Голштинская и черно-пестрая порода

Моногенные наследственные заболевания

BLAD (Дефицит лейкоцитарной адгезии)

Ген - ITGB2
Опасность – снижение устойчивости к бактериальным инфекциям, смерть телят в первый год жизни
Породы - голштинская, черно-пестрая

Дефицит лейкоцитарной адгезии (Bovine Leucocyte Adhesion Deficiency) или BLAD-синдром крупного рогатого скота - наследственная аутосомная болезнь рецессивного типа, аналог LAD-синдрома человека.

Мутация в гене ITGB2, ассоциированном с этим заболеванием, обуславливает резкое снижение устойчивости телят к бактериальным инфекциям и приводит к смерти в первый год жизни. Носители данной мутации распространены в популяциях голштинской и черно-пестрой породы всего мира.

Источники информации:

Shuster, D.E., Kehrli, M.E., Ackermann, M.R., Gilbert, R.O. Identification and Prevalence of a Genetic Defect That Causes Leukocyte Adhesion Deficiency in Holstein Cattle // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America – 1992 – Т. 89 – С. 9225-9229;
Healy, P.J. Bovine Leucocyte Adhesion Deficiency (BLAD) - Another Genetic Defect of Holstein/Friesians // Australian Veterinary Journal – 1992 – Т. 69 – С. 190.

DUMPS (Дефицит уридинмонофосфатсинтазы)

Ген - DUMPS
Опасность – смертность эмбриона примерно на 40 день после оплодотворения

Синдром недостаточности энзим-системы уридинмонофосфат – это наследственное летальное аутосомно-рецессивное заболевание в голштинской популяции, приводящее к ранней эмбриональной смертности на стадии имплантации эмбриона в матку.

Это связано с нарушением синтеза уридин-монофосфата в организме, который является одним из ключевых элементов при de novo синтезе пиримидиновых нуклеотидных оснований.

Источники информации:

Schwenger, B., Schober, S., Simon, D. DUMPS Cattle Carry a Point Mutation in the Uridine Monophosphate Synthase Gene // Genomics – 1993 – Т. 16 – С. 241-244;
Robinson, J.L., Popp, R.G., Shanks, R.D., Oosterhof, A., Veerkamp, J.H. Testing for Deficiency of Uridine Monophosphate Synthase Among Holstein-Friesian Cattle of North America and Europe // Livestock Production Science – 1993 – Т. 36 – С. 287-298.

CVM (Комплексный порок позвоночника)

Ген - SLC35A3
Клинические признаки – многочисленные деформации скелета
Опасность – мертворождение, смертность в первые годы жизни
Породы – голштинская, черно-пестрая

Комплексный порок позвоночника или СVM – сложный тератологический синдром телят голштинской породы, заключающийся, прежде всего, в выкидышах, преждевременных родах, мертворождении или смерти телят в первые дни жизни, а значит, увеличивающий смертность молодняка и снижающий воспроизводительные способности скота. Самым ярким проявлением этой аномалии (о чем говорит уже само ее название) являются многочисленные уродства скелета. Носители данной мутации распространены в популяциях голштинской и черно-пестрой пород всего мира.

Источники информации:

Thomsen, B., Horn, P., Panitz, F., Bendixen, E., Petersen, AH., Holm, LE., Nielsen, VH., Agerholm, JS., Arnbjerg, J., Bendixen, C. A missense mutation in the bovine SLC35A3 gene, encoding a UDP-N-acetylglucosamine transporter, causes complex vertebral malformation. // Genome Res – 2006 – Т. 16 – С. 97-105;
Malher, X., Beaudeau, F., Philipot, JM. Effects of sire and dam genotype for complex vertebral malformation (CVM) on risk of return-to-service in Holstein dairy cows and heifers. // Theriogenology – 2006 – Т. 65 – С. 1215-1225.

BC (Цитруллинемия)

Ген - ASS1
Клинические признаки - в течение 6 суток после рождения - депрессия ЦНС, атаксия, слепота, конвульсии, повышение температуры
Опасность – смертность в первый год жизни
Порода – голштинская

Заболевание было впервые описано в австралийской популяции голштинской породы. При рождении телята, гомозиготные по летальному аллелю, ассоциированному с цитруллинемией, выглядят нормальными, но в течение 6 суток у них проявляются симптомы болезни, а после проявления тетании (при высокой температуре, гиперпное) и комы наступает смерть. Неконтролируемое распространение этого заболевания приводит к значительным экономическим убыткам.

Источники информации:

Dennis, J.A., Healy, P.J., Beaudet, A.L., Obrien, W.E. Molecular Definition of Bovine Argininosuccinate Synthetase Deficiency // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America – 1989 – Т. 86 – С. 7947-7951;
Patel, RK., Singh, KM., Soni, KJ., Chauhan, JB., Sambasiva Rao, KR. Lack of carriers of citrullinaemia and DUMPS in Indian Holstein cattle. // J Appl Genet – 2006 – Т. 47 – С. 239-42.

BY (Брахиспина)

Ген - FANCI
Опасность - смертность на стадии эмбриона
Породы - черно-пестрая и голштинская
Родоначальник - US1682485 Sweet Haven Tradition

Ключевой участок генома, отвечающий за проявления этого заболевания, был выявлен только в 2011 году, а системный анализ на носительство летального аллеля, приводящего к этому заболеванию, проводится с 2012-го.

Из-за этого сохраняется высокий процент носителей этого заболевания среди популяций голштинской породы по всему миру, достигая в некоторых странах 14-15%. Согласно нашим исследованиям, распространенность этого заболевания в Российской популяции достигает 10%.

Источники информации:

VanRaden, P.M., Olson, K.M., Null, D.J., Hutchison, J.L. Harmful recessive effects on fertility detected by absence of homozygous haplotypes. // J Dairy Sci – 2011 – Т. 94 – С. 6153-61.
Charlier, C., Agerholm, J.S., Coppieters, W., Karlskov-Mortensen, P., Li, W., de Jong, G., Fasquelle, C., Karim, L., Cirera, S., Cambisano, N., Ahariz, N., Mullaart, E., Georges, M., Fredholm, M. A Deletion in the Bovine FANCI Gene Compromises Fertility by Causing Fetal Death and Brachyspina. // PLoS One – 2012 – Т. 7(8) – С. e43085.

FXID (Дефицит фактора XI крови)

Ген - F11
Клинические признаки - спонтанные кровотечения и нарушения свертываемости крови, наличие крови в молоке во время лактации
Опасность – предрасположенность к пневмонии, маститу и метриту, снижение показателей репродуктивности и некондиционное качество молока
Породы – большинство мясных и молочных пород

FXID (Дефицит фактора XI крови) – хронические заболевания кровеносной системы. Фактор XI крови – это один из более чем 15 протеинов, участвующих в свертывании крови. Его дефицит приводит к пневмонии, маститу, метриту, ухудшению качества молока и снижению репродуктивности, а значит — к значительным экономическим потерям в молочной индустрии.

Источники информации:

Haton, B.M., Robinson, J.L., Beever, J.E. Identification of the mutation responsible for factor XI deficiency in Holstein cattle // Plant and Animal Genome (PAG) VIII – 2000 – Abstract P375;
Marron, BM., Robinson, JL., Gentry, PA., Beever, JE. Identification of a mutation associated with factor XI deficiency in Holstein cattle. // Anim Genet – 2004 – Т. 35 – С. 454-456.

MF (Синдактилия, Мулье копыто, Mulefoot)

Ген - LRP4 Опасность – срастание копыт различной степени Породы – голштинская, герефордская, абердин-ангусская и другие

Синдактилия представляет собой генетический аутосомно-рецессивный дефект КРС. У пораженных животных наблюдается срастание копыт различной степени, прежде всего, на передних конечностях, из-за чего изменяется походка. Причиной дефекта является мутация (замена) в гене LRP4, кодирующем белок 4, связанный с липопротеинами низкой плотности. Мутация впервые была описана в 2006 году. Синдактилия распространена среди животных различных пород: голштинской, герефордской, абердин-ангусской и других. Однако наибольшая встречаемость отмечена среди голштинского КРС. Активный искусственный отбор в пользу гетерозигот связывают с большей молочной продуктивностью животных, являющихся носителями синдактилии. Источники информации:

Duchesne, A., Gautier, M., Chadi, S., Grohs, C., Floriot, S., Gallard, Y., Caste, G., Ducos, A., Eggen, A. Identification of a doublet missense substitution in the bovine LRP4 gene as a candidate causal mutation for syndactyly in Holstein cattle. // Genomics – 2006 – Т. 88 – С. 610-621;
Johnson, EB., Steffen, DJ., Lynch, KW., Herz, J. Defective splicing of Megf7/Lrp4, a regulator of distal limb development, in autosomal recessive mulefoot disease. // Genomics – 2006 – Т. 88 – С. 600-609.

HH1 (Голштинский гаплотип 1)

Ген - APAF1
Опасность – влияние на фертильность
Порода – голштинская
Родоначальник – Pawnee Farm Arlinda Chief HOUSA000001427381 (1962 г.р.)

Гаплотип – это участок или сегмент ДНК, который передается как одно целое от родителей к потомкам.

Голштинский гаплотип НН1 расположен на 5 хромосоме. В 2012 году внутри гаплотипа идентифицирован рецессивный летальный аллель гена APAF1. Гомозиготность по этому аллелю приводит к спонтанным абортам. С 2013 года все поголовье быков США анализируется по этому гену.

Частота встречаемости – 1,92%. Тест-системы для анализа этого гаплотипа компания «Мой Ген» разработала первой в Российской Федерации.

Источники информации:

Adams, H.A., Sonstegard, T., VanRaden, P.M., Null, D.J., Van Tassell, C., Lewin, H. Identification of a Nonsense Mutation in APAF1 that is Causal for a Decrease in Reproductive Efficiency in Dairy Cattle // Plant & Animal Genome (PAG) XX – 2012 – Abstract P0555;
Adams, H.A., Sonstegard, T.S., VanRaden, P.M., Null, D.J., Van Tassell, C.P., Larkin, D.M., Lewin, H.A. Identification of a nonsense mutation in APAF1 that is likely causal for a decrease in reproductive efficiency in Holstein dairy cattle. // J Dairy Sci – 2016 – Т. 99 – С. 6693-6701.

HH2 (Голштинский гаплотип 2)

Опасность – влияние на фертильность
Порода – голштинская
Родоначальник – Willowholme Mark Anthony HOCAN000000334489 (1975 г.р.)

Гаплотип – это участок или сегмент ДНК, который передается как одно целое от родителей к потомкам.

Основная задача племенного скотоводства заключается в том, чтобы товарный скот давал больше молока с минимальными затратами, для этого при разведении нужно использовать лучших племенных быков. В комплексе с исследованиями биологического материала быков на моногенные рецессивные заболевания, анализ поголовья на наличие новых гаплотипов дает племенным хозяйствам уверенность, что выбранный скот не несет заболеваний, которые в том числе влияют на репродуктивную способность коров.

На сегодняшний день HH2 - единственный голштинский гаплотип, ассоциированный с потерей фертильности, казуальная мутация для которого неизвестна. Носительство летального голштинского гаплотипа 2 (HH2) Вы можете анализировать в нашей лаборатории с помощью полногеномного анализа с использованием микроматриц компании Illumina, США.

Источники информации:

McClure, M.C., D. Bickhart, D. Null, P. VanRaden, L. Xu, G. Wiggans, G. Liu, S. Schroeder, J. Glasscock, J. Armstrong, J.B. Cole, C.P. Van Tassell, T.S. Sonstegard. Bovine exome sequence analysis and targeted SNP genotyping of recessive fertility defects BH1, HH2, and HH3 reveal causative mutation in SMC2 for HH3. // PLoS ONE – 2014 – Т. 9 – С. e92769;
VanRaden, P.M., K.M. Olson, D.J. Null, J.L. Hutchison. Harmful recessive effects on fertility detected by absence of homozygous haplotypes. // J. Dairy Sci. – 2011 – Т. 94 – С. 6153–6161.

HH3 (Голштинский гаплотип 3)

Ген - SMC2
Опасность – влияние на фертильность
Породы – голштинская
Родоначальник – Gray View Skyliner HOUSA000001244845 (1954 г.р.)

Голштинский гаплотип НН3 расположен на 8 хромосоме. В 2014 году внутри гаплотипа идентифицирован рецессивный летальный аллель гена SMC2. Гомозиготность по этому аллелю приводит к летальности эмбрионов на ранних стадиях развития. С 2014 года все поголовье быков США анализируется по этому гену. Частота встречаемости – 2,95%. Тест-системы для анализа этого гаплотипа компания «Мой Ген» разработала первой в Российской Федерации.

Источники информации:

McClure, M.C., Bickhart, D., Null, D., Vanraden, P., Xu, L., Wiggans, G., Liu, G., Schroeder, S., Glasscock, J., Armstrong, J., Cole, J.B., Van Tassell, C.P., Sonstegard, T.S. Bovine exome sequence analysis and targeted SNP genotyping of recessive fertility defects BH1, HH2, and HH3 reveal a putative causative mutation in SMC2 for HH3. // PLoS One – 2014 – Т. 9 – С. e92769;
Cole, J.B., Null, D.J., VanRaden, P.M. Phenotypic and genetic effects of recessive haplotypes on yield, longevity, and fertility. // J Dairy Sci – 2016 – Т. 99 – С. 7274-7288.

HH4 (Голштинский гаплотип 4)

Ген - GART
Опасность – влияние на фертильность
Породы – голштинская
Родоначальник – Besne Buck HOFRA004486041658 (1986 г.р.)

Голштинский гаплотип НН4 расположен на 1 хромосоме. В 2014 году внутри гаплотипа идентифицирован рецессивный летальный аллель гена GART. Гомозиготность по этому аллелю приводит к летальности эмбрионов на ранних стадиях развития. С 2013 года в США и Франции анализируется все поголовье быков. Частота встречаемости – 0,37% в США, 7,2% во Франции.

Источники информации:

Cole, J.B., Null, D.J., VanRaden, P.M. Phenotypic and genetic effects of recessive haplotypes on yield, longevity, and fertility. // J Dairy Sci – 2016 – Т. 99 – С. 7274-7288.
Fritz, S., Capitan, A., Djari, A., Rodriguez, S.C., Barbat, A., Baur, A., Grohs, C., Weiss, B., Boussaha, M., Esquerré, D., Klopp, C., Rocha, D., Boichard, D. Detection of haplotypes associated with prenatal death in dairy cattle and identification of deleterious mutations in GART, SHBG and SLC37A2. // PLoS One – 2013 – Т. 8 – С. e65550.

HH5 (Голштинский гаплотип 5)

Ген - TFB1M
Опасность – влияние на фертильность
Порода – голштинская
Родоначальник – Thornlea Texal Supreme HOCANM264804 (1957 г.р.)

Молекулярно-генетические причины летального гаплотипа НН5 удалось установить в 2016 году. Согласно опубликованным данным, родоначальником казуальной мутации является бык HOCANM264804 Thornlea Texal Supreme. Частота встречаемости этого гаплотипа в разных странах составляет от 3 до 6,5 %.

Источники информации:

Cole, J.B., Null, D.J., VanRaden, P.M. Phenotypic and genetic effects of recessive haplotypes on yield, longevity, and fertility. // J Dairy Sci – 2016 – Т. 99 – С. 7274-7288;
Schütz, E., Wehrhahn, C., Wanjek, M., Bortfeld, R., Wemheuer, W.E., Beck, J., Brenig, B. The Holstein Friesian Lethal Haplotype 5 (HH5) Results from a Complete Deletion of TFB1M and Cholesterol Deficiency (CDH) from an ERV-(LTR) Insertion into the Coding Region of APOB. // PLoS One – 2016 – Т.11 – С. e0154602.

HCD (Голштинский гаплотип HCD)

Ген - APOB
Опасность – дефицит холестерина, смерть в первый год жизни
Порода – голштинская
Родоначальник – Maughlin Storm HOCAN000005457798 (1991 г.р.)

В начале 2015 года специалисты впервые картировали и описали новый дефект у голштинской породы - новый голштинский гаплотип, ассоциированный с дефицитом холестерина, который получил название HCD. Родоначальник гаплотипа - HOCAN000005457798 MAUGHLIN STORM.

Частота встречаемости этого заболевания может достигать 12-13% в поголовье молочного племенного скота.

Источники информации:

Gross, J.J., Schwinn, A.C., Schmitz-Hsu, F., Menzi, F., Drögemüller, C., Albrecht, C., Bruckmaier, R.M. Rapid Communication: Cholesterol deficiency-associated APOB mutation impacts lipid metabolism in Holstein calves and breeding bulls. // J Anim Sci – 2016 – Т. 94 – С. 1761-1766;
Menzi, F., Besuchet-Schmutz, N., Fragnière, M., Hofstetter, S., Jagannathan, V., Mock, T., Raemy, A., Studer, E., Mehinagic, K., Regenscheit, N., Meylan, M., Schmitz-Hsu, F., Drögemüller, C. A transposable element insertion in APOB causes cholesterol deficiency in Holstein cattle. // Anim Genet – 2016 – Т. 47 – С. 253-257.

PMT (Врожденная псевдомиотония)

Ген - ATP2A1
Опасность – нарушение работы мышц, изменения походки

Врожденная псевдомиотония – генетическое заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования. Казуальная мутация была выявлена в 2008 году в гене ATP2A1. Мутация связана с нарушением работы мышц. Изменения походки и другие нарушения движения приводят к экономическим потерям.

Источники информации:

Drögemüller, C., Drögemüller, M., Leeb, T., Mascarello, F., Testoni, S., Rossi, M., Gentile, A., Damiani, E., Sacchetto, R. Identification of a missense mutation in the bovine ATP2A1 gene in congenital pseudomyotonia of Chianina cattle: an animal model of human Brody disease. // Genomics – 2008 – Т. 92 – С. 474-477;
Grünberg, W., Sacchetto, R., Wijnberg, I., Neijenhuis, K., Mascarello, F., Damiani, E., Drögemüller, C. Pseudomyotonia, a muscle function disorder associated with an inherited ATP2A1 (SERCA1) defect in a Dutch Improved Red and White cross-breed calf. // Neuromuscul Disord – 2010 – Т. 20 – С. 467-470.

ICM (Идиопатический врожденный мегаэзофагус, Наследственный или врождённый миоклонус, Нейроаксиальный отёк)

Ген - GLRA1
Опасность – гиперестезия и миоклонические судороги скелетных мышц на различные раздражители
Породы – голштинская, герефорд

Врожденный миоклонус – это наследственное аутосомно-рецессивное заболевание, которое ранее было известно, как нейроаксиальный отек. У животных с ICM наблюдается аномальная реакция на различные тактильные, зрительные и слуховые раздражители в виде гиперестезии и миоклонических судорог скелетных мышц. Врожденный миоклонус вызван несинонимичной мутацией во 2 экзоне гена GLRA1, который кодирует a1-субъединицу глицинового рецептора. Мутация приводит к нарушению стрихнин-связывающего сайта глицинового рецептора, что приводит к потере иммунореактивности клеток.

Впервые это заболевание было описано в 2001 году учеными из Австралии на поголовье животных породы герефорд. В рамках дальнейших исследований носители этого заболевания были обнаружены в поголовье КРС голштинской породы.

Источники информации:

Healy, P.J., Dennis, J.A., Windsor, P.A., Pierce, K.D., Schofield, P.R. Genotyping cattle for inherited congenital myoclonus and maple syrup urine disease // Australian Veterinary Journal – 2002 – Т. 80 – С. 695-697;
Pierce, K.D., Handford, C.A., Morris, R., Vafa, B., Dennis, J.A., Healy, P.J., Schofield, P.R. A nonsense mutation in the alpha1 subunit of the inhibitory glycine receptor associated with bovine myoclonus. // Mol Cell Neurosci – 2001 – Т. 17 – С. 354-363.

NCL (Нейрональный цероидный липофусциноз)

Ген - CLN5
Опасность – слепота, нарушения в работе мышц, преждевременная смерть

Нейрональный цероидный липофусциноз - нейродегенеративное заболевание. У КРС данный дефект вызван дупликацией в гене CLN5, которая приводит к синтезу укороченного белка. Мутация была описана в 2006 году. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу и приводит к слепоте, нарушению в работе мышц, судорогам и преждевременной смерти. Клиническая картина объясняется накоплением липофусцина в лизосомах нервных клеток.

Источники информации:

Houweling, PJ., Cavanagh, JA., Palmer, DN., Frugier, T., Mitchell, NL., Windsor, PA., Raadsma, HW., Tammen, I. Neuronal ceroid lipofuscinosis in Devon cattle is caused by a single base duplication (c.662dupG) in the bovine CLN5 gene. // Biochim Biophys Acta – 2006 – Т. 1762 – С. 890-897;
Okazaki, H., Jonas, E. , Thomson, P.C., Tammen, I. Bovine neuronal ceroid lipofuscinosis in Australian Devon cattle. // Proceedings of the Association for the Advancement of Animal Breeding and Genetics – 2013 – Т. 20 – С. 203-206.