Интерьер животных - Ботаника и сельское хоз-во - Скачать бесплатно
друга каким-либо
одним антигеном. В большинстве случаев в эритроцитах донора имеется
несколько антигенов, которых нет у реципиента. Вследствие этого в организме
реципиента вырабатывается не одно антитело, а несколько, против всех
«чужих» антигенов, и сыворотка его крови дает гемолитическую реакцию не с
одним антигеном, а с несколькими. Такая сыворотка называется сырой
сывороткой, и для анализа групп крови она непригодна. С целью удаления
ненужных антител ее подвергают абсорбции, то есть последовательно смешивают
с эритроцитами, содержащими соответствующие антигены, которые связываются с
этими антителами (гемолиза при этом не происходит, так как к сыворотке не
добавляют комплемент). После такой обработки в сыворотке остается антитело
только против одного фактора крови. Такая сыворотка называется
специфической антисывороткой и является чувствительным реагентом, с помощью
которого в эритроцитах любого животного данного вида (а иногда и других
видов) можно обнаружить наличие соответствующего антигена. Специфические
сыворотки можно хранить в замороженном или высушенном виде в течение
длительного времени.
До настоящего времени в эритроцитах крупного рогатого скота выявлено около
100 факторов крови, которые обозначаются большими буквами латинского
алфавита. Когда алфавит был исчерпан, стали обозначать факторы буквами с
апострофом или штрихом (например, А') или цифрами (Хь Х2, Х3). Большинство
этих факторов было открыто посредством иммунизации животных. У лошадей было
найдено 8 антигенов, у свиней—30, у овец—26, у кур —60.
При изучении наследования групп крови установлена важная закономерность:
потомки могут иметь только такие факторы крови, которые есть хотя бы у
одного из его родителей; если у потомка имеется хотя бы один фактор,
которого нет ни у отца, ни у матери, это означает, что происхождение
данного животного установлено по записям неверно. К этому нужно еще
добавить, что у потомка совершенно не обязательно должны быть все факторы,
имеющиеся у родителей; если родители являются гетерозиготными по каким-либо
из факторов, эти антигены потомок может и не
унаследовать. Если бы потомки наследовали все антигены родителей, то у всех
особей данного вида имелся бы полный набор факторов крови и
иммуногенетический анализ происхождения животных был бы невозможен.
Указанная закономерность и лежит в основе проверки происхождения животных
путем анализа групп крови. У потомка и его предполагаемых родителей берут
небольшое количество крови (по 10 мл), отделяют при помощи
центрифугирования эритроциты, готовят 2%-ную суспензию в физиологическом
растворен производят определение имеющихся в эритроцитах антигенов. Для
этого каплю суспензии эритроцитов смешивают в отдельных пробирках с двумя
каплями каждой специфической сыворотки и каплей комплемента. Наличие
гемолиза в пробирке свидетельствует о том, что в эритроцитах имеется этот
антиген; если гемолиза нет, то эритроциты данного антигена не содержат.
После окончания анализа сравнивают наборы факторов крови потомка и его
родителей и делают тот или иной вывод о происхождении животного. В
настоящее время на многих зарубежных станциях искусственного осеменения
используют быков, происхождение которых проверено путем анализа группы
крови. Если вспомнить, что от быка получают за год несколько тысяч потомков
и что ошибки в племенных записях о происхождении быков могут привести к
большим ошибкам в племенной работе, становится очевидной важность такой
проверки.
Наследование факторов крови у каждого вида животных контролируется
несколькими генами. Большинство факторов крови наследуется по типу
аллеломорфных признаков: наличие в хромосомах различных аллелей
обусловливает наследование тех или иных антигенов. При этом факторы крови
могут наследоваться как поодиночке, так и целыми группами или комплексами,
включающими от 2 до 8 антигенов каждая. Так, например, передается по
наследству как обособленная единица группа факторов BO1QT1 дающая
гемолитическую реакцию со специфическими сыворотками: анти-В, анти-Q1 ,
анти-Q и анти-Т1 Такие, наследуемые как одно целое, факторы получили
название групп крови. Группа крови может состоять из одного или нескольких
факторов. Отсюда следует, что в иммунологии сельскохозяйственных животных
понятие группы крови несколько отличается от привычного для нас понятия,
принятого в медицине.
Каждый ген (точнее, группа аллелей, находящихся в определенном локусе
определенной хромосомы) управляет наследованием одной системы крови,
включающей от одного до нескольких десятков факторов крови, которые, как
уже было сказано, могут образовывать комплексы или группы. У крупного
рогатого скота выявлено 11 систем крови. Наиболее простые системы: J, L, N
и Z; каждая из них состоит из одного фактора крови. Генотипически эти
системы могут быть представлены в виде трех возможных комбинаций: жи-вотные-
гомозиготы, имеющие в каждой из парных хромосом ген данного фактора
(например, L/L); гетерозиготы с наличием гена в одной хромосоме и при
отсутствии его в другой (обозначение L/—) и, наконец, животные, у которых
данный ген полностью отсутствует (—/—). По существу к таким системам
можно отнести и систему М, состоящую из двух подгрупп — mi и М.2. Система Z
интересна в том отношении, что разработаны специфические антисыворотки,
которые позволяют различить животных гомозиготных по фактору Z (Z/Z) и
гетерозиготных (Z/—). Система FV состоит из двух факторов, которые могут
встречаться в комбинациях F/F, F/V, V/V. Из двух факторов состоит также
система R'S'. Система А включает в себя четыре фактора, система SU — пять.
Гораздо более сложной является система С, состоящая из десяти антигенов,
комбинации которых могут составлять 35 групп крови. Самая сложная система —
это система В, включающая свыше 40 антигенов, которые могут образовать
около 300 групп крови; каждая из них содержит от ! до 8 факторов (например,
BGK, BO2Y2, D').
Определение групп крови, входящих в систему Ви и С, дает больше всего
данных для племенного анализа и при установлении происхождения животных.
Наличие многочисленных групп крови создает возможность для образования
огромного числа комбинаций аллелей, вследствие чего животные, у которых
группы крови совершенно одинаковы, практически не встречаются. Исключение
составляют лишь однояйцевые двойни, имеющие одинаковый тип крови (то есть
совокупность всех групп крови). В литературе принято обозначать ген
соответствующей группы крови большой буквой системы с обозначением аллеля,
написанным рядом сверху. Например, аллель группы крови BO1YoD' системы В
обозначается как BBOlY2D
У овец установлено семь систем крови, у свиней— 16, у лошадей — 8, у кур —
14. Поскольку учение о группах крови животных еще очень молодо,
исследователи продолжают открывать новые антигены и системы крови. Работа
по изучению и практическому применению групп крови возможна только в
условиях хорошо оборудованной лаборатории, при достаточно большом
количестве животных (взрослых или молодых) для иммунизации и получения
специфических сывороток. У иммунизированных животных приходится брать много
крови (4—5 л) для приготовления сывороток, поэтому с этой целью ценных
маток и производителей стараются ие использовать.
В последние годы в СССР и за рубежом, кроме групп крови, стали уделять
много внимания изучению полиморфизма белков крови, молока и яиц,
выявляемого при помощи электрофореза на крахмальном геле. Оказалось, что
многие белки (например, гемоглобин) можно разделить электрофоретическим
путем на несколько типов, причем эти типы, подобно группам крови,
контролируются особыми генами. Так, у крупного рогатого скота выявлено
четыре типа гемоглобина, десять типов трансферринов ((5-глобули-нов),
несколько типов казеина, лактальбумина и лактоглобулина. В яйцах кур
обнаружен генетически обусловленный полиморфизм альбуминов и других белков.
Проводятся интересные исследования антигенных свойств спермы
производителей. Установлено, что в некоторых случаях в организме самок
образуются антитела, губительно действующие на спермин некоторых
производителей, что является одной из причин яловости.
Накопление знаний о группах крови и других полиморфных системах привело к
возникновению новой науки — иммуногенетики, данные которой все шире
используются при разведении животных. Уже говорилось об уточнении
происхождения животных путем анализа групп крови. Такое уточнение возможно
и для животных, потерявших свой номер (конечно, если типы их крови были
определены еще до потери). Анализ групп крови дает возможность отличить
однояйцевые (монозиготные) двойни, образовавшиеся из одной оплодотворенной
яйцеклетки, от дизиготных однополых двоен. Во время эмбрионального развития
разнополых двоен иногда устанавливаются связи (анастомозы) между их
кровеносными системами. При этом в организм телочки 'попадает вместе с
кровью бычка мужской половой гормон, вследствие чего нарушается нормальное
развитие ее половых органов. По группам крови можно в самом раннем возрасте
выявить таких телок — фримартинов и не планировать их использование для
размножения.
Весьма перспективно применение групп крови при анализе происхождения
отдельных стад, линий и целых пород скота. Исследования Л. Рендела (1958) и
других ученых выявили значительные межпородные различия в группах крови
крупного рогатого скота. Поскольку факторы крови (антигены) стойко
передаются от родителей к потомкам, изучение групп крови должно сыграть в
племенном деле важную роль, помогая установить происхождение пород и
отдельных групп животных и взаимоотношения между ними. Так, после анализа
групп крови у чешского красно-пестрого скота И. Матоушек пришел к выводу,
что в образовании этого скота участвовали многие породы. И. Р. Гиллер
(1970) в результате изучения групп крови у симментальского скота в
племенных заводах «Тростянец» и «Терезино» выявил довольно значительные
различия между этими стадами по распространенности некоторых аллелей
системы В.
Чрезвычайно интересной является идея о возможности связи наследования групп
крови и других полиморфных признаков с наследованием продуктивных свойств
животных, например жирномолочности. Правда, гены, контролирующие
наследование групп крови, по-видимому, не оказывают прямого влияния на
развитие тех или иных признаков продуктивности. Но эти гены могут
находиться в одних и тех же хромосомах с генами, определяющими
продуктивность животных. В этом случае те или иные группы крови могут
служить «генетическими маркерами», сигнализирующими о наличии у данного
животного генов высокой жирномолочности или других генов, непосредственно
связанных с продуктивными свойствами животных. Поскольку группы крови можно
определить сразу же после рождения животного, то можно предполагать, что
по ним смогут предсказывать его будущую продуктивность. Успешное решение
этого вопроса привело бы к «революции» в племенной работе. Имеется довольно
много сообщений о связи между отдельными группами крови (а также другими
полиморфными признаками) и некоторыми признаками продуктивности животных.
Однако далеко не всегда опубликованные данные потверждаются при повторении
исследований в других стадах и группах животных.
Весьма обнадеживающими являются исследования И. Р. Гиллера (1970), который
определил группы крови знаменитой коровы Воротки 5992 (племенной завод
«Тростянец»), уникальной по жирности молока (6,04%). Оказалось, что потомки
Воротки, унаследовавшие от нее высокую жирномолочность, одновременно
унаследовали и аллель OiTG'K' системы В. Те же потомки Воротки, у которых
этот аллель отсутствовал, не имели и столь высокой жирномолочности.
Конечно, эти данные еще требуют проверки на других животных, но они, во
всяком случае, вселяют надежду на успешное разрешение данной проблемы. На
основании приведенного исследования значительно повысилась вероятность
устанавливать генетическое сходство между родителями и детьми не
статистическими приемами («доли крови», генетическое сходство по формуле С.
Райта), а по проценту повторений группы крови родителя у потомка. Такое
генетическое сходство не между группами с большой численностью животных, а
между индивидуумами было бы очень ценным при работе с линиями и семействами
племенных животных для анализа сочетаемости, кроссов и скрещивания.
ПОЛИМОРФНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЛКОВ КРОВИ ЖИВОТНЫХ И ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В
СЕЛЕКЦИИ
Разработка, освоение и внедрение в практику разведения сельскохозяйственных
животных новейших достижений генетики - реальный путь повышения
эффективности селекции. На фермах сложились достаточно обоснованные методы
отбора и подбора животных, с оценкой их по происхождению, конституции,
экстерьеру, живому весу, молочной продуктивности и качеству потомства. При
бонитировке обеспечивается комплексная оценка каждого животного. Однако
отдельные метода оценки и разведения животных не всегда обеспечивают
ожидаемый эффект в селекции. А.И.Храповский и В.В.Павлов (1976 г.) сообща
юг данные о том, что показатели продуктивности матерей и более далеких
предков не могут гарантировать правильной предварительной оценки
потомства.Они же сообщают о довольно противоречивых данных, полученных при
изучении связи экстерьера и молочной продуктивности. Статистическая
обработка обширных материалов показывает, что корреляция между отдельными
признаками телосложения коров и их уровнем продуктивности является функцией
всего организма в целом и множества биохимических и физиологических
процессов. Сложные биохимические процессы метаболизма контролируются в
каждой клетке генами, генотипом. Проявление тех или иных признаков, свойств
и уровня продуктивности животного, т.е. фенотипа, зависит от взаимодействия
генотипа с условиями среды.Биохимическая природа животных, их
наследственность и изменчивость - один из наиболее скрытых и сложных
резервов повышения продуктивности. Для раскрытия этого резерва необходима
разработка новых теорий и более совершенных методов генетического анализа,
с использованием для характеристики животных различных биохимических
показателей. "Сельское хозяйство - говорил Л.И.Брежнев (1974), - нуждается
в новых идеях, способных революционизировать сельскохозяйственное
производство, в постоянном притоке фундаментальных знаний о природе
растений и животных, которые могут дать биохимия, генетика, молекулярная
биология". В нашей стране и за рубежом ведутся исследования генетической
обусловленности биохимических показателей
крови, молока, яиц, тканей, изучаются их связи с уровнем продуктивности,
плодовитостью, жизнестойкостью, а также с заболеваниями животных. Особый
интерес представляют белки крови. Их много. Структура каждого белка
кодируется одним или несколькими генами. Для целого ряда уже хорошо
изученных белков характерны разные наследственно обусловленные фракции
(формы), так называемые полиморфные системы. Явление наследственного
полиморфизма обусловлено множественным аллелизмом соответствующего гена.
Генетически обусловленные полиморфные системы могут быть выявлены
серологически (группы крови) или биохимическими методами (типы белков
крови, молока, яиц и др.). Группы крови и системы полиморфных белков
специфичны, индивидуальны для каждого животного и не изменяются в течение
жизни, не зависят от условий среда. Это позволяет использовать полиморфные
системы белков для паспортизации животных по их сугубо индивидуальным
группам крови и электрофоретическим типам белков. Определяют полиморфные
системы белков и их типы (фракции) методом электрофореза в крахмальном геле
по методу, разработанному в 1955 г. Смитисом и модернизированному другими
исследователями. Скорость и дальность миграции каждой фракции зависит от
величины ее электрического заряда и от размера макромолекулы белка. В
электрическом поле молекулы одних фракций белков оказываются более
подвижными ("быстрыми"), а другие менее подвижными ("медленными"). По
скорости движения в электрическом поле на крахмальном геле зафиксированные
и окрашенные фракции одной серии характеризуют фенотип исследуемого белка,
специфичного для данного животного. Каждая из систем полиморфных белков
наследуется по менделевским закономерностям, кодоминантно. При таком типе
наследования ни одна из аллелей той или иной полиморфной системы белка не
доминирует над другой и у гетерозигот на форе-грамме проявляются оба
аллеля. При таком типе наследования фенотип белка соответствует его
генотипу, который имеет такое же буквенное обозначение.
По Р.А.Хаертдинову, Л.А.Зубаревой (1977) в настоящее время у крупного
рогатого скота известен полиморфизм по 20 системам белков и ферментов
сыворотки крови, эритроцитов и молока. Наиболее широко изучались и
изучаются такие полиморфные системы бел-
гемоглобин ( Нв ) - белок эритроцитов; он имеет два аллеля
Нв НВ , а в популяции (стаде, породе) возможны три комбинации этих
аллелей, образующих фенотипы полиморфного белка - ВВ("быстрый"), АА
("медленный") и АВ - две полосы (промежуточные). Карбо-ангидраза (Са) -
белок эритроцитов, двухаллельный: сар и cаs, а в популяции можно встретить
три фенотипа: FF ("быстрый"), SS -("медленный") и FS - две полосы
(промежуточный); церулоплазмин (Ср) - ферментативный белок сыворотки крови,
имеет два аллеля-: СрАи срв, а в популяции образует три фенотипа: АА, ВВ,
АВ. Трансферин (Tf) - белок сыворотки крови. У европейских пород скота
имеет три аллеля: ТFа , tfd, тfе , комбинации которых в популяции образуют
шесть фенотипов (генотипов этого белка: АА, ДД,ЕЕ, АЕ, ДЕ, ad) Амилаза
(Am) - ферментативный белок сыворотки крови, у европейских пород
двухаллельный: Am и АmC, образующий в популяции три фенотипа (генотипа) -
ВВ, СС и ВС.
Постальбумин (Ра) к альбумин (Alb-) - двухаллельные белки сы воротки крови
животных, каждый из которых в популяции образует по три фенотипа.
Целый ряд отечественных исследователей полиморфных систем белков крови:
Л.В.Богданов и В.М.Обуховский (1967), В.А.Джумков (1970), Ю.О.Шапиро
(1970), О.А.Иванова и др.(1971), Х.Ф.Кушнер и др. (1973), Н.Н.Колесник,
В.И.Сокол (1972) и др., а за рубежом Эштон, Эбертус, Буш и др. считают, что
полиморфизмы белков с успехом можно и нужно использовать. практике селекции
животных. Постоянствотипов полиморфных белков в онтогенезе, наследование по
кодоминантному принципу позволяют использовать их в качестве маркеров
отдельных животных для генетической характеристики популяций, анализа
происхождения пород, линий, семейств, установления генетического сходства
между отдельными животными, линиями, породами, контроля записей о
происхождении. В последние годы ряд исследователей делают попытки
установить связи различных типов белков крови и молока с биологическими
особенностями и уровнем продуктивности животных, использовать их как
биологические маркеры при отборе и прогнозировании продуктивности животных
в раннем возрасте. При этом исследования генетически обусловленных
полиморфных систем белков крови не отвергают сложившейся системы племенной
работы, а дополняют и совершенствуют ее за счет введения объективных
биохимических показателей.
ПОЛИМОРФИЗМ БЕЛКОВ КРОВИ И МОЛОКА В СВЯЗИ С УСТОЙЧИВОСТЬЮ КОРОВ К МАСТИТУ
Мастит - широко распространенное заболевание молочной железы коров, которое
наносит заметный экономический урон (О.Ф.Сорокина, 1964). В основе
профилактики маститов лежат мероприятия по нормализации кормления,
содержания и эксплуатации коров, по строгому соблюдению всех санитарно-
гигиенических правил (Мутовин В.И., 1974).Что же касается роли
наследственных факторов в устойчивости коров к маститу, то им до настоящего
времени уделяется меньше внимания. Вместе с тем, как убедительно показано
Ф.Хаттом (1969), мастит коров является лучшим примером уже доказанной, но
все еще не используемой генетической изменчивости в отношении устойчивости
к заболеванию. Наследуемость резистентности к маститам, по данным разных
авторов, находится в пределах 23-32% (Кушнер Х.Ф.).
В последние года появились сообщения, в которых устойчивость коров к
маститу рассматривается в связи с полиморфизмом молочного
белка - лактоглобулина ( Giesecke W.H.Osterhoff ).
По данным Ю.М.Кривенцова и др. разная устойчивость к субклиническому
маститу коров с типами - лактоглобулина АА, АВ и ВВ может быть связана с
различной ингибирующей активностью молока у таких коров. В работе
Е.Митчерлиха отмечается пониженная частота групп крови В, К, у коров черно-
пестрой порода, больных стрептококковым маститом.
Учитывая не многочисленность исследований, относящихся к связи генетических
маркеров с устойчивостью к маститу и интерес этих данных для селекции, нами
в племзаводе "Холмогорка" Московской области: проводились наблюдения за
коровами двух экологических групп черно-пестрого скота голландской (п=246)
и шведской (п=156) пород. Подробная характеристика стада племзавода была
сделана в недавно опубликованной статье П.Е.Полякова . Диагностика
субклинического мастита осуществлялась ежемесячно с помощью 5% димастина в
соответствии с Методическими указаниями Главного управления ветеринарии
(Мутовин В.И). Коровы, молоко которых в течение периода наблюдений (апрель
- сентябрь) не давало положительной реакции с димастином, были отнесены в
группу здоровых. Наличие на 2-м-6-м месяцах лактации реакции с димастином,
оцененной одним или двумя плюсами, классифицировали как слабое раздражение
вымени, тремя-четырьмя плюсами -как сильное раздражение и субклинический
мастит. Те же реакции
в начале и конце лактации, обозначали как неспецифическое раздражение
вымени.
Методом горизонтального электрофореза на крахмальном геле по Смитису
(smithies) определяли типы полиморфных белков крови и молока; для
электрофореза молочных белков использовали модификацию метода, предложенную
Д.И.Погоняйло и Л.В.Богдановым.
В таблице I представлены результаты реакции с димастином. В обеих
экологических группах суммарное количество здоровых коров и коров со слабым
раздражением вымени оказалось сходным и составляло около 52%. У шведских
коров сильное раздражение вымени и субклинический мастит наблюдались
несколько чаще (25,0%), чем у голландских коров (17,0%), однако
неспецифическое раздражение вымени в начале и конце лактации у них
отмечалось реже (23,1%), чем у голландских коров (30,5%).
Анализ полиморфизма белков крови и молока по шести локусам
( Tf,AM,ds'Cn, Cn,x-Cn, tg ) показал, что наибольшие различия по
устойчивости коров к маститу были связаны с локусом - . У коров с
типами в lg АА и АВ устойчивость к субклиническому маститу была. выше, чем
у коров с типами ВВ (Л.А.Зубарева, Н.И. Кузнецов). В группе голландских
коров было выявлено 62 семьи, включающих 157 кopoв, в шведской - 30 семей,
включающих 86 коров. Количество коров в семье составляло от 2 до 5 голов.
Как видно из представленных в таблице 2 данных, почти в 60% семей
голландских коров и в 40% семей шведских коров не наблюдалось случаев
сильного раздражения вымени и субклинического мастита ("здоровые" семьи).
Шведские коровы из "здоровых" семей характеризовались достоверно более
высокой частотой гена (0,4865)пo сравнению с коровами из "больных" семей,
в которых отмечался мастит (0,3776). Аналогичная тенденция повышенной
частоты гена lgA в "здоровых" семьях по сравнению с "больными" отмечена и у
голландских коров.
ЛИТЕРАТУРА
1. И.А. Кравченко « разведение с/х животных »
2. В.Ф. Красота и др. « разведение с/х животных »
3. Научные труды института им. В.В. Куйбышева
«Генетика полиморфных белков животных» Том 216
|
