Генетика животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Летальные гены и их действие. Назовите признаки, детерминируемые летальными генами у разных видов сельскохозяйственных животных, и покажите на схемах скрещиваний особенности их наследования

2. Структура, основные типы РНК, их роль в синтезе белков. Передача наследственной информации в системе ДНК-РНК-белок. Обратная транскрипция

3. Охарактеризуйте один из видов сельскохозяйственных животных (крупный рогатый скот, лошади, овцы, свиньи, птица) по следующему плану: селекционируемые признаки; цитогенетическая характеристика; наследование основных качественных и количественных признаков; группы крови и полиморфные системы белков; наследственные болезни и аномалии; генетика воспроизводительной функции

4. В свободно размножающейся популяции доля особей "АА" равна 0,81. Какая часть должна быть гетерозиготной "Аа"? Вычислите это, используя формулу Харди-Вайнберга

5. Выпишите и дайте объяснение всем терминам, встретившимся вам при выполнении работы

Список используемой литературы

1. Летальные гены и их действие. Назовите признаки, детерминируемые летальными генами у разных видов сельскохозяйственных животных, и покажите на схемах скрещиваний особенности их наследования

Летальные гены (также летали, более точно - летальные аллели) - гены, как правило, рецессивные, фенотипический эффект которых вызывает гибель организма при определенных условиях, или на определенных этапах развития (чаще всего на эмбриональных стадиях развития, но существуют летали, вызывающие гибель например, при окукливании личинки дрозофилы). Летальные аллели возникают в результате т. н. летальных мутаций - летальность таких мутаций говорит о том, что данный ген ответственен за какую-либо жизненно необходимую функцию.

Изменение расщепления по фенотипу в отношении 3:1 во втором поколении моногибридного скрещивания бывает связано с разной жизнеспособностью зигот Ф 2. Разная жизнеспособность зигот мэжет быть обусловлена наличием летальных генов. Летальным называется ген, вызывающий нарушения в развитии организма, что приводит его к гибели или уродству. ген летальный сельскохозяйственный наследование

Изучение врожденных аномалий показало, что при разных летальных генах гибель особей бывает различной и может происходить на разных стадиях развития.

По классификации, предложенной Розенбауэром (1969), гены, вызывающие гибель 100 % особей до достижения ими половой зрелости, называются летальными, более 50 % --сублетальными (полулетальными) и менее 50 % - субвитальными. Однако следует отметить, что разделение это до некоторой степени условно и иногда не имеет четких границ. Примером может служить сцепленная с полом голость у кур. Почти половина голых цыплят гибнет в последние 2--3 дня инкубации. Из числа вылупившихся около половины цыплят гибнет до 6-недельного возраста, если их выращивают при температуре 32--35 ⁰С. Но если температура в брудерах будет повышена на 5,5 °С, то погибнет значительно меньше голых цыплят. В 4--5 мес у голых цыплят вырастает редкое оперение и они уже в состоянии переносить довольно низкие температуры.

В естественных условиях эта мутация, по-видимому, будет летальной и приведет к 100%-ной гибели птиц. Приведенный пример показывает, что характер проявления полулетального гена в значительной мере может зависеть от условий среды.

Летальные гены могут быть доминантными и рецессивными. В числе первых летальных факторов был открыт аллель, обусловливающий желтую окраску мышей. Ген желтой окраски является доминантным (Y). Его рецессивный аллель (у) в гомозиготном состоянии обусловливает появление черной окраски. Скрещивание желтых мышей между собой давало в потомстве две части особей желтых и одну часть черных, т. е. получалось расщепление 2:1, а не 3:1, как следовало из правила Менделя. Оказалось, что все взрослые мыши гетерозиготны (Yy). При скрещивании между собой они должны были дать одну часть гомозиготного потомства по желтой окраске (IT), но оно погибает еще в эмбриональном периоде, две части гетерозигот (Yy) будут желтыми и одна часть гомозигот по рецессивному признаку (уу) будет черной. Схема скрещивания выглядит так:

Таким же образом наследуется серая окраска шерсти у каракульских овец (сокольских, малич и др.), платиновая окраска у лисиц, распределение чешуи у линейных карпов и т. д.

Летальные гены в большинстве случаев рецессивны и поэтому долгое время могут находиться в скрытом состоянии.

Совершенно здоровое и нормальное по фенотипу животное может быть носителем летального гена, действие которого обнаруживается только при переходе в гомозиготное состояние. В гомозиготное состояние летальные гены чаще всего переходят при родственном спаривании. В практике животноводства при разведении лошадей был случай гибели 25 жеребят на 2--4-й день после рождения от уродства прямой кишки - отсутствия заднепроходного отверстия (Atresia ani). Оказалось, что все жеребцы и кобылы, от которых рождались такие ненормальные жеребята, происходили от одного жеребца. Он был гетерозиготен по летальному гену (LI). Вначале этот жеребец при скрещивании с нормальными кобылами (LL) дал потомство, по фенотипу нормальное, но по генотипу половина потомков была благополучной (LL), a половина - гетерозиготной (LI), несущей рецессивный задаток (0 летального гена. При родственном спаривании гетерозиготных животных (Ы х Ы) появилась часть жеребят, гомозиготных по летальному гену (II), с уродством прямой кишки. Они все погибли.

2. Структура, основные типы РНК, их роль в синтезе белков. Передача наследственной информации в системе ДНК-РНК-белок. Обратная транскрипция

Азотистые основания в составе РНК могут образовывать водородные связи между цитозином и гуанином, аденином и урацилом, а также между гуанином и урацилом. Однако возможны и другие взаимодействия, например, несколько аденинов могут образовывать петлю, или петля, состоящая из четырёх нуклеотидов, в которой есть пара оснований аденин - гуанин.

Разные формы нуклеиновых кислот. На рисунке (слева направо) представлены A (типична для РНК), B (ДНК) и Z (редкая форма ДНК)

Важная структурная особенность РНК, отличающая её от ДНК - наличие гидроксильной группы в 2' положении рибозы, которая позволяет молекуле РНК существовать в А, а не В-конформации, наиболее часто наблюдаемой у ДНК[17]. У А-формы глубокая и узкая большая бороздка и неглубокая и широкая малая бороздка. Второе последствие наличия 2' гидроксильной группы состоит в том, что конформационно пластичные, то есть не принимающие участие в образовании двойной спирали, участки молекулы РНК могут химически атаковать другие фосфатные связи и их расщеплять].

Вторичная структура РНК-компонента теломеразы простейших "Рабочая" форма одноцепочечной молекулы РНК, как и у белков, часто обладает третичной структурой. Третичная структура образуется на основе элементов вторичной структуры, образуемой с помощью водородных связей внутри одной молекулы. Различают несколько типов элементов вторичной структуры - стебель-петли, петли и псевдоузлы. В силу большого числа возможных вариантов спаривания оснований предсказание вторичной структуры РНК - гораздо более сложная задача, чем предсказание вторичной структуры белков, но в настоящее время есть эффективные программы.

Примером зависимости функции молекул РНК от их вторичной структуры являются участки внутренней посадки рибосомы (IRES). IRES - структура на 5' конце информационной РНК, которая обеспечивает присоединение рибосомы в обход обычного механизма инициации синтеза белка, требующего наличия особого модифицированного основания (кэпа) на 5' конце и белковых факторов инициации. Первоначально IRES были обнаружены в вирусных РНК, но сейчас накапливается всё больше данных о том, что клеточные мРНК также используют IRES-зависимый механизм инициации в условиях стресса.

Многие типы РНК, например, рРНК и мяРНК в клетке функционируют в виде комплексов с белками, которые ассоциируют с молекулами РНК после их синтеза или (у эукариот) экспорта из ядра в цитоплазму. Такие РНК-белковые комплексы называются рибонуклеопротеиновыми комплексами или рибонуклеопротеидами.

Матричная (информационная) РНК - РНК, которая служит посредником при передаче информации, закодированной в ДНК к рибосомам, молекулярным машинам, синтезирующим белки живого организма. Кодирующая последовательность мРНК определяет последовательность аминокислот полипептидной цепи белка. Однако подавляющее большинство РНК не кодируют белок. Эти некодирующие РНК могут транскрибироваться с отдельных генов (например, рибосомальные РНК) или быть производными интронов. Классические, хорошо изученные типы некодирующих РНК - это транспортные РНК (тРНК) и рРНК, которые участвуют в процессе трансляции. Существуют также классы РНК, ответственные за регуляцию генов, процессинг мРНК и другие роли. Кроме того, есть и молекулы некодирующих РНК, способные катализировать химические реакции, такие, как разрезание и лигирование молекул РНК. По аналогии с белками, способными катализировать химические реакции - энзимами (ферментами), каталитические молекулы РНК называются рибозимами.

Обратная транскрипция - это процесс образования двуцепочечной ДНК на матрице одноцепочечной РНК. Данный процесс называется обратной транскрипцией, так как передача генетической информации при этом происходит в "обратном", относительно транскрипции, направлении.

3. Охарактеризуйте один из видов сельскохозяйственных животных (крупный рогатый скот, лошади, овцы, свиньи, птица) по следующему плану: селекционируемые признаки; цитогенетическая характеристика; наследование основных качественных и количественных признаков; группы крови и полиморфные системы белков; наследственные болезни и аномалии; генетика воспроизводительной функции

Современная генетика располагает точными фактами об изменчивости и наследственности различных признаков. Выявлены закономерности наследования многих признаков, установлены фенотипические и генетические связи между ними. Стало возможным использование методов генетики в селекции простых качественных признаков, определяемых одним геном или группой сцепления генов для исключения леталей и полулеталей. Установлено, что животные, гомозиготные по некоторым генам, нежизнеспособны или характеризуются пониженной жизнеспособностью, нарушениями морфогенеза, обмена веществ, отдельных биохимических функций. Такие животные, если и живут, экономически не оправдывают затрат на кормление и содержание. К наиболее распространенным в скотоводстве моногенным летальным признакам можно отнести карликовость (доминантная и рецессивная), бесшерстность, акротериоз, отсутствие конечностей, паралич задних конечностей, контрактуру мышц, укороченность позвоночника, врожденную водянку, укорочение нижней челюсти, анкилоз, порфирию (полулеталь). Большинство из них являются рецессивными, т. е. при обычных методах разведения в популяции может интенсивно накапливаться вредный генетический груз. Так, паралич задних конечностей у скота красной датской породы, впервые зарегистрированный в 1924 г., к 1950 г. получил широкое распространение, в частности, 26 % быков, записанных в племенные книги двух провинций Дании, оказались носителями этого гена. Чаще встречаются сублетальные дефекты - бесшерстность у скота голштинской породы, водянка мозга у скота айширской породы и др. В еще большей степени распространены мутации, не проявляющиеся ярко, а оказывающие ингибирующее действие на течение физиологических процессов.

В связи с широким применением искусственного осеменения стало значительно более интенсивным использование племенных быков-производителей. От многих из них получают тысячи и десятки тысяч потомков. В этих условиях распространение различных нарушений сильно возрастает. Многие популяции могут стать носителями рецессивных леталей и полулеталей. Поэтому очень важно выявить носителей этих генов. Прежде всего, следует изучить генетическую ситуацию в отношении леталей и полулеталей в современных стадах, наладить точный учет телят, родившихся с дефектами.

При полном доминировании в фенотипе животного наиболее часто проявляется только признак одного из родителей, а рецессивный признак не влияет на фенотип. Однако такая форма наследования не единственная, есть и другие формы взаимодействия между аллельными генами.

Можно привести многочисленные примеры так называемого неполного доминирования, когда потомству передается в большей степени признак одного из родителей.

Исследования в области генетики привели к открытию еще одного типа взаимодействия аллельных генов - сверхдоминирования, при котором признак у потомства выражен в более сильной степени, чем у исходных родительских форм. Эта форма взаимодействия лежит в основе гетерозиса, когда гетерозиготные особи в определенных условиях среды превосходят родителей по крепости конституции и жизнеспособности.

В связи с развитием иммуногенетики стал известен и такой тип взаимодействия аллельных генов, как кодоминирование. В этом случае каждый из аллельных генов влияет на развитие соответствующего признака.

Дальнейшее изучение процессов наследования признаков привело к открытию сцепленного наследования разных признаков, т. е. когда некоторые признаки, определяемые сцепленными генами, наследуются вместе. Показано, что большинство признаков обусловлено не одним, а одновременно несколькими генами. При изучении влияния нескольких пар генов на развитие определенного признака в фенотипе выявлено несколько видов взаимодействия неаллельных генов: новообразования, комплементарное действие, эпистаз и полимерия.

При изучении наследования ряда признаков было выявлено, что некоторые гены оказывают одновременное влияние на развитие нескольких признаков. Это явление получило название плейотропии.

Очень распространенная форма взаимодействия генов - совместное действие на развитие одного и того же признака. Признаки, которые развиваются при одновременном воздействии на них нескольких или многих генов, называются полигенными или полимерными. К ним относится большинство количественных признаков, по которым ведут селекцию крупного рогатого скота (молочность, жирномолочность, белковомолочность, масса, мясные качества и т. д.).

Достаточно сказать, что такой признак, как величина удоя, зависит не только от морфофизиологических особенностей органа молокообразования (вымя), но и от развития других систем организма (сердечно-сосудистая, пищеварительная, выделительная). Недостаточное развитие любой из этих систем вызывает уменьшение величины признака (молочная продуктивность). В определенной степени развитие всех этих систем зависит от генотипа.

Изучение и оценка генетически обусловленных количественных признаков в сильной степени осложняются из-за влияния целого комплекса факторов внешней среды на их изменчивость. На уровень удоя и другие селекционируемые признаки крупного рогатого скота большое влияние оказывают возраст животного, возраст первого отела, уровень и тип кормления, физиологическое состояние и др. В этих условиях выявляется определенный уровень изменчивости селекционируемых количественных признаков крупного рогатого скота. Эта изменчивость обусловливается различиями в генотипе животных и факторами внешней среды, оказывающими неодинаковое влияние на развитие признака у разных особей. В связи с этим степень изменчивости удоя и других признаков неодинакова в разных стадах и популяциях крупного рогатого скота. Коэффициент изменчивости удоя коров в разных стадах колеблется от 15 до 30 %.

Коэффициент изменчивости содержания белка в молоке коров разных линий колеблется от 5,8 до 9,3 %, содержание жира - от 4,5 до 8,7 %. Следовательно, уровни вариабельности белковости и жирности молока близки.

Высокой степенью изменчивости характеризуются и другие селекционируемые признаки крупного рогатого скота (живая масса, показатели телосложения, мясные качества).

Можно допустить, что высокий уровень вариабельности будет способствовать эффективности отбора, в действительности же эта взаимосвязь не проявляется в такой четкой форме.

Анализ показывает, что четкой зависимости между величиной вариабельности удоя и эффективностью отбора по данному признаку не наблюдается. В ряде случаев отбор был эффективнее в стадах с меньшим коэффициентом изменчивости.

При довольно значительной величине селекционного дифференциала в ряде стад с высокой изменчивостью признака селекционный сдвиг в потомстве часто оказывается несущественным.

Все это свидетельствует о том, что значительная доля в общей амплитуде изменчивости обусловлена действием негенетических факторов - влиянием факторов внешней среды.

Оптимальный уровень протеинового питания коров способствует повышению содержания жира в молоке. Установлено, что увеличение в рационе углеводистых кормов при достаточно высоком уровне протеина также повышает жирномолочность коров. Кормление коров по рационам, включающим небольшое количество грубых кормов и большой процент концентратов, приводит к резкому падению жирности молока. Аналогичные явления наблюдаются и при скармливании грубых кормов в виде гранул.

Правильно оценить генотип коровы и сравнить генетический потенциал продуктивности разных животных можно только при одинаковом их кормлении.

Теория и практика селекции показали, что проанализировать наследование количественных признаков нельзя обычными гибридологическими методами. Характер расщепления этих сложно обусловленных признаков не укладывается в простую схему расщепления, свойственную качественным признакам. Э. Нильсоном была разработана теория полимерии, объясняющая принципы наследственной обусловленности сложных физиологических признаков, на степень и характер развития которых оказывают существенное влияние возраст животного, возраст первого отела, физиологическое состояние и т. д.

В связи с этим актуальной становится проблема определения генетической вариабельности селекционируемых признаков в различных популяциях крупного рогатого скота.

Изучение наследования количественных признаков крупного рогатого скота базируется в основном на трех методах: скрещивании животных разных пород с контрастирующими признаками, анализе массовых данных племенного дела при чистопородном разведении, экспериментальном изучении близнецов (особенно однояйцовых).

На основе использования генетико-статистических методов Д. Лашем был введен термин "наследуемость признаков" и впервые предложены методы его вычисления. Это, по существу, положило начало популяционной генетике животных. Д. Лаш показал, что наследуемость - часть фенотипической вариансы, обусловленная наследственными факторами.

Общей формулой наследуемости является отношение величины генетической вариансы к вариансе фенотипического показателя признака:

Коэффициент наследуемости = варианса фенотипическая / варианса генетическая

Наследуемость позволяет установить не всю величину генетической вариансы, а только ее часть, обусловленную аддитивным действием генов. Именно аддитивная доля генетической вариансы представляет наибольший интерес для селекционеров, и на ее использовании построены все массовые программы селекции.

Генетическое разнообразие животных по определенному признаку зависит от многих факторов (предшествующий отбор, использование инбридинга или аутбридинга, скрещивание и т. п.). В каждой популяции эти факторы действуют по-разному, поэтому коэффициент наследуемости - величина, характерная для определенной группы животных. Кроме того, степень генетического разнообразия стада - величина, изменчивая по времени, так что коэффициент наследуемости может характеризовать генетическую ситуацию в стаде только в конкретный период времени.

Полученные данные отражают генетическое разнообразие признаков крупного рогатого скота конкретных популяций. Разумеется, при сравнении коэффициентов наследуемости разных признаков отмечаются и некоторые общие закономерности, свойственные разным популяциям скота. Например, наследуемость величины удоя в массе значительно ниже степени наследуемости белковомолочности, наследуемость плодовитости коров ниже наследуемости показателей продуктивности.

Обращает на себя внимание низкий коэффициент наследуемости плодовитости коров. Это можно объяснить тем, что плодовитость находится под жестким контролем естественного отбора и происходит естественная элиминация (удаление) особей с отрицательными отклонениями по плодовитости. В то же время по такому показателю, как белковомолочность, до последнего времени отбора не вели и генетическое разнообразие животных по этому признаку значительно. Очень сильно варьирует коэффициент наследуемости и по содержанию жира в молоке.

Наследуемость скорости молокоотдачи. Внедрение современной технологии производства молока на промышленной основе предъявляет более высокие требования к ряду признаков животных, вызывает необходимость селекции их по ряду технологически важных качеств. К таким признакам относятся морфофизиологические показатели вымени (размеры, форма вымени и сосков, скорость молокоотдачи и др.).

Установлена высокая наследуемость формы, размера вымени и сосков. Это также следует учитывать при составлении программ селекции, направленных на создание больших групп животных, приспособленных к использованию на крупных механизированных фермах и комплексах.

Наследуемость массы животных и показателей экстерьера. Масса животных - важнейший селекционный признак. В молочном скотоводстве выявлена его связь с уровнем продуктивности и оплатой корма.

В среднем по лучшим стадам черно-пестрой породы коэффициент наследуемости равен 0,55, симментальской породы - 0,31. Как и по другим признакам, наблюдаются большие различия между стадами.

Отмечен также интересный факт увеличения коэффициента наследуемости массы с возрастом животных. Так, у коров третьей лактации он был в 2,5 раза выше, чем у первотелок. Очевидно, более низкие показатели наследуемости массы молодых коров связаны с процессом их роста. К третьей лактации рост почти заканчивается, и масса отражает в более полной мере генетический потенциал развития данного признака.

Наследуемость показателей воспроизводительных функций. Воспроизводительная способность животных относится к важнейшим признакам, в значительной степени определяющим экономическую эффективность отрасли.

Установлено, что коэффициент наследуемости плодовитости коров в племзаводах "Никоновское" и имени Ленина был близок к нулю. В других хозяйствах его значение также невелико (Л.К. Эрнст).

Определенный интерес представляет изучение наследования некоторых аномалий эмбрионального развития. Установлено, что многие из них связаны с действием генетических факторов. Коровы, имевшие не менее двух мертворожденных телят, дают дочерей, у которых частота рождения мертвых телят увеличивается на 55 % по сравнению со средней частотой мертворожденности в стадах. Такая же картина наблюдается по наследованию предрасположенности коров к абортам.

Многие показатели воспроизводительных функций быков также наследуются. Рядом авторов отмечена определенная степень наследуемости долголетия коров. Установлено, что для животных, принадлежащих к разным линиям и семействам, характерна неодинаковая продолжительность их использования в стаде (А.П. Маркушин). По нашим данным (племзаводы палево-пестрого скота имени Ленина и "Сычевка"), коэффициент наследуемости продолжительности использования коров равен 0,23.

Повторяемость признаков. При выяснении природы количественных признаков, их зависимости от генетических и негенетических факторов большое значение имеет изучение повторяемости признака, которая свидетельствует о его устойчивости.

Коэффициент повторяемости, определяемый по корреляции показателей в разные периоды жизни, зависит от стабильности условий внешней среды, в которой находятся животные.

Коэффициенты повторяемости удоя уменьшаются при увеличении интервала между сравниваемыми лактациями. Так, коэффициент повторяемости между удоями за первую и вторую лактации равен 0,68, за первую и третью - 0,58, за первую и шестую - 0,46. Установлено, что величина повторяемости одного и того же признака существенно различается в разных условиях. Низкий показатель повторяемости может служить сигналом значительных колебаний факторов среды, а возможно, и погрешностей в контроле продуктивности.

Корреляция между признаками. Большинство признаков, по которым ведется селекция крупного рогатого скота, связаны между собой. Между некоторыми признаками связь не прямолинейная, а криволинейная. Она может быть выражена лишь корреляционным отношением.

Большое значение корреляционного анализа заключается в том, что он позволяет более обоснованно проводить селекцию при одновременном улучшении животных по многим признакам. Известно, что распыление селекционного давления по многим признакам резко тормозит процесс совершенствования животных. При этом важно знать направление изменений ряда признаков при селекции только по одному из них. При положительной корреляции можно ограничиться отбором по одному признаку, зная, что другие при этом не будут ухудшены. Если два важнейших признака связаны заметной отрицательной корреляцией, то задача селекции усложняется. Возникает необходимость одновременной селекции по двум признакам, что в итоге приводит к изменению не только степени развития признаков, но и величины и характера связи между ними.

Большой интерес представляет вопрос о связях между удоем и живой массой коров. До определенного предела увеличение живой массы сопровождается повышением удоя, а затем в зависимости от породы и других факторов возможна и отрицательная корреляция между указанными признаками.

В качестве критерия следует использовать коэффициент молочности и добиваться увеличения живой массы до того уровня, пока не начнет существенно уменьшаться этот коэффициент.

Была проанализирована связь между удоем и массой на большой популяции (8 тыс. голов) черно-пестрого скота в хозяйствах Подольского района Московской области. В этой популяции наиболее высоким удоем характеризовалась группа коров с живой массой 550-600 кг, хотя более высоким коэффициентом молочности отличалась группа коров с меньшей живой массой.

По многочисленным данным, коэффициент корреляции между удоем и содержанием жира в молоке колеблется от -0,01 до -0,405.

В большинстве случаев отмечена относительно невысокая отрицательная корреляция, по ряду пород она близка к нулю.

В среднем корреляция между удоем и содержанием жира в молоке по 10 хозяйствам была отрицательная (-0,153). Однако в значительном числе стад не отмечено достоверной связи между этими признаками.

Очевидно, проводимая в нашей стране селекция, основанная на одновременной оценке коров по удою и жирномолочности, оказала существенное влияние на уменьшение отрицательной корреляции между признаками. Важнейшим фактором при этом является использование быков, дочери которых характеризуются положительной связью между данными признаками. Так, в популяции черно-пестрого скота Московской области выявлено 133 быка (33,4 %), у дочерей которых связь между удоем и процентом жира в молоке была положительной. При этом в потомстве 65 быков она с отрицательной у матерей сменилась на положительную у дочерей (Ю.Н. Григорьев).

Широкое использование таких производителей позволяет изменить направление и величину корреляции во всей популяции черно-пестрого скота.

Коэффициент корреляции между удоем и содержанием белка в молоке коров стада племзавода "Лесное" равен -0,26, "Торосово" -0,22 и "Петровское" -0,27. По данным, полученным в хозяйствах Подольского района Московской области, отрицательная связь между этими признаками была значительно меньше (r=-0,06) и во многих стадах приближалась к нулю.

Коэффициент корреляции между содержанием белка и жира в молоке на племзаводе "Лесное" равен +0,34, "Торосово" +0,32, "Петровское" +0,29 (Л.С. Жебровский).

Установлено, что коэффициент корреляции белок - жир у коров джерсейской породы составил +0,30, айрширской +0,41, голландской +0,42, черно-пестрой +0,34, бурой латвийской +0,30. По данным, полученным в стадах черно-пестрого скота Московской области (4400 коров), при среднем удое 3900 кг коэффициент корреляции между содержанием жира и белка в молоке был значительно выше (+0,63).

Отмечены также большие межстадные различия по этому показателю. Так, в стаде черно-пестрого скота совхоза "Подольский" коэффициент корреляции был равен +0,51, а в хозяйстве ВИЖа "Дубровицы", где удой был значительно выше (4800 кг), только +0,17.

Влияние на генетические параметры методов отбора и подбора. Основные генетические параметры популяций (изменчивость, наследуемость, корреляция) подвержены изменениям под влиянием применяемых в стадах систем отбора и подбора.

При отборе коров по удою в степени 1:1 в трех поколениях коэффициент наследуемости снизился с 0,44 до 0,21. Таким образом, интенсивный отбор в ряде поколений снижает генетическую вариацию. Поэтому при анализе наследуемости признаков в стадах следует всегда анализировать характер и интенсивность предшествующего отбора. Несомненно, что и характер подбора влияет на изменчивость и наследуемость признаков. Для изучения этого вопроса была определена наследуемость удоя и содержания жира в молоке в исходных стадах, а затем выделены пары мать - дочь, где матери получены путем инбридинга (3-12 % по Райту). Было установлено, что инбредные матери лучше передавали потомству величину удоя.

Влияние факторов среды на генетические параметры. Поскольку количественные признаки находятся в большей зависимости от условий среды, то, несомненно, характер последней оказывает очень большое влияние на генетические параметры популяции. Если животные содержатся в неблагоприятных условиях среды, в которых не может полностью проявиться генетический потенциал, фенотип не будет в достаточной степени отражать генотип животного и отбор окажется неэффективным.

Из всех стад наибольшим коэффициентом наследуемости удоя при повышенных уровнях кормления дочерей и матерей характеризовалось стадо племзавода "Холмогорка" (h2=0,83), племзаводы "Никоновское" (h2=0,69), "Сычевка" (h2=0,41).

Во втором периоде, когда дочери и матери лактировали при пониженном уровне кормления, коэффициент наследуемости на племзаводе "Сычевка" снизился до 0,22, а в двух других стадах был близок к нулю. Следовательно, при понижении уровня кормления признак в фенотипе проявляется не полностью. Например, в стаде сычевского скота племзавода "Сычевка" при уровне кормления, обеспечивающем средний удой первотелок 3000 кг, уже происходит дифференцирование животных по генетическому потенциалу удоя, а в стаде племзавода "Холмогорка", где наследственный потенциал продуктивности значительно выше даже при уровне кормления, обеспечивающем средний удой первотелок 3600 кг, нет четкой дифференциации животных по генетическому потенциалу продуктивности и коэффициент наследуемости близок к нулю.

Следовательно, для каждого стада существует определенный минимальный уровень кормления, когда отчетливо можно определить генетические возможности продуктивности. Если стадо содержится в условиях ниже этого минимума, отбор будет неэффективным.

4. В свободно размножающейся популяции доля особей "АА" равна 0,81. Какая часть должна быть гетерозиготной "Аа"? Вычислите это, используя формулу Харди-Вайнберга

Дано: 0,04 = q2; Необходимо найти: 2pq

р + q = 1

3 1

р 2 + 2рq + q2 = 1

Необходимо найти

1) q = vq2 = v 0,81 = 0,9

2) р = 1 - q = 1 - 0,9 = 0,1

3) 2рq = 2 х 0,1 х 0,9 = 0,18

Ответ: частота гетерозигот в этой популяции равна 0,18.

5. Выпишите и дайте объяснение всем терминам, встретившимся вам при выполнении работы

Аддитивное действие генов - общее действие всех генов, равное сумме эффектов отдельных генов

Аллели - разные формы одного гена, возникшие в результате мутации.

Анализирующее скрещивание - скрещивание гибрида с родителем, гомозиготным по рецессивному гену, для установления его гетерозиготности, групп сцепления или частот перекреста (кроссинговера) между сцепленными генами.

Антагонизм признаков - взаимоотношения между признаками, развивающимися в противоположных направлениях, например, удой и жирность молока, многоплодие свиноматок и масса поросят при рождении.

Аутбридинг - спаривание неродственных животных.

Аутосомы - все хромосомы, кроме половых.

Биометрия - наука о применении статистических методов для изучения живых организмов.

Биохимическая генетика - область общей генетики, занимающаяся вопросами хранения, репликации, передачи и изменения генетической информации, в более узком смысле - изучает генетический контроль механизма биохимических реакций.

Вариант - значение или мера признака; индивид, входящий в вариационный ряд.

Вариационный ряд - последовательность показателей признака животных, расположенная в порядке возрастания величин того же признака.

Взаимодействие генов - Взаимное действие генов, независимо от того, являются ли эти гены аллельными или неаллельными. Наследственная обусловленность признака зависит от комбинации генов. Различают следующие основные типы взаимодействия генов: 1) комплементарность, 2) эпистаз, 3) полимерию, 4) плейотропию, 5) модифицирующее действие.

Возвратное скрещивание - скрещивание животных первой генерации с животными одной из родительских пород или линий. Восприимчивость - предрасположенность организма к действию физических, химических и биологических факторов, приводящих к патологическому состоянию.

Выборка - часть исследуемой совокупности, по которой делают выводы о распределении признака, справедливые для всей совокупности животных.

Выбраковка - вывод из стада больных или с низкой продуктивностью и неудовлетворительными воспроизводительными качествами животных. Рассматривается как одна из форм отбора животных. Гаметы - зрелые половые клетки, образующие при слиянии зиготу, из которой развивается новый организм.

Гаплоидный набор - общее число хромосом в половых клетках, каждая из которых содержит лишь по одной хромосоме из каждой пары, т.е. вдвое меньше, чем в соматических клетках.

Ген - элементарная единица наследственности, представляющая собой отрезок ДНК. Главная функция гена - программирование синтеза ферментных и других белков. Наследственная детерминация признака обусловлена эффектом одного или многих генов.

Генеалогическая линия - потомство выдающегося родоначальника, представленного по отцовской линии в нескольких поколениях. Используется в селекции животных для предотвращения стихийного родственного спаривания.

Генетика - отрасль биологии, изучающая явления наследственности и изменчивости организмов.

Генетикостатистические методы в селекции - методы, основанные на генетических и статистических закономерностях. С помощью них изучаются генетические процессы в популяциях животных. В животноводстве эти методы применяют для повышения эффективности племенной работы в больших популяциях животных.

Генетическая аномалия - наследственно обусловленное, нежелательное с точки зрения здоровья популяции и племенного использования отклонение от нормы, на возникновение которого повлиял генотип животного.

Генетические карты хромосом - графическое изображение хромосом, на котором указан порядок расположения генов в хромосоме и их относительные расстояния друг от друга. Эти расстояния выражают в единицах, соответствующих 1 % кроссинговера.

Генетический код - система зашифровки генетической информации в виде последовательности нуклеотидов для синтеза белка.

Геном - совокупность генов, локализованных в гаплоидном наборе хромосом, находящихся в гаметах. При оплодотворении происходит объединение генома отцовских и материнских гамет.

Генотип - совокупность наследственных задатков организма. Он определяет племенную ценность животного, а также норму реакции на все возможные условия среды. Взаимодействие генотипа с внешней средой обусловливает фенотипическое проявление признаков.

Генофонд - совокупность генов одной популяции, характеризующихся определенной частотой.

Гетерогенный (разнородный) подбор - спаривание животных, различающихся по фенотипу, неродственных или находящихся в дальнем родстве.

Гетерозис - свойство помеси превосходить по определенным хозяйственно - полезным признакам, среднее значение данных признаков родителей.

Гетерозиготность - присущее животному состояние, при котором его гомологичные хромосомы имеют разные аллели одного или нескольких генов.

Гомогенный (однородный) подбор - спаривание животных, сходных по фенотипу или родству.

Гомозиготность - генетическая структура зиготы или генотипа, у которых гомологичные хромосомы имеют одну и ту же форму гена. Государственный племенной завод - ведущее специализированное хозяйство. Основная его задача - совершенствование и создание пород, заводских линий, семейств и стада, выведение высокоценных племенных животных, особенно быков.

ДНК - часть ядра клетки, образованная из полинуклеотидных цепей, имеющих спиральную форму.

Дизруптивный отбор - разрывающий отбор, благоприятствующий одновременно двум крайним типам и приводящий к появлению двух форм из одной исходной.

Доминирование - явление, при котором один из аллелей гетерозиготы (доминантный аллель) оказывает значительно большее влияние на соответствующий признак, чем другой аллель (рецессивный).

Делеция - утрата участка хромосомы вследствие ее разрыва или неравного кроссинговера.

Зигота - диплоидная клетка, образующаяся в результате слияния мужской и женской гамет.

Иммуногенетика - раздел биологии, изучающий генетический полиморфизм антигенного состава клеток животных.

Инбридинг - спаривание животных, состоящих между собой в более близком родстве, чем это в среднем имеет место в популяции. Инверсия - изменение в положении хромосомного сегмента, сопровождающееся его поворотом на 180 градусов.

Интерьер животных - совокупность внутренних морфологических и биохимических особенностей организма, связанных с продуктивными качествами животных.

Кариотип - совокупность особенностей хромосом соматической клетки.

Качественные признаки - признаки, между которыми существуют альтернативные различия.

Кодон - единица генетического кода, с помощью которого в молекулах ДНК и РНК записана вся генетическая информация.

Количественные признаки - признаки, характеризующиеся непрерывной изменчивостью и полигенным наследованием. Конъюгация хромосом - сближение и соединение гомологичных

Корреляция - зависимость между вариацией двух или нескольких признаков, проявляющаяся в том, что изменение одного признака ведет к коррелятивному изменению другого хозяйственно - полезного признака.

Кросс - спаривание животных разных заводских линий. На его основе получают животных, характеризующихся более высокой гетерозиготностью, чем животные, выведенные путем использования внутрилинейного разведения.

Кроссинговер (перекрест) - взаимный обмен участками гомологичных хромосом, происходящий в результате разрыва и соединения в новом порядке хроматид.

Коэффициент наследуемости (h2)- показатель относительной долигенетической изменчивости в общей фенотипической вариации признака.

Крупномасштабная селекция - система методов отбора и подбора, главным образом производителей, обеспечивающая генетическое улучшение большого массива животных в каждом последующем поколении.

Летальные факторы - генетические факторы (гены и хромосомы), вызывающие гибель организма до достижения им половой зрелости.

Линейное разведение - разведение животных внутри линии в целях дифференциации породы или стада.

Локус - участок хромосомы, в котором локализован определенный ген.

Мейоз (редукционное деление) - деление клетки, при котором число хромосом уменьшается вдвое. У животных мейоз происходить в семенниках и яичниках и представляет собой комбинацию двух митозов, каждый из которых включает профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Митоз (кариокинез) непрямое деление ядра клетки, при котором при котором происходит удвоение хромосом.

Методы разведения - способы совершенствования домашних животных, преобразующие их наследственность в желательном направлении.

Моногибридное скрещивание - скрещивание животных, которые отличаются по одному признаку, обусловленному действием одной пары генов.

Мутагенез - возникновение наследственных изменений (мутаций), появляющихся спонтанно (естественно) или вызываемых различными физическими или химическими факторами.

Мутации - внезапно возникающие изменения генетического аппарата.

Наследование - процесс передачи наследственных задатков от одного поколения к другому.

Наследуемость - доля генотипа в общей изменчивости признака.

Нуклеотид - сложная молекула, представляющая звено цепи нуклеиновой кислоты и состоящая из азотистого основания, связанного с сахаром, который соединен с молекулой фосфорной кислоты.

Оплодотворение - процесс слияния мужской и женской половых клеток - гамет, в результате чего образуется зигота, являющаяся началом развития нового организма следующей генерации.

Отбор животных - вид искусственного отбора животных, обладающих желательными для селекционера признаками.

Пенетрантность - вероятность фенотипического проявления гена, выражающаяся в % особей, имеющих данный ген, у которых он фенотипически проявился.

Плейотропия - способность одного гена оказывать влияние на несколько разных признаков.

Племенная ценность - племенные качества животных.

Повторяемость - степень сходства повторных изменений признака, оцениваемая коэффициентом повторяемости.

Подбор - наиболее целесообразное составление из отобранных животных родительских пар для получения от них потомства с желательными качествами.

Полигенное, полимерное наследование - тип наследования, обуловленный действием многих генов, каждый из которых оказывает слабый эффект. К этому типу наследования относится большинство хозяйственно - полезных признаков.

Полиморфизм - одновременное присутствие в пределах популяции двух или более генов в одном локусе хромосомы.

Полиплоидия - наличие более чем двух хромосомных наборов в клетке, возникших в результате геномной мутации.

Половые хромосомы - парные хромосомы, определяющие пол организма.

Положения эффект - изменение действия гена, который в результате хромосомной структурной перестройки - транслокации и инверсии изменил свое положение в хромосоме и отразился на фенотипическом выражении признака.

Популяция - совокупность особей одного вида, имеющая общее происхождение, общность ряда хозяйственно - полезных, физиологических и морфологических особенностей и предъявляющая сходные требования к внешним условиям и технологии производства продукции.

Порода - группа сходных по генетически обусловленным хозяйственно - биологическим свойствам и морфологическим признакам животных общего происхождения и одного вида, предъявляющих сходные требования к природным и производственным условиям.

Рибосома - клеточная органелла цитоплазмы, в которой осуществляется синтез белка.

Регрессия - степень изменения одного признака в зависимости от изменения на определенную величину другого признака.

Рекомбинация - образование новых комбинаций генов, возникающих на основе действия двух механизмов - мейоза и кроссинговера.

Репликация - воспроизведение идентичной молекулы нуклеиновой кислоты и точной копии хромосомы.

Рецессивный ген - ген, эффект которого в гетерозиготном состоянии ослабляется или перекрывается его доминантным аллелем.

Сверхдоминирование - более высокий уровень развития признака у гетерозиготы по сравнению с обеими гомозиготами.

Селекция - наука, разрабатывающая теорию и методы создания новых и совершенствование существующих пород домашних животных.

Скрещивание - метод разведения, при котором происходит спаривание животных различных пород.

Соматические клетки - клетки тела, не принимающие участия вы половом размножении, содержат двойной набор хромосом, в отличии от половых они выполняют многообразные функции.

Сцепление группы генов - группа генов, локализованная и сцепленная в одной хромосоме. Число групп сцепления всегда соответствует гаплоидному количеству хромосом.

Топкроссинг - спаривание аутбредных самок с инбредным самцом или спаривание животных из инбредной линии с аутбредными животными.

Транскрипция - матричный синтез информационной РНК, программируемой комплементарной нитью ДНК.

Транслокация - хромосомная мутация, при которой сегмент перемещается в другое положение в той же или другой хромосоме.

Трансляция - синтез полипептидной цепи белковой молекулы в соответствии с последовательностью нуклеотидов в И - РНК.

Трансплантация - пересадка оплодотворенных яйцеклеток или эмбрионов от высокоценных коров - доноров к низкопродуктивным животным - реципиентам

Триплет - кодирующая единица (кодон), состоящая из трех оснований нуклеотидов ДНК.

Фенотип - совокупность внешних признаков животных.

Хроматиды - две нити, из которых построена нормальная хромосома.

Хромосомы - самовоспроизводящиеся ядерные структуры, состоящие из ДНК и белков и содержащие продольно расположенные гены.

Чистопородное разведение - метод разведения, при котором осуществляют отбор и подбор животных внутри породы в целях сохранения и улучшения признаков определенной породы.

Эволюция - процесс исторического развития организмов на основе наследственной изменчивости, борьбы за существование и отбора. Эпистаз - взаимодействие между генами, принадлежащими к разным парам аллелей, при котором аллель одной из пар подавляет проявление аллеля другой пары.

Список используемой литературы

1. Учебники: А.В. Бакай, И.И. Кочиш, Г.Г. Скрипниченко. Генетика: Учебник для вузов. - М.: КолосС, 2006.

2. В.М. Глазер и др. Задачи по современной генетике: Учебное пособие для вузов / Под ред. М.М. Асланяна. - М.: КДУ, 2005.

3. Меркурьева Е.К., Абрамова В.В., Бакай А.В. Генетика. М., Агро-

промиздат. - 1991.

4. А.А. Жученко и др. Генетика: Учебник для вузов / Под ред. А.А. Жученко. - М.: КолосС, 2004.

Размещено на Allbest.ru

...