Реферат: Генетические маркеры и их использование в селекции
(II) Маркеры продуктивности, в т.ч. 5 маркеров многоплодия, 3 маркера качества мяса, 3 маркера мясной и откормочной продуктивности, 2 маркера устойчивости к заболеваниям.
(III) Гены наследственных заболеваний.
I. Маркеры контроля происхождения и породной принадлежности.
Наиболее распространенным типом маркеров для генетического контроля происхождения свиней в России является анализ систем групп крови (ГК), представляющих собой определенные сочетания эритроцитарных антигенов [Безенко С. П., 1982, Попов Н.А., 2002, Марзанов Н.С., 1994]. Существующие на сегодня системы тестирования животных, по группам крови характеризуются большой трудоемкостью, низкой производительностью, высокими материальными и временными затратами, а так же зависимостью от субъективных факторов (так как идентификация результатов анализа осуществляется визуально), что существенно сказывается на их точности.
Развитие ДНК-технологий обусловило открытие микросателлитов (МС) [Tautz D., 1989]. Согласно директиве Европейского общества генетиков с 2004 года исследование МС является основным методом подтверждения индивидуального происхождения племенных животных в Европе.
В рамках сравнительной оценки ГК и МС в качестве критериев в генетической экспертизе происхождения показано, что вероятность совпадения генотипов свиней при тестировании по 20-и ЭА 10-и систем ГК составляет 0,0005. Это означает, что у одного животного из каждых 2000 протестированных особей возможно появление идентичного генотипа по всем протестированным ЭА, в то время как при тестировании по 12-и локусам МС вероятность совпадения генотипов составляет 10-13, то есть практически исключена. Вероятность совпадения генотипов сибсов по ГК составляет 0,02358, по МС – 0,00001. Учитывая, что число сибсов одного возраста, как правило, не превышает 15 голов, обе системы являются информативными для генетической идентификации сибсов.
С другой стороны, расчет вероятности исключения отцовства на основании анализа по ГК и МС, показал, что если известны оба родителя, точность определения несоответствия происхождения с использованием ГК составляет 76,5-87,3% (в зависимости от породы), в то время с использованием МС – 99,78-99,99%. В случае если известен один родитель, точность составляет 41,1-64,3 и 96,5-99,5%, соответственно. Точность исключения обоих родителей по ГК и МС составляет, соответственно, 91,7-96,6 и 99,9999%.
Другим аспектом прикладного использования МС является контроль породной принадлежности. Комбинирование результатов анализа МС с современными программными пакетами обработки данных молекулярно-генетического анализа (GenAlEx, версия 6.0, 2007 г., Structure, версия 3.2.1, 2009 г.) делает возможным определение породной принадлежности и подтверждение чистопородности животных. Последнее является наиболее актуальным для племенных свиней, завозимых из-за рубежа.
II. Маркеры продуктивности.
Проведенный анализ мировых информационных ресурсов позволил выявить ряд потенциальных ДНК-маркеров продуктивных признаков свиней, для определения полиморфизма которых нами были разработаны аналитические тест-системы. Предлагаемые для внедрения в сельхозпредприятиях России маркеры свиней охватывают широкий спектр экономически значимых показателей: многоплодие, сохранность поросят, качество мяса, откормочная и мясная продуктивность. Результаты влияния генотипов ДНК-маркеров по результатам собственных исследований обобщены в таблице.
В качестве задач на ближайшую перспективу нами ставится дальнейшее расширение спектра маркеров и разработка систем диагностики, позволяющих выполнять одновременный анализ полиморфизма нескольких генов, и направленных на снижение себестоимости и повышение производительности ДНК-технологий.
III. Маркеры (гены) наследственных заболеваний.
Широкое распространение искусственного осеменения приводит к многократному тиражированию генотипов лучших хряков-производителей, вместе с которым происходит распространение генетических аномалий. Анализ мировых баз данных показывает, что в настоящее время у свиней описано более 200 генетических дефектов, многие из которых с достаточно высокой частотой распространены в популяциях свиней. Так, 50% хряков-производителей породы йоркшир, используемых в системе искусственного осеменения Финляндии, в 1999 году являлись носителями скрытого наследственного дефекта, характеризующегося укорочением хвоста сперматозоидов. Определенную проблему в свиноводстве представляет наследственно обусловленный стресс-синдром у свиней мясных и беконных пород (одним из его проявлений является PSE-порок мяса), а так же синдром «кислое мясо» у гемпширов.
О перспективности исследований в области ДНК-диагностики в Российской Федерации свидетельствует факт хозяйственного внедрения разработок в области ДНК-диагностики, объем которых за последние 5 лет вырос более чем в 15 раз, а так же возросшее число предприятий, востребующих данные разработки.
По предварительным оценкам внедрение ДНК-диагностики позволит повысить точность оценки племенной ценности животных и ускорить принятие селекционных решений, что уже в ближайшие 3-5 лет сделает возможным повышение на 5-10% эффективности селекционно-племенной работы в свиноводстве.
2.Использование групп крови в качестве генетических маркеров продуктивности свиней.
Чаще других в качестве маркеров различных продуктивных качеств у свиней используют группы крови систем A, E, F,G, Kзначительно реже H, L, M, J, остальные группы крови - лишь эпизодически. Объяснение состоит, по–видимому, в том, что первые пять систем крови достоверно связаны с такими важнейшими хозяйственными признаками, как продуктивность маток, жизнеспособность приплода, скороспелость, использование корма и мясные качества свиней.
Целым рядом исследований, выполненных на разных породах свиней, подтверждается достоверный маркирующий эффект высокого многоплодия маток эритроцитными антигенами Acp, Ea, Ga, Fa, генотипами Ga/b, Eedg/edf, Eaeg/edf, Eaeglh/bdgи трансферинами типа АА. У свиноматок с указанными маркерами среднее количество поросят в помете при рождении выше на 0, 26-1,4 гол., чем у маток не имеющих антигенов и генотипов.
Отмечена достоверная связь антигенов Gb, Eb, Ee, Eg, Ko, генотипов Ga/b, Ebdf/ edf, Eaegjh/ begiи трансферина АВ с более высокой сохранностью поросят в подсосный период, а генотипов Ebdf/edfи Lbegi\ begi с высокой массой при отъеме. Признаком низкого многоплодия и молочности маток являются генотип Е edf/ edf.
В тех породах и племенных стадах, где выявлены отмеченные закономерности, целесообразно использовать их для осуществления индивидуального и группового подбора с целью повышения репродуктивных свойств маток путем создания сочетающихся отцовских и материнских форм по группам крови и полиморфным белкам.
Довольно хорошо изучена взаимосвязь полиморфных систем групп крови с откормочными и мясными качествами свиней. Большинство исследований сходятся во мнении, что представляют животные, имеющие генотипы A- /-, Ga/b, Ebdf /bdf, Ebdf/edf, Ebdg/edf, Eaeg/adf, Eedghkmnp/edghkmnp, Ebdgkmp/ bdgkmpи некоторые другие. У них, по сравнению с животными, не имеющих генотипов, преимущество по скороспелости достигает 12-15 дней, по среднесуточным приростам более 150 г. Маркерами низкой скороспелости являются генотипы Eedg/edf и Eedf/edf.
К специфическим маркерам высокой оплаты корма чаще других относят аллели A-,Gb, Ka, Ebdg.Исходным материалом для исследований по данному вопросу послужило поголовье свиней племенных заводов «Кубань» и «Краснодарское» , в которых около 40 лет применяется внутрилинейный подбор свиней в заводских линиях без привлечения животных ихз других линий, а также животные трех племенных ферм, в которых разведение свиней осуществлялось путем завоза и спаривания хряков и маток из разных хозяйств. Наследственная основа таких животных значительно шире, чем в племзаводах, и менее консолидирована, что предлагает наличие у более низкого генетического сходства по группам крови.
Для решения поставленной задачи провели иммуногенетический анализ пяти племенных стад свиней по 4 системам групп крови (A, E, G, K) на поголовье 733 гол.
Установлено, что в генетических разнородных стадах племенных ферм маркерами высокой скорости роста являются генотипы Acp/- в системе A, Ga/bв системе G и K -/- в системе К. Животные с генотипом А ср/- по величине среднесуточного прироста достоверно превосходили на 33,4 г среднесуточный показатель по всей выборке животных и на 47,5 г сверстников с генотипом А-/-.
Лучшим использованием корма отличались животные с генотипом Ga/bв системе G(3,97 корм.ед.), с генотипами К ас/- К -/-(3,88ти 3,91 корм.ед на 1кг прироста). Больше других расходовали кормов на прирост свиньи с генотипом Ga/a(4,25 корм.ед.)
Более существенные различия по откормочным качествам установлены среди животных по группам крови в системе Е: по среднесуточному приросту 128,5 г, по расходу кормов на 1 кг прироста 0,3 корм.ед.
Гомозиготные животные с генотипами Eaeg/aeg, Ebdg/bdg и Eedg/edg по скорости роста и затратам корма практически мало чем отличались и были близки к средним показателям по всей группе животных. Гомозиготные животные с генотипом Eedf/edf уступали средним показателям по среднесуточному приросту на 20,4 г, по оплате корма на 0,15 корм.ед. Однако самыми лучшими по скороспелости и использованию кормов оказались именно животные, имеющие аллель edf: гетерозиготные свиньи с генотипом Eaeg/edfпри откорме от 30 до 100 кг давали в сутки по 808,3 г прироста при затратах корма на 1 кг прироста 3,85 корм.ед. Высокой скороспелостью характеризуются гетерозиготные животные с генотипами Eaef/edf и bdg/edf , превышающие средние значения признака по группе на 26,0-54,6 г.
Самый низкий среднесуточный прирост при высоких затратах корма получен у свиней с генотипом Е aeg/edg: прирост ниже средних данных по группе на 40,65 г, оплата корма - на 0,11 корм.ед. Невыскую скорость роста показали животные с генотипом Ebdg/edg. Из полученных результатов следуют, что в данной популяции аллель aegв гетерозиготном состоянии является маркером низкой, а аллель edf– высокой интенсивности роста. У всех животных, носителей аллеля edg, среднесуточный прирост находился в пределах 600-707 г, а у животных с аллелем edfон равнялся 746-808 г.
Не установлено четкой зависимости между группами крови свиней в системе Е и по затратам корма на прирост. Имеющиеся различия носят бессистемный характер и большей частью недостоверны.