Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Работа над проектом подразделялась на два раздела: полевые и популяционно-аналитические исследования. База проведения: ПЗ «Ладожский» - филиал ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста, Краснодарский край. Сформирована экспериментальная группа коров голштинизированной черно-пестрой породы для изучения изменчивости компонентного состава молока по более чем 20 показателям на основе накопления информации по инфракрасным спектрам. Можно заключить, что экспериментальная группа и молочное стадо в целом значительных отклонений по показателям здоровья (обмен веществ) не имело. С помощью анализа главных компонент установлено, что наиболее значимыми переменными являлись процент жира, насыщенные жирные кислоты (ЖК) и сухое вещество молока (P≥0,99). С помощью визуализации на основе двух компонент изменчивости показано, что сформированы собственные кластеры для белковой и жировой фракций молока. Первая компонента выделяла в обособленную группу суточный удой и массовую долю лактозы (вместе с кетоновыми телами), обозначая тем самым независимый характер изменчивости данных переменных. Содержание жира в молоке коров наиболее всего из компонентов подвержено высокой изменчивости и зависит как от средовых условий, так и генетических факторов. На основе популяционной выборки Московской области получено, что наследуемость показателей жирных кислот молока варьировала от низких величин для полиненасыщенных ЖК – 0,018 до умеренных для мононенасыщенных ЖК – 0,176 и олеиновой ЖК – 0,196; генетическая изменчивость для казеина составляла – 0,211, нормированных значений ацетона и бутирата – 0,036 и 0,027 соответственно, мочевины – 0,158. Были детектированы 32 (p<0.001-0.00001) каузальные мутации, ассоциированные с содержанием ЖК в молоке коров, наиболее значимые из которых были на хромосомах 1, 5, 6, 10, 11, 14, 19, 22 и 26. Гены CHST11, ACO2, PPARGC1A, NRXN1, LPIN1, ASIC2, PCDH15, PRKG1 были напрямую сопряжены с синтезом ряда ЖК (С14, С16, С18, индексом насыщенных и ненасыщенных ЖК, конъюгированной линолевой кислотой и др.). Установлено, что все изученные признаки молочной продуктивности коров экспериментальной группы имели полигенный характер наследования с рядом множественного действия генов для отдельных фенотипических параметров, характеризующихся разной селекционной ценностью. Проведен тестовый анализ полногеномных ассоциаций с прямыми фенотипическими показателями состава молока коров, который показал для процента жира и ряда жирных кислот QTL на хромосоме 14, в который входит один из главных генов-кандидатов DGAT1. В 455 проанализированных образцах молока было выделено 667 штаммов бактерий, из них 290 штаммов (43,5%) Staphylococcus spp. были отнесены к CNS; 86 (12,9%) штаммов – к S. aureus; 92 (13,8%) штаммов – к Streptococcus spp.; 128 (19,2%) штаммов – к Enterobacteriaceae; 13 (1,9%) штаммов – к E. coli; 58 штаммов – к Ps. aeruginosa Чаще всего из молока коров выделялись коагулазо-негативные стафилококки (CNS) (32,6%) и ассоциация CNS + Enterobacteriaceae (15,3%). В образцах молока, содержащих менее 200 тыс./мл соматических клеток был обнаружен максимальный процент обсемененных проб (31,2%), а наименьший (3,1%) при количестве соматических клеток более 5000 тыс./мл. Анализируя биохимические показатели, характеризующие состояние обменных процессов в организме молочных коров в целом по стаду, отмечено, что практически все они находились в пределах референтных значений для крупного рогатого скота молочных пород, однако наблюдались и некоторые отклонения. Значения активности АЛТ и концентрация билирубина несколько превышали референтные показатели для молочных коров, что указывает на повышенную нагрузку на печень у животных и вероятно связано с высоким уровнем продуктивности молочных коров. Волнообразные изменения наблюдались в показателях концентрации креатинина, мочевины и билирубина. Наблюдаемые изменения связаны с гормональной перестройкой в организме молочных коров в процессе лактации и наступления стельности. По результатам исследований опубликовано 4 работы, в том числе две публикации в журнале, индексированном в Q1, одна публикация в Q3.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проведено увеличение численности экспериментальной группы коров за счет включения в исследования молодых животных (коров-первотелок), создана база данных «прямых фенотипов» для показателей продуктивности и здоровья, а также база генотипов особей. Рассчитаны популяционно-генетические параметры для количественных показателей молока (остаточные следы метаболитов (ацетон, БГБ, мочевина) ранее не учитываемые в селекционном процессе России. На основе оценок быков-производителей как псевдофенотипической информации получены результаты полногеномных ассоциаций с описание локусов количественных признаков и сопряженностью с рядом функциональных особенностей животных. Проанализировано около 6000 проб молока коров экспериментального стада путем проведения контрольных суточных доений (утро, обед и вечер). Проведено пополнение базы данных фенотипов коров по составу молока, дана оценка полноценности рационов кормления животных на основе зооанализа кормов. Проведен уточненный анализ полногеномных ассоциаций с показателями качественного и количественного состава молока коров с учетом собственной продуктивности 290 коров. Установлены ряд QTL ассоциированных с признаками молочной продуктивности, здовровья и фертильности скота, качественными показателями молока в части содержания жирных кислот. Выполнено генотипирование с использованием панели высокой и средней плотности (Bovine 150 K GGP HD BeadChip и 50K v3 Illumina) 148 коров экспериментального стада. Пополненf базf генотипов коров экспериментальной группы. Выделены условно-патогенные микроорганизмы, связанные с вероятностью проявления нарушений функции молочной железы и качеством молока. Изучены гематологические и биохимические параметры состава крови коров-первотелок экспериментальной группы для оценки их физиологического статуса в связи со стадией лактации и сезоном года. Установлена взаимосвязь между основными показателями неспецифической резистентности крови коров и наличием в молоке условно-патогенных бактерий.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Апробировано уравнение многофакторного дисперсионного анализа для определения совокупного влияния факторов на показатели времени свертывания молока. Построена модель с использованием метода ограниченного максимального правдоподобия (REML), учитывающая месяц года взятия пробы (сезон), генотип по каппа-казеину, класс молока, присвоенный по результатам изучения алкогольной пробы. Установлено, что на время свертывания оказывали влияние все 4 рассмотренных фактора: влияние животного, месяц взятия пробы, день лактации и генотип животного по каппа-казеину. Для показателей времени свертывания молока доля влияния генотипа по гену каппа-казеина, месяца взятия пробы, фактора животного и дня лактации составила 8, 28, 46 и 93%, соответственно. Наибольшее среднее время свертывания было присуще молоку от коров с генотипом по каппа-казеину AA – 51,5 минут, промежуточное положение заняли пробы группы AB – почти 37 минут, пробы группы BB характеризовались в среднем самым быстрым временем свертывания – 32 минуты. Факторы года наблюдений (2020-2023 гг.) и календарного месяца (январь – декабрь каждого года) на фенотипическую изменчивость компонентов молока оказывали достоверное влияние и необходимы для учета в регрессионной модели при GWAS анализе. Для описания физиологического состояния нарушения функции молочной железы рекомендуется использовать соотношение биомаркеров количества соматических клеток и их дифференциации, по которым возможно оценить факторы риска развития инфекционного воспаления в вымени (мастит разной этиологии). Таким образом, к первой группе здоровых особей экспериментального стада (33%) можно отнести коров, содержание КСК и ДКСК, в молоке которых составляет, соответственно, ниже 200 тыс. ед./мл и менее 70%. Животных, отнесенных к группе с хроническим маститом (КСК> 200 тыс. ед./мл, ДКСК ≤ 70 %) составляло 12%. Данные биомаркеры являются хорошими предикторами раннего прогнозирования нарушения функции молочной железы. Параллельно этому по соотношению массовой доли белка и концентрации мочевины в молоке коров возможно проводить оценку животных по полноценности потребленной энергии и протеина рациона, которая имеет умеренную связь с изменчивостью количественного состава молока и, соответственно, может отвечать за функциональное состояние животных. Идентифицировано достоверно значимых 68 генов на основе полиморфизмов для группы показателей компонентного состава молока. Были установлены значимые полиморфизмы в генах DGAT1 и TRAPPC9 на 14 хромосоме скота достоверно сопряженные с локусами количественных признаков, образующих регионы повышенного давления по жирно- и белковомолочности, синтезом жирных кислот молока, морфологическими качествами вымени коров и фертильностью. Получены тестовые результаты GWAS анализа с составом крови животных, при этом наибольшая величина достоверности выявленных полиморфизмов показана для общего белка крови (BTA4, 5, 12), альбумина (BTA 5, 11, 19 и 23), глобулина (4, 5, 9, 12, 13 и 17), креатинина (3, 4, 7, 8, 10, 14, 22 и 29), мочевины (3, 5, 6, 7, 15, 21 и 24), АСТ (2, 3, 13 и 19), глюкозы (3, 6, 9, 13, 18, 20 и 22), магния (3. 5 и 7), билирубина (8, 12, 19, 24 и 25), лейкоцитов (9 и 14), эритроцитов (10, 14, 20 и 29), гемоглобина (3, 6, 10, 11 и 29). Для определения наличия генов антибиотикорезистентности blaZ и tet(38) в рамках анализа микробиоты молока использовали штаммы стафилококков, выделенных от коров экспериментального стада в период с 2021 по 2023 гг. По литературным источникам и анализу последовательностей генов blaZ и tet(38) были синтезированы наборы праймеров для полимеразной цепной реакции (ПЦР). Результаты исследований показали, что тест-штамм S. aureus АТСС 25923, чувствительный по фенотипическим признакам к исследуемым антибиотикам, не содержал генов blaZ и tet(38). Только у 2 из 130 устойчивых штаммов обнаружен ген антибиотикорезистентности tet(38). Также не было обнаружено гена blaZ ни у одного из штаммов, показывающих устойчивость диско-диффузным методом или MIC.