Основы генетики и разведения скота. Хромосомной инженерии

При половом размножении новый организм получает половину хромосом от отца и половину от матери, объединяя наследственные особенности обоих родителей, среди которых есть и положительные, и отрицательные

для селекции.

Известно, что половое размножение создает основу для генетической изменчивости и рекомбинации. Но при этом происходит расщепление отдельных ценных генотипов и генных комплексов, поэтому в каждом поколении необходимо проводить отбор животных желательных типов.

Одним из первых этапов хромосомной инженерии способ замещения хромосом. В животноводстве метод выведения линий разработан для тутового шелкопряда. Он имеет исключительное значение для дальнейшей работы, потому что по воле исследователя в кариотипе одной породы только одна пара хромосом замещается на соответствующую ему пару, но другого вида. Благодаря этому генетик-селекционер может определить роль каждой хромосомы и отдельных ее частей в развитии тех или иных хозяйственно-полезных признаков. Можно говорить о возможности создания новых форм путем сознательного конструирования генотипа с заранее подобранных хромосом разных особей.

В тутового шелкопряда заменяли одну аутосому путем ее сцепления с половой W-хромосомой и замещения в кариотипе только одного свободного аналога сцепленной хромосомы. Поэтому аутосома всегда в неизменном виде передается в кариотипе самок следующих поколений. Свободная аутосома заменялась аутосомах другой породы обратным скрещиванием. Но этот способ связан с облучением половых клеток.

По этой причине применялся более простой биологический способ, основанный на уникальных качествах шелкопряда - все 28 хромосом имеют гены-маркеры, у самок отсутствует кроссинговер (перекрест хромосом при мейозе). Он позволил заменить у обоих полов исходной формы не одну, а две парные хромосомы на гомологичные хромосомы другой формы. После замещения хромосом создается новая линия, которая отличается от нормальной только одной парой, взятой из другой породы. Генетический анализ сводится к фикс

ированию признаков и сравнительно их у особей этих двух линий. Но чтобы установить характер действия генов замененной пары хромосом, необходимо получить их межлинейный гибрид. Если не будет различий по определенному признаку между породой и линией, то пара хромосом не контролирует его. если будут что-то гены этих хромосом определяют проявление признака.

При аддитивном действия этих генов показатели гибрида будут близки к средней арифметической обоих родителей. Но если они превосходят эту среднюю, то действие генов имеет не аддитивный характер, о чем свидетельствует гетерозис поданному признаку.

При вводе в генотип высокопродуктивных пород диких форм необходимо помнить, что в хромосомах последних могут быть как полезны, так и вредны гены. Поэтому целесообразнее вводить не целую хромосому, а только часть ее с группой полезных генов. Для этого применяют перекрест хромосом (кроссинговер).

В птицеводстве на этом основана методика получения и закрепления препотентность петухов-улучшателей. У птиц гетерогаметных является женский пол (ХУ), ответственный за яйценоскость. Поэтому для вывода высокоценных производителей необходима оценка их по женским особям.

Например, есть высокопроизводительную курицу, у нее в половой хромосоме имеется рецессивный ген бистрогооперения - к, будет маркером половой хромосомы матери. Желательно обе хромосомы самки объединить в генотипе ее сына, который может стать улучшителей. Для этого берем петуха с медленным оперением (К-доминантный), который будет посредником в скрещивании, т.е. он вносит маркер другой половой хромосомы. Получаем гетерозиготное потомство (Кк, К/-) с медленным опериванием. Проводится поворотное (анализирующее) скрещивание гетерози-готы с исходной форме (синхмать). В результате получаем 50% петушков, которые быстро опериваются (юс) и 50% гетерозигот (Кк). медленно оперивающихся. Отбирая бистрооперивающихся особей, можно получить петухов, гомозиготных по половой хромосоме матери.

Но. несмотря на очевидное значение характера наследования основных полигенных признаков для селекции животных, таких работ проведено очень мало. Да. анализ наследования в молочном скотоводстве при вводном скрещивании с голштинской породой свидетельствует о аддитивном действия генов, без проявления гетерозисных эффекта. Поэтому в отдельных случаях эффективны не кроссы, а вводное скрещивание с улучшают породами.

Проведен подобные работы в свиноводстве. Использовали промышленное скрещивание свиней крупной белой породы с хряками дюрок для получения помесей, которых затем снова скрещивали с породой дюрок, а другую их часть-с хряками крупной белой породы.

Анализ типов наследования при этих различных видах скрещивания показал, что, несмотря на эффект гетерозиса по отдельным признакам в первом поколении, повышенная производительность помесей получается при аддитивном и материнском эффект действия генов.

Поэтому для повышения откормочных и мясных качеств свиней контрастных типов производительности необходимо вместе с промышленным скрещиванием или гибридизацией осуществлять вводное скрещивание с улучшает породой. В таком случае были получены лучшие показатели откормочных качеств у помесей по сравнению с полукровных животными. В то же время для повышения плодовитости маток самым эффективным будет использование промышленного скрещивания.

Изучение типов действия генов при скрещивании линий и пород-необходимый этап программ селекции.Так, при использовании свиней крупной белой и дюрок, крупного рогатого скота местных пород и голштинской лучшим вариантом было получение помесей второго поколения по улучшающей породе.

Манипуляции с хромосомами применимы и при регуляции пола.