Здорове тваринництво: виявлення носіїв генетичних аномалій і вилучення їх із селекційного процесу

Здорове тваринництво: виявлення носіїв генетичних аномалій і вилучення їх із селекційного процесу

/ Сучасне тваринництво / Вівторок, 09 листопада 2021 10:35

Інтенсифікація галузі тваринництва, відповідно до вимог ринкової економіки, відбувається, головним чином, шляхом використання світового генофонду спеціалізованих порід високого рівня продуктивності за застосування таких інтенсивних біотехнологій, як штучне осіменіння, трансплантація ембріонів. Нарощування генетичного потенціалу в тваринництві пов’язано з виділенням й активним залученням до процесу відтворення стад обмеженої кількості найкращих плідників — лідерів породи

Цитогенетичний контроль

Цитогенетичний контроль дає можливість виявляти й диференціювати у тварин наявність кількісних і структурних змін у хромосомному апараті. Виявлення таких змін найбільше значення має для діагностики причин порушень репродуктивної функції й оцінки впливів факторів середовища на живі організми.

Основними причинами переривань вагітності й мертвонароджень є генетичні аномалії (зміни генетичного гомеостазу), які на хромосомному рівні можуть мати прояв як кількісних (збільшення або зменшення кількості хромосом), так і структурних (порушення цілісності та перебудови хроматид і хромосом) змін. Кількісні зміни (анеуплоідії) призводять до порушень генного балансу наслідком чого є такі синдроми, як синдром Дауна (трисомія по 21 хромосомі), синдром Кляйнтфельтера (наявність двох або більше X-хромосоми у геномі самців), синдром Шерешевського-Тернера (у самки частково або повністю відсутня Х-хромосома) та ін. Структурні порушення хромосом (розриви, фрагменти, ісерції, делеції, інверсії, транслокації та ін.) здебільшого призводять до неможливості функціонування та нормального поділу клітини, наслідком чого, зазвичай, є загибель клітини (апоптоз).

Цитогенетичні методи широко використовують для оцінювання рівня антропогенного і в т.ч. радіаційного забруднення, ступеня його впливу на організм, а також ретроспективної оцінки радіаційного ураження і, навіть, визначення дози опромінення.

 

Експертиза походження за ДНК

Підвищення ефективності контролю походження племінних тварин — необхідна умова розвитку племінної справи. У світлі сучасних тенденцій щодо впровадження біотехнологічних методів у практику відтворення, збільшенням експорту, імпорту та високою вартістю племінних тварин необхідність надійної системи ідентифікації та контролю походження набуває особливої актуальності.

Відповідно до рекомендацій Міжнародного товариства вивчення генетики тварин (ISAG) і вимог міжнародного комітету з племінних книг (ISBC) в конярстві для контролю вірогідності походження та паспортизації тварин необхідно застосовувати типування за мікросателітними локусами ДНК, що обумовлено високою ефективністю даного методу. Мікросателітні локуси ДНК мають простий і стабільний механізм успадковування, який простежується від однієї генерації до іншої, тому їх можна застосовувати для встановлення походження за різними напрямами родинних відносин. Згідно з рекомендаціями ISBC, визначення вірогідності походження має спиратись на усуненні збігу двох або більше маркерів, бо усунення збігу тільки за одним маркером може бути спричинене невизначеністю методу або мутаційним процесом.

Вірогідність цього методу становить до 99,999% на відміну від імуногенетичного контролю, вірогідність якого не перевищує 95%.

 

Генетичні аномалії

У стадах з обмеженою кількістю плідників починають знижуватися репродуктивні ознаки корів. Це стається через спонтанні аборти невиявленої етіології, випадки мертвонародженості, появи телят із вираженими вадами чи зниженим рівнем життєздатності у перший місяць після народження тощо. Все це призводить до суттєвих економічних втрат і недоотримання запланованого рівня продукції.

Наразі відома велика кількість (від кількох десятків до сотень для кожного з видів свійських тварин, так, наприклад у ВРХ налічують понад 400) генетично зумовлених захворювань, що спричиняють зниження плодючості, відтворної здатності, резистентності до інфекційних захворювань, а отже — загальне падіння рентабельності виробництва. Складність виявлення такого «генетичного вантажу» полягає у тому, що тварина, яка отримала від своїх батьків лише один дефектний ген (від матері чи батька) і є «носієм» цього дефекту, зазвичай, абсолютно здорова і навіть проявляє високі ознаки продуктивності. Проте отримання у спадок двох мутантних генів (один від батька і один від матері) призводить до прояву негативних симптомів саме у нащадків. Більшість носіїв цих спадкових відхилень можуть бути виявлені лише за допомогою молекулярних технологій дослідження структури «пошкодженої» ДНК, оскільки переважна чисельність генетичних дефектів призводить до ранньої загибелі ембріонів (кілька діб з моменту запліднення) і залишається поза увагою ветеринарних спеціалістів.

18 457 51

 

Селекція за генетичними маркерами (MAS)

Відкриття ДНК-маркерів дало поштовх розвитку концепції маркер-залежної селекції у вивченні функціональних характеристик і організації геному сільськогосподарських тварин. Це дозволило підбирати тварин за характеристиками генотипу (генетичними маркерами), що є серйозним кроком уперед порівняно із класичним селекційним підходом, за якого через низку причин генетичний потенціал тварини найчастіше не вдавалося розкрити повністю.

Досягненням молекулярної генетики, здатним збільшити ефективність добору тварин із високим продуктивним потенціалом, є селекція за допомогою молекулярних маркерів (marker assistant selection — MAS). У її основі лежить аналіз тварин за генетичними маркерами, асоційованими з продуктивними показниками, які називають QTL (від англійської — quantative trait loci — локуси кількісних ознак).

 

Генетичні маркери продуктивності тварин (QTL)

Досягнення сучасної молекулярної генетики дають можливість визначати гени, що контролюють господарсько-корисні ознаки. Серед розмаїття таких генів можна виділити групу мажорних генів, що роблять найбільший внесок у формування та функціонування господарсько-корисних ознак.

Одним з основних напрямів селекційної роботи у тваринництві є поліпшення продуктивних якостей тварин і підвищення виходу. Для вирішення цього завдання поряд із традиційною селекцією, все більше застосування знаходять методи маркерної селекції, які передбачають використання в селекційних програмах ДНК — маркерів, безпосередньо чи опосередковано пов’язаних із певним типом продуктивності.

Наприклад у великої рогатої худоби відома значна кількість QTL для яких відома локалізація і функція. Їх можна умовно поділити на групи генів, що впливають на молочну продуктивність, на якісний та кількісний вміст білків у молоці, жирність, загальний метаболізм тощо.

 

Висновки

Можливості використання генетичного аналізу не обмежуються застосуванням лише для експертизи вірогідності походження тварин. Також можливо проводити популяційний аналіз генофонду порід, контролювати рівень гомозиготності у інбредних тварин, маркувати генотипи видатних плідників і маток, що дозволить контролювати процес передачі генів родоначальника нащадкам у ряді поколінь, визначати фактичний індекс генетичної подібності та прогнозувати ефективність добору. Генетичні маркери також можуть бути використані для ранньої діагностики генетичних хвороб, що дозволить вилучити тварин носіїв з селекційного процесу.

Особливу роль у генетичному маркуванні відіграють ДНК-маркери. Маркування генів у сільськогосподарських тварин має особливо велике значення при оцінюванні ознак, фенотипові прояви яких з’являються порівняно пізно або зазнають значного впливу чинників навколишнього середовища. До таких ознак належать резистентність до хвороб або схильність до їх виникнення, а також показники плодючості і молочно-м’ясної продуктивності.

Передові молекулярно-генетичні технології є однією з основ сучасної селекційної роботи, спрямованої на покращення племінних характеристик. Водночас відповідне сучасне обладнання і реактиви та висока кваліфікація персоналу, спроможного забезпечити повний спектр робіт з генетичної експертизи походження, уможливлює не лише задоволення попиту на послуги підтвердження вірогідності походження у галузі тваринництва та птахівництва в Україні, але й гідну конкуренцію на міжнародному ринку.

Відділ генетики і біотехнології ІРГТ імені М. В. Зубця НААН, має статус підприємства (лабораторії) генетичного контролю. проводить всі види генетичних досліджень. На його базі також продовжується робота щодо досліджень генетичного поліморфізму монолокусних і мультилокусних ділянок ДНК різних видів свійських тварин одержано результати генетичних взаємовідносин 9 видів ссавців за ISSR-PCR маркерами, проведено індивідуальну паспортизацію за мікросателітними локусами плідників 24 порід великої рогатої худоби Національного надбання — Банку генетичних ресурсів тварин ІРГТ імені М.В. Зубця НААН, одержано результати щодо специфічних особливостей генетичної структури деяких порід великої рогатої худоби, коней, собак, свійської птиці та риби.

 

Андрій ШЕЛЬОВканд. с.-г. наук, ст. наук. співробітник
лабораторії генетики Інституту розведення 
і генетики тварин імені М. В. Зубця НААН

 

 25 квітня 2024
Аграрії можуть отримати 25% компенсації вартості придбаної сільгосптехніки 44 українських виробників.
Аграрії можуть отримати 25% компенсації вартості придбаної сільгосптехніки 44 українських виробників.
25 квітня 2024
 25 квітня 2024
23 квітня 2024 року Верховна Рада України прийняла в другому читанні та в цілому законопроєкт «Про внесення змін до деяких законів України щодо поширення сортів бавовнику в Україні» (реєстр. №10427-1).
23 квітня 2024 року Верховна Рада України прийняла в другому читанні та в цілому законопроєкт «Про внесення змін до деяких законів України щодо поширення сортів бавовнику в Україні» (реєстр. №10427-1).
25 квітня 2024
 25 квітня 2024
Сезон спаржі 2024 року на Черкащині розпочався раніше, ніж очікувалось, адже за теплої погоди рослина росте швидко.
Сезон спаржі 2024 року на Черкащині розпочався раніше, ніж очікувалось, адже за теплої погоди рослина росте швидко.
25 квітня 2024
 25 квітня 2024
Відома Сумська сироварня «O’bereg» освоїла випуск двох видів нової продукції – згущеного молока та молочного соусу топінгу «Слобожанська ніч».
Відома Сумська сироварня «O’bereg» освоїла випуск двох видів нової продукції – згущеного молока та молочного соусу топінгу «Слобожанська ніч».
25 квітня 2024
 24 квітня 2024
Загальне споживання риби в Україні за рік складає понад 520 тис. тонн.
Загальне споживання риби в Україні за рік складає понад 520 тис. тонн.
24 квітня 2024
 24 квітня 2024
Перші, поки невеликі партії молодої білоголової капусти з'явилися на українському ринку. Цьогоріч початок сезону ранньої капусти в Україні відбувся приблизно в ті самі терміни, що й рік тому, що стало можливим завдяки досить м'якій зимі та досить гарній весняній погоді.
Перші, поки невеликі партії молодої білоголової капусти з'явилися на українському ринку. Цьогоріч початок сезону ранньої капусти в Україні відбувся приблизно в ті самі терміни, що й рік тому, що стало можливим завдяки досить м'якій зимі та досить гарній весняній погоді.
24 квітня 2024

Please publish modules in offcanvas position.