Камачо Чаваррия Макс Донал. Кариотипическая нестабильность у высокопродуктивных коров-доноров эмбрионов

Короткий опис

Камачо Чаваррия Макс Донал. Кариотипическая нестабильность у высокопродуктивных коров-доноров эмбрионов : диссертация ... кандидата биологических наук : 06.02.01.- Москва, 2002.- 106 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-3/808-1

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина

КАМАЧО ЧАВАРРИЯ МАКС ДОНАЛ
КАРИОТИПИЧЕСКАЯ НЕСТАБИЛЬНОЕ У ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ - ДОНОРОВ ЭМБРИОНОВ
06.02.1 - разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор БакайА.В.
Москва - 2002
ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Кариотипическая нестабильность у крупного рогатого скота 7
1.2. Генные мутации. 12
1.3. Спонтанная хромосомная мутабильность и нарушения воспроиз-водительных и продуктивных качеств крупного рогатого скота 13
1.4. Численные и структурные нарушения кариотипа крупного рога¬того скота 16
1.5. Факторы, влияющие на жизнеспособность эмбрионов 23
1.6. Практические результаты применения метода трансплантации эмбрионов в селекционной работе 29
1.7. Использование голштинской породы для совершенствования раз¬личных пород крупного рогатого скота 34
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 49
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 57
3.1. Уровень структурных аберраций хромосом как критерий оценки донорских качеств коров 57
3.2. Влияние уровня хромосомных аберраций на цитогенетическое действие ФСГ 60
3.3. Молочная продуктивность коров с разным типом динамики ка-
риотипической изменчивости 63
3.4 Воспроизводительные качества коров с разным типом динамики кариотипнческой изменчивости 66
3.5. Донорские качества коров в связи с возрастом 70
3.6. Донорские качества коров в связи с их линейной
принадлежностью 74
ВЫВОДЫ 83
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ
НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ 85
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 86
з
ВВЕДЕНИЕ
В результате достижений в генетике и в технологии искусственного осеменения животноводы получили мощное средство совершенствования животных, расширились возможности отбора быков с высоким генетиче¬ским потенциалом продуктивности, ускорились темпы генетического улучшения целых популяций. В процессе совершенствования поголовья резко возросла роль производителей, а влияние маток осталось незначи¬тельным из-за малого числа производимого ими потомства. Так, число по¬томков от одной коровы за всю ее жизнь составляет от 3 до 6 голов. По¬томство же генетически ценных быков при искусственном осеменении может насчитывать до нескольких десятков тысяч голов. Между тем био-логические возможности воспроизводства маток велики, яичники новоро¬жденных телочек содержат свыше 75 тысяч потенциальных яйцеклеток. Для более полного использования этого огромного генетического потен¬циала проведены исследования, направленные на реализацию возможно¬сти трансплантации ранних эмбрионов от выдающихся матерей в матку коров с нормальным воспроизводительным циклом, но с низкой генетиче¬ской ценностью.
Накоплен огромный объем научной информации об основных про¬цессах, управляющих половыми функциями коров, а также о яйцеклетках и эмбрионах, поэтому трансплантацию можно уже много лет считать на практике осуществимым биотехнологическим мероприятием.
Трансплантация эмбрионов - биотехнологический метод воспроиз¬водства, который заключается в получении эмбриона или нескольких эм¬брионов из полового аппарата матки-донора и пересадке их в половой ап¬парат одной или нескольких коров (реципиентов). В рогах матки коров- реципиентов эмбрионы развиваются до самого рождения. Возможность вызова суперовуляции у коровы-донора позволяет при помощи коров- реципиентов вырастить большое число генетически ценных потомков.
Трансплантация эмбрионов открывает огромные возможности в разведении и воспроизводстве крупного рогатого скота как с точки зрения повышения эффективности племенной работы, так и увеличения воспроиз¬водства мясного скота.
В области селекции крупного рогатого скота трансплантация обес¬печивает более интенсивное размножение животных с высокой генетиче¬ской ценностью и животных малочисленных пород, сокращает генераци¬онный интервал, дает возможность более строгой селекции матерей быков, улучшает возможности контроля за наследственностью матерей племен¬ных быков. В направлении пользовательных животных трансплантация может дать возможность повышения процента близнецов, производства телят мясных пород в стадах молочных коров. Трансплантация создает бо¬лее благоприятные условия для использования мировых генетических ре¬сурсов: транспортировка глубоко охлажденных эмбрионов вместо живот¬ных, устранение ветеринарных препятствий в международной торговле, исключение необходимости адаптации импортированных животных к но¬вым условиям среды. Создаются также условия для исследований, разра¬боток и внедрения в области биотехнологии животноводства: оплодотво¬рение яйцеклеток in vitro, определение пола эмбрионов, производство идентичных близнецов, производство химер, передача генов, создание банков эмбрионов для сохранения редких ценных пород или отдельных генотипов и др.
В то же время важным является и разработка методов, которые по¬зволили бы установить наличие генетического брака, повышенную веро¬ятность образования хромосомно-аномальных гамет и выявить у коров различия в способности передачи потомству наследственных дефектов.
Имеющиеся литературные данные весьма ограничены и требуют глубокого проникновения в существо наследственности и изменчивости, оплодотворения, эмбриогенеза и онтогенеза. В этом плане организация и внедрение цитогенетического контроля полноценности коров-доноров при современных методах трансплантации преследуют цель получения сведе¬ний, характеризующих кариотип коров-доноров и связи состояния хромо-сом с воспроизводительной способностью.
В связи с вышеизложенным, тематику наших исследований следует считать актуальной в теоретическом и практическом отношениях. Иссле¬дования проводились по плану НИР Московской государственной акаде¬мии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина на ка¬федре генетики и разведения животных.
Целью работы явилось изучение продуктивных и племенных осо¬бенностей высокопродуктивных коров-доноров и их влияние на суперову¬ляцию и выход качественных эмбрионов.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследований:
1. Изучить продуктивные и племенные особенности высокопродук¬тивных коров;
2. Установить изменение молочной продуктивности, воспроизводи¬тельной способности, долголетия у высокопродуктивных коров-доноров в связи с принадлежностью к различным селекционно-племенным груп¬пам;
4. Изучить показатели кариотипической изменчивости у коров- доноров и их связь с выходом и качеством эмбрионов;
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые были проведены исследования по комплексной оценке хозяйственных и биоло¬гических признаков коров-доноров эмбрионов и их связи с показателями качества эмбрионов и некоторыми показателями неконституциональной кариотипической изменчивости.
Практическое значение работы состоит в том, что полученные дан¬ные о связи хозяйственных и биологических особенностей коров-доноров с качеством эмбрионов позволят более результативно проводить отбор жи¬вотных в группу доноров-эмбрионов.
На зашиту выносится способ оценки коров-доноров эмбрионов на основании оценки их хозяйственных и биологических особенностей.

Список літератури

ВЫВОДЫ
1. Цитогенетический анализ коров доноров эмбрионов выявил жи¬вотных, как с низкой частотой анеуплоидии, так и с высокой (11 - 24 %). Все случаи возникновения анеуплоидии в основном представлены гипоп- лоидными клетками. Формирование анеуплоидии за счет половых хромо¬сом в наших исследованиях не установлено. Перед инъекцией ФСГ уро¬вень анеуплоидии составил 14,82%.
2. Структурные аберрации хромосом были представлены разрыва¬ми и пробелами. У коров доноров эмбрионов до обработки ФСГ средняя частота клеток с аберрациями составила 7,32%, средняя частота аберраций хромосом после инъекции ФСГ составила 5,14%, при р < 0,001.
3. Установлено, что доноры неоднозначно реагируют на введение гормона ФСГ, у части доноров увеличивалась доля клеток с аберрациями, у другой уровень не менялся, а у третьей наблюдали, некоторое умень¬шение доли аберрантных хромосом.
4. При распределении коров по уровню аберраций после инъекции ФСГ, установлено следующее, 53,3% (32 головы) доноров имели условно стабильный кариотип; 20,1% (12 голов) показали уменьшение доли абер¬рантных клеток и 26,6% (16 голов) увеличение. На основании этих данных животные распределены на три типа: А -стабильный кариотип, В - уменьшение частоты хромосомных аномалий и С - увеличение частоты хромосомных аномалий.
5. При сравнении показателей суперовуляции, количества и качества извлеченных эмбрионов у доноров с разными типами кариологических особенностей установлено, что из 32 доноров со стабильным кариотипом (тип А), реагировало суперовуляцией 29 коров или 90,63 %. Из 12 доноров типа «В» показали реакцию суперовуляции только 7, что составило 58,3 %. Из 16 доноров типа «С» реакцию суперовуляции проявили только 9 ко¬ров или 56,25 %.
6. Наибольший выход качественных эмбрионов отмечался у доно¬ров со стабильным кариотипом. Животные принадлежащие к «типу А» об¬ладают высоким генетическим потенциалом молочной продуктивности и способны при сложившихся условиях кормления и содержания синтези¬ровать до 7873 кг молока в год. Доноры всех трех типов «А», «В» и «С» имели достаточно высокий генетический потенциал молочной продуктив¬ности.
7. Выявлено, что наибольшая продолжительность межотельного периода была у доноров типа «В» 371,3 ± 5,1 дня. У доноров типа «А» и типа «С» интервалы между отелами были достоверно короче, при р< 0,001.
8. Сравнительное изучение основных параметров воспроизводства высокопродуктивных коров - доноров, диапазона их изменчивости в зави¬симости от генотипических факторов (динамика кариотипической измен¬чивости) позволяет выбрать лучших доноров - тип «А» так как они харак¬теризуются меньшим по продолжительности МОП и сервис-периодом.
9. Наиболее стабильным и наиболее устойчивым кариотипом обла¬дают коровы в возрасте 5-6 лактаций и они имеют наилучшие донорские качества.
10. Коровы линии Рефлекшн Соверинг лучше реагировали супер¬овуляцией на воздействие ФСГ. Так среди коров линии Рефлекшн Сове¬ринг 74,2 % коров прореагировали суперовуляцией, в то время как среди коров линии Вис Айдиал таких коров было только 51,72 %. Соответствен¬но от коров линии Рефлекшин Соверинг было извлечено на голову 13,41 эмбриона, против 6,42 у доноров линии Вис Айдиал. В то же время по вы¬ходу качественных эмбрионов коровы линии Рефлекшн Соверинг незначи¬тельно превосходили коров линии Вис Айдиал.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ
1. Для более полной оценки коров доноров эмбрионов следует учи¬тывать не только их продуктивные качества, но и проводить оценку по происхождению и оценивать кариотипическую нестабильность.
2. В качестве коров доноров лучше использовать высокопродуктив¬ных коров в возрасте 5-6 лактаций со стабильным кариотипом .
3. Индивидуальное цитогенетическое тестирование коров необхо¬димо проводить как до, так и после инъекции ФСГ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абдурагимова Р.М. Кариологический анализ различных популяций горского скота и кавказских буйволов: Авто- реф. дисс. канд. биол. наук. /М., 1982. - 18с. 1и
2. Авдеева Т.А. Влияние различных гонадотропинов на ре¬акцию суперовуляцию коров-доноров, количество и жиз¬неспособность зародышей: Автореф. дисс. ... канд. наук, Омск, 1997,- 19 с. 1м
3. Акифьев А.П., Худолий Г.А. Мутагенез и генетический гомеостаз у высших организмов //Веста. Рос. АМН. 1993. № 1,-С. 3-9. 1э.
4. Александров С.Е. Частота хромосомных аберраций у ра¬ботающих в шинном и резино-техническом производст¬ве//Генетика. -1982.-№1,-С. 161-162. Зи.
5. Антошина М.М. Влияние ионизирующих излучений на возникновение анеуплоидии в соматических клетках че¬ловека.: Автореф. Дис. ... канд. мед.наук.- М., 1969,- 17 с. 4м
6. Ассоциация акроцентрических хромосом человека в зави¬симости от типа клеток и возраста организма./ А. А. Про- кофьева-Бельговская, В.М.Гиндилис , И.Н. Гринберг и др.//Цитология,-1966,- Т.8, № 2.- С.169-178. 6м
7. Багрий Б.А., Спивак М.Г. Повышение эффективности скрещивания в молочном скотоводстве // Зоотехния.
1989. N1. С. 19-22. 5э.
8. Бакай А.В., Перчихин Ю.А., Семёнов А. С. Спонтанная кариотипическая изменчивость у крупного рогатого скота черно-пёстрой породы // Докл. ВАСХНИЛ,- 1986,- № П.- С.18-19.7д
9. Бар С. Кибернетика и управление. - М., ИЛ, 1963. 9э.
10. Баранов Н.С., Дыбан А.П. Новая маркерная робертсонов¬ская транслокация (центрическое слияние) у лаборатор¬ных мышей // Цитология,- 1971,- Т.13, № 7 .- С.820- 829.10м
11. Бельков Г.И., Смирнов В.И., Максимов Б.В. Эффектив¬
ность скрещивания симментальского скота с голштин¬скими быками на Южном Урале. // Тез. докл. Всес. науч,- техн. конф. по теме: "Использование пород мирового ге-нофонда при совершенствовании пород отечественного скота." - М., 1991, ч.1, с.29-31. 11э.
12. Бич А.И., Сакса Е.И. Генетические основы создания вы¬сокопродуктивного молочного скота черно-пестрой поро¬ды путем использования голштинских производителей // Бюлл. ВНИИРГЖ. Л.: 1987. Вып. 99. С. 15-21. 13э.
13. Близниченко В.Б., Буркат В.П. Использование голштин¬ской породы для интенсификации селекции молочного скота // Зоотехния. 1988. N 4. С. 64-65. 15э.
14. Бойко В.П., Рогочий В.П. Голпгашо-симментальские по¬меси совхоза "Сады" // Всес. науч.-техн. конф.: "Исполь¬зование пород мирового генофонда при совершенст¬вовании пород отечественного скота" - М.,1991. ч. 2. С. 12-13.16э.
15. Борисов Б.М., Старцев Г.Г. Влияние использования быков голштинской породы на функциональные свойства выме¬ни коров в совхозе "Ручьи": Сб. науч. тр. "Совершен-ствование племенных и продуктивных качеств круп¬ного рогатого скота" / ЛСХИ. 1987. С. 49-52. 18э.
16. Борисова Т.Ф. Хозяйственно полезные признаки черно¬пестрой и голштинской пород разных генотипов: Сб. на- учн. тр. "Эффективность использования голштинского скота" /ВНИИплем. М. 1986. С. 81-89. 17э.
17. Восток К., Самнер Э. Хромосома эукариотической клетки //М.: Мир, 1981. 600 с. 19э.
18. Бродский В.Я., Урываева И.В. Соматическая полиплоидия в развитии тканей// Онтогенез.- 1974.-№5.-С.605. 14и.
19. Будевич И.И. Спонтанная изменчивость хромосом круп¬ного рогатого скота // В кн.: Повышение эффективности методов генетики и селекции. - Байсагола, 1978. Ч. 1. С. 30-31.2д
20. Букарова В.И., Сергеев А.И и др. Методические рекомен¬дации по оценке качества эмбрионов крупного рогатого скота при трансплантации. Дубровицы:ВИЖ, 1984.16и.
21. Бунтомо И.В., Хитрякова А.Б. Факторы нерасхождения хромосом// Первый Всес. Съезд мед. Генетиков. - Киев. 16-18 апреля 1984 : Тез. Докл. - М., 1984.-С. 60-61. 17и.
22. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в живот¬ном и машине. - М.: Советское радио. 1968. 28э.
23. Власова К.А. Зоотехнические параметры голпггино- симментальских телок при интенсивном выращивании // Всес. науч.-техн. конф.: "Использование пород мирового генофонда при совершенствовании пород отечественного скота" - М., 1991. ч. 2. С. 15-16. 29э.
24. Воробьев А.В., Зубарев П.А., Игонькин А.В., Косцов Г.Е. Продуктивные качества голштинских помесей // Зоотех¬ния. 1990. N 5. С. 25-26. ЗОэ.
25. Вымывание суперовуляции у крупного рогатого скота с целью получения зародышей для трансплантации/ М.И. Прокофьев,В,П, Рябых, К.ИБахитов и др.// Эндокриноло- гияч и трансплантация зигот с.-х. животных.-М.,1982.- С.42-53. 20и.
26. Галатюк А.Е. Оценка клеточного и гуморального имму¬нитета при хроническом лимфолейкозе //Ветеринария.
1985. №2. С. 32-35. 31э.
27. Гасанов З.И. Совершенствование черно-пестрого скота Апшерона// Зоотехния. 1990. N 10. С. 27-28. ЗЗэ.
28. Гольдман И.Л., Жигачев А.И. Цитогенетическое исследо¬вание 23 случаев врожденных аномалий крупного рогато¬го скота // Цитология и генетика,- 1974. - № 11.- С. 80-82. 24и.
29. Гончарова Р.И. Антимутагенез как генетический процесс //Веста. Росс. АМН. 1993. № 1. С. 23 -26. 35э.
30. Григорьев Ю.Н., Казарбин Д.Р. Генетическое улучшение животных - основа интенсификации молочного скотовод¬ства. М.: Моск. Рабочий 1986. С. 72-93. 36э.
31. Григорьев Ю.Н., Казарбин Д.Р., Баркалая Р.Р. Эффектив¬ность использования голпгганов в хозяйствах Мос¬
ковской обл. // Республиканская научно-производственная конференция "Использование голштинской породы
для интенсификации селекции молочного скота". Киев.
1987. С. 22-24. 37э.
32. Григорьев Ю Н., Казарбин Д.Р., Хромова Л.Г. Использо¬вание голштинских быков в Московской обл.// Жи¬вотноводство. 1987. N 3. С. 20-24. 38э.
33. Григорьев Ю.Н., Стрекозов Н.И. Эффективность исполь¬зования бы ко в-произво дителей голштино-фризской поро¬ды // Новое в животноводстве. М. 1986. С. 36-53. 39э.
34. Джапаридзе Т.Г., Милюков А.К. Повышение генетическо¬го потенциала животных - основная наша задача // Зоо¬техния. 1988. N 3. С.2-6. 41э.
35. Дмитриев Н.Г., Жигачев А.И. Генетический контроль за чистотой мутаций и селекция крупного рогатого скота // Животноводство.-1984.-№2.-С.48-50. 31и.
36. Дубин А.Н., Соколенко И.П. Эффективность генетиче¬
ских изменений симментальских стад скота на Украине в условиях межпородного скрещивания // Всес. науч.-техн. конф.: "Использование пород мирового генофонда
при совершенствовании пород отечественного скота" - М., 1991. ч. 1. С. 20-22. 42э.
37. Дубинин Н.П. Генная теория злокачественного роста //
Успехи современной биологии. 1984. Т. 57. Вып. 2. С. 163 -178. 45э.
38. Дубинин Н.П. Мутагены среды и наследственность чело¬
века //Генетические последствия загрязнения окружаю¬щей среды. М.: 1977. С. 3 - 20. 44э.
39. Дубинин Н.П. Эволюция популяций и радиация //М.:
Атомиздат, 1966. 743 с. 43э.
40. Дыбан А.П., Баранов B.C. Цитогенетика развития млеко¬питающих,- М. : Наука, 1978,- С.216. 34и.
41. Живалев И.К., Гольдман И.Л. Полиплоидные клетки ге- мопоэтической ткани крупного рогатого скота в норме и при лейкозе //Цитология и генетика. 1973. № 3. С. 279 - 281. 49э.
42. Жигачев А.И. Врожденные аномалии конечностей круп¬ного рогатого скота // Сб. науч.тр./ ЛВИ. - 1980.- Вып.60.- С.23-25. 38и.