ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2024.1.342ivm-1341Research ArticleАКУШЕРСТВО, ГИНЕКОЛОГИЯOBSTETRICS, GYNECOLOGYАссоциация полиморфизма гена FGF2 с экономически значимыми признаками коров голштинской породы республики ТатарстанAssociation of FGF2 gene polymorphism with economically significant traits of Holstein cows of the Republic of Tatarstanhttps://orcid.org/0000-0001-9299-2104МуханинаЕ. Н.MukhaninaE. N.

 канд. биол. наук, ст. науч. сотр. 

 Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher 

 Kazan 

https://orcid.org/0000-0003-1184-3188СафинаН. Ю.SafinaN. Yu.

канд. биол. наук, ст. науч. сотр. 

 Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher 

 Kazan 

natysafina@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3362-0463ШакировШ. К.ShakirovSh. K.

 д-р. с.-х. наук, проф., гл. науч. сотр. 

 Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Chief Researcher 

 Kazan 

https://orcid.org/0000-0002-2970-1500ГайнутдиноваЭ. Р.GainutdinovaE. R.

 асп., науч. сотр. 

 Graduate student, Researcher 

 Kazan 

https://orcid.org/0000-0002-6083-2883ФаттаховаЗ. Ф.FattakhovaZ. F.

 канд. биол. наук, асс. каф. кормления 

 Candidate of Biological Sciences, Assistant of the Department of Feeding  

 Kazan 

Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства ФГБУН ФИЦ КазНЦ РАНРоссияTatar Research Institute of Agriculture–Subdivision of the “Federal State Budgetary Institution of Science Federal Research Center «Kazan Scientific Center of Russian Academy of Sciences»”Russian FederationФГБОУ ВО Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э. БауманаРоссияFederal state budgetary educational institution of higher education “Kazan state academy of veterinary medicine named after N. E.Bauman”Russian Federation20240204202401342349Copyright © Муханина Е.Н., Сафина Н.Ю., Шакиров Ш.К., Гайнутдинова Э.Р., Фаттахова З.Ф., 20242024Муханина Е.Н., Сафина Н.Ю., Шакиров Ш.К., Гайнутдинова Э.Р., Фаттахова З.Ф.Mukhanina E.N., Safina N.Y., Shakirov S.K., Gainutdinova E.R., Fattakhova Z.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1341

Улучшение репродуктивных показателей дойных коров возможно за счет применения маркерассоциированной селекции. Ген FGF2 является геном -кандидатом фертильности крупного рогатого скота, влияет на эмбриональное развитие плода и эмбриональную смертность. Исследование взаимодействия гена основного фактор роста фибробластов 2 (FGF2 – SNP11646 [A → G]) и экономически значимых показателей проводилось на 270 полновозрастных коровах голштинской породы отечественной селекции в СХПК «племенной завод им. Ленина» Атнинского района Республики Татарстан. В наблюдаемой популяции наиболее распространен аллель G (0,591) и генотип AG (42,6%), генетическое равновесие, согласно закону Харди-Вайнберга сохранено. Критерий хи-квадрат Пирсона – вариабельности ожидаемого с наблюдаемым распределением аллелей гена FGF2 в исследуемой группе ниже критического (χ2=3,84). Максимальную живую массу при первом плодотворном осеменении имели полновозрастные коровы, несущие гомозиготный аллель A по локусу гена FGF2 – 435,5 кг, что выше, чем у поголовья с генотипом GG, – на 17,7 кг (4,2 %; р < 0,01). По индексу плодовитости Дохи установлен средний уровень в изучаемой популяции. Выявлено в ходе исследования, что уровень яловости, с высокой степенью достоверности, выше у особей с генотипом AG – 6,2 %, для этой же группы отмечен наиболее ранний возраст первого плодотворного осеменения. Высокий уровень яловости ведет к потерям молока у коров, гетерозиготных по локусу гена FGF2, превышая потери молока, наблюдаемые по генотипу АА, на 32,7 % (р < 0,001). Прослеживается обратная корреляция между высокой молочной продуктивностью и показателями воспроизводства крупного рогатого скота, оказывающая влияние на экономическую эффективность молочного скотоводства.

Improving the reproductive functions of dairy cows may be possible through the use of marker-associated breeding. The FGF2 gene is a candidate gene for bovine fertility, in early pregnancy and affects fetal embryonic development and embryonic mortality. The study of the interaction of the gene of the basic fibroblast growth factor 2 (FGF2 – SNP11646 [A → G]) and economic indicators was carried out on 270 full-aged cows of Holstein population of indigenous selection of Breeding Farm Integrated Agricultural Production Center of the Republic of Tatarstan. In the observed population, the G allele (0.591) and the AG genotype (42.6%) are the most common, and the genetic balance, according to the Hardy-Weinberg law, is preserved. Pearson's consensus criterion is 2χ=3.84, respectively, the expected distribution of FGF2 gene alleles in the study group coincides with the observed one. The maximum live weight at the first fruitful insemination was in full–aged cows carrying the homozygous allele A at the FGF2 gene locus – 435.5 kg, which is higher than in livestock with the GG genotype – by 17.7 kg (4.2 %; p < 0.01). The Doha fertility index for the studied population is average. It was revealed during the study that the level of fertility, with a high degree of reliability, is higher in individuals with the AG genotype – 6.2%, for the same group the earliest age of the first fruitful insemination was noted. A high level of maleness leads to milk losses in cows heterozygous for the FGF2 gene locus, exceeding milk losses observed for the AA genotype by 32.7 % (p < 0.001). There is an inverse correlation between high milk productivity and reproduction traits of cattle, which affects the economic efficiency of dairy production.

геналлельполиморфизмфактор роста фибробластов 2FGF2экономически значимые признакиgeneallelepolymorphismfibroblast growth factor 2FGF2economical traitsСтатья написана в рамках государственного задания: Эколого-генетические подходы к созданию и сохранению ресурсов растений и животных, расширению их адаптивного потенциала и биоразнообразия, разработка сберегающих агротехнологий с целью повышения устойчивости производства высококачественной продукции, достижения безопасности для здоровья человека и окружающей среды. Номер регистрации: 122011800138-7.The article was written within the framework of the state task: Ecological and genetic approaches to the creation and conservation of plant and animal resources, the expansion of their adaptive potential and biodiversity, the development of conservation agrotechnologies in order to increase the sustainability of high-quality products, achieve safety for human health and the environment. Registration number: 122011800138-7.ReferencesМеркурьева, Е. К. Генетика с основами биометрии / Е. К. Меркурьева, Г. Н. Шангин-Березовский // М.: Колос, 1983. – 400 с.Merkureva, E. K, Genetics with the fundamentals of biometrics / E. K Merkureva, G. N Shangin-Berezovsky. – Moskow: Kolos. 1983:400. (In Russ.)Муханина, Е. Н. Влияние гена основного фактора роста фибробластов (FGF2) на молочную продуктивность крупного рогатого скота голштинской породы / Е. Н. Муханина, Н. Ю. Сафина, Ш. К. Шакиров и др. // Международный вестник ветеринарии. – 2023. – № 3. – С. 267-274.– DOI 10.52419/issn2072-2419.2023.3.267. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54805343.Mukhanina, E. N. Influence of the gene of the basic fibroblast growth factor (FGF2) on the dairy productivity of Holstein cattle / E. N. Mukhanina, N. Yu. Safina, Sh. K. Shakirov // International Bulletin of Veterinary Medicine.2023:3:267–274. – DOI 10.52419/issn2072-2419.2023.3.267. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54805343 (In Russ.)Муханина, Е. Н. Полиморфизм гена фактора роста фибробластов 2 (FGF2) у крупного рогатого скота голштинской породы в условиях Республики Татарстан / Е. Н. Муханина, Н. Ю. Сафина, З. Ф. Фаттахова и др. // Аграрный научный журнал. – 2023. – № 8. – С. 79-82. – DOI 10.28983/asj.y2023i8pp79-82. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54354978.Mukhanina, E. N. Polymorphism of the fibroblast growth factor 2 (FGF2) gene in Holstein cattle in the conditions of the Republic of Tatarstan / E. N Mukhanina, N. Yu. Safina, Z. F. Fattakhova // Agrarian Scientific Journal.2023;8:79–82. – DOI 10.28983/asj.y2023i8pp79-82. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54354978 (In Russ.)Петухов, В.Л. Ветеринария генетика / В.Л. Петухов, А.И. Жигачев, Г.А. Назарова. – М.: Агропромиздат, 1996 – 384 с.Petukhov, V.L. Veterinary genetics / V.L. Petukhov, A.I. Zhigachev, G.A. Nazarova. – M.: Agropromizdat, 1996 – 384 p. (In Russ.).Сафина, Н. Ю. Влияние гена STAT5A на молочную продуктивность и репродуктивные качества голштинского скота / Н. Ю. Сафина, З. Ф. Фаттахова, Э. Р. Гайнутдинова и др.// Материалы национальной научно-практической конференции с международным участием, посвящённой памяти доктора технических наук, профессора Николая Владимировича Бышова. – 2022. – С. 352-357. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50235427.Safina, N. Yu. The influence of the STAT5A gene on dairy productivity and reproductive qualities of Holstein cattle / N. Yu. Safina, Z. F. Fattakhova, E. R. Gainutdinova // Materials of the national scientific and practical conference with international participation dedicated to the memory of Doctor of Technical Sciences, Professor Nikolai Vladimirovich Byshov.2022;1:352–357. – DOI 10.28983/asj.y2023i8pp79-82. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54354978 (In Russ.)Сафина, Н. Ю. Экономические потери молока и выручки вследствие яловости коров с разными генотипами гена TNFA / Н. Ю. Сафина, З. Ф. Фаттахова, Э. Р. Гайнутдинова и др. // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. – 2022. – №4. – С. 216-221. – DOI 10.31588/2413_4201_1883_4_252_216. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49843425.Safina, N. Yu. Economic losses of milk and deforestation as a result of cow huskiness with different genotypes of the TNF-a gene / N. Yu. Safina, Z. F. Fattakhova, E. R. Gainutdinova // Scientific Notes Kazan Bauman State Academy of Veterinary Medicine.2022;4:216–221. – DOI 10.31588/2413_4201_1883_4_252_216. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49843425 (In Russ.)Юльметьева, Ю. Р. Характеристика воспроизводительной функции коров голштинской породы в зависимости от их генетического потенциала / Ю. Р. Юльметьева, Ф. Ф. Зиннатова, Е. Н. Рачкова и др. // Достижения науки и техники АПК. – 2017. – Т. 31, № 9. – С. 48-51. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30462598.Yulmetyeva, Yu. R. Characteristics of the reproductive function of Holstein cows depending on their genetic potential / Yu. R. Yulmetyeva, F. F. Zinnatova, E. N. Rachkova // Achievements of Science and Technology of AIC.2017;31(9):48–51. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30462598 (In Russ.)Dobson, H. Why is it getting more difficult to successfully artificially inseminate dairy cows? / H. Dobson, S. L.Walker, M. J. Morris et al. // Animal. – 2007. – V. 2. – P. 1104-1111. – DOI 10.1017/S175173110800236X.Dobson, H. Why is it getting more difficult to successfully artificially inseminate dairy cows? / H. Dobson, S. L. Walker, M. J. Morris // Animal.2007;2:1104–1111. – DOI 10.1017/S175173110800236XDruet, T. Fine mapping of quantitative trait loci affecting female fertility in dairy cattle on BTA03 using a dense single-nucleotide polymorphism map / T. Druet, S. Fritz, M. Boussaha et al. // Genetics. – 2008. – V. 178. – P. 2227-2235. – DOI 10.1534/genetics.107.085035.Druet, T. Fine mapping of quantitative trait loci affecting female fertility in dairy cattle on BTA03 using a dense singlenucleotide polymorphism map / T. Druet, S. Fritz, M. Boussaha // Genetics.2008;178:2227–2235. – DOI 10.1534/genetics.107.085035.Guillaume, F. Refinement of two female fertility QTL using alternative phenotypes in French Holstein dairy cattle / F. Guillaume, M. Gautier, S. Ben Jemaa et al. // Animal Genetics. 2007. – V. 38. – P. 72-74. – DOI 10.1111/j.1365-2052.2006.01542.x.Guillaume, F. Refinement of two female fertility QTL using alternative phenotypes in French Holstein dairy cattle / F. Guillaume, M. Gautier, S. Ben Jemaa // Animal Genetics.2007;38:72–74. – DOI 10.1111/j.1365-2052.2006.01542.x.Jackson, D. Fibroblast growth factor receptor signaling has a role in lobuloalveolar development of the mammary gland / D. Jackson, J. Bresnick, I. Rosewell et al. // Journal of Cell Science. – 1997. – V. 110. – P. 1261–1268. – DOI 10.1242/jcs.110.11.1261.Jackson, D. Fibroblast growth factor receptor signaling has a role in lobuloalveolar development of the mammary gland / D. Jackson, J. Bresnick, I. Rosewell // Journal of Cell Science.1997;110:1261–1268. – DOI 10.1242/jcs.110.11.1261.Khatib, H. Short communication: Validation of in vitro fertility genes in a Holstein bull population / H. Khatib, R. L. Monson, W. Huang et al. // Journal of Dairy Science.– 2010. – V. 93. – P. 2244-2249. – DOI 10.3168/jds.2009-2805.Khatib, H. Short communication: Validation of in vitro fertility genes in a Holstein bull population / H. Khatib, R. L. Monson, W. Huang // Journal of Dairy Science.2010;93:2244–2249. – DOI 10.3168/jds.2009-2805.Martial, J. Recent developments and potentialities for reducing embryo mortality in ruminants: the role of IFN-tau and other cytokines in early pregnancy / J. Martal, N. Chene, S. Camous et al. // Reproduction, fertility and development. – 1997. – V. 9. – P. 355-380. – DOI 10.1071/r96083.Martial, J. Recent developments and potentialities for reducing embryo mortality in ruminants: the role of IFN-tau and other cytokines in early pregnancy / J. Martial, N. Chene, S. Camous // Reproduction, fertility and development.1997;9:355–380. – DOI 10.1071/r96083.Michael, D. D. Fibroblast growth factor-2 is expressed by the bovine uterus and stimulates interferon-τ production in bovine trophectoderm / D. D. Michael, I. M. Alvarez O. M. Ocón et al. // Endocrinology. – 2006. – V. 147. – P. 3571-3579. – DOI 10.1210/en.2006-0234.Michael, D. D. Fibroblast growth factor-2 is expressed by the bovine uterus and stimulates interferon-τ production in bovine trophectoderm / D. D. Michael, I. M. Alvarez, O. M. Ocón // Endocrinology. 2006; 147:3571–3579. – DOI 10.1210/en.2006-0234.Oikonomou, G. Effect of polymorphisms at the STAT5A and FGF2 gene loci on reproduction, milk yield and lameness of Holstein cows / G. Oikonomou, G. Michailidis, A. Kougioumtzis et al. // Research in Veterinary Science. – 2011. – V. 91. – P. 235-239. – DOI 10.1016/j.rvsc.2011.01.009.Oikonomou, G. Effect of polymorphisms at the STAT5A and FGF2 gene loci on reproduction, milk yield and lameness of Holstein cows / G. Oikonomou, G. Michailidis, A. Kougioumtzis // Research in Veterinary Science.2011;91:235–239. – DOI 10.1016/j.rvsc.2011.01.009.Portela, V. M. Expression and function of fibroblast growth factor 18 in the ovarian follicle in cattle / V. M. Portela, M. Machado, Jr. J. Buratini et al. // Biology of Reproduction. – 2010. – V. 83. – P. 339-349. – DOI 10.1095/biolreprod.110.084277.Portela, V. M. Expression and function of fibroblast growth factor 18 in the ovarian follicle in cattle / V. M. Portela, M. Machado, Jr. J Buratini // Biology of Reproduction.2010;83:339–349. – DOI 10.1095/biolreprod.110.084277.Royal, M. Strategies for reversing the trend towards subfertility in dairy cattle / M. Royal, G. E. Mann, A. P. Flint // The Veterinary Journal. – 2000. – V. 160. – P. 53-60. – DOI 10.1053/tvjl.1999.0450.Royal, M. Strategies for reversing the trend towards subfertility in dairy cattle / M. Royal, G. E. Mann, A. P. Flint // The Veterinary Journal.2000;160:53–60. – DOI 10.1053/tvjl.1999.0450.Wang, X. Association of bovine fibroblast growth factor 2 (FGF2) gene with milk fat and productive life: an example of the ability of the candidate pathway strategy to identify quantitative trait genes / X. Wang, C. Maltecca, R. Tal-Stein et al. // Journal of Dairy Science. – 2008. – V. 91. – P. 2475-2480. – DOI 10.3168/jds.2007-0877.Wang, X. Association of bovine fibroblast growth factor 2 (FGF2) gene with milk fat and productive life: an example of the ability of the candidate pathway strategy to identify quantitative trait genes / X. Wang, C. Maltecca, R. Tal-Stein // Journal of Dairy Science.2008;91:2475–2480. – DOI 10.3168/jds.2007-0877.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.