Группа студентов и учёных АГАУ под руководством доцента кафедры общей биологии, биотехнологии и разведения животных АГАУ Владислава Сарычева в рамках гранта учёного совета вуза для молодых учёных занимается генетическим мониторингом крупного рогатого скота молочного направления продуктивности.
Непрерывный процесс
В руках у Владислава Сарычева — пробирки с биоматериалом коров голштинской черно-пестрой породы, разведением которых занимаются в учхозе «Пригородный». В тандеме с ними, а также с участием министерства сельского хозяйства учёные аграрного вуза и проводят своё исследование, определяя зависимость продуктивности животных от его ДНК-признаков. В перспективе это должно привести к созданию стада, поражающего объёмом надоев.
«Тема эта, в общем-то, не новая, занимаются подобным исследованием и в Московской области, и за рубежом, и нам в чем-то даже легче, потому что мы знаем их путь и можем какие-то вещи делать быстрее», — рассказал Владислав Сарычев.
Учёный поясняет: селекция – процесс непрерывный, и если им перестать заниматься, откатимся к более примитивным формам из прошлого. Например, условно сто лет назад корова давала полторы тысячи литров молока, сейчас — 15 за тот же период. Но чтобы этого добиться, необходимо серьезно поработать над «модернизацией» его организма. С точки зрения природы такое количество молока для коровы избыточно. Но учёные, зная законы той же природы, могут подчинить её человеку.
«Даже представители одной и той же молочной породы показывают различную продуктивность. И потомство у высокопроизводительной породы не обязательно будет с такими же показателями. За счёт мутации и других процессов в генах, отвечающих за это, могут быть какие-то изменения, и он может работать более эффективно или, напротив, не так активно», — сказал Владислав Сарычев.
Раскодировать молоко
Вот как раз изучением ДНК коров молочной породы и занимаются в АГАУ. Называется это маркерная селекция. Она, по словам учёного, не отрицает традиционную, в которой используется оценка внешних параметров и продуктивности, но является очень хорошим дополнением, хотя и небыстрым.
На первом этапе у наиболее продуктивных коров берётся кровь. Пока в выборке 200 голов, но, как говорит Влад Сарычев, для получения более точных данных нужно изучение тысячи и более особей, но это задача на перспективу.
Затем в вузовской ПЦР-лаборатории из лейкоцитов выделяют ДНК, которую хранят в специальном растворе двумя способами. Часть — в глубокой заморозке при температуре минус 80 градусов, другие, с которыми в скором времени предстоит работать, — при минус 25.
ДНК при помощи специального фермента реплицируют, умножая в тысячи раз. После этого изучают гены, кодирующие белки молока. Работают учёные с пятью генами — каппа-казеин, бета-казеин и ряд других, у каждого из них, скажем так, своя зона ответственности.
«За счёт того, что в гене может быть небольшая замена нуклеотидов, свойства молока могут меняться. Например, оно может быть более устойчиво к термообработке, значит, подходит для пастеризации. Но при этом хуже сворачивается — такое не подойдет для производства сыров. В генетике и биологии нет ничего идеального, одностороннего, это всегда баланс. И наша задача — увидеть такие гены, за счет которых от животного можно получить максимум и по количеству продукта, и по качеству», — пояснил доцент АГАУ.
Получение ДНК из крови происходит вручную, а анализом самой дезоксирибонуклеиновой кислоты занимается прибор под названием «Реал-тайм ПЦР». Сотрудничество с компанией OOO «ДНК-Синтез» позволило разработать специализированные наборы реагентов для полимеразной цепной реакции в реальном времени, включающие аллель-специфические зонды и праймеры, что значительно ускоряет и упрощает процесс анализа.
После учёным предстоит изучить полученные данные, и вот здесь уже для выявления общих признаков и закономерностей нужна будет не биология, а точные науки, построение математических моделей и другие способы.
Долгий путь
Конечно, на продуктивность влияет не только генетика, но и сезон, условия содержания и многие другие факторы. При этом лучший генотип в плохих условиях будет показывать себя хуже, чем оказавшийся в них же менее производительный аналог — проще говоря, неподходящие корма и условия на лидерах по литражу отражаются ярче, чем на аутсайдерах.
«Но чтобы не зависеть от этих факторов, мы работаем с передовыми хозяйствами края, где о поголовье заботятся», — отметил Владислав Сарычев.
Собственно, животноводы края тоже заинтересованы в проекте представителей аграрного вуза, работают они в связке. И на следующем этапе после изучения результатов анализа ДНК им тоже предстоит действовать вместе. У учёных будут свои показатели, а сотрудники хозяйств лучше других знают своих подопечных. Вот командой они и будут получать потомство от лидеров отрасли. Помогут в этом и данные по генам быков-производителей, которые получили в 2022 году. А дальше всё по новой — изучение ДНК уже у следующего поколения, чтобы понять, сохранились ли у него выявленные закономерности, потом у следующего… Как поясняет Владислав Сарычев, селекция – дело долгое, говорить о конкретных результатах его проекта можно будет лет через десять.
«У нас нет задачи получить что-то конкретное от нынешнего исследуемого поголовья. Необходимо проанализировать, выявить закономерности. Но какие-то результаты можно будет использовать уже сейчас. Плюс благодаря этой работе мы вырастим для региона специалистов по маркерной селекции, это тоже важно», — уверен Сарычев.
Вместе с Владиславом Сарычевым в проекте участвуют студенты волонтеров биолого-технологического факультета Анастасия Зюлькина, Анастасия Мельникова, Дарья Силютина и Елизавета Синева.
