Учет врожденных аномалий и болезней. Методы генетического анализа

Размещено на http://www.allbest.ru

РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Ветеринарная генетика»

На тему: «Учет врожденных аномалий и болезней. Методы генетического анализа»

Выполнила: студентка 1 курса 7 группы

Мазепа Дарья Николаевна

Москва 2013 г



Содержание:

Учение об уродствах и врожденных аномалиях

Наследственно-средовые (эндогенно-экзогенные) болезни

Определение типа наследования аномалий

Генетический анализ в изучении этиологии врожденных аномалий

Простой аутосомный рецессивный тип наследования

Аутосомный доминантный тип наследования

Сцепленный с Х-хромосомой тип наследования

Мультифакториальное наследование

Пенерантность и экспрессивность при наследовании аномалий

Аномалии сельскохозяйственных животных, обусловленные мутациями генов

Аномалии у крупного рогатого скота

Аномалии у свиней

Аномалии у овец

Аномалии у птиц

Аномалии у собак

Методы диагностики генетических нарушений и мероприятия, направленные на повышение устойчивости животных к заболеваниям

Список используемой литературы

аномалия ген болезнь наследственный



Учение об уродствах и врожденных аномалиях

Изучение механизма генетического контроля онтогенеза представляет не только большой теоретический интерес для понимания нормального развития популяции, но и имеет огромное значение для решения таких важных проблем, как селекция и разведение высокопродуктивных животных, резистентность их к инфекционным заболеваниям, профилактика и лечение наследственных и врожденных пороков развития и генетически обусловленных болезней.

Наука об уродствах -- тератология (греч. teras -- чудовище) -- зародилась в начале XIX в. В эту эпоху признавали главным образом экзогенные причины развития аномалий. Ч. Дарвин рассматривал врожденные аномалии развития как выражение крайней изменчивости, а М. Лернер считал их выражением возрастающей изменчивости с повышением гомозиготности. Повторное открытие законов Г. Менделя явилось мощным толчком для развития генетического направления в тератологии. Л. Кэно описал внутриутробную гибель мышей, гомозиготных по доминантному гену -- оранжево-желтой окраски, как первый случай доминантного летального фактора с рецессивным летальным действием. В результате накопления многочисленных данных были отмечены частые отклонения от менделевского расщепления, которые не удавалось объяснить генетическими причинами. К. Даресте удалось вызвать аномалии развития куриных эмбрионов путем встряхивания.

Патогенетика сельскохозяйственных животных -- наука о болезнях, вызываемых определенными генами, включает в себя также науку об исключительно генетически детерминированных болезнях (наследственных заболеваниях) и заболеваниях, в основе которых лежит наследственное предрасположение (наследственно-средовые заболевания).

Патогенетика изучает не только закономерности возникновении, течения и распространения генетически обусловленных болезней, но и разрабатывает меры борьбы с ними (генетическая профилактика). Термином «генетическая профилактика» обозначают отрасль ветеринарной науки, которая занимается предотвращением передачи из поколения в поколение генов, вызывающих патологию, и, следовательно, распространения таких генов в популяции.

Неотъемлемая часть наследственной патологии -- конституциональная патология -- наука о болезнях, связанных с аномальной реакцией организма на факторы окружающей среды (экзогенные вредности).

Генетические аномалии представляют собой наследственно обусловленное, нежелательное с точки зрения здоровья популяции и племенного использования, отклонение от типичного (от нормы), в возникновении которого определенную роль играет генотип животного (Г. Мейер, 1967).

Понятия «здоровье» и «болезнь» охватывают различные формы существования организмов в окружающей их среде, в основе которых лежит различная способность этих организмов адаптироваться к определенным условиям. Организм считается здоровым до тех пор, пока присущая ему способность к адаптации обеспечивает нормальное его существование в изменяющихся условиях окружающей среды. И напротив, организм находится в состоянии болезни, когда патологический процесс и его влияние достигают такой степени, что типичная реактивная особенность последнего по отношению к окружающей среде нарушается. Понятие «болезнь» означает, что закрепленной в животном организме сумме систем обратной связи не удается восстановить комплекс различного рода равновесий всех функций и реакций.

При наследственной болезни речь идет о генетически обусловленном или находящемся под генетическим влиянием нарушении взаимоотношений организма с окружающей средой, к условиям которой он более не способен адаптироваться.

При наследственной недостаточности отклонения от нормы столь незначительны, что адаптационная способность носителя по отношению к окружающей среде почти не нарушена (отсутствие или недоразвитие наружного уха у крупного рогатого скота, полителия и др.).

В результате развития порока организм оказывается измененным в такой сильной степени, что речь идет об уродствах. При болезнях, связанных с пороками развития, нарушаются взаимоотношения организма со средой. Диагностируются эти нарушения уже в момент рождения или проявляются позже.

Наследственно-средовые (эндогенно-экзогенные) болезни

Эта группа болезней возникает в результате воздействия факторов внешней среды (экзогенные причины болезни, патологический процесс) и включает реакции организма на эти воздействия.

В зависимости от соотношения эндогенных (генетических) и экзогенных (средовых) факторов в этиологии болезней среди последних различают следующие три группы: генетические (наследственные) аномалии; эндогенно-экзогенные (наследственно-средовые); экзогенные (средовые).

Аномалия (греч. anomalia - неровность) -- отклонение от нормы -- характеризуется необычной топографией органов или частей тела, их чрезмерным или, наоборот, слабым развитием, но не сопровождающимися глубокими нарушениями жизнедеятельности всего организма. Но если анатомические отклонения вызывают нарушение функции, то говорят о пороках развития. Отсутствие или сверхкомплектность органов или частей тела животного, приводящие к тяжелым нарушениям всей жизнедеятельности организма или даже к неспособности его существования, носят название уродство. Последнее чаще всего возникает при близкородственном разведении животных или под воздействием различных тератогенных факторов (повышенная радиация, воздействие канцерогенных и химических веществ и др.).

Генетические аномалии -- нарушения в организме животных, возникающие в результате генных и хромосомных мутаций. Генные мутации нарушают морфогенез органов и тканей на разных этапах онтогенеза, а изменение числа хромосом или их структуры приводит обычно к прекращению развития эмбриона или рождению животных с различными аномалиями. Для болезней этой группы характерны простые менделирующие качественно-генетические признаки (прерывистая изменчивость).

Эндогенно-экзогенные болезни обусловлены взаимодействием наследственности с факторами среды. О категории врожденных аномалий можно говорить, что проявление их примерно в равной степени зависит от генотипа (эндогенных) и внешней среды (экзогенных). Следовательно, речь идет не о типичных количественных признаках, а о «пороговых», обладающих прерывистой изменчивостью, но полигенным наследованием. Типичным примером может служить резистентность животных к инфекции. Выделяют два типа животных: резистентные и потому выживающие; восприимчивые и потому погибающие.

Пороговый признак проявляется лишь при наличии определенного числа активных генов и при определенном их соотношении, то есть болезнь возникает в результате кумулирующего действия мутагенных генов.

Экзогенные болезни появляются лишь под воздействием факторов, с которыми животное до сих пор не стал кивал ось, то есть тех, которые не свойственны его природному окружению. В результате возникают приспособительные реакции, которые характеризуются индивидуальной генетической изменчивостью и могут иметь соответствующее значение для селекции. При этом реакция разных особей на изменение условий будет неодинаковой, что зависит от генотипа конкретного организма. У животных известен ряд уродств, вызываемых условиями среды, их называют фенокопиями, поскольку фенотипически эта группа уродств или аномалий сходна с тем, что дают мутации, изменяющие наследственность, но не передаются потомству. Так, в птицеводстве при нарушении режима инкубации яиц наблюдаются уродства цыплят, подобные наследственным.

Считают, что большинство болезней, дефектов, уродств животных обусловлено взаимодействием генетических и средовых факторов. В некоторых случаях фенотипически сходные аномалии имеют разную генетическую детерминацию (генокопии). С одной стороны, это указывает на генотипическую гетерогенность аномалий, с другой стороны, на то, что фенотип генетической аномалии может быть «скопирован» факторами внешней среды у особей с определенным генотипом.

По классической классификации наследственные болезни относят к группе эндогенных. Соответствующие генотипы реагируют на нормальную среду тем, что формируется слабо приспособленный фенотип. При экзогенных болезнях основным действующим фактором является изменение условий среды, к которым определенная часть индивидов не может приспособиться. Вместе с тем животные, считавшиеся пораженными наследственной болезнью, при изменении условий среды оказываются приспособленными к ним (длинношерстность у крупного рогатого скота, курчавоперость у кур, белый цвет кожи). Сюда можно отнести различные одомашненные формы, которые сохранились благодаря методам селекции, противодействовавшим естественному отбору. Следовательно, наследственные болезни могут быть определены как таковые лишь при определенных условиях среды, так как наследственные задатки могут с изменением среды привести к развитию болезни.

У сельскохозяйственных животных выявлено более 300 наследственных аномалий и заболеваний, имеющих генетическое происхождение, из них у крупного рогатого скота описано более 90 наследственных аномалий, у свиней -- 60, у овец -- 90, у лошадей -- 15 и у кур более 50. Частота наследственных аномалий может быть различной у разных пород и стад. Большая часть выявленных аномалий и заболеваний затрагивает морфологическое строение, выражаясь в аномалиях обмена веществ скелета, кожи, головного мозга, органов зрения, мышечной ткани, синтеза пигмента, пищеварения, половой и мочевыделительной систем.

Для контроля наследственных аномалий у домашних животных требуется не только точное знание их наследования, но и точное их описание. Во избежание недоразумений в идентификации создана международная номенклатура и обозначения. По созданной номенклатуре наследственные заболевания каждого из видов животных обозначают определенной буквой алфавита. Конкретные болезни, свойственные данному виду, отличаются числовыми индексами. Например, для обозначения болезней крупного рогатого скота используют букву А (летальные и полулетальные факторы обозначают числовыми индексами А1, А2 и т. д.); лошадей -- В, для свиней -- С, для овец -- D, для кур -- Е, для индюков F, для уток -- С, для голубей -- Н. Диагноз вредоносных факторов обычно содержит символ и название фактора (гена), описание аномалии, на основе которой идентифицируется данное наследственное уродство, и типы наследования. Число мутагенных генов у животных постоянно увеличивается. Новые аномалии возникают в результате спонтанных мутаций, некоторые из них могли существовать и ранее, но не были описаны и изучены.

Характер и степень выраженности аномалии определяется не только интенсивностью воздействия определенного фактора, но и фазой развития, в которой находился плод в момент воздействия. Наибольшей опасности подвержены фазы, характеризующиеся интенсивной дифференцировкой.

Различают следующие фазы развития:

а) прогенез, или предварительную фазу. Она начинается с образования и созревания гамет и кончается образованием зиготы. Эта фаза имеет одну четкую границу -- момент оплодотворения яйцеклетки, вторая граница может быть теоретически отнесена к эмбриональному периоду жизни производителя гамет;

б) бластогенез, или предимплатационный период. Эта фаза имеет четкую границу -- момент оплодотворения яйцеклетки, тогда как момент перехода к эмбриогенезу однозначно не установлен;

в) эмбриогенез, органогенез, или период образования главных органов;

г) плодный (фетальный) период, или пренатальную фазу роста. Главными фазами внутриутробного развития являются эмбриональный и фетальный периоды.

Значение бластогенеза в возникновении уродств сравнительно невелико. Бластопатия приводит чаще всего к смерти плода с последующей его резорбцией.

Эмбриогенез, или период образования главных органов, напротив, играет весьма существенную роль. При воздействии непатогенного фактора в первой половине органогенеза можно ожидать образований, которые связаны с нарушениями закладки нервной системы и проявляются в выраженных изменениях головы (анэнцефалия, акрания, мозговые грыжи, анофтальмия) и с эктопией сердца и внутренних органов. Аномалии могут возникать в результате действия на эмбрион или плод определенных повреждающих факторов внешней среды, называемых тератогенами.

При воздействии тератогенного фактора во второй половине органогенеза возникают главным образом нарушения в закладке хрящевого скелета.

В плодный период повреждения сказываются преимущественно функциональными нарушениями, которые приводят к гибели плода, спонтанному аборту либо проявляются в постнатальный период в виде пониженной продуктивности, нарушения обмена веществ. Постнатальные первичные уродства, связанные с задержкой развития, могут возникать там, где имеются незрелые клетки. Это относится к центральной нервной системе и зачаткам зубов.

Наряду с экзогенными факторами имеют значение и генетические, например летальные факторы. Летальными факторами называют менделирующие генетические факторы, обусловливающие гибель особи до достижении ею половозрелого возраста (Е. Хадорн, 1955). Если такие факторы вызывают гибель 50--99 % особей, то их называют сублетальными факторами. Факторы, вызывающие гибель менее 50% особей, носят название субвитальных. Они представляют для исследователей особый интерес, поскольку объясняют некоторые различия в конституции индивидов, линий и пород. Критерием летального фактора считают достижение половозрелого возраста, так как для популяционно-генетических условий важна возможность оставления потомства.

Для выявления наследственно обусловленных болезней и аномалий служит комплекс методов генетического, ветеринарного и зоотехнического характера.

К группе генетических методов относят цитогенетический -- характеристику кариотипа для выявления хромосомных аномалий: иммуногенетические -- позволяющие оценить иммунную совместимость или ее отсутствие у родителей; специальный подбор пар, на основе которого проводят анализирующее скрещивание и семейный анализ; генетико-статистический анализ популяции -- дает возможность установить степень гомо- и гетерозиготности, определить частоту летального аллеля и сделать прогноз на вероятность его распространения и характер наследования.

Ветеринарные методы опираются на данные анатомо-патологического анализа для суждения о патологии и аномалиях у конкретной особи или в обследуемой группе животных; на данные клинических, биохимических анализов и показатели клеточного и гуморального иммунитета -- для характеристики животных при протекании у них разных форм выявленных заболеваний.

Зоотехнический метод основывается на анализе родословной животного, проявляющего заболевание или уродство. Он заключается в следующем: в группе предков животного (братьев, сестер и боковых родственников) устанавливают, была у кого-нибудь из них аналогичная патология или нет; выявляют связь обнаруженной патологии с определенным предком; проводят оценку производителя по фенотипу, родословной и полученным от него потомкам.

Определение типа наследования аномалий

По типу наследования и степени воздействия различают полигенные (условные) и олигогенные (безусловные) летальные факторы, которые, в свою очередь, подразделяют на аутосомно-доминантиые, аутосомно-рецессивные, доминантные с реиессивным летальным действием, сцепленные с полом при различной степени пенетрантности (вероятности проявления гена).

Аутосомно-доминантный тип наследования характерен в проявлении аномалии в каждом поколении у гетерозигот; у некоторых гетеродагот признак не проявляется; у особей с одинаковым генотипом степень клинического проявления признака; позднее проявление некоторых доминантных признаков; редкая встречаемость в популяции доминантных аллелей (животные с летальным исходом не оставляют потомков).

При аутосомно-рецессивном типе наследования аномалию обусловливает рецессивный ген, находящийся в аутосоме, у мужских и женских особей дефект проявляется в равной мере. Для проявления аномалии, ген, несущий дефект, должен быть в гомозиготном состоянии.

Необходимо также сказать о доминантных генах, обусловливающих тот или иной признак и обладающих рецессивным летальным действием.

Наследование, сцепленное с Х-хромосомой, относится к признакам, гены которых находятся в Х-хромосоме. Гены могут быть рецессивными и доминантными. При данном типе наследования отсутствует передача признака от отца к сыну, то есть по мужской линии, а женские особи в этом случае являются только носителями летального рецессивного гена (Табл. 1).

Таблица 1. Проявление мутаций у домашних животных (по данным Розенбауэра)

В случае доминантного летального фактора речь идет о хромосомном факторе, обусловливающем гибель носителя уже в гетерозиготном состоянии. Доминантные летальные мутации появляются как единичные события, так как каждый носитель полностью доминантного летального фактора погибает, и возможность наследования исключается. Доминантные летальные факторы выявляются лишь с помощью специальных статистических методов. Из-за статистически слишком малой частоты мутаций обнаружить эти факторы у домашних животных удалось лишь в небольшом числе случаев. К группе аутосомкых доминантных летальных факторов относят фактор, обусловливающий у крупного рогатого скота полное двухстороннее заращивание ноздрей; у свиней гемолитическую желтуху и расщепление нёба; у уток -- мозговую грыжу, у овец -- врожденную водянку.

Доминантные летальные факторы с рецессивным летальным действием вызывают у гетерозигот аномалии развития, которые представляют опасность для жизни. В случае отсутствия нормальной аллели подобные мутации сразу же становятся летальными факторами. Подобные случаи редко попадают под наблюдение, так как гетерозигот с отклонениями от породного типа и не соответствующих целям разведения при селекции всегда выбраковывают.

Типичным доминантным летальным фактором с летальным действием в рецессивном состоянии является фактор, обусловливающий ахондроплазию у крупного рогатого скота. У кур известны три подобных фактора: Ср -- фактор коротконогости; Сl -- фактор корнишей и Ар -- фактор лишенности оперения на обширных участках тела.

К группе аутосомных с рецессивным летальным действием факторов относят те факторы, носители которых в гетерозиготном состоянии фенотипически не отличаются от нормальных. У гетерозигот они не вызывают никаких морфологических изменений в фенотипе. Гибель носителя происходит лишь в случаях гомозиготности. Вместе с тем известны биохимические методы, позволяющие выявить функциональные различия между гомо-и гетерозиготами. У гетерозигот можно предполагать снижение, в некоторых случаях повышение жизнеспособности.

В группу летальных факторов, сцепленных с полом, наряду с факторами летаргии у кур и альбинизма у индеек включают и такие, которые вызывают сдвиги в отношении полов.

Отдельные летальные факторы можно дифференцировать, поскольку они разделены фазами развития, в которых не происходит гибели мутантов. Дифазным действием отличается Ср-фактор у кур (коротконогость). Гомозитные особи погибают на 3--4-й день инкубации, и лишь часть из них (6--8 %) развиваются до конца инкубации (В. Ландауэр).

Ирландский скот породы декстер отличается чрезвычайно короткими конечностями и очень компактным телом (ахондроплазия). При разведении декстеров «в себе» происходит расщепление на 1/4 особей с нормальной длиной конечностей (тип керри), 1/4 особей типа декстер и 1/4 -- бульдогообразного типа. Последние обычно появляются на свет преждевременно, на 4--8-м месяце беременности. Следовательно, здесь речь идет о факторе с рецессивным летальным действием, но с неполнодоминантным или промежуточным проявлением по отношению к длине конечностей и типу. Постоянное выщепление бульдогообразных телят и телят типа керри не позволяет вывести константную породу декстер. Изученное О. Мором и Ч. Вридтом явление бесшерстности у шведского черно-пестрого скота показало, что этот тип наследования дефекта обусловлен рецессивным фактором. У большинства видов домашних животных известно множество рецессивных дефектов. У черно-пестрого скота относительно часто проявляются три летальных фактора, обусловливающие рождение безногих, бульдогообразных и с признаками водянки телят. Безногие телята рождаются в нормальные сроки, степень выраженности дефекта у них варьирует с изменением головы, отсутствием нижней челюсти. Бульдогообразные телята черно-пестрого скота обычно нормально доношены и живут еще некоторое время после рождения; челюсть и конечности у них сильно укорочены. При водянке наблюдается значительное скопление жидкости в полостях тела и под кожей, в результате чего все ткани плода становятся отечными. Из летальных факторов у свиней особого внимания заслуживают пороки конечностей -- «косолапости» -- утолщенные дистальные концы передних конечностей. Этот дефект связан с заболеванием кожи, которая в области живота через несколько недель покрывается темным ороговевшим эпителием. Поросята быстро погибают. При скрещивании гетерозигот установлено, что дефект обусловлен простым рецессивным фактором. Наибольшее число летальных факторов известно в птицеводстве. Так, дефект «липкий эмбрион» вызывает гибель зародыша на 4-й день инкубации. Дефект обусловлен рецессивным аутосомным геном. Летальный фактор «карликовость с искривлением шеи» вызывает гибель эмбриона на 11-й день нормального развития. Дефект обусловлен рецессивным аутосомным геном.



Генетический анализ в изучении этиологии врожденных аномалий

Проявление наследственно обусловленных аномалий замыкается в пределах определенных семейств и родственных групп животных. Исходя из этого, основным методом генетического анализа аномалий является семейно-групповой метод в пределах одного или нескольких поколений животных. Важное значение в проведении генетического анализа имеют данные патологической анатомии, гистологии, цитологии, физиологии, биохимии, рентгенологии и других наук. Например, было установлено, что аномалия с клиническими признаками нарушения координации движений, агрессивности и летального исхода у телят проявлялась в определенных типах спариваний. Механизм ее возникновения и возможности профилактики открылись благодаря биохимическому анализу. У аномальных животных обнаружили почти полное отсутствие фермента кислой маннозидазы вследствие рецессивной мутации. Гетерозиготные носители мутантного гена содержали в сыворотке крови половину нормы этого фермента.

В другом случае наблюдали гибель телят, полученных от трех родственных между собой производителей, без видимых причин. Только с помощью рентгеноскопии были обнаружены у нежизнеспособных телят щели в позвоночнике, как следствие действия мутантного гена. Так была доказана наследственная причина гибели телят.

Нарушения воспроизводительных функций у животных могут иметь разные причины. С помощью цитогенетического анализа можно установить, являются ли эти нарушения следствием транслокаций или других аберраций хромосом.

Определение типа наследования аномалий важно в целях разработки селекционных методов для профилактики распространения аномального приплода у животных. Тип наследования аномалий обычно определяют на основании анализа генеалогии -- родословных, в которых должны быть записаны сведения о характере аномалий. Графическое изображение родственных связей аномальных животных позволяет установить источник распространения аномалий и тип наследования.

Простой аутосомный рецессивный тип наследования

Этим термином пользуются, когда аномалия обусловлена одним рецессивным геном, локализованным в аутосоме. Иногда употребляют термин моногенно-аутосомный тип наследования, что является синонимом. Аномалия при этом выявляется в равном соотношении у самцов и самок. Аутосомные рецессивные мутантные гены проявляют свой видимый эффект только в гомозиготном состоянии, когда животное получит его от каждого из родителей. Вероятность такого события возрастает при скрещивании между собой родственных индивидуумов, имеющих большое сходство по генотипам. Поэтому при анализе родословных аномальных животных необходимо прежде всего определить, имеют ли их родители общих предков. Если имеют, то это уже позволяет предположить причину аномалий, как наследственную рецессивную.

Аномальные животные в большинстве случаев рождаются от нормальных, но гетерозиготных родителей. В этом особенность рецессивного типа наследования, когда признак как бы скрывается или перепрыгивает через поколение. Расщепление по рецессивным признакам с полным фенотипическим проявлением (пенетрантностью) соответствует правилам Менделя, так что анализ частоты нормальных и аномальных особей в потомстве того или другого производителя позволяет определить тип наследования аномалий.

Частота рецессивных аномалий особенно повышается в популяциях, где нередко применяют родственное спаривание. Вероятность рождения животных с генетической аномалией при родственном подборе в случаях, когда каждый из родителей несет мутантный рецессивный ген в скрытом состоянии, значительно выше, чем при неродственном подборе, поскольку число одинаковых (в том числе мутантных) генов у родственников выше, чем в общей популяции.

При рецессивном наследовании выражена закономерность: чем ниже распространение рецессивного гена в популяции, тем чаще аномалия, им обусловленная, проявляется в кровно-родственных спариваниях. Однако в некоторых случаях родословная может «принять вид» псевдодоминантного типа наследования. Это может быть при следующих обстоятельствах:

· в популяции высокая частота гетерозиготных носителей;

· аномалия обусловлена редко встречающимися рецессивными генами, но в популяции (стаде) высокий процент родственных спариваний.

Основные выводы правил наследования аутосомно-рецессивных признаков-аномалий сводятся к следующему:

от фенотипически нормальных, но гетерозиготных родителей (Аа) рождаются потомки с аномальными признаками с частотой 25 % (или 3:1);

все родители аномальных животных -- гетерозиготные носители рецессивного мутантного гена (Аа х Аа);

если один из родителей аномальный (аа) (например, с пупочной грыжей), а другой вполне нормальный (АА), то потомство будет нормальным (АА х аа);

если один из родителей аномальный (аа), а другой только фенотипически нормальный (Аа), то одна половина (50 %) потомков будет фенотипически нормальной (Аа), а другая -- аномальной (аа);

аномалия с одинаковой частотой проявляется у особей мужского и женского пола;

в родословных аномальных животных отмечается более высокий процент близкородственных связей родителей,

Частота аномальных потомков у гетерозиготных производителей может и не вписываться в эти классические схемы расщепления, что будет связано с числом (частотой) гетерозигот, а также гомозигот (если они плодовиты и жизнеспособны) среди скрещиваемых с ними маток. Подтверждением рецессивного типа наследования в этом случае будут наличие общего предка с материнской и отцовской сторон родословной, а также проведение специальных скрещиваний.

Аутосомный доминантный тип наследования

Признаки, обусловленные доминантными генами, как правило, проявляются в гетерозиготном состоянии. Возможный вариант скрещивания и характер расщепления следующие (Табл. 2).

Таблица 2. Аутосомный доминантный тип наследования

При таком доминантном типе наследования пропуска поколений не будет (если только это не новая мутация); каждый аномальный потомок имеет аномального родителя. В родословных доминантно обусловленных аномалий общий предок, как правило, встречается с одной стороны. В некоторых породах животных известны доминантно обусловленные аномалии с летальным действием гена, проявляющимся только в гомозиготном состоянии, но разводят их из-за наличия желательных признаков в гетерозиготном состоянии (Табл. 3). При скрещивании указанных пород животных между собой (Аа х Аа) 25 % зигот будет отмирать, в других случаях приплод будет погибать в конце внутриутробного развития или вскоре после него.

Таблица 3. Сводка доминантных признаков с летальным эффектом
в гомозиготном состоянии (по Мейеру и Вегнеру, 1973)

Для классических вариантов аутосомно-доминантного наследования аномальных признаков характерны:

прямое наследование по поколениям. Аномалия передается из поколения в поколение без пропусков;

каждый аномальный потомок обычно имеет аномального родителя;

от нормальных родителей потомки будут нормальными;

вероятность рождения аномального потомка, если аномальный один из родителей, равна 50 %;

поскольку ген локализован в аутосоме, то он проявляется в равной степени у особей мужского и женского пола.



Сцепленный с Х-хромосомой тип наследования

Гены, локализованные в Х-хромосоме, могут проявлять доминантный или рецессивный эффект. Возможные варианты скрещиваний и расщеплении при сцепленном с Х-хромосомой типе наследования показаны в Табл. 4.

Таблица 4. Сцепленный с Х-хромосомой тип наследования

В этих случаях характерно то, что аномалия наблюдается преимущественно у особей мужского пола, являющихся родственными по материнской линии. Если же аномалии подвержены особи женского пола, то, очевидно, они ее унаследовали от аномального отца и будут передавать эту аномалию сыновьям. Потомство от спариваний аномальных производителей с нормальными самками будет нормальным, но самки Fi могут дать аномальных сыновей. Еще одна характерная особенность Х-сцепленного рецессивного наследования аномалий состоит в том, что при подборе нормальных производителей и гетерозиготных самок вероятность рождения аномальных потомков составляет 50 % среди самцов и 0 % среди самок.

Что касается наследования доминантного гена, локализованного в Х-хромосоме, характерные особенности таковы:

1) от аномальных отцов все дочери будут тоже аномальными, а все сыновья -- нормальными;

2) аномальными потомки будут только в тех случаях, когда этот признак имеется у одного из родителей;

3) у нормальных родителей все потомки будут нормальными;

4) аномалия проявляется в каждом поколении;

5) если аномалия у матери, то вероятность рождения аномального потомка равна 50 % независимо от пола.

6) поражаются как самцы, так и самки, но в среднем аномальных самок в такой родственной группе должно быть в 2 раза больше, чем самцов.

У сельскохозяйственных животных до сих пор были известны в основном Х-сцепленные рецессивные аномалии.

Мультифакториальное наследование

Развитие исследований в генетике, в том числе и ветеринарной, привело к выводам о том, что далеко не при всех формах или даже случаях патология -- простой менделирующий признак. Часто она обусловлена действием двух (или нескольких) пар неаллельных генов, при сочетании которых возникает та или иная аномалия. В этом случае речь идет об олигогенно-компле-ментарном наследовании. Например, спастический парез у крупного рогатого скота, как показывают расчеты, проявляется при взаимодополняющем действии не менее пяти пар генов. Полигенное или мультифакториальное наследование может иметь место во многих случаях врожденной патологии животных. Это связано с тем, что развитие даже отдельного признака детерминировано многими парами генов, мутации которых могут приводить к той или иной аномалии развития. При этом патологический фенотип проявляется тогда, когда суммарное действие генетических и средовых факторов достигает определенного уровня, или порога. Выраженность патологического признака может меняться от нулевого до максимального в зависимости от количества генов, подвергшихся мутации. С другой стороны, полагают, что на фоне действия нескольких мутантных генов аномалия может возникнуть в результате влияния одного, так называемого главного, гена.

Полигенная модель наследования имеет следующие общие характеристики:

1) высокая частота в популяции;

2) существование клинических форм, образующих непрерывный ряд от скрытых субклинических до резко выраженных проявлений;

3) относительно низкий уровень конкордантности по манифестным проявлениям аномалии у монозиготных близнецов (60 % и ниже), тем не менее, существенно превышающий соответствующий уровень у дизиготных близнецов;

4) несоответствие закономерностей наследования простым мен-дельским моделям;

5) сходство клинических и других проявлений аномалии у ближайших родственников и пробанда, что отражает коэффициент наследуемости (для полигенных аномалий он превышает 50-- 60 %, для моногенных -- 100 %).

Мультифакториальная модель наследования аномалии (так же, как и выше рассмотренные моногенные) предполагает, что вероятность проявления патологии среди родственников и уже ее имеющих много выше, чем в общей популяции. Вероятность проявления аномалии зависит от степени родства с аномальным родственником.

Пенерантность и экспрессивность при наследовании аномалий

При доминантном типе наследования наблюдаются случаи, когда от аномального родителя рождается нормальный потомок, который, в свою очередь, дает аномальный приплод. Из этого ясно, что «нормальное» животное было гетерозиготным носителем аномального гена, который, однако, не проявился в его фенотипе. Доминантные признаки, которые не всегда проявляются в фенотипе, получили название признаков с неполной пенетрантностью.

Различают признаки с полной и неполной, средней или низкой степенью пенетрантности, выраженные в процентах или долях единицы. К доминантным аномалиям с неполной пенетрантностью гена можно отнести анкилоз всех суставов в сочетании с «волчьей пастью», летальную аномалию «баранья голова» у крупного рогатого скота и др. У коз комолость обусловлена рецессивным геном рр и сочетается с нарушением плодовитости вследствие закупорки придатка семенника. При скрещивании комолых родителей рождается около 20 % козлов, полностью непригодных для воспроизводства.

Пенетрантность стерильности колеблется от 0,42 до 0,62.

Как уже известно, существует понятие экспрессивности генов. В качестве примеров разной экспрессивности генов можно привести следующие. Так, адактилия у крупного рогатого скота варьирует от частичного до полного отсутствия фаланг конечностей. При исследовании пупочных грыж у телят мы обнаружили значительные различия в диаметре грыжевого отверстия. При изучении нарушения координации движений у телят черно-пестрой и симментальской пород наблюдали заметную разницу во внешнем проявлении аномалии -- от дрожания головы и покачивающейся ходьбы до резко выраженной несогласованности движений головы и конечностей при попытке животных встать. Патологоанатомическими и гистологическими исследованиями установлена различная степень гипоплазии мозжечка у телят, что сочеталось со степенью фенотипического проявления аномалии.

Аномалии сельскохозяйственных животных, обусловленные мутациями генов

У сельскохозяйственных животных известны десятки аномалий, возникновение которых связано с рецессивными или доминантными мутациями генов. Эти аномалии встречаются в отдельных популяциях с разной частотой, что зависит от скорости мутационного процесса, системы разведения животных и др. Знание конкретных форм врожденных аномалий у животных каждого вида, а также частоты их проявления в отдельных породах необходимо ветеринарным специалистам для селекционной профилактики распространения генетической патологии.

Аномалии у крупного рогатого скота

Биологические особенности данного вида животных -- малоплодие и относительная позднеспелость. Корова обычно приносит одного теленка, который достигает половой и физиологической зрелости только к 1,5 года, так что период между первым отелом матери и дочери в среднем составляет 5 лет. Вследствие этого появление в стаде аномального приплода может существенно снижать уровень воспроизводства и интенсивность племенного отбора поголовья. У крупного рогатого скота изучен широкий спектр врожденных аномалий, детерминированных летальными, полулетальными и субвитальными генами. 46 аномалий включено в Международный список летальных дефектов под шифром А (Табл. 5).

Таблица 5. Список генетически обусловленных аномалий у крупного рогатого скота

Признак аномалии	Тип наследования
Укорочение нижней челюсти	ар
Укорочение верхней и нижней челюстей (мопсовидность)	ар
Отсутствие нижней челюсти	ар
Укорочение верхней челюсти	днп
«Волчья пасть», «заячья губа» и др. черепно-лицевые дефекты	д
Отсутствие носовых отверстий	ар
«Баранья голова» -- выгнутый, как у барана, лицевой профиль головы	днп
Мозговая грыжа	ар
Водянка головного мозга	ар
Уменьшение размеров глазного яблока	ар
Отсутствие глазных яблок	ар
Помутнение хрусталика	ар / д
Слепота	ар / д
Альбинизм	ар
Искривление и деформация передних конечностей, неподвижность в запястных суставах	спр
Контрактура задних конечностей, закрюченность их в сторону брюха	ар
Неподвижность конечности (мышечная контрактура)	ар
Контрактура мышц конечностей и направленность их назад	ар
Неподвижность (анкилоз) всех суставов, «волчья пасть»	ар / д
Искривление и анкилоз передних конечностей	ар
Отсутствие задних конечностей	ар
Отсутствие передних и задних конечностей	ар
Редукция числа позвонков	ар
Расщепление позвоночника	ар
Бульдогообразная карликовость	д
Пропорциональная карликовость	ар
Коротконогость в сочетании с дефектами челюсти	ар
Водянка плода	ар
Мумификация плода	ар
Бесшерстность	ар
Отсутствие кожи на отдельных участках	ар
Удлинение сроков стельности коров	ар
Слияние копытец	ар
Эпилепсия	ар
Паралич задних конечностей	ар
Хромота задних конечностей (спастический парез)	ар
Нарушение координации движений	ар
Порфирия (повышенная светочувствительность)	ар
Гиперемия кожи и слизистых оболочек, одышка, нарушение роста	ар / д
Нарушение обмена цинка (дерматиты)	ар
Отсутствие фермента маннозидазы (агрессивность, летальный исход)	ар
Бесхвостость, отсутствие костей таза, аномалии прямой кишки и урогенительной системы	ар
Пупочная грыжа	ар / д
Хрупкость кожи и периферических кровеносных сосудов, отеки кожи	ар
Скручивание и деформация скелета	ар
Дефекты морфологического строения спермиев (дефекты акросомы, деформации хвоста и средней части, образование петель, эксцентричное прикрепление хвоста, дезинтеграция спермиев)	ар

Обозначения: ар -- аутосомный рецессивный; д -- доминантный; днп -- доминантный с неполной пенетрантностью; спр -- сцепленный с полом рецессивный.

Частота аномалий, или процентное отношение аномального приплода к общему его числу, в пределах конкретных популяций может быть самым различным по средним оценкам не превышать 1 %. Однако этот показатель зависит от полноты и точности регистрации аномалий.

Особую роль в распространении генетических аномалий как у крупного рогатого скота, так и у животных других видов могут сыграть производители. От каждого производителя при искусственном осеменении в год можно получить сотни и тысячи потомков. Так, от одного быка за рубежом получили 100 тыс. телят. Если такой производитель окажется носителем генной мутации, то она быстро распространится в породе.

Аномалии у свиней

В Международный список летальных дефектов свиней включено 18 генетических аномалий. Основная часть их обусловлена аутосомными рецессивными генами (Табл. 6).

Таблица 6. Список генетически обусловленных аномалий у свиней

Фенотип аномалии	Тип наследования
1) Мозговая грыжа	ар
2) Паралич задних конечностей	ар
3) Отсутствие анального отверстия	-
4) Расщепление нёба («волчья пасть»)	д
5) Толстоногость	ар
6) Искривление и ригидность конечностей	ар
7) Недоразвитие ушных раковин	ар
8) Водянка головного мозга	ар
9) Отсутствие конечностей	ар
10) Дивертикулез подвздошной кишки	ар
11) Порфирия	д
12) Отеки на затылке. Зобообразная припухлость шеи	ар
13) Гиперкератоз	ар
14) Желтуха новорожденных	д
15) Гемофилия	ар
16) Укорочение позвоночника, черепно-лицевые дисплазии	ар
17) Дефекты кожи	ар
18) Агенезия мышц сфинктера заднего прохода	ар
19) Укорочение верхней челюсти	ар
20) Укорочение нижней челюсти	--
21) Отсутствие нижней челюсти	--
22) Уменьшение размеров глазного яблока	--
23) Водянка глазного яблока	--
24) Циклопия	--
25) Альбинизм	ар
26) Эпилепсия и судороги	п
27) Короткохвостость в сочетании с гидроцефалией	ар / нд
28) Трехногие поросята	ар
29) Полное или частичное отсутствие фаланг	--
30) Искривление задних конечностей кпереди и в сторону	ар
31) Пупочная грыжа	д
32) Дефекты акросомы спермиев	ар
33) Крипторхизм	ар

Обозначения: ар -- аутосомный рецессивный; д -- доминантный; нд -- неполный доминантный; п -- полигенный

Согласно данным Оливье (1979), у свиней описано 7 генетических аномалий кожного покрова, 17 -- скелета, 3 -- глаз, 13 -- нервно-мышечных, 6 -- крови, 6 -- гормонально-обменных, 5 -- пищеварительной системы, 9 -- мочеполовой. Основными аномалиями были крипторхизм, грыжи, псевдогермафродитизм и др. Автор исследования считает, что эти аномалии -- результат действия одного гена на разных этапах формирования эмбриона.

Наблюдения показывают, что причиной нарушения плодовитости у хряков нередко бывает гипоплазия семенников. Частота этой аномалии, по данным исследователей из Германии, составила 19,6 %. 30 таких хряков были оставлены для воспроизводства, каждым из них было покрыто от 4 до 40 маток (всего 439 голов), но лишь четыре из них дали потомство. Анализ показал, что патологические формы спермиев у этих хряков составляют 80--100 %. Все 30 аномальных животных имели общих предков, что указывает на наследственный характер гипоплазии семенников и дефектов спермиогенеза.

Наличие кратерных сосков у свиней -- один из серьезных дефектов, поскольку поросята не получают от них молока. По данным Баварского института животноводства (Германия), частота этой аномалии у немецких ландрасов составила 6,6 %. Поросята, которым достаются кратерные соски, погибают.

Аномалии у овец

У овец описано около 90 врожденных аномалий. По данным Денниса и Лейпольда, большинство известных генетических дефектов у овец обусловлено моногенным аутосомным рецессивным типом наследования (Табл. 7). Наиболее часто у этого вида животных встречаются черепно-лицевые дефекты, особенно агнатия, а также искривление передних конечностей, микроагнатия, гермафродитизм, и др. Анализ показал, что 55,4 % дефектов относились к мышечно-скелетной системе, 12,7 -- к пищеварительной, 9,7 -- к сердечно-сосудистой, 7,1 -- к урогени-тальной, 6 -- к центральной нервной системе, 3,5 -- к аномалии связок, 3,2 -- к брюшной, 1,5 % -- к эндокринной системе. Хотя частота отдельных дефектов и невысока, однако кумулятивный вклад всех аномалий может нанести ущерб хозяйствам.

Таблица 7. Список генетически обусловленных аномалий у овец

Фенотип аномалии	Тип наследования
1) Отсутствие нижней челюсти и непроходимость пищевода	ар
2) Выпадение шерсти, облысение	ар
3) Коротконогость	ар
4) Мышечная контрактура -- сильно согнутое положение мускулатуры конечностей. Слабое развитие. Ягнята обычно мертворожденные	ар
5) Уменьшение размеров глазных яблок или их отсутствие -- слепота	ар
6) Отсутствие мышечной координации. Некоторые ягнята слепые и глухие	ар
7) Неопущение семенников в мошонку (крипторхизм)	ар
8) Карликовость	ар
9) Недоразвитие ушной раковины и «волчья пасть»	ар
10) Летальная серая окраска	д
11) Летальная мышечная дистрофия. Ягнята рождаются живыми, но погибают вскоре после рождения	ар
12) Паралич тазовых конечностей	ар
13) Деформация скелета в сочетании с короткой шерстью и грыжами	ар
14) Частичное или полное отсутствие фаланг конечностей	ар
15) Светочувствительность, красно-коричневая окраска костей и зубов	ар
16) Непроходимость ануса	ар
17) Врожденная водянка. Скопление жидкости в подкожной соединительной ткани грудной и брюшной полостей	ар
18) Отсутствие дистальных отделов конечностей	ар
19) Ватность. Отсутствие ости	д
20) Узкоглазость	ар
21) Дистрофия нервных волокон. Нарушение двигательных функций	ар
22) Избыток билирубина	ар
23) Коллагенная дисплазия. Нарушение формирования коллагена	ар
24) Искривление шеи	ар
25) Недоразвитие и отсутствие ушей. Глухота	д
26) Укороченные челюсти	--
27) Судороги головы и шеи, ягнята не могут двигаться	--
28) Одноглазие	--
29) Дефекты наружной кожи, язвы	--
30) Заворот век внутрь глаза	--
31) Пупочные грыжи	--
32) Бесшерстность	--
33) Недоразвитие мужских половых органов	--
34) Уменьшение размеров черепа и головного мозга	--
35) Нарушение развития костяка	--
36) «Волчья пасть» (расщепление нёба)	--
37) Несформированный вырез мошонки	--
38) Отсутствие задней части позвоночника	--
39) Постоянные пупочные кровотечения	--
40) Затянувшаяся беременность	--
41) Ложный гермафродитизм. Бесплодие	--
42) Однокопытность. Слияние копытного рога	--
43) Уменьшение размеров одного или двух семенников	--

Обозначения: ар -- аутосомный рецессивный; д -- доминантный

Средняя эмбриональная смертность у овец равна 20 %. Это указывает на то, что в этот период могут проявлять свое действие многие неидентифицируемые летальные гены.

Аномалии у птиц

Птицы, прежде всего куры, наиболее изучены в отношении генетики аномалий. В Международный список летальных дефектов включено 45 аномалий у кур, 6 у индеек и 3 у уток. Наиболее часто встречаются аномалии клюва (клюв попугая, перекрещивающийся клюв). Частота их, по данным Уильяма и др., составляет 1,1 % потерь при инкубации яиц кур пород белый леггорн и род-айланд. Аномалии клюва часто встречаются и у уток.

Макс Джиббон и Шейкелферд описали аномалию при скрещивании белых леггорнов с батеркампами и бентамками и последующем разведении «в себе» -- полидактилию. Кроме нее у цыплят наблюдали синдактилию и оперенные ноги. Частота синдрома составляла 16,8 %. При скрещивании аномального петуха F2 с нормальными по фенотипу курами наблюдали расщепление -- половина нормальных и половина аномальных особей (1:1). Установлено, что данный комплекс признаков контролируется одним аутосомным геном, обладающим полулетальным эффектом, так как эмбриональная и постэмбриональная выживаемость аномальных цыплят очень низка.

Аномалии у лошадей. Из наследственных аномалий у лошадей 10 включены в Международный список летальных дефектов. Среди них 3 аномалии скелета, 2 -- воспроизводительной системы, 2 -- почек и мышц, по одной аномалии кишечника, нервной системы, органов зрения.

У лошадей тяжеловозных пород чаще встречается атрезия ободочной кишки. Распространение этой аномалии было отмечено в потомстве жеребца Суперба першеронской породы. Описана она также у жеребят чистокровной верховой породы остф-ризского происхождения. У тяжеловозных пород зарегистрирован несовершенный эпителиогенез. У жеребят ольденбургской породы в Германии обнаружена атаксия, названная ольденбургской. Одна из наиболее часто регистффуемых аномалий у лошадей -- пупочная грыжа. Встречается она у легких и тяжеловозных пород.

У лошадей известны некоторые другие генетические и наслед-ственно-средовые аномалии. Так, в США у лошадей нескольких пород наблюдается появление жеребят со своеобразной белой пятнистостью, названной «оверо». При скрещивании лошадей типа «оверо» рождаются жеребята с розовой кожей, у которых наблюдают гипоплазию кишечного тракта и изоэритролиз, а также колики, приводящие к гибели.

В Англии у лошадей чистокровной верховой породы зарегистрированы и исследованы животные с нарушением координации движений -- «болезнь вихляния». Установлена генетическая предрасположенность к этой аномалии.

Доказана наследуемость дерматозов конечностей у лошадей. Пороками с наследственной предрасположенностью являются нередко встречающееся хроническое деформирующее воспаление скакательного сустава -- шпат, так называемая «костыльная нога» у жеребят, а также хроническое асептическое воспаление венечного блока копыт, наблюдаемое в основном у скаковых и беговых лошадей.

Аномалии у собак

1. Ахондроплазия, или хондродистрофия

2. Гипофизарный нанизм

3. Дисплазия локтевого отростка

4. Преждевременная оссификация дистального эпифиза локтевой кости

5. Подвывих костей запястья

6. Вывих надколенника

7. Болезнь Легг-Кальве-Пертеса

8. Вывих таранной кости, подтаранные вывихи и вывих в заплюснево-плюсневых суставах

9. Протрузия межпозвоночного диска

10. Врожденное расщепление позвоночника -- SPINA BIFIDA

11. Рассекающий остеохондроз

12. Паностит

13. Множественные хрящевые экзостозы

14. Амелия, перомелия и фокомелия

15. Короткий, или бабуиноподобный позвоночник

16. Дисплазия височно-нижнечелюстного сустава

17. Краниомастибулярная остеопатия

18. Грыжи

19. Заболевания кожи и шерсти:

Бесшерстность

Дисплазия волосяных фолликулов

Дермоидная киста

Синдром Элерса-Данлоса

20. Глухота

21. Ахалазия пищевода

22. Расщелина неба, или волчья пасть

23. Летальный парез языкоглоточного нерва

24. Гистиоцитарный язвенный колит

25. Межпаль...