Ефект на генетичния вариант на к-Казеин за производството и състава на млякото от стадо Холщайн в тропиците

върху

Ефект от к -Генетичен вариант на казеина за добива и състава на млякото в стадо Холщайн в тропиците

Carlos Alvarado *, 1, Bernavé Meléndez *, María Clavijo *, Matilde Coronado *, Santiago Armas * и Olymar Giménez *

* Факултет по ветеринарни науки, Централен университет на Венецуела, Apartado 4563, Maracay 2101, Aragua, Венецуела Имейл: [email protected]

1 До кого трябва да се адресира кореспонденция

За да се оцени ефектът от полиморфизма на к-казеин върху производството и химичния състав на млякото, в стадо от породата Холщайн, разположено в централната зона на Венецуела, разпространението на генетичните варианти на к-казеин в стадото, използвайки техниката на изоелектрично фокусиране на полиакриламиден гел. Анализирани са 294 проби от мляко, събрани от 62 крави в производството за период от седем (7) месеца. Резултатите бяха анализирани с помощта на статистически дизайн на случаен блок с 2 3 факториална подредба. Алелът на к-Казеинът е открит при 92% от кравите в производството, докато алелът В е открит при 52%. При статистическо сравняване на нивата на производство на мляко на всяко от тези животни се наблюдава по-голям обем дневна продукция при кравите с алел А на к-казеин. Статистическият анализ на резултатите за състава на тези млечни проби показа, че полиморфизмът на к -казеинът, открит в това стадо на Холщайн, няма ефект върху съдържанието на основните компоненти на млякото.

(Ключови думи: к-казеин, краве мляко, породи (животни), Холщайн, приблизителен състав, генетични вариации, Арагуа)

За да се оцени ефектът от к -казеинов полиморфизъм върху млечността и състава в стадо Холщайн, разположено в централния регион на Венецуела, различни к -генетичните варианти на казеина, присъстващи в стадото, се определят чрез техниката на изоелектрично фокусиране. Анализирани са общо 294 проби от мляко, използвайки напълно рандомизиран статистически дизайн с 2 3 факториална подредба. Алелът А на казеин е открит при 92% от кравите в стадото, докато алел В е открит при 52%. Когато се сравняват нивата на млечност на всяко животно, беше установено, че тези животни с алел А имат по-висока дневна млечност. Статистическият анализ на резултатите от млечния състав от млечни проби показа, че к -казеиновият полиморфизъм, открит в стадото Холщайн, няма ефект върху съдържанието на основните компоненти на млякото.

(Ключови думи: к-казеин, краве мляко, породи (животни), Холщайн, близък състав, генетични вариации, Арагуа)

Получено: 16.10.2006 г. - Одобрено: 18.04.07 г.

Като печеливша производствена дейност, успехът на млекопроизводството и индустриализацията зависи от управлението на факторите, които влияят върху млечността. Например, на нивото на сиренето, съдържанието на твърди вещества в млякото играе много важна роля в производството на млечни продукти: колкото по-високо е съдържанието на мазнини и казеин в млякото, използвано като суровина, толкова по-голямо е количеството сирене получени.

Според Auldist и др. (1998) факторите, които оказват значително влияние върху състава на млякото са: а) генетични фактори, свързани с различните млечни породи, б) хранителни фактори, свързани със сезонната и променяща се наличност на качеството на пасищата през цялата година, в) физиологични фактори, свързани със стадия на лактация, г) патологични фактори, свързани с честотата на мастит и други заболявания.

Сред първите споменати фактори генетичният полиморфизъм на млечните протеини, съществуващ във всички млечни породи, представлява голям интерес за животновъдството поради връзката му с продуктивните характеристики, състава и качеството на млякото (Friend и др., 2000).

Връзката между генетичните варианти на протеините и състава на млякото е изяснена от многобройни проучвания, по-специално е показано, че млека, характеризиращи се с варианти В на b-лактоглоулин, k-казеин и b-казеин, съдържат съдържание на азот по-високо от този на тези, характеризирани като тип А, и следователно са по-благоприятни за производството на сирена (Formaggioni и др., 2000). Няколко автори също съобщават за положителния ефект на B алела на k-казеин върху коагулационните свойства на млякото (Ng-Kwai-Hang и др., 1987; Остерсен и др., 1997; Иконен и др., 1999). Повечето от тези работи са извършени в умерени зони и работата, извършена при тропически условия, е оскъдна.

При идентифицирането на генетични варианти на млечни протеини се използват различни техники, широко използвана е изоелектричното фокусиране: електрофорезна техника, при която се използва свойството на изоелектричната точка на всеки от протеините на млякото. разделяне. Използвайки тази техника, са идентифицирани двата основни генетични варианта на k-казеин: A и B (Macheboeuf и др., 1993).

В настоящото проучване ефектът на полиморфизма на k-казеин върху производството на мляко и съдържанието на мазнини, казеин, протеини и общо твърдо вещество е оценен в стадо Холщайн, управлявано при тропически условия.

Материали и методи

Изследваното стадо принадлежи на експерименталната станция Санта Мария на FCV-UCV, разположена в сектора Санта Мария в община Замора, в щат Арагуа. Станцията е разположена на височина от 436 метра над морското равнище, в район, характеризиращ се със средногодишни валежи от 1120 мм, разпределени главно между месеците май и октомври; топъл климат (температури между 20,3 и 31,6 ºC) и относителна влажност между 61 и 79%.

Управлението на това стадо, от 62 крави Холщайн, се извършва при интензивна стабилна система, като средно месечно се произвеждат 42 крави чрез механично доене два пъти дневно (първото в 6 сутринта и второто в 16 часа). Експерименталната станция поддържа ежедневни записи на производството на мляко за всяко животно, от които са взети производствените данни за деня на всяка крава, съответстващи на датата на вземане на пробата.

По време на периода на събиране на пробите фуражът се основава на фуражи, остатъци от ечемик (страничен продукт от пивоварната) и концентрирани фуражи (V-40 на Procría, направени от странични продукти от преработката на царевица и маслодайни семена). Фуражът се състоеше от прясна трева (Cynodon plectostachium, Panicum максимум мен Cynodon dactylon), или чрез силаж от сорго (Sorghum vulgaris). Ежедневната диета на всяко животно се състоеше от 20 Kg фураж, 8 Kg ечемик и количество концентриран фураж според нивото на производство на мляко на всяко животно (4, 6 и 9 Kg концентриран фураж за крави с добиви под 14, съответно от 14 до 17 и над 17 литра мляко).

За период от седем (07) месеца, от септември 2001 г. до април 2002 г., бяха събрани общо 294 проби от мляко.

Проба от 300 ml мляко от всяка крава в производството се събира веднъж месечно при сутрешното доене от събирателния контейнер на всяка доилна станция. Хомогенността на пробата беше осигурена преди събирането, чрез разклащане чрез обръщане на вакуумната система в контейнера за събиране, след завършване на доенето. Следвайки процедурата, установена в стандарт COVENIN 938-83 (Fondonorma, 1983), на всяка доилна станция стерилен контейнер беше поставен в изпускателната дюза на контейнера, отварящ го, за да позволи контейнерът да се напълни. След като бутилката беше херметически затворена, тя беше поставена в изба с лед. След като пробите от всички крави в производството бяха завършени, избата с пробите беше транспортирана до лабораторията за млечна промишленост FCV-UCV, ядрото на Маракай, за незабавен анализ. По време на приемането, преди започване на химичните анализи, от всеки контейнер се взимат 10 ml мляко и се поставят във флакони, надлежно идентифицирани и запечатани, за да се съхраняват при замразяване при -25 ° C, до момента на електрофорезата.

Идентифициране на варианти на к -казеин

От аликвотни части на всяка проба мляко се определят видовете k-казеинов вариант, присъстващ в стадото. Идентификацията е постигната с помощта на техниката на електроелектрофореза на изоелектрично фокусиране (IEF) в полиакриламиден гел, съгласно процедурата, описана от Seibert и др. (1985), използвайки оборудване HE 950 Isobox Охладена плоска платформа (Научни инструменти Hoefer, Сан Франциско, Калифорния, САЩ), принадлежащи към Института по приложна генетика на Факултета по агрономия, UCV, ядрото на Маракай.

Десет mL от всяка проба мляко се центрофугира при 4500 g за 20 минути при 4 ° С, супернатантната мазнина се изхвърля и след това обезмасленото мляко се разрежда в съотношение 1: 1 с 8 mol/L разтвор на карбамид в дестилирана вода, съдържащ 3% (v/v) 2-меркаптоетанол (разтвор на проба-карбамид-меркаптоетанол).

5% Т полиакриламиден гел (% мономер: акриламид плюс бисакриламид) се приготвя чрез разреждане на карбамид и амфолитна смес (Pharmalyte 3-10, Pharmacia, Упсала, Швеция) в разтвор на мономер на акриламид-N, N'-метиленбисакриламид (Ready Mix IEF, Pharmacia, Упсала, Швеция), полимеризира се с амониев персулфат и N, N, N ?, N ? -тетраметилетилендиамин (TEMED; R.D.H., Köln, Германия). Веднага 5% Т разтворът на полиакриламид се излива в "калъп", пространство от 1 mm между два стъклени листа, предварително обработени със Silane (Bind Silane за опората и Repel Silane за капака, и двете Pharmacia, Упсала, Швеция) и запечатани на три от краищата. Впоследствие се оставя да почине, докато разтворът напълно се желира. След като гелът е готов, стъкленият капак се отстранява от формата и гелът с неговата подложка се поставя върху охладената плоча (10 ° C) на Isobox. Поставени бяха две ленти абсорбираща хартия Ватман № 1 (Whatman L.T.D., Maidstone, Англия) Широчина 5 mm в двата края на гела, където всеки от електродите на системата ще почива. За анода хартиената лента се импрегнира с 0,2 М разтвор на оцетна киселина с 5% глицерол; за катода се използва 1М разтвор на NaOH.

След като системата е сглобена, се извършва предварително фокусиране за 15 минути при постоянна мощност (10W) и променливо напрежение (започвайки от 800V); по този начин се осигурява формирането на градиента на рН, необходим за разделянето на протеините по тази техника. След това ред малки кръгове от филтърна хартия бяха поставени на разстояние 2 мм от анода., Ватман № 1 (Whatman L.T.D., Maidstone, Англия) с диаметър 2 мм всеки. С микропипета, за всяка проба от мляко, върху хартиените кръгове се инокулират 20 ml разтвор на урея-меркаптоетанол; В един от крайните кръгове, разтвор на протеинови стандарти (Комплект за широко рН 3,5-9,3, Pharmacia, Упсала, Швеция), за да се идентифицират по-късно отделните ленти. Оборудването беше сглобено отново и източникът на енергия беше свързан с постоянна мощност (10W) за един час.

След завършване на фокусирането, гелът се отстранява от плаката и се потапя в 20% (w/v) разтвор на трихлороцетна киселина за 10 минути за фиксиране. След това се изплаква с вода за 10 секунди и се потапя в 0,1% разтвор на coomasie-blue R 250 (Pharmacia Упсала, Швеция), 45% етанол и 10% оцетна киселина, за оцветяване, за 30 минути. След това се изплаква и се потапя в продължение на 20 часа в 30% v/v разтвор на етанол и 10% v/v оцетна киселина за обезцветяване на гела и разкриване на лентите. След отстраняване от този разтвор, той се поставя върху абсорбираща хартия, за да се отстрани излишната влага. Ивиците бяха идентифицирани според тяхното положение върху гела спрямо протеиновия модел. В зависимост от наличието на една или и двете ленти, съответстващи на k-казеин, разположени към мястото, където е свързан отрицателният полюс на гела, кравите, от които е извлечена пробата, са идентифицирани като: AA, AB, BB.

Химичен анализ

В лабораторията за млечна промишленост на FCV-UCV всяка проба от мляко е подложена на следните анализи: а) определяне на мазнини по метода на Бабкок съгласно стандарт COVENIN 503-82 (Fondonorma, 1982); б) определяне на казеин по метода на Уокър (Rosell and Dos Santos, 1952); в) определяне на протеини по метода на Kjeldahl съгласно стандарта COVENIN 370: 97 (Fondonorma, 1997); г) определяне на влагата чрез разлика в теглото след сушене във фурна при 100 ° C (A.O.A.C., 1990), от този резултат се изчислява общото съдържание на твърди вещества чрез разлика.

Статистически анализ

Използвайки статистическия пакет Statistix 8.0 (Аналитичен софтуер, САЩ), резултатите, получени за всяка променлива (дневна продукция, съдържание на мазнини, казеин, протеини и общо твърдо вещество), бяха оценени чрез произволен блок дизайн с факториална подредба 2 3. Съответствието с предположенията на ANAVAR беше проверено, преди да се приложат параметрични тестове, включително независимостта на остатъците.

Двата фактора, разгледани в проучването, са: Период в рамките на кривата на лактация (първоначална: от 1 до 60 дни; означава, средно: от 61 до 120 дни; Y. финал: повече от 120 дни) и тип генетичен вариант на k-казеин (AA, AB, BB). Количествените променливи бяха: дневно производство, процентно съдържание на мазнини, казеин, общ протеин и общо твърдо вещество. Двата блока представляват групите крави, класифицирани според възрастта (1: по-малко от 66 месеца; 2: 66 до 78 месеца), това се основава на предишни анализи (непубликувани данни), в които се наблюдава, че втората група достига производство на мляко значително по-висока от първата.

Моделът, използван в настоящото проучване, разглежда фиксирани ефекти за факторите и блока:

Y ijk: наблюдение на i-то ниво на лактационния период, j-ти генетичен вариант и k-та възрастова група

m: общо средно

a i: ефект от i-то ниво на лактационния период

b j: ефект на j-тия генетичен вариант на k-казеин

(ab) ij: ефект от взаимодействието от първи ред на i-то ниво на лактационния период и j-тия генетичен вариант на k-казеин.

r k: ефект на k-тия блок (възрастова група)

и ijk: експериментална грешка на i-то ниво на лактационния период, j-тия генетичен вариант и k-тия блок.

Резултати и дискусия

Варианти на к -Казеин

Геловете, получени с помощта на техниката на изоелектрично фокусиране, показват, че общото стадо от 62 крави от E.E. Санта Мария се състои от: 30 крави (48%) хомозиготни AA, 27 (44%) хетерозиготни AB и 5 (8%) хомозиготни BB. По този начин алел А присъства в 92% от стадото, докато В е в 52%.

Тези резултати бяха очаквани, като се има предвид, че селекцията на животни в стадо традиционно се извършва, за да се увеличи ежедневното производство на мляко, което е доказано, че е свързано с алела A на k-казеин; в породата Холщайн например са наблюдавани честоти до 93% (Formaggioni и др, 2000).

Ежедневно производство и състав на млякото

Таблица 1 показва, че за всички променливи, с изключение на съдържанието на мазнини, има значителни разлики (P 66 месеца), произведени значително по-голямо количество мляко от най-младите (

маса 1 . Среднодневно производство (Kg) и състав на млякото на избраните крави за всяка група проби, класифицирани по възраст (в месеци)