Хромосомний поліморфізм окремих видів і порід сільськогосподарських тварин

На основі показників рівня і спектру цитогенетичних характеристик тварин запропоновано інтегральну цитогенетичну оцінку плідників, що відкриває реальні перспективи прогнозування їх племінної цінності.

Складовими елементами методології є визначення цитологічних показників, які можуть виступати маркерами окремих селекційних ознак:

Маркер нормальності каріотипу. Характеризує норму каріотипових характеристик і відсутність захворювань тварин, обумовлених хромосомними абераціями.

Маркер належності особини до певного типу продуктивності. Окреслює рівень окремих цитогенетичних характеристик, що мають зв'язок із продуктивними якостями.

Маркер рівня відтворної здатності плідників. Під час лабораторного дослідження сперми плідників показник «число клітин сперматогенного ряду в еякуляті» об'єктивно ілюструє нормальність проходження сперматогенезу. Зважаючи на тісний зв'язок між цим показником і концентрацією сперми можна отримати об'єктивну інформацію щодо його відтворної здатності.

Маркер збалансованості каріотипу і використання його в селекції. З припущенням щодо селекційної причини інтенсифікації мутаційного процесу узгоджується і переважання окремих аберацій в спектрі цитогенетичних характеристик, зокрема переважання серед структурних пошкоджень аберацій хроматидного типу.

Результати проведених досліджень і їх аналіз свідчать, що показник відношення хромосомних аберацій до хроматидних (Хр:Хт) відображає рівень збалансованості каріотипу. На основі показника (Хр:Хт) сформували три класи збалансованості каріотипу.

І клас: показник Хр:Хт ? 1,0:2,0. Відображає збалансований стійкий каріотип.

ІІ клас: показник Хр:Хт ? 1,0:2,0-4,0. Відображає менш збалансований геном, який реалізує свою програму не повністю, витрачаючи частину потенціалу на репарацію незначних хромосомних аберацій.

ІІІ клас: показник Хр:Хт ? 1,0:5,0. До даного класу збалансованості каріотипу належать тварини з нестійким геномом, реалізація потенційної програми якого утруднена внаслідок більшої кількості хроматидних аберацій.

Проведений аналіз розподілу тварин за класами збалансованості каріотипу племпідприємств «Полтаваплемсервіс», Білоцерківського, Менського і Головного селекційного центру України показав, що достовірно більша кількість бугаїв на всіх племпідприємствах (від 50,8 % у сименталів Менського племпідприємства до 71,0 % у герефордів Головного селекційного центру) належить до І класу збалансованості каріотипу.

Таким чином, результати аналізу хромосомного поліморфізму вказують на очевидну перспективу використання цитогенетичних характеристик для системної оцінки і прогнозування бажаного типу сільськогосподарських тварин.

ВИСНОВКИ

Комплексними цитогенетичними дослідженнями на значному поголів'ї різних видів і порід сільськогосподарських тварин вивчено та теоретично узагальнено проблеми хромосомної мінливості великої рогатої худоби, коней і свиней з встановленням видових і породних особливостей хромосомного поліморфізму соматичного і генеративного каріотипу. На основі виявлених закономірностей експресії цитогенетичних характеристик запропоновано авторську методологію об'єктивної оцінки плідників.

Показано, що середній рівень мутаційних клітин на 100 мітозів у великої рогатої худоби становить 23,2 % (lim10,85-43,64 %), у коней -- у 16,51 % (lim 12,53-19,30 %), у свиней -- 6,29 % (lim 5,03-7,63 %). Виявлено відмінності за показником загальної хромосомної мінливості між групами порід за напрямом продуктивності. Так, у молочних порід цей показник становить 13,88-17,40 %, у м'ясних -- 12,0-43,60 %.

Встановлено закономірності цитогенетичних характеристик, їх специфічність залежно від чинників зовнішнього середовища та їх взаємозв'язок. Так, виявлено інформативність показників «відсоток поліплоїдних клітин», «відсоток клітин з асинхронністю розходження центромерних районів хромосом», «співвідношення хромосомних і хроматидних аберацій в каріотипі», поліморфізм Y-хромосоми.

Показано різний рівень і спектр хромосомного поліморфізму залежно від способів розведення тварин. Встановлено, що рівень загальної кількості аберантних клітин у міжвидових помісей складає 30,2±2,3 %, що достовірно (P<0,01) переважає аналогічний показник у міжпородних помісей. Відмічено переважання хроматидних аберацій над хромосомними у всіх груп помісей.

Встановлено індивідуальну вираженість показника вмісту незрілих клітин сперматогенного ряду і його обернену корелятивна залежність із концентрацією сперміїв в еякуляті.

Пахітенним аналізом клітин сперматогенного ряду із еякулятів визначено аберації мейотичних хромосом, які зустрічаються у плідників, проведено їх класифікацію, встановлено зв'язок хромосомних аберацій з репродуктивною функцією.

Запропоновано проводити інтегральну цитогенетичну оцінку тварин і формувати групи підвищеного ризику на основі показників «частота аберацій хромосом» і «кількість незрілих клітин сперматогенного ряду» та паралелізму цитогенетичних характеристик в соматичних і статевих клітинах у бугаїв і жеребців.

Локальні породи сільськогосподарських тварин -- сіра українська великої рогатої худоби, гуцульська порода коней і миргородська порода свиней характеризуються специфічними особливостями за розподілом показників хромосомного поліморфізму, які визначають унікальність їх генофондів і дозволяють вирізняти їх серед безлічі інших порід. Так, специфічність сірої української породи визначається достовірно вищим (43,6±2,0 %) порівняно із середнім за видом рівнем (19,47±5,8 %, P<0,01) хромосомних аберацій.

Показник співвідношення хромосомних і хроматидних аберацій (Хр:Хт) відображає рівень збалансованості каріотипу. Запропоновано класифікацію збалансованості каріотипу, що дає змогу зробити висновок щодо належності окремої племінної тварини до бажаного типу.

ПРОПОЗИЦІЇ виробництву

Для оптимального ведення крупномасштабної селекції системно проводити цитогенетичний моніторинг, що базується на використанні уніфікованої системи оцінки стану геному, елементами якої є диференційна інформативність цитогенетичних показників як маркерів селекційного впливу.

Організувати у племзаводах прогнозуючу оцінку племінного молодняку в ранньому віці за комплексом генетичних тестів, які доповнюють характеристику окремих особин за селекційними ознаками і надають можливість селекціонеру більш обґрунтовано визначати відповідність тварини бажаному типу.

Забезпечити комплексну цитогенетичну оцінку плідників на племпідприємствах з метою вчасного виявлення порушень сперматогенезу.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Генетико-селекційний моніторинг у молочному скотарстві / [Зубець М. В., Буркат В. П., Єфiменко М. Я., Подоба Б. Є., Коновалов В. С., Дзіцюк В. В. та ін.]. -- К. : Аграр. наука, 1999. -- 88 с. (Дисертантом написано розділ «Цитогенетичні методи оцінки тварин»).

Генетико-селекційний моніторинг у м'ясному скотарстві / [Зубець М. В., Буркат В. П., Мельник Ю. Ф., Дзіцюк В. В. та ін.]. -- К. : Аграр. наука, 2000. -- 187 с. (Дисертантом написано розділ «Цитологічні і фізіологічні і методи оцінки племінних якостей великої рогатої худоби»).

Стратегія розвитку м'ясного скотарства в Україні у контексті національної продовольчої безпеки / [Зубець М. В., Буркат В. П., Гузєв І. В., Богданов Г. О., Мельник Ю. Ф., Шаран П. І., Чиркова О. П., Петренко І. П., Костенко О. І., Шуст П. Д., Кебко В. Г., Васильківський С. Б., Подоба Б. Є.,

Дзіцюк В. В. та ін.]. -- К. : Аграрна наука, 2005. -- 175 с. (Дисертант теоретично обґрунтувала і провела експериментальні цитогенетичні дослідження м'ясної худоби та брала участь в написанні окремих частин книги).

Сіра українська худоба: минуле, сучасне, майбутнє / [Козир В. С., Барабаш В. І., Олійник С. О., Чегорка П. Т., Мовчан Т. В., Гуменний В. Д.,

Говтвян В. А., Дімчя Г. Г., Шкурко Т. П., Дорофеєва О. А., Біла О. І., Резноока К. П., Столповський Ю. А., Дзіцюк В. В., Соловйов М. І., Сметана С. В.]. -- Дніпропетровськ : «Деліта», 2008. -- 241 с. (Дисертант теоретично обґрунтувала і провела експериментальні цитогенетичні дослідження сірої української худоби та брала участь в написанні окремих частин книги).

Дзіцюк В. В. Цитогенетичні характеристики тварин-трансплантантів / В. В. Дзіцюк, В. О. Опанасенко // Розведення і генетика тварин. -- К., 1996. -- Вип. 28. -- С. 129--132. (Дисертант теоретично обґрунтувала та розробила програму досліджень, самостійно провела експериментальну частину роботи і її аналіз, написала статтю).

Єфіменко М. Я. Цитогенетичні дослідження тварин-трансплантантів / М. Я. Єфіменко, В. В. Дзіцюк // Вісник аграрної науки. -- 1996. -- № 7. -- С. 42--43. (Дисертант теоретично обґрунтувала та розробила програму досліджень, самостійно провела експериментальні цитогенетичні дослідження груп тварин, проаналізувала отриманий матеріал, написала статтю).

Дзіцюк В. В. Цитогенетичний контроль бугаїв м'ясних порід /

В. В. Дзіцюк, А. В. Шельов // Науково-технічний бюлетень. -- Х., 2001. -- № 80. -- С. 48--50. (Дисертантом теоретично обґрунтовано та розроблено програму досліджень, проведено аналіз результатів експерименту, написано статтю).

Шкурин Г. Т. Цитогенетичні тести при характеристиці тварин м'ясної симентальської породи / Г. Т. Шкурин, В. В. Дзіцюк, А. В. Шельов // Зб. наук. праць Полтавської державної аграрної академії. -- Полтава, 2002. -- Т. 1 (20). --

С. 151--152. (Дисертантом теоретично обґрунтовано експериментальні дослідження, проведено аналіз результатів експерименту, написано статтю).

Єфіменко М. Я. Методичні засади генетичного моніторингу в тваринництві / М. Я. Єфіменко, Б. Є. Подоба, В. В. Дзіцюк, Шельов А. В., Дмитрієва В. О. // Вісник Сумського нац. аграр. Університету : наук.-метод. журнал, серія «Тваринництво». -- Суми, 2002. -- Вип. 6. -- С. 101--105. (Дисертант теоретично обґрунтувала і провела цитогенетичне дослідження, проаналізувала результати експерименту і брала участь у написанні статті).

Дзіцюк В. В. Мейотичні хромосоми еякульованих сперматоцитів жеребців / В. В. Дзіцюк, М. Я. Єфіменко // Наук.-тех. бюллетень. -- № 82. -- Х., 2002. -- С. 111--113. (Дисертант провела цитогенетичне дослідження, проаналізувала результати експерименту і брала участь у обговоренні і написанні статті).

Єфіменко М. Я Цитогенетичний контроль бугаїв-плідників /

М. Я. Єфіменко, В. В. Дзіцюк // Вісник аграрної науки. -- 2002. -- № 5. -- С. 49--50. (Дисертант провела цитогенетичне дослідження, проаналізувала результати експерименту і брала участь у обговоренні і написанні статті).

Попадюк С. С. Гуцульська порода коней в Україні / С. С. Попадюк,

В. В. Дзіцюк // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С. З. Ґжицького. -- 2002. -- Т. 4, № 1. -- С. 139--142. (Дисертант провела цитогенетичне дослідження коней, проаналізувала результати експерименту і брала участь у обговоренні статті).

Єфіменко М. Я. Цитогенетичне дослідження жеребців / М. Я. Єфіменко, В. В. Дзіцюк, Н. П. Пащенко // Вісник аграрної науки. -- 2002. -- № 12. -- С. 35--37. (Дисертант провела цитогенетичне дослідження коней, проаналізувала результати експерименту і написала статтю).

Наукові і прикладні аспекти генетичного моніторингу у тваринництві /

В. П. Буркат, М. Я. Єфіменко, Б. Є. Подоба, В. В. Дзіцюк // Вісник аграрної науки. -- 2003. -- № 5. -- С. 32--40. (Дисертант обґрунтувала аспекти цитогенетичного моніторингу у тваринництві, брала участь у обговоренні і написанні статті).

Буркат В. П. Цитогенетика у розв'язанні селекційних проблем тваринництва / В. П. Буркат, В. В. Дзіцюк // Вісник аграрної науки. -- 2004. --

№ 1. -- С. 37--42. (Дисертант обґрунтувала актуальність і практичні аспекти цитогенетичного моніторингу у тваринництві, брала участь у обговоренні і написанні статті).

Дзіцюк В. В. Цитогенетичний аналіз мейотичних хромосом з еякулятів бугаїв / В. В. Дзіцюк // Вісник аграрної науки. -- 2005. -- № 5. -- С. 41--43.

Буркат В. П. Прикладні аспекти генетики та біотехнології в тваринництві / В. П. Буркат, В. В. Дзіцюк, С. І. Ковтун // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. -- 2005. -- Т. 3, № 1--2. -- С. 131--144. (Дисертант обґрунтувала теоретичні і практичні аспекти цитогенетичних досліджень у тваринництві, брала участь у обговоренні і написанні статті).

Буркат В. П. Хромосомні порушення в мейозі плідників сільськогосподарських видів / В. П. Буркат, В. В. Дзіцюк // Вісник аграрної науки. -- 2006. -- № 1. -- С. 36--41. (Дисертант проаналізувала і систематизувала інформацію з літературних джерел про стан досліджень мейозу у сільськогосподарських тварин , брала участь у обговоренні і написанні статті).

Деклараційний патент № 71123 А, Україна, Спосіб отримання препаратів хромосом з лімфоцитів крові тварин / Дзіцюк В. В. ; заявник та патентовласник ІРГТ УААН. -- Заявл. 15.11.04 ; опубл. 2005, Бюл. № 11.

Генетичні особливості сірої української породи / В. П. Буркат,

В. В. Дзіцюк, Б. Є. Подоба [та ін.]. -- Вісник аграрної науки. -- 2006. -- № 9. -- С. 47--51. (Дисертант обґрунтувала теоретичні і практичні аспекти генетичних досліджень сірої української породи, брала участь у обговоренні і написанні статті).

Селекційні завдання генетиків у тваринництві / В. В. Дзіцюк,

В. С. Коновалов, А. В. Шельов [та ін.] // Тваринництво України. -- 2007. -- № 2. -- С. 61--63. (Дисертант обґрунтувала теоретичні і практичні аспекти генетичних досліджень у тваринництві, брала участь у обговоренні і написала статтю).

Дзіцюк В. В. Сіра українська … окремі генетичні характеристики /

В. В. Дзіцюк, В. Д. Гуменний // Тваринництво України. -- 2008. -- № 8. -- С. 21--24. (Дисертантом проведено цитогенетичні дослідження стад сірої української породи, проаналізовано результати досліджень і написана стаття).

Дзіцюк В. В. Цитогенетична оцінка плідників / В. В. Дзіцюк // Тваринництво України. -- 2008. -- № 10. -- С. 6--9.

Дзіцюк В. В. Цитогенетичний аналіз бугаїв м'ясних порід / В. В. Дзіцюк, В. Д. Гуменний // Вісник аграрної науки. -- 2008. -- № 10. -- С. 36--39. (Дисертантом проведено цитогенетичні дослідження м'ясної худоби, проаналізовано результати досліджень і написана стаття).

Войтенко С. Л. Каріотип свиней миргородської породи та використання генотипу за чистопородного розведення і схрещування / С. Л. Войтенко, В. В. Дзіцюк, М. Б. Пісковий // Таврійський науковий вісник. -- Херсон, 2008. -- Вип. 98. -- С. 120--125. (Дисертантом проведено цитогенетичні дослідження тварин).

Дзіцюк В. В. Генетичні розробки в галузі м'ясного скотарства /

В. В. Дзіцюк // Тваринництво України. -- 2009. -- № 2. -- С. 2--3.

Дзіцюк В. В. Цитогенетичний аналіз мейотичних хромосом племінних тварин / В. В. Дзіцюк // Вісник аграрної науки. -- 2009. -- № 3. -- С. 52--55.

Дзіцюк В. В. Метод приготування препаратів хромосом із сім'яників плідників / В. В. Дзіцюк / Методики наукових досліджень із селекції, генетики та біотехнології у тваринництві. -- К. : Аграрна наука, 2005. -- С. 187--190.

Особливості генетичних характеристик сірої української породи /

В. В. Дзіцюк, С. Ю. Рубан, В. Д. Гуменний [та ін.] // Державна книга племінних тварин великої рогатої худоби сірої української породи. -- К. : ПЦ «Фоліант», 2008. -- Т. VII -- С. 9--14. (Дисертантом проведено цитогенетичні дослідження стад сірої української породи, проаналізовано і систематизовано результати генетичних досліджень і написана стаття).

Дзіцюк В. В. Аналіз мейотичних хромосом бугаїв / В. В. Дзіцюк,

Л. В. Смулка // Селекційно-біотехнологічні методи використання генетичного потенціалу сільськогосподарських тварин : тези доп. 1-ої міжнар. наук. конф. молодих вчених та спеціалістів, 16-17 жовт. 1994. -- К., 1994. -- С. 28. (Дисертантом обґрунтовані і проведені експерименти, проведено аналіз отриманих результатів, зроблено виснови і написано тези доповіді).

Методичні і організаційні основи генетичного моніторингу в племінному скотарстві / М. Я. Єфіменко, В. І. Антоненко, Б. Є. Подоба, В. В. Дзіцюк // Матеріали конф., присвяч. 130-річчю виходу у світ монографії Чарлза Дарвіна «Мінливість тварин і рослин під впливом одомашнення», 22-23 верес. 1998 р. : тези доп. -- Х., 1999. -- С. 10--14. (Дисертантом обґрунтовано і проведено цитогенетичний моніторинг стад великої рогатої худоби, проведено аналіз отриманих результатів, зроблено висновки).

Шкурин Г. Т. Цитогенетичний контроль при формуванні симентальської м'ясної породи / Г. Т. Шкурин, В. В. Дзіцюк А. В. Шельов // Перспективи розвитку скотарства у третьому тисячолітті : тези доп. міжнарод. наук.-практ. конф. -- Суми, 2001. -- С. 219--220. (Дисертантом обґрунтовано і проведено експерименти і проаналізовано отримані результати, зроблено висновки і написано тези доповіді).

АНОТАЦІЇ

Дзіцюк В. В. Хромосомний поліморфізм окремих видів і порід сільськогосподарських тварин. -- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.15 -- генетика. -- Інститут розведення і генетики тварин УААН, Чубинське, 2009.

У дисертаційній роботі вивчено та теоретично узагальнено питання хромосомного поліморфізму окремих порід великої рогатої худоби, коней і свиней. Виявлені специфічні особливості розподілу цитогенетичних мутаційних спектрів у видів і порід сільськогосподарських тварин. Встановлені закономірності вираженості цитогенетичних характеристик.

Встановлені закономірності цитогенетичних процесів за різних методів розведення худоби.

Оцінена можливість використання в цитогенетичній оцінці незрілих клітин сперматогенного ряду з еякулятів плідників. Розроблені методичні підходи до пахітенного каріотипування плідників, що дає змогу проаналізувати хромосомні порушення в статевих клітинах. На основі виявлених закономірностей експресії цитогенетичних характеристик запропоновано авторську методологію об'єктивної оцінки плідників.

Ключові слова: хромосомний поліморфізм, цитогенетичні характеристики, хромосоми, геномні, хромосомні і хроматидні аберації, незрілі клітини сперматогенного ряду.

Дзицюк В. В. Хромосомный полиморфизм отдельных видов и пород сельскохозяйственных животных. -- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.15 -- генетика. -- Институт разведения и генетики животных УААН, Чубинское, 2009.

Диссертационная работа посвящена изучению и теоретическому обобщению проблемы хромосомного полиморфизма отдельных пород крупного рогатого скота, лошадей и свиней. Результаты цитогенетического мониторинга 14-ти пород крупного рогатого скота, 7-ми пород лошадей и 3-х пород свиней показали, что средние значения аберрантных соматических клеток на 100 митозов у крупного рогатого скота составляют 23,2 % (lim10,85-43,64 %), у лошадей --16,51 % (lim 12,53-19,3 %), у свиней -- 6,29 % (lim 5,03-7,63 %). Выявлено достоверную разницу показателей хромосомной изменчивости между группами пород в зависимости от производственного использования животных. Определена информативность показателей «процент полиплоидных клеток», «процент клеток с асинхронностью расщепления центромерных районов хромосом», «соотношение хромосомных и хроматидных аберраций в кариотипе». Исследованиями выявлен достоверно высший уровень общего числа аберраций и преобладание хроматидных аберраций над хромосомными у межпородных и межвидовых помесей при создании новых пород крупного рогатого скота.

Выявлен высокий процент аберраций хромосом у животных, полученных от пересадок целых и разделенных эмбрионов. В спектре цитогенетических характеристик большую часть составляют хромосомные и хроматидные разрывы и фрагменты, а также клетки с асинхронностью расхождения центромерных районов хромосом.

Показана принципиальная возможность использования в хромосомном анализе клеток сперматогенного ряда из эякулятов производителей. Использованный подход позволяет выявить хромосомные аберрации, приводящие к нарушению процесса созревания половых клеток и охарактеризовать количество и стадию развития клеток сперматогенного ряда в семенной жидкости. Установлена отрицательная корреляция между показателем количества клеток сперматогенного ряда из эякулятов производителей и концентрацией сперматозоидов в эякуляте. На основании полученных данных определены аберрации мейотических хромосом, встречающихся у производителей, проведена их классификация, установлена вероятная связь хромосомных аберраций с репродуктивной функцией.

Установлен параллелизм цитогенетических характеристик соматических и мейотических клеток обследованных производителей, на основании чего возможно их применение для интегральной цитогенетической оценки.

Доказана неслучайность соотношения показателей хромосомных и хроматидных аберраций, на основании чего можно предположить, что показатель соотношения хромосомных и хроматидных аберраций (Хр:Хт) отображает степень сбалансированности кариотипа.

Учитывая информативность отдельных цитогенетических показателей и их маркерную способность относительно факторов, влияющих на формирование хромосомного полиморфизма у животных, предложена классификация сбалансированности кариотипа. Использование показателя соотношения хромосомных и хроматидных аберраций дает возможность составить мнение об отношении отдельного племенного животного к желательному типу.

Параметры хромосомного полиморфизма локальных пород сельскохозяйственных животных - серой украинской, гуцульской и миргородской иллюстрируют их высокую изменчивость, что является ценным источником уникальных генотипов породного и видового значения. Эта особенность локальных пород подтверждена исследованиями иммуногенетических, молекулярных и биохимических характеристик, проведенными учеными в разное время.

Ключевые слова: хромосомный полиморфизм, цитогенетические характеристики, хромосомы, аберрации геномные, хромосомные и хроматидные, незрелые клетки сперматогенного ряда в эякуляте производителей.

Dzitsiuk V.V. Chromosomal polymorphism of selected species and breeds of livestock. - Manuscript.

Thesis for a doctoral degree in specialty 03.00.15 -- Genetics. -- Institute of Animal Breeding and Genetics of the Ukrainian Academy of Agrarian Sciences, Chubynske, 2009.

The issue of chromosomal polymorphism of selected breeds of cattle, horses and pigs has been studied and theoretically generalized. Specific properties have been determined concerning the distribution of cytogenetic characteristics for selected species and breeds of livestock. Patterns of cytogenetic processes for the different breeding methods of livestock have been established. The possible use of immature sex cells composition in ejaculate has been reviewed for the purposes of cytogenetic evaluation. Methodological approaches to the pachytene karyotyping of procreators have been developed, which allow for analysis of chromosomal abnormalities in sex cells. Based on the patterns of cytogenetic manifestation, the author proposed a methodology for an objective assessment of procreators.

Key words: chromosomal polymorphism, cytogenetic characteristics, chromosome aberrations, immature sex cells composition in ejaculate, procreator evaluation.

Размещено на Allbest.ru