Генетические маркеры функционального долголетия крупного рогатого скота - Дипломная работа

1.3 Методы исследования SNP-маркеров. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) и полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ) 1.4 Генетические маркеры функционального долголетия крупного рогатого скота 1.4.2 Структура белка лептина и его физиологические функции у крупного рогатого скота Использование полиморфизмов гена лептина в качестве генетических маркеров функционального долголетия в селекции крупного рогатого скотаSINE (short interspersed nuclear elements) - короткие нуклеотидные мобильные элементы, содержащие ретроэлементы; LINE (long interspersed nuclear elements) - длинные нуклеотидные элементы, содержащие ретроэлементы; LTR (long terminal repeats) - длинные концевые повторы, содержащие ретропозоны;В мире насчитывается около полутора миллиарда голов крупного рогатого скота. При этом лимитирующим фактором является его функциональное долголетие, так как оно непосредственно влияет на пожизненный надой молока, количество приплода и, в конечном счете, на совершенствование пород и стада. К тому же интенсивное использование молочного скота значительно снизило срок его эксплуатации, т.е. с повышением продуктивности стада происходит уменьшение периода его использования. В связи с этим средний срок использования коров на молочных фермах составляет две - три лактации, что не позволяет провести адекватную оценку их племенных качеств, продуктивную селекционно-племенную работу, как в рамках стада, так и в популяции в целом, и не способствует накоплению желательного генофонда. Таким образом, цель данного исследования-поиск маркеров функционального долголетия крупного рогатого скота и проведение исследований на базе айрширской и голштинской пород крупного рогатого скота по оценке связи между SNP-маркерами, локализованными в выбранных генах и функциональным долголетием молочных коров.Таким образом, экономическая эффективность содержания коров с продолжительным сроком функционального долголетия обуславливается меньшими затратами на обновление состава стада. Так же у данной породы много коров рекордисток: корова Бичер Арманда Эллен (США), имевшая удой 25248 кг, и корова Бризвуд Патен (США) с удоем 21546 кг [Ижболдина, Ефремова, 2005]. Ими были взяты образцы у 567 польских коров голштинской породы, для которых были идентифицированы генотипы с девятью однонуклеотидными полиморфизмами, локализованными в пяти генах: - бутирофилин (butyrophilin) подсемейство 1, член (BTN1A1, база данных GENEBANK - GENEID: 282157), расположенный на BTA23: P35Q [Seyfert, Luthen, 1998] и K468R [Taylor, Everest, Smith, 1996]; Результатами их исследований стали данные, свидетельствующие о том, что полиморфизмом с самым высокой степенью влияния на функциональное долголетие крупного рогатого скота является LEP-R25C, расположенный внутри гена лептина. A80V: AA, AV и VV; и по полиморфизму Y7F6: YY, YF и FF; а также была установлена связь между генотипами LEP и функциональным долголетием крупного рогатого скота.Функциональное долголетие крупного рогатого скота является количественным признаком и определяется совокупностью генов и признаков. По частотам генотипов выявлено, что полиморфизм LEP-R25C, описанный как определяющий функциональное долголетие, не имеет селекционного преимущества для айрширской и голштинской пород. Телки с генотипом FF в двух - трех месячном возрасте встречаются довольно часто, что отклоняет теорию о раннем выбытии таких коров из стада. У айрширскго скота наблюдается сцепление генотипов ССУУ в 90 процентах случаев и генотипов RRFF в 100 процентах случаев. При проведении селекционных работ, рекомендуем предотвращать появление телят голштинской породы с генотипами RRAV, RRV, RCVV, CCVV и телят айрширской породы с генотипами RRFF, RCFF, CCYF, CCFF.Таблица 1 А - Расчеты критерия для распределение генотипов по LEP-R25C Генотипы LEP-R25C; Быки-производители (n=32) при а=0,01 Генотипы LEP-R25C; Телята (n=32); ОАО «ПЗ «Дружба»»Таблица 1 Б - Расчеты критерия для распределения генотипов по LEP-A80VГенотипы LEP-Y7F Коровы 5-9 лактации (n=55); ЗАО АФП «Нива» при а=0,01 Генотипы LEP-Y7F Коровы 1-3 лактации (n=51); ЗАО АФП «Нива» Генотипы LEP-Y7F Коровы 5-9 лактации (n=49);«ПЗ «им.

СОДЕРЖАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Введение

1. Аналитический обзор

1.1 Характеристика проблемы функционального долголетия крупного рогатого скота

По результатам исследования были сделаны следующие выводы: 1. Функциональное долголетие крупного рогатого скота является количественным признаком и определяется совокупностью генов и признаков. Также был определен главный ген и его SNP-полиморфизмы, влияющие на функциональное долголетие - ген белка лептина и LEP-R25C, LEP-Y7F, LEP-A80V.

2. По частотам генотипов выявлено, что полиморфизм LEP-R25C, описанный как определяющий функциональное долголетие, не имеет селекционного преимущества для айрширской и голштинской пород. Также практически отсутствует полиморфизм локуса A80V у айрширского скота и Y7F у голштинского скота. Для айрширов у LEP-Y7F наблюдается низкая встречаемость генотипа FF при высокой встречаемости аллели F в гетерозиготном генотипе. Аналогичен для голштинов полиморфизм A80V.

4. Телки с генотипом FF в двух - трех месячном возрасте встречаются довольно часто, что отклоняет теорию о раннем выбытии таких коров из стада.

5. У айрширскго скота наблюдается сцепление генотипов ССУУ в 90 процентах случаев и генотипов RRFF в 100 процентах случаев. Таким образом, имеет место сочетание генотипов «сильный» плюс «слабый» в плане функционального долголетия. У голштинов сцепление генотипов RRAA в 86 процентах случаев по комбинации «сильный» плюс «сильный».

6. При рассмотрении функционального долголетия было замечено некоторое преимущество коров с генотипом RCYY над коровами CCYF и RCYF.

7. При проведении селекционных работ, рекомендуем предотвращать появление телят голштинской породы с генотипами RRAV, RRV, RCVV, CCVV и телят айрширской породы с генотипами RRFF, RCFF, CCYF, CCFF.

БИБЛИОГРАФИЧСЕКИЙ СПИСОК

1. Алтухов Ю. П., Салменкова Е. А. Полиморфизм ДНК в популяционной генетике // Генетика. 2002. Т. 38, № 9. С.1173-1195.

2. Грачев В. С., Шуклина А. Ю. Повышение продолжительности хозяйственного использования молочного скота // Milknet.ru. 2005. Режим доступа: (дата обращения 18.02.2014).

3. Ежегодник по племенной работе в молочном скотоводстве в хозяйствах Российской Федерации / МСХ РФ, ВНИИПЛЕМ. М., 2012. Вып. 13. 112 с.

4. Зиновьева Н. А., Эрнст Л. К. Биологические проблемы животноводства в ХХІ веке. М., 2008. 229-230 с.

5. Ижболдина С. Н., Ефремова Е. Н. Интерьерные показатели голштинизированных коров черно-пестрой породы различных генотипов // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2005. № 2. С 12-13.

6. Кожухова Н. Э. Полимеразная цепная реакция и особенности ее применения для анализа полиморфизма // Использование ПЦР-анализа в генетико-селекционных исследованиях. Научно - методическое руководство. К.: Аграрна наука, 1998. С. 21-33.

7. Кузнецов А. В., Щепкин С. В. Особенности представления сведений о молочной продуктивности коров в системе СЭЛЕКС и их интерпретация // ej.kubagro.ru. Научный журнал КУБГАУ. 2013. № 90. С. 2-3. Режим доступа: (дата обращения: 18.11.2014).

8. Никишина М. В. Исследование полиморфизма генов ариламин N-ацетилтрансфераз и ассоциации полиморфных вариантов с раком легкого у европеоидов г. Новосибирска : дис. ... канд. биол. наук. Новосибирск, 2007. 205с.

9. Основы животноводства / А. И. Слабкина [и др.]. М., 1988. 287 с.

10. Опыт разведения шведской красной породы в Центральной России / Н. В. Сивкин // Зоотехнология. 2011. №2. С. 58-60.

11. Петрова А. С. Продуктивное долголетие коров айрширской породы и факторы, его определяющие: автореф. дис. … канд. биол. наук. Саранск, 2011. 20 с.

12. Повторяемость молочной продуктивности как критерий оценки состояния стада/ Н. В. Сивкин [и др.] // Современные методы селекции и генетики в животноводстве: матер. междунар. конф. СПБ., 2007. С. 113-117.

13. Самые популярные породы коров / Н.Н. Резникова [и др.] // АГРОИНФО. Режим доступа: http://agroinfo.com/samye-populyarnye-porody-korov (дата обращения 14.03.14).

14. Санисало А., Структурные изменения молочных ферм, продуктивность коров // AGRITIMES.ru. 2014. Режим доступа: .

15. Скотоводство / под ред. Л. К. Эрнста, А. П. Бегучева, Д. Л. Левантина. М., 1977. 528 с.

16. Суровцев В. Н., Никулина Ю. Н. Экономические аспекты продуктивного долголетия коров // AGRITIMES.ru. 2014. Режим доступа: (дата обращения 19.11.2014).

17. Тулинова О. А. Айрширская порода / Материалы всероссийская научная конференция по продуктивному долголетию коров. СПБ. 2014. С. 7-8.

18. Хавкин Э. Е. Молекулярные маркеры в растениеводстве // С.-х. биология. 1997. № 5. С. 3-21 .

19. A missense mutation in the bovine leptin receptor gene is associated with leptin concentrations during late pregnancy / Liefers S.C. [at al.] // Anim. Genet. 2004. No. 35. P. 138-141.

20. A new mutation in the coding region of the bovine leptin gene associated with feed intake / Lagonigro R. [at al.] // Anim. Genet. 2003. No. 34. P. 371-374.

21. Agarwal R., Rout P. K., Singh S. K. Leptin: a biomolecule for enhancing livestock productivity // Indian J. of Biotech. 2009, Vol. 8. P. 169-176.

22. All association of bovine leptin polymorphisms with energy output and energy storage traits in progeny tested Holstein-Friesian dairy cattle sires / Giblin L. [at al.] // BMC Genetics. 2010. No. 11. P. 73.

23. Association of a lysine-232/alanine polymorphism in a bovine gene encoding acyl-COA:diacylglycerol acyltransferase (DGAT1) with variation at a quantitative trait locus for milk fat content / Winter A. [at al.]. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2002. No. 99. P. 9300-9305.

24. Caetano-Anolles G., Bassam B., Gresshoff P. DNA amplification fingerprinting using very short arbitrary oligonucleotide primers // Bio-Technology. 1991. Vol. 9. No. 6. P. 553-557.

25. Engelke D., Krikos A., Bruck M. Purification of Thermus aquaticus DNA polymerase expressed in Escherichia coli // Anal. Biochem. 1990. Vol. 191, No 2. P. 396-400.

26. Evaluating markers in selected genes for association with functional longevity of dairy cattle / Scyda J. [et. al.]. NCBI. BIOMED central genetics. 2011. Режим доступа: (дата обращения: 19.01.2014).

27. Georges M., Massey J. M. Velogenetics, or the synergistic use of marker assisted selection and gem-line manipulation // Theriogenology. 1991. P. 151-159.

28. Heikkila A. M. Replacement decisions on Finnish dairy farms: toward better economic performance with novel technology and sustainable herds // MTT Science. 2013. No. 22. P. 101.

29. Hollola A. Dairy cattle breeds in Feenland // faba.fi. 2014. Режим доступа: http://www.faba.fi/en/dairy/breeds#Ayrshire (дата обращения: 13.11.2014)

30. Identification of a missense mutation in the bovine ABCG2 gene with major effect on the QTL on chromosome 6 affecting milk yield and composition in Holstein cattle / Cohen-Zinder M. [at al.] // Genome Res. 2005. No. 15. P. 936-944.

31. Jeffreys L.L. Indiviul-specific fingerprints of human DNA // Nature. 1985. P. 76-79.

32. Komisarek J. Impact of LEP and LEPR gene polymorphisms on functional traits in Polish Holstein-Friesian cattle // Anim. Sci. Papers and Reports. 2012. Vol. 28. P. 133-141.

33. Konfortov B. A., Licence V.E., Miller J.R. Re-sequencing of DNAFROMA diverse panel of cattle reveals a high level of polymorphism in both intron and exon // Mamm. Genome. 1999. No.10. P. 1142-1145

34. Leptin promoter mutation affects leptin levels and performance traits in dairy cows / Liefers SC [at al.] // Anim. Genet. 2005. No. 36. P. 111-118.

35. Leptin, the obese gene product, rapidly modulates synaptic transmission in the hypothalamus / Glaum S. R. [at al.] // Molecular Pharmacology. 1996. No. 50. P. 230-235.

36. Mullis K., Faloona F., Scharf S. Specific enzymatic amplification of DNA in vitro: The polymerase chain reaction // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1986. Vol. 51, No 2. P. 263-273.

37. Positional candidate cloning of a QTL in dairy cattle: Identification of a missense mutation in the bovine DGAT1 gene with major effect on milk yield and composition / Grisart B. [at al.] // Genome Res. 2002. No. 12. P. 222-231.

38. Seyfert H. M., Luthen F. The structure of the bovine butyrophilin encoding gene differs grossly from mouse concerning promoter localization and exon organization of the S-untranslated region // 6th World Congress of Genetics Applied to Livestock Production. Vancouver, 1998. P. 51-54.

39. Sharifzadeh A., Doosti A. Investigation of leptin gene polymorphism in Iranian native cattle // Bulg. J. Vet. Med. 2012. No 2. P. 86?92.

40. Szyda J., Komisarek J. Statistical Modeling of Candidate Gene Effects on Milk Production Traits in Dairy Cattle // J. Dairy Sci. 2007. No. 90. Р. 2971-2979.

41. Tautz D. Hypervariability of simple sequences as a general as general source for polymorphs DNA markers // Nucleic. Acids. Res. 1989. P. 6463-6471.

42. Taylor C., Everest M., Smith C. Restriction fragment length polymorphism in amplification products of the bovine butyrophilin gene: Assignment of bovine butyrophilin to bovine chromosome 23 // Anim. Genet. 1996. P. 183-185.

43. Williams J., Kubelic A., Livak K. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers // Nucleic. Acids Res.1990. Vol. 18. No. 22. P. 6531-6535.

44. Xueyi H., Ribaut J., Gjnzalez-de-Leon D. Development of PCR-based markers to facilitate large-scale screening in molecular maize breeding // Maize Genetics Cooperation Newsletter. 1997. P. 7.