Как генетика коров влияет на жир и белок в молоке
За последнее десятилетие мы наблюдаем значительный рост процента жира в молоке голштинской породы. Это объясняется как изменениями в кормлении и управлении, так и генетическими улучшениями. Основная часть генетических изменений может быть связана с одним геном.
Как правило, на генетическом уровне большинство признаков контролируются множеством генов, каждый из которых оказывает малозаметное влияние. Однако все они складываются, создавая значительные различия в генетическом потенциале между коровами. Обычно невозможно указать на один конкретный ген как причину таких различий, но жир в молоке является исключением.
Мутация в гене DGAT1 и её механизм
В начале века учёными была обнаружена мутация в гене DGAT1 (диацилглицерол О-ациглтрансфераза 1), которая влияет на содержание жира в молоке. Этот фермент состоит из 489 аминокислот, и в нём происходит замена лизина на аланин в 232-й позиции. Указанный фермент играет важную роль в формировании жира в молочной железе и других тканях. Мутация снижает эффективность производства жира, поэтому лизиновая версия гена является "высокожировой". Аланиновый аллель повышает надои, так как молочная железа тратит меньше энергии на производство молочного жира и остаётся больше ресурсов для производства лактозы, что в свою очередь ведет к повышению общего удоя. Однако при этом масса белка в молоке обычно снижается из-за уменьшения его общего объёма.
Существует различие между породами в соотношении "высокожировой" и "низкожировой" версий гена. Ученые из Новой Зеландии выявили, что у племен Джерси высокая пропорция "высокожировой" версии (около 90%), тогда как у североамериканских голштинов она составляет около 20%.
Влияние DGAT1 на содержание жира и белка
В первом графике показано влияние DGAT1 на голштинов. Хотя результаты касались голландских голштинов, в США ожидались схожие итоги. Я отобразил относительное различие в процентах содержания жира и белка для коров, получивших "низкожировую" версию от обоих родителей, и для коров с двумя копиями "высокожировой" версии. Оба сравнивались с коровами, у которых было по одной копии каждого типа гена. Разница в содержании жира между двумя крайними случаями составляла почти 1%. Различие в содержании белка, которое также увеличивается с "высокожировой" версией, но лишь на 0,2%, связано со снижением общего удоя.
Во втором графике представлено изменение частоты "высокожировой" версии гена в стаде университета Пенсильвании. Подобно многим стадам, процент жира вырос с 3,7% десять лет назад до 4,4% сейчас. Частота "высокожировой" версии была около 20% до 2018 года, но с тех пор удвоилась.
Перспективы на будущее
Эти изменения частично объясняются увеличением национальных прогнозируемых способностей передачи генов для содержания жира, начавшихся с 2017 года. Джерси же изначально имели высокую частоту "высокожировой" версии гена до введения геномного селекционного отбора.
Интересно будет наблюдать, продолжится ли рост значимости "высокожировой" версии DGAT1 в следующем десятилетии и получится ли у голштинов догнать Джерси по содержанию жира.
Источник: https://hoards.com/article-37967-major-fat-gene-on-the-rise.html