Генетичне детермінування плодовитості овець Стаття в журналі «Молодий ученый»
Рубрика: Сільське господарство
Бібліографічний опис:
На сьогоднішній день дезоксирибонуклеїнова кислота, ДНК, розглядається як база даних, що містить у собі всю інформацію про минуле, сьогодення та майбутнє живих організмів. Як зберігається і реалізується записана у молекулі ДНК спадкова інформація, одна із актуальних питань науку й практики.
Зокрема, більшість господарсько-корисних ознак сільськогосподарських тварин є кількісними, тобто детермінуються полігенами (генами малого ефекту) та перебувають під впливом факторів довкілля. Тим не менш, на сьогоднішній день визначено окремі ключові гени або групи зчеплених генів, пов'язані з кількісними ознаками с.-г. тварин [1]. Такі генетичні локуси прийнято позначати терміном локус кількісної ознаки (Quantitative Trait Loci, QTL). Одна і та ж фенотипічна ознака, як правило, визначається багатьма генами. Отже, багато QTL пов'язані з цією ознакою і часто знаходяться на різних хромосомах. QTL, які пояснюють варіативність фенотипічних ознак, дозволяють формувати генетичну структуру фенотипу. Як альтернативний підхід генетичного детермінування продуктивності с.-г. тварин виступають "гени-кандидати". Як ген-кандидат може бути розглянутий будь-який ген, що впливає на біохімічні та фізіологічні процеси в організмі, що володіють поліморфізмом. При цьому, якщо ген визначений в області картованого локусу кількісних ознак QTL, він розглядається як позиційний ген-кандидат.
В даний час відкрито багато індивідуальних генів-кандидатів і продовжується робота з ідентифікаціїгенів, пов'язаних із продуктивними ознаками тварин, такими як розмір приплоду та стійкість до захворювань, приріст, витрати корму, якість м'яса [2, 3].
Однією з основних проблем вівчарства є збільшення кількості ягнят при народженні. Плодючість - генетично обумовлена ознака, про що свідчать великі відмінності за цим показником овець різних порід. Так, у овець порід романівська, фінський ландрас плодючість перевищує 200%, а у каракульських та м'ясо-сальних порід частота народження двійнят у середньому становить 10-15% [4].
Плодючість маток в основному визначається рівень виробництва продукції. При збільшенні виходу ягнят на матку суттєво знижуються витрати кормів виробництва продукції. Так, споживання перетравних поживних речовин кормів у розрахунку на 1 кг маси туші при вирощуванні маткою двох ягнят на 26-36% менше, ніж при вирощуванні ягнят-одинаків. Тому в системі заходів, спрямованих на підвищення економічної ефективності галузі інтенсифікація відтворення та, насамперед підвищення плодючості тварин та збереження молодняку, завдання першорядної важливості. У зв'язку з чим метою цієї роботи є проаналізувати певні на сьогоднішній день у овець QTL і гени-кандидати, пов'язані з кількістю ягнят при народженні для їх подальшого впровадження в селекційну роботу.
У 1980-ті роки ген Бурули (Booroola Fecundity Gene (FecB)) було знайдено у стаді мериносів в Австралії, які часто народжували до 10 ягнят. В 1994 виділили цей ген Бурула, як FecB з овечої хромосоми 6q23-31 (Монтгомері та ін. 1994).
Суть дії цього гена полягає у збільшенні швидкості овуляції, що призводить до збільшення приплоду у вівці. У овець із геном Бурули дозріває відразу 4–12 яйцеклітин (овоцит другогопорядку) що згодом призводить до народження 4-10 ягнят.
Тварини можуть успадковувати ген Бурули тільки від одного з батьків (гетерозиготний) або від обох батьків (гомозиготний). Одна копія гена Бурули збільшує швидкість овуляції, в середньому на 1,6 овуляцій за цикл, який зазвичай дорівнює одному додатковому народженому ягня. Дві копії гена Бурули збільшують середню швидкість овуляції на 3,2 овуляції за цикл, це прирівнюється до 1-2 додатковим народженим ягнятам. І так всі вівці мають три варіанти за геном Бурули:
BB (гомозиготний) де BMPR-1B генотип GG, тварина має дві копії гена плодючості Бурули.
Вівці матимуть високий рівень овуляції (3,2) та кількість народжених ягнят. Ця тварина успадкувала ген Бурули від батька та матері.
B (гетерозиготний) де BMPR-1B генотип AG, тварина має одну копію гена плодючості Бурули та один екземпляр «нормального» гена (в інших типах овець).
Вівця матиме збільшення швидкості овуляції (1,6) та кількість народжених ягнят.
АА (відсутність гена) де генотип АА, тварина не містить ген Бурули.
Експресія гена Бурули залежить від харчування вівці. Це не є необхідним, а насправді може бути небажаним, тому що приплід із понад 2–3 ягнят потрібно штучно згодовувати і ягнята народжуються дрібними.
Мал. 1. Розподіл QTL за хромосомами для овець показує кількість ягнят при народженні
На сьогоднішній день, згідно з базою даних Sheep QTLdb [5] для овець встановлено 789 QTL, за продуктивністю та стійкістю до захворювань, з них 6 локусів пов'язані з кількістю ягнят при народженні. В області цих локусів, розташованих на 3, 5, 6 і 11 хромосомах, ідентифіковані наступні гени-кандидати.
- Ген диференціальногофактор росту (GDF9) розташований на 5 хромосомі в позиції 72.2 cM, білковий продукт якого відіграє важливу роль для підтримки нормального яєчникового фолікулогенезу у овець. Генетичний поліморфізм гена GDF9 був виявлений у 130 короткохвильових вівцематок породи Хан [7]. Точкові мутації були виявлені в екзонах 1 і 2, але зв'язок з кількістю ягнят при народженні встановлено лише за екзоном 1.
- Ген кісткового морфогенетичного білка 15 (BMP-15) розташований на хромосомі 11 в позиції 25.7 cM. Кісткові морфогенетичні білки (ВМР) відносяться до групи факторів росту (також відомі як цитокіни), спочатку відкриті завдяки їх здатності впливати на формування кістки та хряща. Наразі показано, що ВМР є однією з основних груп морфогенетичних сигнальних білків, які організують побудову тканин у тілі. У свою чергу ВМР15 відіграє істотну роль у розвитку ооцитів та фолікулів.