МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Биолого – технологический институт
Кафедра свиноводства
Курсовой проект
На тему: Генетические маркеры и их использование в селекции.
Выполнила:
Студентка 241 гр.
Габдульбарова О.Н.
Проверил:
Барсукова М.А.
Новосибирск 2010
Содержание:
Введение …………………………………………………………………..3
Обзор литературы
1. ДНК-технологии в свиноводстве……………………………………….4
2. Использование групп крови в качестве генетических маркеров продуктивности свиней……………………………………………………6
3.Расчет ритмичного производственного потока в свиноводческом потомстве.
Заключение………………………………………………………………..20
Список литературы……………………………………………………….21
Введение
Одним из подходов к прогнозированию продуктивных качеств в раннем возрасте является определение маркирующего действия полиморфных белков и групп крови на различные хозяйственно-полезные признаки. Интерес к использованию иммуногенетических тестов в селекции объясняется доступностью для изучения, относительно простым определением, четким характером их наследования и неизменяемостью в течение постэмбриональной жизни.
Уже первые исследования по установлению связи групп свиней с откормочными и мясными качествами, выполненными в 1964 г., выявили наличие статистически достоверных корреляций, указывающих на существование зависимости между эритроцитарными антигенами и продуктивностью животных.
Эти результаты послужили толчком к широко развернувшимся исследованиями по изучению связей групп крови с репродуктивными, откормочными и мясными качествами у разных пород свиней. Существуют публикации о связи групп крови и полиморфных форм белков с продуктивными признаками животных, устойчивостью к стрессам, резистентностью к заболеваниям, о корреляции этих признаков к гетерозиготным состоянием некоторых систем групп крови с отдельными антигенами факторами. Анализ накопленного материала показал, что взаимосвязь между изучаемыми признаками обнаруживается чаще всего у животных определенных пород, племенных стад, генеалогических групп, т.е является сугубо специфической, не обусловленной плейотропным эффектом.
Одним из объяснений данного факта может быть то, что длительное и интенсивное использование хряков и маток , с высокой наследственной предрасположенностью к какому-то определенному виду продуктивности и имеющих тот или иной антиген или генотип по группам крови, которые были у родителей. То есть, данная связь возникла и закрепилась в конкретной популяции при определенных методах отбора и подбора. Ее нельзя считать характерной для всей породы и всех племенных хозяйств, но в тех стадах, где она выявлена, селекция может проводиться под учетом приоритета этого антигена или генотипа – маркера конкретного признака продуктивности.
Обзор литературы
1.ДНК-технологии в свиноводстве
Эффективность селекционно-племенной работы в животноводстве во многом зависит от точности оценки племенной ценности. Интеграция молекулярной генетики в прикладные науки, начиная с 80-ых годов XX века, сделала возможным оценку генетического потенциала продуктивности животных не только на основании данных фенотипа, но и непосредственно на уровне ДНК [Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А., 2008]. И сегодня наряду с математическими методами оценки племенной ценности (селекционные BLUP-индексы), все более широкое применение во всем мире находят ДНК-технологии [Калашникова Л.А. и др., 2000, Захаров И.А., 2006].
Одной из приоритетных задач работы Центра биотехнологии и молекулярной диагностики животных ГНУ ВНИИЖ является исследование молекулярно-генетических основ реализации генотипа племенных животных и разработка ДНК-технологий, направленных на расширение и повышение эффективности использования их генетического потенциала.
В результате проведенных в 2006-2009 гг. исследований предложен проект комплексной системы оценки свиней по ДНК-маркерам. Система включает следующие компоненты:
(I) Маркеры контроля происхождения и породной принадлежности;
(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.