Учебный городок, 34, п. Караваево, Костромской  район, Костромская область, 156530

Alexander D. Lemyakin, Master's student, technician of the Laboratory of Genetics and DNA Technologies of the Regional Information and Breeding Center

34, Uchebny Gorodok str., Karavaevo village, Kostroma district, Kostroma region, 156530

van@ksaa.edu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6414-7269ТяжченкоА. Н.TyazhchenkoA. N.

Тяжченко Александр Николаевич, магистрант, техник лаборатории генетики и ДНК технологий регионального информационно-селекционного центра

ул. Учебный городок, 34, п. Караваево, Костромской район, Костромская область, 156530

Alexander N. Tyazhchenko, Master's student, technician of the Laboratory of Genetics and DNA Technologies of the Regional Information and Breeding Center

34, Uchebny Gorodok str., Karavaevo village, Kostroma district, Kostroma region, 156530

van@ksaa.edu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3282-4779СабетоваК. Д.SabetovaK. D.

Сабетова Ксения Дмитриевна, кандидат вет. наук, зав. лаборатории генетики и ДНК технологий регионального информационно-селекционного  центра

ул. Учебный городок, 34, п. Караваево, Костромской район, Костромская область, 156530

Ksenia D. Sabetova, PhD in Veterinary Sciences, Head of the Laboratory of Genetics and DNA Technologies of the Regional Information and Breeding Center

34, Uchebny Gorodok str., Karavaevo village, Kostroma district, Kostroma region, 156530

kseniyasabetova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5853-3809ЧаицкийА. А.ChaitskyA. A.

Чаицкий Алексей Александрович, аспирант, младший научный сотрудник лаборатории генетики и ДНК технологий регионального информационно-селекционного центра

ул. Учебный городок, 34, п. Караваево, Костромской район, Костромская область, 156530

Alexey A. Chaitsky, post-graduate student, junior researcher, the Laboratory of Genetics and DNA Technologies of the Regional Information and Breeding Center

34, Uchebny Gorodok str., Karavaevo village, Kostroma district, Kostroma region, 156530

van@ksaa.edu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3552-8457ЩеголевП. О.ShchegolevP. O.

Щеголев Павел Олегович, кандидат с.-х. наук, старший научный сотрудник лаборатории генетики и ДНК технологий регионального информационно-селекционного центра

ул. Учебный городок, 34, п. Караваево, Костромской район, Костромская область, 156530

Pavel O. Shchegolev, PhD in Agricultural Science, senior researcher, the Laboratory of Genetics and DNA Technologies of the Regional Information and Breeding Center

34, Uchebny Gorodok str., Karavaevo village, Kostroma district, Kostroma region, 156530

van@ksaa.edu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1561-5449КоролевА. А.KorolevA. A.

Королев Антон Александрович, кандидат с.-х. наук, селекционер-зоотехник регионального информационно-селекционного центра

ул. Учебный городок, 34, п. Караваево, Костромской район, Костромская область, 156530

Anton A. Korolev, PhD in Agricultural Science, animal science specialist of the Regional Information and breeding center

34, Uchebny Gorodok str., Karavaevo village, Kostroma district, Kostroma region, 156530

van@ksaa.edu.ruФГБОУ ВО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия»РоссияKostroma State Agricultural AcademyRussian Federation202220122022236884895Copyright © Лемякин А.Д., Тяжченко А.Н., Сабетова К.Д., Чаицкий А.А., Щеголев П.О., Королев А.А., 20222022Лемякин А.Д., Тяжченко А.Н., Сабетова К.Д., Чаицкий А.А., Щеголев П.О., Королев А.А.Lemyakin A.D., Tyazhchenko A.N., Sabetova K.D., Chaitsky A.A., Shchegolev P.O., Korolev A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/1185

Проведение генетических исследований отечественных локальных пород крупного рогатого скота является актуальным ввиду того, что они являются носителями ценных хозяйственно полезных признаков и обладают высокой адаптационной способностью к местным условиям. Цель исследования – изучить ассоциацию полиморфных вариантов гена лептина с воспроизводительной способностью крупного рогатого скота костромской, чернопестрой и ярославской пород, разводимых в Костромской области. Генотипирование проводили методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) с применением HRM-анализа. Установлено, что в костромской и ярославской породах наибольшей частотой по локусу LEP-A80V обладал генотип AV (0,546 и 0,452 соответственно), а в черно-пестрой – генотип АА (0,550). В разрезе полиморфизма Y7F гена лептина среди животных всех исследуемых пород коров преобладал генотип YY. По локусу LEP-R25C наибольшая частота встречаемости регистрировалась у особей с генотипом RC (0,486), в то время как у крупного рогатого скота ярославской и чернопестрой породы – генотип RR (0,690 и 0,483 соответственно). Однако не было найдено статистически значимых различий по показателям воспроизводительной способности между коровами различных генотипов по гену лептина. Есть основания полагать, что у крупного рогатого скота костромской породы желательным генотипом является AV, ярославской – AA (LEP-A80V), у черно-пестрой – RR (LEP-R25C). Наблюдаемые тенденции к наличию более высоких воспроизводительных качеств у носительниц аллелей LEP-A80VA и LEP-R25CR в изучаемых породах крупного рогатого скота подтверждаются исследованиями других авторов. Поэтому изучение влияния полиморфизма гена лептина на воспроизводительные способности коров отечественных молочных пород необходимо продолжить с привлечением существенно большего поголовья животных.

Conducting genetic studies of domestic local breeds of cattle is relevant due to the fact that they are carriers of valuable economic traits and have a high adaptive ability to local conditions. The aim of the research is to study the association of polymorphic variants of the leptin gene with the reproductive ability of cattle of the Kostroma, Black-and-White and Yaroslavl breeds bred in the Kostroma region. Genotyping was performed by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) using HRM analysis. It was found that in the Kostroma and Yaroslavl breeds, the AV genotype (0.546 and 0.452, respectively) had the highest frequency for the LEP-A80V locus, and the AA genotype (0.550) in the Black-and-White breed. In terms of polymorphism Y7F of the leptin gene, the YY genotype prevailed among animals of all the studied breeds of cows. For the LEP-R25C locus, the highest frequency of occurrence was recorded in individuals with the RC genotype (0.486), while in cattle of the Yaroslavl and Black-and-White breeds, the RR genotype (0.690 and 0.483, respectively). However, no statistically significant differences were found in terms of reproductive ability between cows of different genotypes for the leptin gene. There is reason to believe that in cattle of the Kostroma breed the desired genotype is AV, in Yaroslavl cattle it is AA (LEP-A80V), and in Black-and-White cattle it is RR (LEP-R25C). The observed tendencies towards the presence of higher reproductive qualities in the carriers of the LEP-A80VA and LEP-R25CR alleles in the studied cattle breeds are confirmed by the studies of other authors. Therefore, the study of the effect of leptin gene polymorphism on the reproductive abilities of cows of domestic dairy breeds must be continued with the involvement of a significantly larger number of animals.

крупный рогатый скотмаркерная селекциягенфертильностьКостромская областьcattlemarker breedinggenefertilityKostroma regionРабота выполнена при поддержке Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (тема №121121300347-5). Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.The research was carried out under the support of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation (№ 121121300347-5).The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesЮдина О. П., Ефимов И. А., Гегамян Н. С., Кракосевич Т. В. Репродуктивные показатели дочерей быков голштинской породы в зависимости от генотипа быка по гену каппа-казеина. Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2018;(4):140-144. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=36707649Yudina O. P., Efimov I. A., Gegamyan N. S., Krakosevich T. V. Reproductive performance of Holstein bulls’ daughters depending on the genotype of the bull for the kappa - casein gene. Vestnik Michurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2018;(4):140-144. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36707649Щеголев П. О., Сабетова К. Д., Чаицкий А. А., Сорокина А. Связь полиморфизма гена лептина (LEP) с хозяйственно полезными признаками крупного рогатого скота. Аграрный вестник Нечерноземья. 2021;(1):25-32. DOI: https://doi.org/10.52025/2712-8679_2021_01_25Shchegolev P. O., Sabetova K. D., Chaitskiy A. A., Sorokina A. Relationship of leptin gene polymorphism (LEP) with economically useful traits of cattle. Agrarnyy vestnik Nechernozem'ya = Agrarian Bulletin of the Non-Chernozem region. 2021;(1):25-32. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.52025/2712-8679_2021_01_25Харитонова А. С., Ильиничева Т. Г., Шендаков А. И. Воспроизводительные способности голштинских коров-первотелок разной линейной принадлежности. Наука и Образование. 2020;3(2):167. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=43830322Kharitonova A. S., Ilyinicheva T. G., Shendakov A. I. Reproduction abilities of golstein cows-primers of various linear affiliation. Nauka i Obrazovanie = The Education and Science Journal. 2020;3(2):167. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=43830322Белозерцева С. Л., Петрухина Л. Л. Влияние межотельного периода на молочную продуктивность коров черно-пестрой породы. Новые сорта и инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур - основа повышения эффективности сельскохозяйственного производства: мат-лы международ. научн.-практ. конф. Иркутск: Иркутский ГАУ им. А. А. Ежевского, 2019. С. 109-114. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=41377850Belozertseva S. L., Petrukhina L. L. The influence of period between the calvings on milk productivity of cows of black-and-white breed. New varieties and innovative technologies of cultivation of agricultural crops are the basis for increasing the efficiency of agricultural production: Proceedings of International scientific and practical Conference. Irkutsk: Irkutskiy GAU im. A. A. Ezhevskogo, 2019. pp. 109-114. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41377850Clempson A. M., Pollott G. E., Brickell J. S., Bourne N. E., Munce N., Wathes D. C. Evidence that leptin genotype is associated with fertility, growth, and milk production in Holstein cows. J. Dairy Sci. 2011;94(7):3618-3628. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2010-3626Clempson A. M., Pollott G. E., Brickell J. S., Bourne N. E., Munce N., Wathes D. C. Evidence that leptin genotype is associated with fertility, growth, and milk production in Holstein cows. J. Dairy Sci. 2011;94(7):3618-3628. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2010-3626Мачульская Е. В., Ковалюк Ю. Ю., Шахназарова В. Ф., Сацук А. А., Сермягин А. В., Доцев А. В. Связь генотипов LEP с племенной ценностью по показателям молочной продуктивности. Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Сборник научных трудов Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства. 2017;6(1):82-88 Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=29883206Machulskaya E. V., Kovalyuk Yu. Yu., Shakhnazarova V. F., Satsuk A. A., Sermyagin A. V., Dotsev A. V. The relationship of the LEP genotypes with breeding value by milk productivity indices. Sbornik nauchnykh trudov Severo-Kavkazskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta zhivotnovodstva. 2017;6(1):82-88. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29883206Bluher S., Mantzoros C. S. Leptin in reproduction. Current Opinion in Endocrinology, Diabetes and Obesity. 2007;14(6):458-464. DOI: https://doi.org/10.1097/med.0b013e3282f1cfdcBluher S., Mantzoros C. S. Leptin in reproduction. Current Opinion in Endocrinology, Diabetes and Obesity. 2007;14(6):458-464. DOI: https://doi.org/10.1097/med.0b013e3282f1cfdcBuchanan F. C., Fitzsimmons C. J., Van Kessel A. G., Thue T. D., Winkelman-Sim D. C., Schmutz Sh. M. Association of a missense mutation in the bovine leptin gene with carcass fat content and leptin mRNA levels. Genetic Selection Evolution. 2002;34:105. DOI: https://doi.org/10.1051/gse:2001006Buchanan F. C., Fitzsimmons C. J., Van Kessel A. G., Thue T. D., Winkelman-Sim D. C., Schmutz Sh. M. Association of a missense mutation in the bovine leptin gene with carcass fat content and leptin mRNA levels. Genetic Selection Evolution. 2002;34:105. DOI: https://doi.org/10.1051/gse:2001006Komisarek J. Impact of LEP and LEPR gene polymorphismos functional traits in Polish Holstein Friesian cattle. Animal Science Paper and Reports. 2010;28(2):133-141. URL: http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-77954068399&partnerID=MN8TOARSKomisarek J. Impact of LEP and LEPR gene polymorphismos functional traits in Polish Holstein Friesian cattle. Animal Science Paper and Reports. 2010;28(2):133-141. URL: http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-77954068399&partnerID=MN8TOARSSouza F. R., Mercadante M. E., Fonseca L. F. S., Ferreira L. M. S., Regatieri I. C., Ayres D. R., Tonhati H., Silva S. L., Razook A. G., Albuquerque L. G. Assessment of DGAT1 and LEP gene polymorphisms in three Nelore (Bos indicus) lines selected for growth and their relationship with growth and carcass traits. Journal of Animal Science. 2013;88(2):435-441. DOI: https://doi.org/10.2527/jas.2009-2174Souza F. R., Mercadante M. E., Fonseca L. F. S., Ferreira L. M. S., Regatieri I. C., Ayres D. R., Tonhati H., Silva S. L., Razook A. G., Albuquerque L. G. Assessment of DGAT1 and LEP gene polymorphisms in three Nelore (Bos indicus) lines selected for growth and their relationship with growth and carcass traits. Journal of Animal Science. 2013;88(2):435-441. DOI: https://doi.org/10.2527/jas.2009-2174Brickell J. S., Pollott G. E., Clempson A. M., Otter N., Wathes D. C. Polymorphisms in the bovine leptin gene associated with perinatal mortality in Holstein-Friesian heifers. Journal of Dairy Sciences. 2010;93(1):340-347. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2009-2457Brickell J. S., Pollott G. E., Clempson A. M., Otter N., Wathes D. C. Polymorphisms in the bovine leptin gene associated with perinatal mortality in Holstein-Friesian heifers. Journal of Dairy Sciences. 2010;93(1):340-347. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2009-2457Almeida S. E. M., Almeida E. A., Moraes J. C. F., Weimer T. A. Molecular markers in the LEP gene and reproductive performance of beef cattle. Journal of Animal Breeding and Genetics. 2003;120(2):106-113. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1439-0388.2003.00377.xAlmeida S. E. M., Almeida E. A., Moraes J. C. F., Weimer T. A. Molecular markers in the LEP gene and reproductive performance of beef cattle. Journal of Animal Breeding and Genetics. 2003;120(2):106-113. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1439-0388.2003.00377.xGiblin L., Butler S. T., Kearney B. M., Waters S. M., Callanan M. J., Berry D. P. Association of bovine leptin polymorphisms with energy output and energy storage traits in progeny tested Holstein-Friesian dairy cattle sires. BMC Genetics. 2010;11:73. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2156-11-73Giblin L., Butler S. T., Kearney B. M., Waters S. M., Callanan M. J., Berry D. P. Association of bovine leptin polymorphisms with energy output and energy storage traits in progeny tested Holstein-Friesian dairy cattle sires. BMC Genetics. 2010;11:73. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2156-11-73Liefers S. C., Veerkamp R. F., Te Pas M. F. W., Chilliard Y., Van der Lende T. Genetics and physiology of leptin in periparturient dairy cows. Domest. Anim. Endocrinol. 2005;29(1):227-238. DOI: https://doi.org/10.1016/j.domaniend.2005.02.009Liefers S. C., Veerkamp R. F., Te Pas M. F. W., Chilliard Y., Van der Lende T. Genetics and physiology of leptin in periparturient dairy cows. Domest. Anim. Endocrinol. 2005;29(1):227-238. DOI: https://doi.org/10.1016/j.domaniend.2005.02.009Bhowmik N., Ringwall K. A., Dahlen C. R., Swanson K. C., Clapper J. A., Ward A. K., Hulsman Hanna L. L. The role of leptin in reproductive characteristics of commercial beef cows and heifers. Translational animal science. 2019; 3(S-1):1764-1768. DOI: https://doi.org/10.1093/tas/txz083Bhowmik N., Ringwall K. A., Dahlen C. R., Swanson K. C., Clapper J. A., Ward A. K., Hulsman Hanna L. L. The role of leptin in reproductive characteristics of commercial beef cows and heifers. Translational animal science. 2019; 3(S-1):1764-1768. DOI: https://doi.org/10.1093/tas/txz083Ковалюк Н. В., Сацук В. Ф., Мачульская Е. В., Шахназарова Ю. Ю. Возможные причины и последствия распространения отдельных аллельных вариантов гена LEP в группах айрширского и голштинского скота. Генетика. 2018;54(12):1442-1447. DOI: https://doi.org/10.1134/S0016675818120068Kovalyuk N. V., Satsuk V. F., Machulskaya E. V., Shakhnazarova Yu. Yu. Possible causes and consequences of the distribution of separate allelic variants of the LEP gene in the groups of ayrshire and holstein cattle. Genetika = Russian Journal of Genetics. 2018;54(12):1442-1447. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.1134/S0016675818120068Heravi Moussavi A., Ahouei M., Nassiri M. R., Javadmanesh A. Association of Leptin Polymorphism with Production, Reproduction and Plasma Glucose Level in Iranian Holstein Cows. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2006;19(5):627-631. DOI: https://doi.org/10.5713/ajas.2006.627Heravi Moussavi A., Ahouei M., Nassiri M. R., Javadmanesh A. Association of Leptin Polymorphism with Production, Reproduction and Plasma Glucose Level in Iranian Holstein Cows. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2006;19(5):627-631. DOI: https://doi.org/10.5713/ajas.2006.627Ковалюк Н. В., Гырнец Е. А. Полиморфизм аллей гена LEP как генетический маркер функционального долголетия крупного рогатого скота. Universum: химия и биология. 2016;6(24). Режим доступа: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/3257Kovalyuk N. V., Gyrnets E. A. Polymorphism of lep gene allele as a genetic marker of functional longevity of ayrshire cattle. Universum: khimiya i biologiya. 2016;6(24). (In Russ.). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/3257

The authors declare that there are no conflicts of interest present.