agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2023.24.6.1021-1028agronauka-1487Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ЗООТЕХНИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: ZOOTECHNYРеализация генетического потенциала коров черно-пестрой породы различных генотипов по гену каппа-казеинаRealizing the genetic potential of black-and-white cows of different genotypes by the kappa-casein genehttps://orcid.org/0000-0002-7737-6351ЛемякинА. Д.LemyakinA. D.

Лемякин Александр Дмитриевич, селекционер-зоотехник регионального информационно-селекционного центра

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

Alexander D. Lemyakin, breeder-zootechnician of the regional information and breeding center 

34, Karavaevo Campus, Kostroma, 156530

van@ksaa.edu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1286-3714БаданинаЛ. С.BadaninaL. S.

Баданина Лада Сергеевна, магистрант 1-го года обучения направления 36.04.02 Зоотехния, профиль «Технология производства продуктов животноводства»

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

Lada S. Badanina, Master's student of the 1st year of study, 36.04.02 Zootechnics, profile "Technology of production of livestock products"

34, Karavaevo Campus, Kostroma, 156530

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

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

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

Ksenia D. Sabetova, PhD in Veterinary sciences, Head of the Laboratory of Genetics and DNA Technologies

34, Karavaevo Campus, Kostroma, 156530

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

Чаицкий Алексей Александрович, селекционер-зоотехник регионального информационно-селекционного центра

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

Alexey A. Chaitskiy, breeder-livestock specialist of the regional information and breeding center

34, Karavaevo Campus, Kostroma, 156530

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

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

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

Pavel O. Schiogolev, PhD in Agricultural sciences, Senior Researcher of the Laboratory of Genetics and DNA Technologies of the Regional Information and Breeding Center

34, Karavaevo Campus, Kostroma, 156530

van@ksaa.edu.ruФГБОУ ВО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия»РоссияKostroma State Agricultural AcademyRussian Federation20231612202324610211028Copyright © Лемякин А.Д., Баданина Л.С., Сабетова К.Д., Чаицкий А.А., Щеголев П.О., 20232023Лемякин А.Д., Баданина Л.С., Сабетова К.Д., Чаицкий А.А., Щеголев П.О.Lemyakin A.D., Badanina L.S., Sabetova K.D., Chaitskiy A.A., Schiogolev P.O.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/1487

Качественные показатели молока являются одним из существенных показателей, формирующих племенную ценность молочного скота. Опыт многих стран демонстрирует, что голштинизация местных пород крупного рогатого скота сопровождается увеличением объема получаемого молока при одновременном снижении его качественных характеристик, необходимых в сыроделии. Решение данной проблемы лишь средствами традиционной селекции трудновыполнимо, но облегчить данную задачу возможно с применением современных молекулярно-генетических методов и маркер-ориентированной селекции. Цель работы состояла в оценке генетического потенциала молочной продуктивности коров с различными генотипами по гену каппа-казеина (CSN3). Исследование проводили на 104 чистопородных коровах черно-пестрой породы, отобранных из стад СПК «Яковлевское» и СПК «Расловское». Установлено, что наиболее часто встречался желательный генотип CSN3BB – у 61 % животных. В рамках исследования проведено сопоставление собственной молочной продуктивности подопытных животных с продуктивностью их предков, что позволило судить об их генетическом потенциале. Анализ показал, что в СПК «Яковлевское» у носительниц генотипа CSN3AA содержание белка в молоке было значимо меньше, чем у носительниц генотипов CSN3AB (P < 0,05) и CSNBB (P < 0,001). По остальным показателям продуктивности статистически значимых различий не обнаружено, носительницы генотипа CSNAB наиболее полно реализовали свой генетический потенциал по массовой доле жира в молоке (100,9 %), а коровы с генотипом CSNBB – по удою и содержанию белка в молоке (106,7 и 103,9 % соответственно). В СПК «Расловское» животные с генотипом CSNAA наиболее полно реализовали свой генетический потенциал по удою (119,5 %), а носительницы генотипа CSNBB – по содержанию жира и белка в молоке (112,3 и 103,7 % соответственно). Таким образом, ген каппа-казеина крупного рогатого скота ассоциирован не только с содержанием белка в молоке, но и с реализацией генетического потенциала по данному показателю продуктивности. Полученные в данном исследовании результаты имеют большое практическое значение для селекционно-племенной работы с черно-пестрой породой крупного рогатого скота, направленной на улучшение сыропригодности молока.

Milk quality indicators are one of the main components of the breeding value of dairy cattle. The experience of many countries demonstrates that the Holsteinization of local cattle breeds is accompanied by an increase in the volume of milk produced while reducing its quality characteristics in particular to its cheese suitability. Solving this problem only by means of traditional breeding is difficult but it is possible to facilitate this task with application of modern molecular genetic methods and marker-oriented selection. The objective of the research was to assess the genetic potential of dairy performance of cattle with different genotypes by the kappa-casein gene (CSN3). The study was conducted on 104 purebred Russian black-and- white cows selected from the herds of the Yakovlevskoye APC and Raslovskoye APC. It was determined that the desired CSN3BB genotype was most common in 61 % of animals. As part of the study, the comparison of the experimental animals' own milk productivity with the productivity of their ancestors was carried out which made it possible to assess their genetic potential. The analysis showed that in the Yakovlevskoye APC, the protein content in milk in carriers of the CSN3AA genotype was significantly less than in carriers of the CSN3AB (P < 0.05) and CSNBB (P < 0.001) genotypes. There were no statistically significant differences in other productivity indicators, although the carriers of the CSNAB genotype (100.9%) differed in the greatest realization of the genetic potential in terms of the mass fraction of fat in milk, and cows with the CSNBB genotype (106.7 and 103.9 % respectively) in milk yield and protein content in milk. In the Raslovskoye APC, the greatest realization of the genetic potential in milk yield (119.5 %) was distinguished by carriers of the CSNAA genotype and the greater potential of fat and protein in milk were shown by animals with the CSNBB genotype (112.3 % and 103.7 %, respectively). Thus, the polymorphism of bovine kappa-casein gene has a significant impact both on the protein content in milk and on the realization of the genetic potential for this indicator of productivity. The obtained research results are important for breeding work with Russian black-and-white cattle aimed at improving the cheese suitability of milk.

CSN3коровымолочная продуктивностьCSN3cowsmilk productivityРабота выполнена по госзаказу Минсельхоза РФ (Комплексное влияние различных аллельных вариантов генов бета-, каппа-казеина и бета-лактоглобулина на технологические свойства молока в популяциях крупного рогатого скота Костромской области Рег. № И123052300045-5, Рег. № ПТНИ 1022040600673-1). Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.The work was carried out according to the state order of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation (The complex effect of various allelic variants of beta-, kappa-casein and beta-lactoglobulin genes on the technological properties of milk in the populations of cattle of the Kostroma region Reg. No. I123052300045-5, Reg. No. PTNI 1022040600673-1). The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesШайдуллин Р. Р., Шарафутдинов Г. С., Москвичева А. Б. Белковомолочность в течение лактации у первотелок с разными генотипами CSN3 и DGAT1. Достижения науки и техники АПК. 2019;33(5):55-58. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10513 EDN: LTZRCGShaydullin R. R., Sharafutdinov G. S., Moskvicheva A. B. Protein content in the milk of first calf heifers of different csn3 and dgat1 genotypes during lactation. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology of AICis. 2019;33(5):55-58. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10513Шевцова А. А., Климов Е. А., Ковальчук С. Н. Обзор вариабельности генов, связанных с молочной продуктивностью крупного рогатого скота. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018;(11-1):194-200. DOI: https://doi.org/10.17513/mjpfi.12475 EDN: YOWPLFShevtsova A. A., Klimov E. A., Kovalchuk S. N. Review of genes variability associated with milk productivity of dairy cattle. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy = International Journal of Applied And Fundamental Research. 2018;(11-1):194-200. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17513/mjpfi.12475Михайлова И. Ю., Лазарева Е. Г., Бигаева А. В., Гильманов Х. Х., Тюлькин С. В. Влияние генетических факторов на продуктивность коров и качество молока. Пищевая промышленность. 2021;(1):36-40.Mikhaylova I. Yu., Lazareva E. G., Bigaeva A. V., Gilmanov Kh. Kh., Tyulkin S. V. Influence of genetic factors on cow productivity and milk quality. Pishchevaya promyshlennost' = Food Industry. 2021;(1):36-40. (In Russ.).Уливанова Г. В., Глотова Г. Н., Федосова О. А., Рыданова Е. А. Анализ использования генотипирования по полиморфным системам групп крови и белкам молока в племенном и промышленном скотоводстве. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2020;1(45);63-69. DOI: https://doi.org/10.36508/RSATU.2020.45.1.011 EDN: EYWISYUlivanova G. V., Glotova G. N., Fedosova O. A., Rydanova E. A. Analysis of the use of genotyping by polymorphic systems of blood groups and milk proteins in breeding and industrial cattle breeding. Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P. A. Kostycheva = Herald of Ryazan State Agrotechnological University Named after P. A. Kostychev. 2020;1(45);63-69. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.36508/RSATU.2020.45.1.011Снигирев С. О., Ламонов С. А., Скоркина И. А., Гладырь Е. А. Молочная продуктивность коров разных генотипических групп чёрно-пёстрого скота в зависимости от полиморфизма гена каппа-казеина. Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2023;(1(72));94-97. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50421001 EDN: NOYXCZSnigirev S. O., Lamonov S. A., Skorkina I. A., Gladyr' E. A. Milk productivity of cows of different genotypic groups of black-and-white cattle depending on the polymorphism of the kappa-casein gene. Vestnik Michurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023;(1(72));94-97. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50421001Долматова И. Ю., Валитов Ф. Р., Парамонова М. А., Абдрахманова В. Р., Мухаметзянова А. А. Влияние полиморфизма генов молочных белков коров черно-пестрой породы на качественный состав молока. Российский электронный научный журнал. 2019;(4(34));10-18. DOI: https://doi.org/10.31563/2308-9644-2019-34-4-10-18 EDN: OEATDLDolmatova I. Yu., Valitov F. R., Paramonova M. A., Abdrakhmanova V. R., Mukhametzyanova A. A. Influence of genetic polymorphism of milk proteins to the qualitative composition of milk in animals of blackmotley breed. Rossiyskiy elektronnyy nauchnyy zhurnal = Russian electronic scientific journal. 2019;(4(34));10-18. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31563/2308-9644-2019-34-4-10-18Волохов И. М., Калашникова Л. А., Евдокимова А. С., Пащенко О. В. Взаимосвязь качества твердых сыров с генотипом животных по каппа-казеину. Сыроделие и маслоделие. 2012;(4):31-33. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17879152 EDN: PBGMMXVolokhov I. M., Kalashnikova L. A., Evdokimova A. S., Pashchenko O. V. Relation of hard cheese quality with animals genotypes according to kappa-casein. Syrodelie i maslodelie = Cheese-making and oil-making. 2012;(4):31-33. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17879152Чаицкий А. А., Лемякин А. Д., Тяжченко А. Н., Сабетова К. Д., Щеголев П. О., Белокуров С. Г., Кофиади И. А., Смирнова А. В. Влияние генотипов гена каппа-казеина на сыропригодные свойства молока коров. Вестник АПК Верхневолжья. 2022;(2(58)):33-43. DOI: https://doi.org/10.35694/YARCX.2022.58.2.005 EDN: AKGIDTChaitskiy A. A., Lemyakin A. D., Tyazhchenko A. N., Sabetova K. D., Shchegolev P. O., Belokurov S. G., Kofiadi I. A., Smirnova A. V. Influence of genotypes of kappa-casein gene on cheese properties of cow's milk. Vestnik APK Verkhnevolzh'ya = Bulletin of the AIC of the Upper Volga. 2022;(2(58)):33-43. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.35694/YARCX.2022.58.2.005Ünal H., Kopuzlu S. The relationships between κ-casein (CSN3) gene polymorphism and some performance traits in Simmental cattle. Archives Animal Breeding. 2022;65(1):129-134. DOI: https://doi.org/10.5194/aab-65-129-2022Ünal H., Kopuzlu S. The relationships between κ-casein (CSN3) gene polymorphism and some performance traits in Simmental cattle. Archives Animal Breeding. 2022;65(1):129-134. DOI: https://doi.org/10.5194/aab-65-129-2022Cieslak J., Wodas L., Borowska A., Pawlak P., Czyzak-Runowska G., Wojtowski J., Kamila P., Kuczynska B., Mackowski M. 5’-flanking variants of equine casein genes (CSN1S1, CSN1S2, CSN2, CSN3) and their relationship with gene expression and milk composition. Journal of Applied Genetics. 2019;(60):71-78. DOI: https://doi.org/10.1007/s13353-018-0473-2Cieslak J., Wodas L., Borowska A., Pawlak P., Czyzak-Runowska G., Wojtowski J., Kamila P., Kuczynska B., Mackowski M. 5’-flanking variants of equine casein genes (CSN1S1, CSN1S2, CSN2, CSN3) and their relationship with gene expression and milk composition. Journal of Applied Genetics. 2019;(60):71-78. DOI: https://doi.org/10.1007/s13353-018-0473-2Mahmoudi P., Rostamzadeh J., Rashidi A., Zergani E., Razmkabir M. A meta-analysis on association between CSN3 gene variants and milk yield and composition in cattle. Animal Genetics. 2020;51(3):369-381. DOI: https://doi.org/10.1111/age.12922Mahmoudi P., Rostamzadeh J., Rashidi A., Zergani E., Razmkabir M. A meta-analysis on association between CSN3 gene variants and milk yield and composition in cattle. Animal Genetics. 2020;51(3):369-381. DOI: https://doi.org/10.1111/age.12922Сафина Н. Ю., Гайнутдинова Э. Р., Шакиров Ш. К. Молочная продуктивность голштинского скота с разными генотипами гена каппа-казеин (CSN3). Аграрный научный журнал. 2021;(10):93-97. DOI: https://doi.org/10.28983/asj.y2021i10pp93-97 EDN: EJAYVMSafina N. Yu., Gaynutdinova E. R., Shakirov Sh. K. Dairy productivity of holstein cattle with different genotypes of the kappa-casein gene (CSN3). Agrarnyy nauchnyy zhurnal = The Agrarian Scientific Journal. 2021;(10):93-97. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.28983/asj.y2021i10pp93-97Щеголев П. О., Лемякин А. Д., Чаицкий А. А., Сабетова К. Д., Кофиади И. А., Белокуров С. Г. Полиморфизм гена каппа-казеина в популяциях молочного скота Костромской области и его влияние на молочную продуктивность коров. Аграрная наука. 2022;(10):77-85. DOI: https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-363-10-77-85 EDN: ESDYDGShchegolev P. O., Lemyakin A. D., Chaitskiy A. A., Sabetova K. D., Kofiadi I. A., Belokurov S. G. Polymorphism of the kappa-casein gene in dairy cattle populations of the Kostroma region and its effect on dairy productivity of cows. Agrarnaya nauka = Agrarian science. 2022;(10):77-85. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-363-10-77-85Басонов О. А., Абдулхаликов Р. З., Тарчоков Т. Т., Кулаткова А. С. Влияние продуктивного потенциала женских предков, способов содержания и технологий доения на показатели молочной продуктивности коров-первотелок голштинской породы. Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета им. В. М. Кокова. 2023;1(39):92-100. DOI: https://doi.org/10.55196/2411-3492-2023-1-39-92-100 EDN: COQTUVBasonov O. A., Abdulkhalikov R. Z., Tarchokov T. T., Kulatkova A. S. The influence of the productive potential of female ancestors, methods of keeping and milking technologies on the indicators of milk productivity of first-calf heifers of the holstein breed. Izvestiya Kabardino-Balkarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta im. V. M. Kokova = Izvestia of Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V. M. Kokov. 2023;1(39):92-100. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.55196/2411-3492-2023-1-39-92-100Чаицкий А. А., Баранова Н. С. Оценка уровня реализации биологического потенциала у крупного рогатого скота костромской породы с различными аллельными вариантами гена каппа-казеина. Вестник АПК Верхневолжья. 2021;(4(56));33-37. DOI: https://doi.org/10.35694/YARCX.2021.56.4.006 EDN: NSHZWVChaitskiy A. A., Baranova N. S. Assessment of the biological potential realization level in cattle of the kostroma breed with different allelic variants of the kappa-casein gene. Vestnik APK Verkhnevolzh'ya = Bulletin of the AIC of the Upper Volga. 2021;(4(56));33-37. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.35694/YARCX.2021.56.4.006Сибагатуллин Ф. С., Шайдуллин Р. Р., Шарафутдинов Г. С., Фаизов Т. Х., Зарипов Ф. Р., Шакиров Ш. К. Сравнительная характеристика быков-производителей с разными ДНК-маркерами по молочной продуктивности женских предков. Ветеринарный врач. 2017;(1):52-59.Sibagatullin F. S., Shaydullin R. R., Sharafutdinov G. S., Faizov T. Kh., Zaripov F. R., Shakirov Sh. K. The comparative characteristics of production bulls with various DNA-markers on dairy efficiency of female ancestors. Veterinarnyy vrach. 2017;(1):52-59. (In Russ.).

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