Практическое использование ДНК-маркеров в селекции крупного рогатого скота
Быстрое развитие методов анализа ДНК привело к увеличению количества ДНК-маркеров. Их потенциальное число позволяет насытить карту хромосом до уровня необходимого для локализации генов, имеющих селективное значение. Дальнейшее совершенствование методов анализа ДНК, статистического анализа, компьютерной техники и программного обеспечения облегчили определение местоположения на хромосомах локусов, 22 ответственных за количественные признаки (QTL – Quantitative Trait Loci) и позволили разработать метод маркерной селекции (MAS – Marker Assisted Selection)
С усовершенствованием и автоматизацией методов секвенирования стало возможным генотипирование животных по тысячам маркеров. В нашей стране такие исследования только начинают развиваться. Так в Центре биотехнологии и молекулярной диагностики животных Всероссийского научно-исследовательского института животноводства Россельхозакадемии
разработаны аналитические тест системы для определения полиморфизма потенциальных ДНК-маркеров признаков продуктивности КРС. Спектр таких ДНК-маркеров представлен в таблице 1.
Таблица 1. Спектр потенциальных ДНК-маркеров продуктивности КРС
На сегодняшний день в мировой практике активно ведётся селекция с помощью SNP (Single Nucleotide Polymorphism) – однонуклеотидного полиморфизма или полиморфизма единичного нуклеотидного сайта. Основное достоинство SNP – возможность одновременного тестирования большого числа аллелей с помощью автоматических методов их детекции, например, с помощью ДНК-микропанелей (microarrays, ДНК-микрочип). Технология микрочипов позволяет получать маркеры, равномерно рассеянные по всему геному. Эти маркеры интенсивно изучаются в геномах человека и животных для выявления ассоциаций и сцеплений с различными QTL, которые могут быть релевантными (действительными) в любой
|
|
|
популяции.
Компания Affymetrix в январе 2011 года анонсировала выпуск нового микрочипа для генотипирования Axiom Genome-Wide BOS 1 Array, позволяющего 23 тестировать более 648000 SNP крупного рогатого скота. Микрочип максимально полно покрывает генетические признаки распространенных пород молочных и мясных коров, что позволяет значительно увеличить надежность генетического профилирования и снизить
стоимость и время анализа по сравнению с фенотипическими тестами.
Скоро будут доступны чипы с миллионом и более маркеров. Цена такого анализа снижается, и в будущем можно ожидать, что генотипирование нескольких сотен или тысяч животных с помощью этих чипов будет финансово приемлемо. В самой большой базе данных – dbNCNB – содержится более 11 млн. SNP. Именно такие ДНК-маркеры особенно удобны для построения плотных генетических карт или карт сцепления с QTL.
|
|
|
Наличие генетических карт высокой плотности для КРС, относительно дешевая технология микрочипов и развитие методологии генетической оценки животных делают возможной геномную селекцию (GS – Genomic Selection) в молочном скотоводстве. Под GS подразумевают оценку тотальной геномной племенной ценности (TGBV – Total Genomic Breeding Value) и её использование при отборе животных.
По данным В.И. Глазко и Т.Т. Глазко (2011) процедура GS включает следующие этапы:
ü геномное сканирование с использованием десятков тысяч эталонных фрагментов ДНК (ДНК-микроматриц) для выявления мононуклеотидных замен вдоль генома у разных животных;
ü выделение геномных участков с высокой плотностью SNP, генотипы которых ассоциированы с желательным проявлением совокупности хозяйственно ценных признаков;
ü создание ДНК-микропанелей для генотипирования множества SNP, ассоциированных с желательным проявлением хозяйственно ценных признаков (предполагая, что они маркируют главные гены этих количественных признаков);
ü включения результатов такого множественного генотипирования по SNP в оценки племенной ценности с использованием методов геномного сканирования (GEBV – Genomic Breeding Values).
|
|
|
С разработкой GS-технологии появилась возможность одновременно отбирать большинство полиморфных локусов, определяющих селектируемый признак. Это позволит экономить средства на проверку быков по качеству потомства, увеличить надёжность оценки до 60-70%, против 30-40% при оценке по предкам и качеству потомства, выбраковывать около 30% неперспективных быков до их постановки на проверку
По оценкам экспертов экономия средств от использования GS, по сравнению с 24 традиционной селекцией, достигает 92%, а сравнение эффективности геномной и традиционной (по качеству потомства) оценки племенных быков на примере селекции голштинского скота в Германии показало, что точность нового метода по таким показателям как удой, продукция молочного жира и белка за лактацию, скорость молокоотдачи, экстерьерные признаки возрастает в 2 раза и более. Меньше повышается точность оценки по признакам, характеризующим здоровье вымени, плодовитость и продуктивное долголетие, хотя и в этом случае она увеличивается до уровня достаточного для эффективной селекции.
В сопроводительных документах из некоторых стран на импортируемое в Россию семя уже содержится информация о геномной оценке производителя. Многие государства, принадлежащие к международной организации INTERBULL, подали свои заявки на участие в
|
|
|
программе EuroGenomics. С 2009 года в США, Канаде, Германии, Нидерландах, Бельгии, Финляндии, Дании и других европейских государствах GS принята в качестве официальной оценки племенной ценности ремонтных бычков. Ряд американо-канадских фирм в племенных
каталогах проводят официальную GS-оценку быков. Многие западные ученые выражают надежду, что с внедрением GS может свершиться долгожданная молекулярная революция в разведении сельскохозяйственных животных[8].
Заключение
Генетические карты, содержащие ДНК-маркеры, представляют собой мощные инструменты для генетических и селекционных исследований животных. Благодаря картам сцепления была облегчена характеристика количественных признаков и стало возможным идентифицировать районы генома, содержащие интересующие локусы, и оценить тип их действия на формирование фенотипа.
Для изучения организации геномов животных генетики используют самые разные объекты, имеющие как чисто теоретическое значение (легкость проведения генетических исследований и хорошая изученность), так и практическое значение (важность для сельскохозяйственного использования)[2].
Список используемой литературы
1. https://studfiles.net/preview/1711095/page:3/ (Локусы количественных признаков)
2. http://mirznanii.com/a/343894/undefined (Молекулярно-генетическое картирование локусов качественных и количественных признаков)
3. http://900igr.net/kartinki/biologija/Genetika-kak-nauka/013-Vopros-3-ETAPY-RAZVITIJA-GENETIKI-Domendelevskij-period-V-vek-do-n.e.html (Молекулярная эволюция и популяционная генетика Ю.Ф. Картавцев)
4. http://herba.msu.ru/shipunov/school/books/kartavcev2008_mol_evol_i_popul_genet.pdf (Картирование генов, методы и значения)
5. Иванов В.И. Генетика. - М: Академкнига, 2006.
6. Бочков Н.П. Генетика. -М., 2009.
7. Ридли М. Геном: автобиография вида в 23 главах. - М. Эксмо, 2008.
8. Диссертация «Оценка Костромской породы крупного рогатого скота по ДНК-маркерам хозяйственно-полезных признаков»
Количество страниц: 18
3 мая 2018г.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 840; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!