Влияние полиморфизма локусов, связанных с репродуктивными качествами крупного рогатого скота, на иммунобиологические показатели их носителей

УДК 619:616-006.44
DOI 10.33861/2071-8020-2021-5-7-9

Старосёлов М.А., Басова Н.Ю., Новикова Е.Н., Схатум А.К.,Новиков В.В. Федеральное государственное
бюджетное научное учреждение «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии», г. Краснодар

При современной промышленной технологии производства молока животные поставлены в жесткие условия содержания, увеличены стрессовые нагрузки и предрасположенность к гинекологическим заболеваниям, усложнен индивидуальный контроль за состоянием функции размножения. Увеличение производства животноводческой продукции напрямую зависит от стабилизации поголовья крупного рогатого скота в молочно-товарных хозяйствах, технологически обоснованного выращивания ремонтного молодняка и роста продуктивности животных. В системе этих мероприятий особенно важна работа по воспроизводству стада.

Для обеспечения технологического ритма воспроизводства стада нужно ежемесячно получать 10-11% отелов, проводить 14-16% осеменений при 55-60% оплодотворяемости и 8-9% закладки стельности от поголовья на начало года. Для такого ритма воспроизводства требуются не только полноценное кормление и правильное содержание коров, но также применение четкой научно обоснованной системы контроля и регуляции воспроизводительной функции [5]. Ежегодно сельскохозяйственные предприятия выбраковывают по 20-25% высокопродуктивных коров по причине акушерских и гинекологических заболеваний. В их число попадают и высокоценные в племенном отношении животные. Поэтому существует острая необходимость в постоянном контроле за состоянием воспроизводительной функции у коров и телок с целью оптимального получения приплода и максимального повышения их молочной продуктивности [2, 4, 6, 7]. В свете последних научных данных ухудшение воспроизводительных качеств все чаще связывают с увеличением генетического груза в популяции крупного рогатого скота.

Накопление различного рода мутаций связано с интенсивным использованием в искусственном осеменении быков-скрытых носителей и возможной ассоциацией мутантных генов с показателями молочной продуктивности. Искусственное осеменение приводит к тому, что бык-носитель мутации в скрытом состоянии может передать ее тысячам или даже десяткам тысяч дочерей и сыновей [1].

В последние годы многие ученые все больше склоняются к мнению о влиянии на воспроизводительные функции и молочную продуктивность коров генетических дефектов. Наиболее полную информацию обо всех генетических дефектах крупного рогатого скота содержит база данных OMIA Университета Сиднея (http://omia.angis.org.au/home/). Согласно информации, содержащейся в данной базе, у крупного рогатого скота выявлено 525 различных аномалий, для 150 из которых установлена локализация в геноме (то есть, возможно выявление животных носителей с использованием ДНК-анализа).

Ковалюк Н.В., Сацук В.Ф. провели анализ этой базы данных, в результате чего были определены наиболее часто встречающиеся мутации крупного рогатого скота голштинской и айрширской пород, приводящие к эмбриональной и постэмбриональной смертности [3].

Ген главного комплекса гистосовместимости BoLA_DRB3 характеризуется наличием высоко полиморфных областей, что позволяет использовать его для выявления уровня гетерозисности групп крупного рогатого скота. Кроме того, что ген BoLA_DRB3 определяет уровень первичного ответа на антигены, он связан с показателями молочной продуктивности [8, 9].

Цель работы - изучить влияние полиморфизма локусов, связанных с репродуктивными качествами крупного рогатого скота, на иммунобиологические показатели их носителей.

Материалы и методы исследований. Научно-исследовательская работа выполнена на базе отдела терапии и акушерства Краснодарского научно-исследовательского ветеринарного института - обособленного структурного подразделения ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии», лаборатории биотехнологии ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии» и ООО «Агрофирма «Хуторок» Тимашевского района.

Генетические исследования проведены на базе ОАО «Краснодарское» по искусственному осеменению на 100 коровах голштинской породы, дочерях быка Атлет 307, носителя летальной мутации в гене FXI, лабораторные и клинические исследования - на 90 коровах.

Все взятые в опыт коровы были разделены на две группы по 45 голов в каждой: опытную, в которой животные по результатам генетических исследований являются носителями летальной мутации в гене FXI, и контрольную - без летальной мутации в гене FXI. Выявление коров-носителей генетических дефектов проводили в ПЦР.

Математическую и биометрическую обработку полученных данных осуществляли по методикам И.А. Ойвина, Г.Ф. Лакина с использованием персонального компьютера по программе Microsoft EXCEL 2007. Уровень достоверности полученных изменений определяли с помощью критерия Стьюдента.

Результаты исследований и их обсуждение. В результате генотипирования по локусу FXI установлена частота встречаемости гетерозиготных носителей аномалии у дочерей быка Атлет 307, составившая 47%.

При проведении иммунобиологических исследований коров опытной и контрольной групп установили, что у животных-носителей полиморфизма локусов отмечена абсолютная и относительная эозинофилия - на 50,0% и 52,7%, соответственно, нейтропения по отношению к контролю на 29,1%, повышение абсолютного количества моноцитов на 50%, относительного - на 77,2%. Снижение абсолютного и относительного количества нейтрофильных гранулоцитов может свидетельствовать о наличии дефицита иммунитета, эозинофилия - о наличии аутоиммунных и аллергических заболеваний, моноцитофелия - наличии острых и хронических воспалительных процессов (табл. 1).

Показатели красной крови не имели существенных различий у коров опытной и контрольной групп.

Установлено снижение общего количества тромбоцитов у коров опытной группы - на 24,5%, что свидетельствует не только о нарушении системы свертываемости крови, но и об иммунодефицитном состоянии.

Таблица 1 Влияние полиморфизма локусов, связанных с репродуктивными качествами на показатели крови коров (M±m, n=45)

Показатель	Опытная группа	Контрольная группа
Лейкоциты, 109/л	6,55±0,46	6,47±0,42
Эозинофилы, 109/л	0,48±0,08	0,32±0,06
Нейтрофилы, 109/л	1,43±0,21	1,92±0,30
Лимфоциты, 109/л	4,44±0,42	4,16±0,30
Моноциты, 109/л	0,16±0,05	0,08±0,02
Эозинофилы, %	7,50±1,24	4,91±0,94
Нейтрофилы, %	22,50±3,98	28,82±3,94
Лимфоциты, %	67,13±3,22	64,91±3,68
Моноциты, %	2,25±0,53	1,27±0,36
Эритроциты, 1012/л	5,52±0,25	5,59±0,20
Гемоглобин, г/л	90,13±4,44	89,91±3,27
Гематокрит, %	23,46±1,25	23,48±0,86
Средний объём эритроцита, фл	42,51±1,06	42,07±0,87
Среднее содержание гемоглобина в эритроците, пг	16,35±0,38	16,11±0,29
Цветной показатель, ед.	0,82±0,02	0,81±0,02
Средняя концентрация корпускулярного гемоглобина, г/л	384,88±2,33	383,00±1,65
Анизоцитоз эритроцитов, %	18,70±0,56	19,60±0,30
Относительная ширина распределения эритроцитов по объёму	29,51±1,08	30,23±0,80
Тромбоциты, 109/л	192,25±42,56	254,55±28,29
Средний объём тромбоцитов, фл	4,01±0,05	4,07±0,06
Тромбокрит, %	0,08±0,02	0,10±0,01
Анизоцитоз тромбоцитов, %	11,21±0,56	12,03±0,29
СОЭ	1,00±0,19	1,45±0,21

Показатели гуморального иммунитета у коров-носителей мутаций в гене FXI были ниже, чем у животных контрольной группы: ЛАСК - на 32,9%, БАСК - на 26,2%. В системе фагоцитоза ФА НГ не имела досто­верных отличий, тогда как ФЕ у коров опытной группы была ниже на 26% и 16,9%, соответственно, за 30 и 120 минут. В системе клеточно­го иммунитета у коров опытной группы отмечены более низкие пока­затели относительного и абсолютного содержания NK-клеток, Т-лимфо­цитов и соответственно более высокие - В-лимфоцитов (табл. 2).

Таблица 2 Влияние полиморфизма локусов, связанных с репродуктивными качествами на иммунологические показатели коров (M±m, n=45)

Показатель	Опытная группа	Контрольная группа
ФА 30 мин, %	42,4±2,68	37,2±3,454
ФА 120 мин, %	36,8±1,162	36,8±1,769
ФЧ 30 мин, ед.	1,7±0,152	1,65±0,067
ФЧ 120 мин, ед.	1,85±0,139	1,58±0,118
ФЕ 30 мин, 109/л	0,57±0,11	0,77±0,149
ФЕ 120 мин, 109/л	0,59±0,121	0,71±0,123
ФИ 30 мин, ед.	0,758±0,081	0,61±0,084
NK-клетки, %	0,652±0,064	0,51±0,071
NK-клетки, 109/л	1,08±0,176	1,01±0,151
Т-лимфоциты, %	11,63±2,69	12,45±1,75
Т-лимфоциты, 109/л	0,46±0,08	0,55±0,10
B-лимфоциты, %	59,00±2,23	60,64±1,95
B-лимфоциты, 109/л	2,64±0,30	2,50±0,17
T/B, %	29,38±2,89	26,91±2,10
NK-клетки, %	1,34±0,20	1,10±0,09
ЛАСК, %	34,9±6,2	52±7,1
БАСК, %	36,3±8,7	49,2±6,5

При проведении биохимических исследований коров опытной и контрольной групп установили снижение у животных опытной груп­пы количества общего белка на 8,2% (р < 0,001), Y-глобулинов - на 22,3% (р<0,01), повышение альбуминов за счет перераспределения соотношения белковых фракций на 19,1% (р<0,05). У коров опытной группы отмечены более высокие показатели холестерина - на 28,6% (р<0,05), аспартамаминотранферазы - на 16,8% (р<0,05), что мо­жет свидетельствовать при низких показателях тимоловой пробы о дегенеративных изменениях в печени. У носителей полиморфизма локусов, связанных с репродуктивными качествами, более низкие показатели микроэлементов, но относительно более высокое - каротина (табл. 3).

Таблица 3 Влияние полиморфизма локусов, вязанных с репродуктивными качествами на биохимические показатели коров (M±m, n=45)

Показатель	Опытная группа	Контрольная группа
Общий белок, г/л	83,3±2,6**	90,7±2,9
Альбумины, %	45,5±1,6***	38,2±2,2
а-глобулины, %	11,9±0,6	10,4±0,6
в-глобулины, %	8,0±0,4	6,8±0,5
Y-глобулины, %	34,4±1,5*	44,3±2,8
Глюкоза, мМ/л	1,9±0,1	1,9±0,1
Мочевина, мМ/л	7,6±0,2	7,0±0,3
Холестерин, мМ/л	4,5±0,2***	3,5±0,3
Тимоловая проба	11±1,3**	12,2±1,5
АсАТ, Ед/л	102±10,9***	87,3±4,6
АлАТ, Ед/л	37±3,0	31,88±2,4
Кальций общий, мМ/л	2,4±0,05	2,4±0,05
Фосфор неорганический, мМ/л	1,5±0,05	1,5±0,03
Ca/P	1,6±0,06	1,58±0,05
Триглицериды, мМ/л	0,2±0,008	0,2±0,01
Щелочная фосфатаза, Ед/л	96,444±13,557***	118,4±23,3
Zn, мкг/%	120,011±6,374**	122,1±4,0
Cu, мкг/%	106,944±7,452***	109,1±6,842
Каротин, мг%	0,778±0,102	0,576±0,07

Примечание: степень достоверности - * р<0,05; ** р<0,01; ***р<0,01

Заключение. В результате генотипирования по локусу FXI уста­новлена частота встречаемости гетерозиготных носителей аномалии у дочерей быка Атлет 307 - 47%. У коров опытной группы отмечена абсолютная и относительная эозинофилия -на 50,0% и 52,7%, соот­ветственно, нейтропения по отношению к контролю на 29,1%, повы­шение абсолютного количества моноцитов на 50%, относительного - на 77,2%, тромбоцитопения, снижение количества общего белка на 8,2% (р < 0,001), Y-глобулинов - на 22,3% (р<0,01), повышение альбу­минов на 19,1% (р<0,05), более высокие показатели холестерина - на 28,6% (р<0,05), аспартамаминотранферазы - на 16,8% (р<0,05).

Список литературы:

1. Гукежев В.М., Габаев М.С., Батырова О.А. Генетическая и экономи­ческая обусловленность плодовитости крупного рогатого скота// Зоотехния. 2012. № 8. С. 4-6.
2. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньшикова Е.Б. Окислительный стресс: био­химический и патофизиологический аспекты// МАИК. 2001. 343 с.
3. Ковалюк Н.В., Сацук В.Ф. Использование генетического маркера BoLA_DRB3 для оптимизации селекционного процесса при скрещивании// Молочное и мясное скотоводство. 2010. № 2. С. 10-12.
4. Кононов В.П. Проблема совместимости высокой молочной продуктив­ности, воспроизводительной способности и продуктивной жизни коров в сов­ременном скотоводстве// Farm animals. 2013. № 1. С. 40-47.
5. Организация воспроизводства крупного рогатого скота: метод.посо- бие/ Р.Г. Кузьмич [и др.]// ВГАВМ. 2012. 44 с.
6. Armengol R., Fraile L. Comparison of two treatment strategies for cows with metritis in high-risk lactating dairy cows// Theriogenology. May, 2015. v. 83. I. 8. p. 1344-1351.
7. Crowe M.A., Willams E.J. Triennial lactation symposium: effects of stress on postpartum reproduction in dairy cows// J. Anim. Sci., 2012, 90: 17221727.
8. Lucy M.C. ADSA Foundation scholar award. Reproductive loss in high-producing dairy cattle: were will end? J. Dairy Sci. 2001. V. 84. 6. Р. 12771293.
9. Miretti M.M., Ferro J.A. Restriction fragment length polymorphism (RLFP) in exon 2 of the gene in South American cattle// Biochem. Genet. BoLA_DRB3 2001. 39. Р. 311-324.

Резюме. В структуре убытков отрасли животноводства патологии органов размножения крупного рогатого скота занимают ведущее место, создавая серьезные проблемы для мотивации собственников бизнеса заниматься развитием животноводства. Снижению темпов репродукции в животноводстве способствует широкое распространение симптоматического бесплодия коров, одной из основных причин которого являются гинекологические заболевания: метриты, маститы и патологии яичников. Авторы в результате проведенных исследований получили достоверные данные, указывающие что при проблемах воспроизводства у коров снижается уровень тромбоцитов на 32%. Фагоцитарная емкость у животных с проблемами воспроизводства через 120 минут инкубации ниже, чем у здоровых животных, как и активность микробицидной системы нейтрофильных гранулоцитов, что свидетельствует о более низкой степени лизиса микробных клеток. Авторами изучено влияние наличия летальной мутации в гене FXI на иммунобиологические показатели проблемного по воспроизводству поголовья крупного рогатого скота голштинской породы, носителей гена главного комплекса гистосовместимости BoLADRB3 и летальной мутации. В процессе работы были проведены лабораторные и клинические исследования 100 коров-дочерей быка Атлет 307 (ОАО «Краснодарское» по искусственному осеменению), носителя летальной мутации в гене FXI. Авторами установлена степень влияния полиморфизма локусов, связанных с репродуктивными качествами крупного рогатого скота, на иммунобиологические показатели их носителей в сравнении с животными, не имеющими данных локусов. Приведенные данные интересны, их следует учитывать при проведении обследования поголовья неблагополучных по воспроизводству крупного рогатого скота ферм и разработке оздоровительных мероприятий.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, воспроизводство, иммунитет, профилактика, гематология, иммунология, локусы, мутация, эпизоотология, клинические признаки.

Сведения об авторах:

Басова Наталья Юрьевна, доктор ветеринарных наук, заведующий отделом терапии и акушерства Краснодарского НИВИ - обособленного структурного подразделения ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии»; 350004, г. Краснодар, ул. 1-я линия, 1; тел.: 8-918-3472042.

Новикова Елена Николаевна, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник отдела терапии и акушерства Краснодарского НИВИ -обособленного структурного подразделения ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии»; 350004, г. Краснодар, ул. 1-я линия, 1; тел.: 8-861-2216220; e-mail: knivi@list.ru.

Схатум Аминет Кадыровна, кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник отдела терапии и акушерства Краснодарского НИВИ -обособленного структурного подразделения ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии»; 350004, г. Краснодар, ул. 1-я линия, 1; тел.: 8-918-4725784.

Новиков Виталий Витальевич, аспирант отдела терапии и акушерства Краснодарского НИВИ - обособленного структурного подразделения ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии»; 350004, г. Краснодар, ул. 1-я линия, 1; тел.: 8-952-8126732.

Ответственный за переписку с редакцией: Старосёлов Михаил Александрович, кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник отдела терапии и акушерства Краснодарского НИВИ - обособленного структурного подразделения ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии»; 350004, г. Краснодар, ул. 1-я линия, 1; тел.: 8-953-1122803; e-mail: knivitherapy@gmail.com.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей