В. Н. Сайтаниди Рецензент членкорреспондент расхн в. Ф. Красота Петухов В. Л. и др. П31 Ветеринарная генетика В. Л. Петухов, А. И. Жигачев, Г. А. Назарова. 2е изд., перераб и доп. М. Колос, 1996. 384 с ил. Учебники
 Скачать 5.3 Mb.
|
|
335 тивных животных изменяется от 0 до 96 %. У свиней пород бельгийский ландрас и пьетрен частота чувствительных к стрессу свиней достигает 93—96 %. У пород свиней, разводимых в Западной Сибири, частота галотанположительных животных в некоторых популяциях достигала 60 %. Выявлено изменение пенетрантноси Hal локуса и экспрессивности у свиней под влиянием различных стресс-факторов внешней среды. Показана наследственная обусловленность мышечного тремора и реакций свиней на галотановый наркоз (В. Л. Петухов, В. П. Кузнецов, О. С. Короткевич). У многих животных, чувствительных к галотану, мясо бледное и экссудативное, у них хуже воспроизводительная способность и жизнеспособность. Ставится задача — разработать методы, в результате которых можно разорвать нежелательную корреляцию между более высоким процентом постного мяса у свиней, чувствительных к стресс-синдрому, и низкой воспроизводительной способностью и более высокой смертностью у этих же животных. Селекция двух линий свиней породы швейцарский ландрас (лучшей и худшей) в двух противоположных направлениях по селекционному индексу, который включал толщину сала на спине, среднесуточный прирост, трансформацию корма и процент постного мяса, привела к изменению частоты аллелей НаР и HalN. В VI поколении в лучшей линии положительная реакция на галотан была у 42 % животных, тогда как в худшей линии таких особей не выявлено. У свиней положительной линии был выше процент постного мяса, лучшая скорость роста, но хуже показатели качества мяса (рН и цвет мяса). Однако в лучшей линии мясо плохого качества, с самым высоким процентом постного мяса и самая короткая длина туши были у гомозиготных свиней Halh, Ss, Ha, PhiB и 6-PGD^. В худшей линии таких связей не установлено, так как там отсутствовали животные с положительной реакцией на галотан. Сделано заключение, что селекция свиней с учетом маркерных генов локуса Hal, систем групп крови Н и S, а также системы Phi и 6-PGD позволит значительно улучшить качество мяса и устойчивость к стресс-синдрому. Один из показателей стресс-синдрома — симптомы врожденного мышечного тремора, наследуемость которого равна 0,4. Частота встречаемости симптомов тремора у свиней породы ландрас составляет 5—18 %, тогда как у животных породы йоркшир, гемпшир и дюрок — менее 1 %. Свиньи с симптомами тремора имеют более высокие среднесуточные приросты и длиннее туловище, более постное мясо в сравнении с животными, у которых симптомы тремора отсутствовали. Селекция свиней на устойчивость к галотану может увеличить плодовитость свиноматок на 0,4 поросенка в помете при рождении и на 0,13 поросенка при отъеме. 336 ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ СРЕДЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ Выше были рассмотрены наследственно-средовые болезни. Соотношение наследственных и средовых факторов в проявлении этих болезней различно. Неполноценное кормление, высокая и низкая температура, скученность животных, воздействие радиации и т. д. ведут к снижению устойчивости организма к болезням. Нарушение белкового обмена вызывает уменьшение выработки антител. Недостаток витаминов и микроэлементов также ослабляет защитные силы организма. Однако важен тот факт, что в отличие от признаков продуктивности генетические различия между линиями и породами по устойчивости к болезням часто сохраняются и в плохих условиях среды, хотя частота заболеваемости возрастает и у резистентных, и у восприимчивых животных. Например, контрастные по резистентности к гельминтозам породы н'дама и голтштинская сохраняли генетические различия по этому признаку и в условиях скудного кормления. Влияние среды на проявление болезни можно рассмотреть на примере отвислого зоба у индеек бронзовой породы. Отвислый зоб возникает у индюшат в возрасте 2—4 мес в результате чрезмерного потребления воды в жаркое лето (рис. 67). Необратимое и прогрессирующее растяжение стенок зоба сопровождается закупоркой, брожением и образованием токсинов в этом органе. Многие птицы погибают от пневмонии. Если развитие индюшат проходит в прохладное лето, то болезнь не проявляется. В одинаковых условиях среды отвислость зоба не наблюдается у индеек других пород. Это указывает на генетическую предрасположенность индеек бронзовой породы к отвисанию зоба. Популяционно-генетические механизмы взаимодействия хозяина и паразита. Длительная сопряженная эволюция макро- и микроорганизмов приводит к возникновению определенного равновесия между популяциями паразита и хозяина. Возникновение вирулентности в ходе эволюции позволяет паразиту занять постоянную экологическую нишу. Но появление патогенного паразитического вида ведет к отбору представителей вида-хозяина в направлении развития относительной наследственной устойчивости против паразитического вида. Холдейн (1949) выдвинул гипотезу, что паразиты могут являться мощным фактором отбора, приводящим к возникновению широко распространенного полиморфизма белков. Он полагал, что особи с некоторыми биохимическими фенотипами имеют селективное преимущество. Кларк (1976) также считает, что паразитам принадлежит важная, если нерешающая роль в поддержании белкового полиморфизма. Биохимический полиморфизм белков и ферментов, видимо, может приводить к изменению физиологических функций 337     ЖАРКОЕ СУХОЕ ЛЕТО КРАСНАЯ БУРБОНСКАП ИНДЕЙКА ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТЬ Рис. 67. Генеппесш предрасположенность к описанию зоба у бронзовых индеек (по СоПе, 1980) хозяина и влиять на равновесие факторов взаимодействия между хозяином и паразитом. Отношение хозяина и паразита, в результате которого сохраняется полиморфизм в обеих популяциях, может быть выражено следующим образом: Генотипы хозяина Фенотипы паразита А1 + В1 В2 А2 + Восприимчивость хозяина на схеме обозначена знаком «+», устойчивость — знаком «—». Сущность взаимодействия популяций паразита и хозяина, видимо, составляют взаимодействия их генотипов, которые осуществляют стабилизацию паразитарных отношений и служат механизмами эволюции этих отношений. Однако популяционно-ге-нетические механизмы взаимодействия между паразитом и хозяином ввиду их большой сложности изучены недостаточно. Генетическая резистентность патогенов к лекарствам. Ветеринарная фармакогенетика. Ветеринарная фармакогенетика — раздел ветеринарной генетики, изучающей наследственно обусловленные реакции животных на лекарственные препараты. Существуют генетические различия в реакции живых организмов на лекарственные препараты. Широкое применение антибиотиков и других лекарств привело к тому, что генетическая резистентность патогенных бактерий возросла до такой степени, при которой часто затруднено лечение инфекционных болезней. В Англии среди изученных штаммов сальмонелл 61 % оказался резистентным к одному или более антибиотикам. В этой стране в 1977 г. 62,6 % штаммов Е. coli, выделенных у крупного рогатого скота, были резистентными к стрептомицину и 47 % — к тетрациклину, а у свиней — соответственно 55,5 и 47,1 %. У скота, павшего от респираторных болезней, выделено более 50 % культур пастерелл, устойчивых к сульфаниламидам и стрептомицину, а 75 % были нечувствительны к тетрациклину. На некоторых фермах в Японии во время эпизоотии сальмо-неллеза у телят выделили до 77 % устойчивых к хлорамфениколу штаммов сальмонелл, среди которых 85 % были устойчивы к тетрациклину, стрептомицину и сульфаниламидам. Резистентность полностью передавалась последующим поколениям сальмонелл. Во многих странах повышение резистентности к различным лекарствам обнаружено у гельминтов и клещей. Установлено, что применение одного препарата ведет к возникновению устойчивости клещей к этому препарату в течение 5—10 лет. Контрольные вопросы. 1. Что таксе резистентность? 2. Что такое пороговые признаки? 3. Что такое простое и полигенное наследование устойчивости к болезням? 4. Что вы знаете о генетической устойчивости к бактериальным болезням (маститу, бруцеллезу, туберкулезу)? 5. Какие болезни обмена веществ вам известны? 6. Какие вирусные болезни вы знаете? 7. Какова наследственная обусловленность устойчивости к лейкозам? 8. Каково влияние породы, линии, производителей, семейств и матерей на устойчивость к болезням? 9. Какие факторы вызывают бесплодие? 10. Как влияет среда на устойчивость к болезням? 338 Г л а в а 17МЕТОДЫ ПРОФИЛАКТИКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АНОМАЛИЙ И ПОВЫШЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЖИВОТНЫХ К БОЛЕЗНЯМ В основе профилактики аномалий или болезней лежит устранение причин, их обусловливающих. Причинами генетических аномалий являются мутации главных генов (оли-гогенов). Следовательно, для профилактики генетических аномалий необходимо предотвращать возникновение вредных мутаций в популяциях животных. Снижение частоты индуцированных мутаций можно обеспечить путем жесткого контроля за состоянием окружающей среды, устранения контактов животных и их гамет с мутагенами. Эффективность таких мероприятий зависит, с одной стороны, от согласованной деятельности специалистов сельского хозяйства, контролирующих использование пестицидов, удобрений, других ядохимикатов, лекарственных и биологических препаратов; с другой стороны, от защиты окружающей среды от попадания в нее вредных отходов промышленного производства, что находится в компетенции руководителей и специалистов заводов, фабрик и государств в целом. Наряду с индуцированными возникают и спонтанные мутации. За тысячелетия существования животных у них накоплен определенный груз мутаций, который, находясь в скрытом гетерозиготном состоянии, передается от предыдущего в последующие поколения. Часть этого груза теряется благодаря тому, что не все гетерозиготы остаются для воспроизводства. Часть потерь восстанавливается за счет новых мутаций. Такое состояние как бы сбалансированного полиморфизма по вредным рецессивным мутациям может быть нарушено при определенной системе разведения животных, когда вместо незначительного процента выщепления аномальных гомозигот в популяции регистрируют массовые случаи рождения дефектного потомства или наблюдают заметное снижение устойчивости животных к болезням. Для того чтобы этого не произошло, требуется постоянный контроль (мониторинг) за генетической структурой популяции. Необходимы фиксация в племенных документах (родословных животных) каждого случая врожденной аномалии в приплоде, регистрация болезней. 340 УЧЕТ ВРОЖДЕННЫХ АНОМАЛИЙ И БОЛЕЗНЕЙ. МЕТОДЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Ветеринарный врач должен обследовать весь приплод на наличие аномалий и регистрировать в журнале каждое дефектное животное с подробным описанием характера аномалии, пола индивидуума, даты его рождения, особенностей эмбрионального развития. Особенно тщательно следует проверить происхождение этого животного: правильно ли записана мать, соответствует ли записям отец. Аномальные особи и их родители должны быть подвергнуты анализу на предмет зараженности вирусами и бактериями и по другим параметрам внешней среды, которые могут быть потенциальной причиной аномалии. Учет аномального приплода и регистрация его в племенных карточках родителей служат предпосылкой для проведения генетического анализа с целью выявления роли наследственности в этиологии аномалий. Генетический анализ при этом осуществляют в следующей последовательности: 1) определить происхождение аномальных животных по пле менным карточкам;, 2) определить достоверность происхождения по группам крови и полиморфным системам белков и ферментов; 3) составить родословные на аномальных особей для опреде ления типа спаривания родителей (инбридинг, аутбридинг) и родства между аномальными особями (поиск общих предков);
В перспективе для выявления носителей мутаций у животных широко могут использоваться современные методы молекулярной генетики, генной инженерии и биотехнологии. На практике наиболее простой и достаточно точный метод изучения роли наследственности в этиологии аномалий — анализ родословных, или генеалогии, животных. Наличие общего предка с одной (доминантность) или с обеих сторон родословной (рецессивность) указывает на наследственный характер аномалии. 341 Генеалогический анализ необходимо подкреплять генетико-статистическими расчетами случайности или редкости появления аномалии и т. д. на основе закономерностей популяционной генетики и биометрии. В условиях крупномасштабной селекции животных, основным содержанием которой прежде всего является интенсивное использование отдельных производителей благодаря методу искусственного осеменения, накоплению миллионов доз семени и возможности длительного хранения его в замороженном состоянии, необходима проверка генотипа каждого из производителей не только по продуктивным признакам, но и на гетерозиготное носительство вредных рецессивных генов. Это можно осуществить следующими методами:
В условиях производства использование первых четырех методов целесообразно лишь в определенных ситуациях. Например, анализирующее скрещивание можно допустить для проверки хряков на носительство рецессивного гена кратерности сосков. В большинстве случаев гомозиготные носители мутантных генов — это нежизнеспособные аномальные особи. Экономически невыгодно и трудно формировать гетерозиготное маточное поголовье. Делать это имеет смысл в условиях широкого распространения в породе той или иной аномалии. Тогда гетерозиготные самки будут тем ситом, через которое просеиваются нормальные производители, а остаются в нем, т. е. выявляются как гетерозиготные, остальные производители. Третий метод позволяет проверять производителей сразу на все возможные мутации, поскольку сходство между генотипами прямых родственников более полное, чем с остальной частью популяции. Применяют инцест-тест, исходя из нескольких предпосылок, которые снижают практическое значение получаемых результатов: проверяют на аномалии с моногенным аутосомным рецессивным типом наследования и пренебрегают при этом аномалиями со сложным характером наследования, неполной пенет-рантностью и экспрессивностью, а также фенокопиями. Для получения достоверных результатов при спаривании отец — дочь 342 необходимо получить не менее 35 потомков, а при проверке на известных гетерозиготных или гомозиготных носительницах число животных меньше (табл. 77). 77. Количество нормального потомства при разных типах спаривания, необходимое для проверки гетерозиготного носительства у животных одиоплодных видов Тип спаривания Ч  исло нормального потомства, необходимое для проверкина уровне достоверности 99% 95 Ж 99,9%
Принято считать, что каждая гамета обладает 3—5 летальными эквивалентами на каждую зиготу. Летальный эквивалент — это один мутант, со 100%-ной вероятностью ведущий к смерти, и т. д. Следуя этой предпосылке, полагают, что при инцест-тесте трудно найти производителя, от спаривания с которым не наблюдали бы аномальных потомков. Однако Лесли приводит пример, опровергающий это положение. Спермой быка Сэма 951 (порода шароле) осеменено более 200 дочерей. В приплоде не было обнаружено каких-либо рецессивных дефектов. Сотрудники ВИЖа осуществили проверку на гетерозиготное носительство вредных рецессивных генов одного из лидеров голштинской породы, быка Мастера 0001 путем спаривания его с собственными дочерями. Весь приплод был нормальным. Четвертый метод проверки аналогичен второму, с тем лишь различием, что частота гетерозигот здесь при прочих равных условиях наполовину ниже и что для достоверной проверки потребуется соответственно вдвое большее количество самок. Все четыре рассмотренных метода проверки в широкой практике не применяют, так как это связано с определенными экономическими затратами, потерей продуктивности, а при инцест-тесте и с возможной инбредной депрессией у потомства. Однако в некоторых случаях, например при использовании импортных производителей из тех стран, где в данной породе распространена та или иная аномалия, желательно проверить их генотип в родственных спариваниях. Применение инбридинга в племенных хозяйствах для получения производителей и маток с консолидированной наследственностью — более высокой гомозиготноснью по нормальным доминантным генам — позволяет, как отмечалось раньше, выявлять и гетерозиготных носителей вредных рецессивных генов. Если в приплоде производителя, полученном от инбридинга, будет зарегистрировано рождение хотя бы одного аномального потомка, такого производителя необходимо взять на учет и целе- 343 сообразно проверить, является ли данная аномалия экзогенной природы или генетической. Для этого можно воспользоваться одним из четырех рассмотренных выше методов.*Выявление производителей — гетерозиготных носителей рецессивных генных мутаций позволяет избежать распространения аномалий в товарных стадах при интенсивном использовании их посредством искусственного осеменения. Важное значение в деле профилактики генетических аномалий будет иметь разработка методов выявления гетерозиготных животных в самом раннем возрасте по определенным тестам или маркерам. Маркерами мутаций могут быть определенные типы белков и ферментов. Как известно, для последних характерно многообразие вариантов, полиморфизм, обусловленный мутациями. Однако имеется и группа ферментов, которые при электрофорезе обычно не разделяются на фракции, т. е. являются мономорфными. Ученые (Н. П. Дубинин, Ю. П. Алтухов и др.) считают, что мутации, возникающие у животных, можно выявить»* этой системе ферментов. В результате исследований, например, обнаружена связь между частотой редких вариантов эстераз и аномалиями развития. У животных, в частности у крупного рогатого скота, гетерозиготных носителей таких наследственных дефектов обмена веществ, как маннозидоз, паракератоз, порфирия, выявляют путем определения уровня активности соответственно фермента маннозидазы, цинка в сыворотке крови и пропорфирина в эритроцитах. Гетерозиготные животные (Аа) по этим показателям занимают промежуточное положение между нормальными (АА) и аномальными (аа). Важное значение для профилактики распространения генетических аномалий имеет цитогенетический анализ. Он позволяет выявлять как числовые, так и структурные мутации кариотипа, снижающие жизнеспособность, плодовитость, продуктивность и племенную ценность животных. Эффективная профилактика вредных последствий хромосомных и геномных мутаций может быть обеспечена отбором на станциях по искусственному осеменению производителей без нарушений в кариотипе. Впервые такая работа в нашей стране начата в Ленинградской области кафедрой животноводства и проблемной лабораторией ветеринарной генетики Ленинградского ветеринарного института. В результате наших исследований обнаружено распространение транслокации 1/29 хромосом у быков на племпредприятиях Нечерноземной зоны России. Выбраковка этих производителей или их спермы — способ'профилактики дальнейшего увеличения частоты транслокаций в породе, метод повышения выхода телят, производства мяса и молока в хозяйствах. Цитогенетическая аттестация производителей и маток — матерей ремонтных животных необходима и у других видов, где 344 используют искусственное осеменение. Например, в свиноводстве установлено распространение разных вариантов транслокаций, резко понижающих плодовитость свиней. Интенсификация животноводства, внедрение в практику крупномасштабной селекции, главным звеном которой является возрастание нагрузки на каждого производителя, используемого в воспроизводстве, а также потенциальная опасность увеличения давления на генетический аппарат животных мутагенных факторов ставят в ряд актуальных проблем организацию службы генетического мониторинга — контроля за частотой вредных мутаций в популяциях и породах. Основные принципы такого контроля рассмотрены в начале настоящей главы. Это учет и правильная классификация аномалий, определение роли наследственности в их этиологии, использование цитогенетических и биохимических маркеров. Создание специальных карточек аномальных животных — носителей хромосомных мутаций в зоне деятельности районных и областных ветеринарных станций, племпредприятий, селекционных центров — исходные данные для контроля за частотой вредных мутаций, на основании которых можно проводить эффективный отбор — селекцию, направленную на снижение частоты рождения аномальных особей, повышение уровня воспроизводительной функции, жизнеспособности и продуктивности животных. Селекция на снижение частоты аномалий в популяциях животных может быть весьма эффективной. Так, шведские фермеры стали проводить жесткий отбор коров и быков по признаку гипоплазии гонад. В результате частота этой аномалии снизилась с 28,1 % в 1937 г. до 7 % в конце 60-х годов. В наших исследованиях показано, что выбраковка быка Красавчика 4874 красной горбатовской породы и быка Жетона 3501 костромской породы позволила избежать дальнейшего распространения в первом случае врожденной слепоты и во втором — мопсовидности. По данным И. Густавссона, выбраковка быков — носителей транслокации 1/29 хромосом в красно-пестрой шведской породе позволила за 2,5 года повысить выход телят на пять голов в расчете на 100 коров. В ряде стран проводится анализ кариотипов хряков на реци-' прокные транслокации. Носителей аберраций выбраковывают. Интересная практическая реализация проблемы преодоления признака летальности у серых каракульских овец предложена монгольским ученым Думаажавом Баатаром (1982). Автор экспериментально доказал, что при скрещивании серых каракульских овец с серыми аборигенными монгольскими потомство не заболевает хроническим тимпанитом и обладает хорошими жизнеспособностью и плодовитостью. Таким образом, становится перспективной разработка генетического метода получения гомозиготных серых баранов с целью повышения производства серых смушек на товарных фермах. 345 |