Хромосома покажет

В Алтайском крае открыта первая  лаборатория ПЦР-диагностики животных. Что даст этот шаг животноводческой отрасли региона, рассказали ученые АГАУ и представители племенных организаций.

Причина и следствие

«Природой корове на роду написано давать за лактацию 1500 кг молока — именно столько нужно, чтобы выкормить теленочка. Но уже сейчас отдельные животные в Алтайском крае дают до 8–9 раз больше, а средний удой на сельхозпредприятиях по итогам 2022 года достиг 5700 кг молока», — рассказал в день открытия ПЦР-лаборатории Владислав Сарычев, кандидат наук, доцент кафедры общей биологии, биотехнологии и разведения животных биофака АГАУ.

Новая методика открывает для отрасли новые горизонты развития. По словам ученого, в организме крупного рогатого скота, продуктивная система нередко вступает в конфликт с репродуктивной (воспроизводительной функцией). Благодаря ПЦР-диагностике ученые смогут отбирать потомство, которое будет сочетать в себе высокую продуктивность с хорошими воспроизводительными качествами, и масштабировать через искусственное осеменение.

Другое направление исследовательской работы, по словам Владислава Сарычева, — качественный состав молока, который необходимо сохранять и приумножать с учетом роста надоев. Соответственно, можно изучать и эти гены. ПЦР-лаборатория позволит проводить исследования, результаты которых укажут на лучших животных по сыропригодности молока или, например, молока с лучшей термоустойчивостью, что важно при пастеризации. В данном случае на это влияет конфигурация белков. А еще ПЦР-диагностика позволит вести отбор животных для дальнейшего воспроизводства по наличию генов,
устойчивых к ряду заболеваний, например к маститам, что очень актуально для Алтайского края.

«И это только молочное животноводство, а есть еще и мясное, где очень важно определять гены, отвечающие за мраморность мяса и за привесы. И развивать таким образом можно различные -водства», — говорит Владислав Сарычев.

Разгадка генома

Сердцем новой лаборатории является амплификатор. Этот прибор — новое слово в молекулярной биологии, он предназначен для образования дополнительных копий участков ДНК методом полимеразной цепной реакции (той самой ПЦР). Амплификатор выдает высокоточные и достоверные результаты, что позволяет оптимизировать исследования, на порядок сократить их срок и, соответственно, снизить нагрузку на лаборантов. Лаборатория сможет исследовать до 50 образцов ДНК за рабочий день.

«Уникальность ПЦР-метода в том, что прежде изучать гены было очень тяжело. Потому что определенный ген — это очень маленький участок ДНК, который было крайне сложно увидеть. ПЦР же позволяет увеличить
в растворе концентрацию определенного гена и провести его детекцию, — продолжает Владислав Сарычев. — Прибор сканирует образцы и ищет нужную концентрацию генов. Например, перед учеными ставится задача протестировать животных на предмет генов каппа-казеина, которые прямо связаны с технологическими свойствами молока. Грубо говоря, есть определенный генотип, отвечающий за высокие удои. Мы исследуем ряд
животных, добавляем их ДНК в ПЦР-смесь, распределяем по колбочкам и исследуем. И если у какого‑то животного этот генотип усилен, то при- бор укажет на эти пробы».

Но для этого сначала нужно определить ген продуктивности — научиться четко его отличать. Выявить гены-маркеры. Затем ПЦР-методом можно достоверно определить, передался ли ген потомству и насколько передался. Здесь все просто: нужно отобрать наиболее продуктивных животных, взять кровь у матерей, затем, если корова принесет телочку, взять на анализ и ее кровь и увидеть, насколько искомый ген силен. Это позволит определить животных с наиболее высоким молочным потенциалом уже в раннем возрасте. То же касается и бычков — потенциальных производителей.

Каков бычок

Проект создавался усилиями многих. Огромный вклад сделала декан биолого-технологического факультета Антонина Афанасьева. В плане финансирования в основу легла субсидия регионального Минсельхоза на реализацию проекта «Повышение продуктивных показателей крупного рогатого скота молочного направления продуктивности с использованием методов генетического мониторинга».

Кроме того, немалую, в том числе финансовую, поддержку оказали профильному университету племенные хозяйства и организации Алтайского края, среди них АО «Племпредприятие «Барнаульское», АО «Учхоз «Пригородное», АО «Промышленный», СПК «Памяти Островского» и ООО «Мелира».

«Любая оценка — это шаг вперед. Что касается наших быков, они проходят много оценок, начиная от зоотехнических и заканчивая сложными углубленными лабораторными методами. И к тем лабораторным методам, которыми мы исследуем наших быков, добавился теперь еще и ПЦР. Это позволит нам более точно подходить к отбору животных, а с другой стороны, анализировать свою работу, — пояснил директор АО «Племпредприятие «Барнаульское» Владимир Плешаков. — Благодаря ПЦР-тестированию мы сможем точно определить, является ли тот или иной бычок улучшателем породы».

Племпредприятие, по словам его руководителя, давно и плодотворно сотрудничает с АГАУ. Здесь рады каждому студенту, который приходит на практику и совершенствуется.

Будет наука

К слову, помимо исследовательских задач в части развития профильного образования лаборатория станет учебным полигоном для студентов АГАУ, обучающихся по направлению «зоотехния», и поможет готовить специалистов в рамках спецкурса «Маркерная селекция». Также при лаборатории будут организованы курсы повышения квалификации для работников животноводческой отрасли по программе «Биотехнологические приемы повышения продуктивных показателей крупного рогатого скота молочного направления продуктивности».

Ряд племенных хозяйств Алтайского края выступили индустриальными партнерами и оказали в реализации проекта посильную финансовую помощь. Одно из таких — АО «Промышленный» Бийского района.

«Зоотехник, как и любой другой профессионал, учится всю жизнь. Я до сих пор учусь, — говорит главный зоотехник АО «Промышленный» Александр Коротков. — Наше предприятие постоянно поддерживает связь с наукой. Что касается развития нашего производства, открытие ПЦР-лаборатории, я думаю, обязательно поможет нам в будущем. С другой стороны, это вклад в общую копилку отрасли животноводства края. Что касается исследования проб крови наших животных — почему нет. Мы готовы отбирать и отправлять образцы, готовы оплачивать эти исследования, учить своих людей работать на таком уровне. Благодаря этому мы будем лучше знать свой скот, по-
лучим ответы на какие‑то вопросы в плане продуктивности и заболеваний. Это очень важно, поскольку мы племенное хозяйство».

Факт

Свыше 10 млн рублей вложено в создание лаборатории ПЦР-диагностики животных при АГАУ. Краевая поддержка составила 3,2 млн рублей. Значительную часть средств предоставили индустриальные партнёры университета