В свиноводстве, как и в других видах животноводства, рентабельность в первую очередь зависит от продуктивности животных. Например, чем интенсивнее их рост, тем меньше тратится корма на единицу прироста массы. Как известно, в структуре себестоимости свинины львиная доля (80-85%) затрат приходится на корма. Конечно, не менее важными являются воспроизводительные качества свиноматок, племенные качества хряков-производителей, устойчивость к заболеваниям.
Независимо от вида продуктивности традиционные подходы к селекционному процессу неспособны обеспечить конкурентоспособность отечественных животных на мировом рынке.
Если провести анализ результатов, полученных в странах с развитым свиноводством, станет очевидным, что в плане повышения степени реализации генетического потенциала животных по продуктивности большой интерес представляет селекция, в которой интегрированы инструменты молекулярной генетики, биотехнологии.
Генетическое выделение полезных признаков свиней
Одним из основных направлений в современной селекционной работе в свиноводстве является поиск и использование генетических маркеров, детерминирующих отдельные хозяйственно полезные признаки свиней, что позволяет вести направленную «селекцию с помощью маркеров» – MAS. Чем же она хороша? В отличие от традиционного аналога селекция по генетическим маркерам дает возможность прогнозировать продуктивность даже новорожденных поросят. В принципе, генотипировать по генам-маркерам можно и плода, что лишний раз подтверждает актуальность MAS.
Ее широкое внедрение в селекционную практику позволит значительно ускорить селекционный прогресс, сократив сроки, стоимость и повысив точность оценки племенных качеств.
Генетические маркеры
Генетические маркеры делят на несколько групп. К первой относятся группы крови, антигены тромбоцитов, аллотипы белков сыворотки крови. Вторая группа представлена анонимными генетическими маркерами: микросателлитами и антигенами II класса. Третья группа состоит из отдельных генов, детерминирующих хозяйственно полезные признаки или наследственные заболевания.
Из генетических маркеров I порядка наиболее хорошо изучены группы крови у свиней. Многие авторы считают, что частоты аллельных вариантов групп крови у различных пород тесно связаны с искусственным отбором, который проводится внутри породы для закрепления определенных продуктивных качеств.
У свиней известно более 100 вариантов групп крови на эритроцитах, лейкоцитах и ряде белковых веществ, а также до 150 веществ белковой природы, более 400 фрагментов нуклеиновых кислот. В настоящее время к ним относятся 17 систем групп крови, объединяющих 77 антигенов и 81 вариант простых и сложных аллелей.
Генетическими маркерами могутбыть полиморфные белки крови, обладающие рядом неоспоримых преимуществ: моногенность признака и кодоминантность наследования, легкое типирование продуктов различных аллелей генотипа, обладание конкретной функцией.
В качестве критерия оценки изменчивости, происходящей в популяциях, можно использовать генетически обусловленный полиморфизм трансферина ввиду легко наблюдаемых закономерностей наследования и неизменяемости в течение всего постэмбрионального периода развития исследуемого организма.
Максимальное значение откормочных, мясных качеств характерно животным генотипов TfAA и TfBB, а лучшая скороспелость и энергия роста – гетерозиготам (TfAВ). Следует отметить, что чаще взаимосвязь с признаками продуктивности описывается как тенденция, реже как статистически достоверная разница.
Для разных пород была описана разнонаправленная связь по локусу трансферина: у породы дюрок лучший прирост массы коррелировал с аллелем TfB, а у породы гемпшир – с аллелем TfA.
Еще один класс генетических маркеров I порядка, широко изучаемых как у домашних, так и у диких популяций свиней – аллотипы. Термин аллотипы обычно используется в отношении определенных белков крови: иммуноглобулинов, липопротеинов и ?-макроглобулинов. Под аллотипом понимают генетически обусловленные антигены белков сыворотки крови, частота которых у особей данного вида варьирует. Из всех аллотипов наиболее изученной является система липопротеинов (Lpp или Lpb), в которой к настоящему времени выявлено более 30 аллелей. Другие классы липопротеинов низкой плотности (Lpr, Lps, Lpt, Lpu) представляют собой 2-х или 3-х аллельные локусы.
В то же время необходимо отметить, что применение в селекционной практике генетических маркеров I порядка носит относительно ограниченный характер.
Что касается генетических маркеров II порядка, в настоящее время одним из наиболее распространенных методов ДНК-генотипирования является микросателлитный, или SSR-анализ.
Микросателлитные маркеры, с принадлежащим им природным полиморфизмом, имеют большое значение в анализе генетического разнообразия и происхождения домашних животных. Это анонимные, не несущие кодирующих функций последовательности ДНК, на долю которых приходится до 30 % генома. Функциональное значение их, как и большинства систем групп крови, в точности не известно, хотя, как предполагают, значение их в организме достаточно велико.
Исследование животных по ДНК-микросателлитам позволяет точнее оценить гетерозиготность популяции, то есть ее генетическое разнообразие. Чем оно выше, тем легче животные адаптируются к окружающей среде, что имеет значение в селекции, в том числе при ввозе животных из-за границы. С помощью ДНК-микросателлитов можно оценить степень инбридинга и тем самым снизить вероятность близкородственного спаривания, а также повысить точность учета результатов по выявлению происхождения животных. К преимуществам микросателлитного анализа следует отнести высокую точность и достоверность исследований, возможность постановки мультиплексных анализов.
В 1982 году было предложено использовать в селекции молекулярные маркеры (ДНК-маркеры), относящиеся к генетическим маркерам III порядка.
Значение ДНК-маркеров в селекции на повышение продуктивных качеств животных хорошо известно, и они успешно внедряются в практику племенной работы в лучших хозяйствах.
Наиболее распространенная схема MAS включает следующие этапы: выявление родительских форм, различающихся по интересующему селекционера хозяйственному признаку; создание популяции, сегрегирующей по этому признаку, и генетических карт, позволяющих соотнести гены и признаки с фланкирующими их ДНК-маркерами; выбор ДНК-маркеров, косегрегирующих с соответствующим признаком; валидизация этих маркеров на других генотипах; разработка технологии с целью практического использования выбранных ДНК-маркеров.
Основной интерес при использовании молекулярного подхода в селекции полигенных признаков представляют локусы, обозначенные термином QTL (quantitative traite loci) – дискретные, относительно устойчивые локусы, которые независимо от условий в той или иной степени сказываются на величине количественных признаков. Считается, что каждый QTL – это еще неизвестный аллель одного из полигенов, оказывающий влияние на изменчивость фенотипических признаков. Следовательно, одна из задач генетики состоит в идентификации, исследовании, картировании и клонировании QTL.
Сегодня приоритетными являются гены, которые определяют значение количественных, качественных признаков. В селекции свиней уже освоены гены-кандидаты количественных признаков, отвечающие за скорость роста (хромосомы 1, 4, 6, 7, 13), откормочные свойства (хромосомы 4, 6, 7, 13), качество мяса (хромосомы 3, 4, 12, 15), величину гнезда (хромосомы 7, 8), длину кишечника (хромосома 4), интенсивность иммунного ответа (хромосомы 1, 4, 6).
Гены, используемые в селекции свиней
Ниже приведены гены, наиболее широко используемые в селекции свиней (кстати, генотипы по многим из них прописываются паспортах племенных животных):
- эстрогеновый рецептор (ESR) и FSH?-ген (рецептор фолликулостимулирующего гормона), обуславливающие плодовитость свиней;
- ген пролактинового рецептора (PRLR) – связан с функционированием репродуктивной системы и оказывающий влияние на такие признаки у свиней, как количество и масса зародышей в матке, размер гнезда и выживаемость потомства;
- рецептор ретиноловой кислоты (RARG) – маркер размера гнезда;
- эритропоэтиновый рецептор (EPOR), детерминирующий размер матки свиньи, а соответственно – многоплодие;
- гипофизарный фактор транскрипции (POU1F1) – влияет на мясные и откормочные качества свиней;
- инсулиноподобный фактор роста IGF-2 – влияет на скорость роста и состав туши;
- связанный белок жирных кислот (H-FABP) – маркер содержания внутримышечного жира;
- MyoD1-ген – влияет на развитие мышц;
- KIT-ген – обуславливает доминантный белый цвет кожи;
- RN-ген – ген, ответственный за вкусовые качества мяса;
- меланокортиновый рецептор 4 (MC4R), отвечающий за цвет кожи и ассоциирующийся с аппетитом и энергией роста свиней;
Использование животных с желательными генотипами по известным генам-маркерам и элиминация нежелательных генотипов позволят повысить, а также удержать на высоком уровне продуктивные качества животных и выявить особей устойчивых к определенным заболеваниям.
Похожие статьи:
Новости сельского хозяйства России → Производство продукции свиноводства в РФ выросло на 4,5%
