ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2024.1.415ivm-1349Research ArticleНЕЗАРАЗНЫЕ БОЛЕЗНИNON-COMMUNICABLE DISEASEРоль полиморфизма LEP R25C в предрасположенности коров к кетозуThe role of LEP R25C polymorphism in the predisposition of cows to ketosishttps://orcid.org/0000-0003-3282-4779СабетоваК. Д.SabetovaK. D.

к. вет. наук, зав. лабораторией генетики и ДНК технологий

Candidate of Veterinary Sciences, Head of the Laboratory of Genetics and DNA Technologies 

kseniyasabetova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7737-6351ЛемякинА. Д.LemyakinA. D.

селекционер-зоотехник регионального информационно-селекционного центра

 Livestock Breeder of the Regional Information and Breeding Center  

https://orcid.org/0000-0002-5853-3809ЧаицкийА. А.ChaitskiyA. A.

 канд. биол. наук, преподаватель кафедры частной зоотехнии, разведения и генетики 

Candidate of Biological Sciences, Lecturer at the Department of Private Animal Science, Breeding and Genetics 

https://orcid.org/0000-0003-3552-8457ЩеголевП. О.SchiogolevP. O.

селекционер-зоотехник регионального информационно-селекционного центра 

Candidate of Agricultural Sciences, Livestock Breeder of the Regional Information and Breeding Center 

https://orcid.org/0000-0002-1286-3714БаданинаЛ. С.MetlyaevN. Yu.

 студ. 

 Postgraduate Student of the 2st years 1.5.17. Parasitology 

https://orcid.org/0009-0002-5696-1567МетляевН. Ю.BadaninaL. S.

 асп. 

 Master's Student of the 2st year of 36.04.02 Zootechnics 

https://orcid.org/0009-0008-2658-0441ДудихинА. С.DudikhinA. S.

 асп. 

 Postgraduate Student of the 3st years of 4.2.1. Animal Pathology, Morphology, Physiology, Pharmacology and Toxicology  

https://orcid.org/0000-0002-6637-4924КочуеваН. А.KochuevaN. A.

д-р биол. наук, проф. кафедры внутренних незаразных болезней, хирургии и акушерства 

Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Internal Non-Communicable Diseases, Surgery and Obstetrics 

ФГБОУ ВО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия»РоссияFSBEI HE Kostroma SAARussian Federation20240204202401415426Copyright © Сабетова К.Д., Лемякин А.Д., Чаицкий А.А., Щеголев П.О., Баданина Л.С., Метляев Н.Ю., Дудихин А.С., Кочуева Н.А., 20242024Сабетова К.Д., Лемякин А.Д., Чаицкий А.А., Щеголев П.О., Баданина Л.С., Метляев Н.Ю., Дудихин А.С., Кочуева Н.А.Sabetova K.D., Lemyakin A.D., Chaitskiy A.A., Schiogolev P.O., Metlyaev N.Y., Badanina L.S., Dudikhin A.S., Kochueva N.A.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/1349

В условиях интенсификации отрасли молочного скотоводства стойкое напряжение обменных процессов в организме коровы может приводить к нарушению метаболизма и развитию кетоза. Учеными установлена генетическая предрасположенность коров к кетозу. Имеющиеся данные позволяют рассматривать ген лептина (LEP) в качестве одного из генов-кандидатов. Цель исследования: провести ассоциативный анализ предрасположенности к кетозу коров костромской породы разных генотипов по гену лептина. Исследования выполняли в 2022-2023 гг. на клинически здоровых полновозрастных новотельных высокопродуктивных коровах костромской породы (n=167), разводимых в племенных хозяйствах Костромской области. У животных в послеродовый период экспресс-методом определяли содержание кетоновых тел в крови и методом ПЦР-РВ – генотипы по локусу R25C гена LEP. Были сформированы группы коров в зависимости от содержания кетоновых тел в крови: 1-я – 0-1,2 ммоль/л (здоровые), 2-я – выше 1,2 ммоль/л (субклинический кетоз). Установлено, что среди подопытных коров костромской породы наибольшей частотой характеризуется генотип CT. Определено практически полное отсутствие различий по концентрации кетоновых тел в крови между носителями различных генотипов LEP из 1-й группы. В то же время, среди животных 2-й группы наибольший уровень кетоновых тел в крови наблюдался у гетерозиготных животных, тогда как носители генотипов CC и TT по данному показателю почти не различались между собой. У гетерозиготных животных, отнесенных к группе с субклиническим кетозом, наблюдался наивысший средний показатель концентрации кетонов в крови при наибольшем коэффициенте вариации (Cv=51,6%), что говорит о выраженном влиянии других генетических факторов. Таким образом, роль полиморфизма LEP R25C в предрасположенности коров к заболеванию кетозом на данной выборке животных не была установлена, что возможно дополняется влиянием других факторов, данные гипотезы необходимо проверить на большей выборке и на других породах крупного рогатого скота. Эти данные могут быть использованы для проведения таких поисковых исследований, как например, изучение комплексных генотипов генов, обуславливающих предрасположенность крупного рогатого скота к кетозу.

In conditions of intensification of the dairy cattle industry, persistent stress of metabolic processes in the cow's body can lead to metabolic disorders and the development of ketosis. Scientists have established the genetic susceptibility of cows to ketosis. The available data allow us to consider the leptin gene (LEP) as one of the candidate genes. The purpose of the study is to carry out an associative analysis of the predisposition to ketosis of Kostroma cows of different genotypes according to the leptin gene. The research was carried out in 2022-2023 yy on clinically healthy and highly productive fresh cows of third lactation and higher of the kostroma breed (n=167) in pedigree farms of the Kostroma region. In animals in the postpartum period, the content of ketone bodies in the blood was determined by express method and the RT-PCR genotypes were determined by the R25C locus of the LEP gene. Groups of cows were formed depending on the content of ketone bodies in the blood: 1st – 0-1.2 mmol/l (healthy), 2nd – above 1.2 mmol/l (subclinical ketosis). It was found out that among the experimental cows of the Kostroma breed, the CT genotype is characterized by the highest frequency. The almost complete absence of differences in the concentration of ketone bodies in the blood between carriers of different LEP genotypes from group 1 was determined. At the same time, among the animals of the 2nd group, the highest level of ketone bodies in the blood was observed in heterozygous animals, whereas carriers of the CC and TT genotypes did not differ from each other in this indicator. Heterozygous animals classified as subclinical ketosis had the highest average ketone concentration in the blood with the highest coefficient of variation (Cv=51.6%), which indicates a pronounced influence of other genetic factors. Thus, the role of LEP R25C polymorphism in the predisposition of cows to ketosis disease has not been established in this sample of animals, but may be supplemented by the influence of other factors, these hypotheses need to be tested in a larger sample and in other breeds of cattle. These data can be used to conduct such exploratory studies, such as the research of complex genotypes of genes that cause predisposition of cattle to ketosis.

ген лептинакетозкоровыметаболизмleptin geneketosiscowsmetabolismИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №22-76-00006, https://rscf.ru/project/22-76-00006/.The study was supported by the Russian Science Foundation grant No. 22-76-00006, https://rscf.ru/project/22-76- 00006/.ReferencesГусев, А.Ю. Состояние и перспективы развития отрасли молочного скотоводства / А.Ю. Гусев, К.С. Терновых, А.Л. Маркова // Теория и практика инновационных технологий в АПК: Материалы национальной научно-практической конференции, Воронеж, 19–21 апреля 2022 года. Том Часть II. – Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, 2022. – С. 439-449.Gusev, A.Yu. The state and prospects of development of the dairy cattle industry / A.Yu. Gusev, K.S. Ternov, A.L. Markova // Theory and practice of innovative technologies in agriculture: Proceedings of the National Scientific and Practical Conference, Voronezh, April 19-21, 2022. Volume Part II. – Voronezh: Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter I, 2022. – pp. 439-449. (In Russ.)Иль, Е.Н. Выявление нарушений обмена веществ у высокопродуктивных коров / Е.Н. Иль, М.В. Заболотных // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2019. – № 2. – С. 83-89.Il, E.N. Identification of metabolic disorders in highly productive cows / E.N. Il, M.V. Zabolotnykh // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. – 2019. – No. 2. – pp. 83-89. (In Russ.)Симонова, Л.Н. Эффективность диагностики и разных способов лечения кетоза у коров / Л.Н. Симонова // Актуальные проблемы ветеринарии и интенсивного животноводства : Материалы национальной научно-практической конференции с международным участием, посвященной памяти доктора биологических наук, профессора Е.П. Ващекина, Заслуженного работника Высшей школы РФ, Почетного работника высшего профессионального образования РФ, Почетного гражданина Брянской области, Брянск, 22 января 2021 года. Том Часть I. – Брянск: Брянский государственный аграрный университет, 2021. – С. 172-177.Simonova, L.N. The effectiveness of diagnosis and different methods of treatment of ketosis in cows / L.N. Simonova // Actual problems of veterinary medicine and intensive animal husbandry : Materials of the national scientific and practical conference with international participation dedicated to the memory of Doctor of Biological Sciences, Professor E.P. Vashchekin, Honored Worker of Higher Education of the Russian Federation, Honorary Worker of Higher Professional Education of the Russian Federation, Honorary Citizen of the Bryansk region, Bryansk, January 22, 2021. Volume Part I. – Bryansk: Bryansk State Agrarian University, 2021. – pp. 172-177. (In Russ.)Кащеев, А.А. Кетоз как зоотехническая и ветеринарная проблема высокопродуктивного молочного скотоводства / А.А. Кащеев, А.Н. Котова, Ю.А. Шевкун // Научные проблемы производства продукции животноводства и улучшения ее качества: Материалы XXIX научно-практической конференции студентов и аспирантов, Брянск, 20 –23 мая 2013 года. – Брянск: Брянская государственная сельскохозяйственная академия, 2014. – С. 81-84.Kashcheev, A.A. Ketosis as a zootechnical and veterinary problem of highly productive dairy cattle breeding / A.A. Kashcheev, A.N. Kotova, Yu.A. Shevkun // Scientific problems of livestock production and improvement of its quality: Materials of the XXIX scientific and practical conference of students and postgraduates, Bryansk, May 20-23, 2013. – Bryansk: Bryansk State Agricultural Academy, 2014. – pp. 81-84. (In Russ.)Huang, H. Genome-wide association study identifies energy metabolism genes for resistance to ketosis in Chinese Holstein cattle. / H. Huang, J. Cao, Q. Hanif, Y. Wang, Y. Yu, S. Zhang, Y. Zhang // Animal Genetics. – 2019. – №50(4). – Р.376-380. – doi: 10.1111/age.12802. Epub 2019 Jun 10. PMID: 31179571.Huang, H. Genome-wide association study identifies energy metabolism genes for resistance to ketosis in Chinese Holstein cattle. / H. Huang, J. Cao, Q. Hanif, Y. Wang, Y. Yu, S. Zhang, Y. Zhang // Animal Genetics. – 2019. – №50(4). – p.376-380. – doi: 10.1111/age.12802. Epub 2019 Jun 10. PMID: 31179571. (In Engl.)Якушева, Л.И. Связь полиморфизмов R25C и A80V гена лептина быков- производителей с оценкой их дочерей на предрасположенность к возникновению кетоза / Л.И. Якушева, А.А. Абрамов, Н.В. Ковалюк, В.Ф. Сацук // Сборник научных трудов Краснодарского научного центра по зоотехнии и ветеринарии. – 2019. – Т. 8. – № 3. – С. 24-27. – DOI 10.34617/y47d-6h82.Yakusheva, L.I. The relationship of polymorphisms R25C and A80V of the leptin gene of breeding bulls with the assessment of their daughters for predisposition to ketosis / L.I. Yakusheva, A.A. Abramov, N.V. Kovalyuk, V.F. Satsuk // Collection of scientific papers of the Krasnodar Scientific Center for Animal Science and Veterinary Medicine. – 2019. – Vol. 8. – No. 3. – pp. 24-27. – DOI 10.34617/y47d-6h82. (In Russ.)Ковалюк, Н.В. Связь полиморфизмов гена лептина с предрасположенностью крупного рогатого скота к кетозу / Н.В. Ковалюк, Л.И. Якушева, Е.В. Кузьминова, Е.В. Ширяева, А.А. Абрамов, М.П. Семененко // Генетика и разведение животных. – 2020. – № 3. – С. 20-26. – DOI 10.31043/2410-2733- 2020-3-20-26.Kovalyuk, N.V. The connection of polymorphisms of the leptin gene with the predisposition of cattle to ketosis / N.V. Kovalyuk, L.I. Yakusheva, E.V. Kuzminova, E.V. Shiryaeva, A.A. Abramov, M.P. Semenenko // Genetics and animal breeding. - 2020. – No. 3. – pp. 20-26. – DOI 10.31043/2410-2733- 2020-3-20-26. (In Russ.)Соколова, О.В. Генетическая предрасположенность к кетозу у крупного рогатого скота: современное состояние / О.В. Соколова, М.В. Бытов, А.И. Белоусов, Н.А. Безбородова, В.Д. Зубарева, Н.А. Мартынов, О.С. Зайцева, И.А. Шкуратова // Генетика. – 2023. – Т. 59, № 3. – С. 294-307. – DOI 10.31857/S0016675823030116.Sokolova, O.V. Genetic predisposition to ketosis in cattle: current state / O.V. Sokolova, M.V. Bytov, A.I. Belousov, N.A. Bezborodova, V.D. Zubareva, N.A. Martynov, O.S. Zaitseva, I.A. Shkuratova // Genetics. - 2023. – Vol. 59, No. 3. – pp. 294-307. – DOI 10.31857/S0016675823030116. (In Russ.)Nayeri, S. Genome-wide association analysis for β-hydroxybutyrate concentration in Milk in Holstein dairy cattle / S. Nayeri, F. Schenkel, A. Fleming, V. Kroezen, M. Sargolzaei, C. Baes, A. Cánovas, J. Squires, F. Miglior // BMC Genetics. – 2019. – V. 20. – № 58. – P. 1-17. – DOI: 10.1186/s12863-019-0761-9Nayeri, S. Genome-wide association analysis for β-hydroxybutyrate concentration in Milk in Holstein dairy cattle / S. Nayeri, F. Schenkel, A. Fleming, V. Kroezen, M. Sargolzaei, C. Baes, A. Cánovas, J. Squires, F. Miglior // BMC Genetics. – 2019. – V. 20. – № 58. – P. 1-17. – DOI: 10.1186/s12863-019-0761-9. (In Engl.)Щеголев, П.О. Связь полиморфизма гена лептина (LEP) с хозяйственно полезными признаками крупного рогатого скота / П.О. Щеголев, К.Д. Сабетова, А.А. Чаицкий, А. Сорокина // Аграрный вестник Нечерноземья. – 2021. – № 1(1). – С. 25-32. – DOI 10.52025/2712-8679_2021_01_25.Shchegolev, P.O. The connection of leptin gene polymorphism (LEP) with economically useful signs of cattle / P.O. Shchegolev, K.D. Sabetova, A.A. Chaitsky, A. Sorokina // Agrarian bulletin of the non-Chernozem region. – 2021. – № 1(1). – Pp. 25-32. – DOI 10.52025/2712-8679_2021_01_25. (In Russ.)Лемякин, А.Д. Воспроизводительная способность коров отечественных молочных пород с различными аллельными вариантами гена лептина / А.Д. Лемякин, А.Н. Тяжченко, К.Д. Сабетова, А.А. Чаицкий, П.О. Щеголев, А.А. Королев // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2022. – Т. 23, № 6. – С. 884-895. – DOI 10.30766/2072-9081.2022.23.6.884-895.Lemyakin, A.D. Reproductive ability of cows of domestic dairy breeds with various allelic variants of the leptin gene / A.D. Lemyakin, A.N. Tyazhchenko, K.D. Sabetova, A.A. Chaitsky, P.O. Shchegolev, A.A. Korolev // Agrarian science of the Euro-NorthEast. – 2022. – Vol. 23, No. 6. – pp. 884-895. – DOI 10.30766/2072-9081.2022.23.6.884-895. (In Russ.)Brickell, J.S. Polymorphisms in the bovine leptin gene associated with perinatal mortality in Holstein-Friesian heifers / J.S. Brickell, G.E. Pollott, A.M. Clempson, N. Otter, D.C. Wathes // Journal of Dairy Science. – 2010. – №93. – P. 340-347.Brickell, J.S. Polymorphisms in the bovine leptin gene associated with perinatal mortality in Holstein-Friesian heifers / J.S. Brickell, G.E. Pollott, A.M. Clempson, N. Otter, D.C. Wathes // Journal of Dairy Science. – 2010. – №93. – P. 340-347. (In Engl.)Banos, G. Impact of single nucleotide polymorphisms in leptin, leptin receptor, growth hormone receptor, and diacylglycerol acyltransferase gene loci on milk production, feed, and body energy traits of UK dairy cows / G. Banos, J.A. Woolliams, B.W. Woodward, A.B. Forbes, M.P. Coffey // Journal of Dairy Science. – 2008. – №91. – P.3190-3200.Banos, G. Impact of single nucleotide polymorphisms in leptin, leptin receptor, growth hormone receptor, and diacylglycerol acyltransferase gene loci on milk production, feed, and body energy traits of UK dairy cows / G. Banos, J.A. Woolliams, B.W. Woodward, A.B. Forbes, M.P. Coffey // Journal of Dairy Science. – 2008. – №91. – P.3190-3200. (In Engl.)Гайнутдинова, Э.Р. Влияние полиморфизма гена лептина (LEP) на молочную и мясную продуктивность коров-первотелок голштинской породы / Э.Р. Гайнутдинова, Н.Ю. Сафина, Ш.К. Шакиров, М.И. Варламова // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. – 2021. – Т. 245, № 1. – С. 24-28. – DOI 10.31588/2413-4201-1883-245-1-24-28.Gainutdinova, E.R. Influence of leptin gene polymorphism (LEP) on dairy and meat productivity of Holstein heifer cows / E.R. Gainutdinova, N.Y. Safina, Sh.K. Shakirov, M.I. Varlamova // Scientific notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N.E. Bauman. - 2021. – Vol. 245, No. 1. – pp. 24-28. – DOI 10.31588/2413-4201-1883-245-1-24-28. (In Russ.)Чижова, Л.Н. Полиморфизм гена лептина у коров молочного направления продуктивности / Л.Н. Чижова, Л.В. Кононова, Г.Н. Шарко, Г.П. Ковалева // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. – 2017. – Т. 2. – № 10. – С. 113-117.Chizhova, L.N. Polymorphism of the leptin gene in dairy cows / L.N. Chizhova, L.V. Kononova, G.N. Sharko, G.P. Kovaleva // Collection of scientific papers of the All-Russian Scientific Research Institute of Sheep and Goat breeding. - 2017. – vol. 2. – No. 10. – pp. 113-117. (In Russ.)

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