Transcript Paura Liga_Dzivnieku genetika Latviajaa

L. Paura, Z. Grīslis, D. Jonkus
Latvijas Lauksaimniecības
universitāte


Latvijas lauksaimnieki vienmēr ir izcēlušies ar
progresīvu domāšanu un rīcību. Sākot ar
1885.gadu Latvijā sāka ierakstīt lopus
ciltsgrāmatā, kurā reģistrēja visus Baltijas guberņā
audzētos tīršķirnes dzīvniekus.
Zemnieku saimniecisko organizāciju rīkotajā
lauksaimniecības izstādē Jelgavā 1895. gadā pirmo
reizi Baltijā un visā tā laika cariskajā Krievijā,
pielietoja Gerbera ekspresmetodi piena tauku
satura noteikšanai (metode izgudrota 1893.gadā).
2



Ar 1902. gadu Latvijā sāka dibināt pārraudzības
biedrības. Līdz Pirmajam pasaules karam to skaits
sasniedza 280 biedrības, bet 1937./38. gados jau
darbojās vairāk kā 900 biedrības.
Pēc Otrā pasaules kara pārraudzībai pakļāva visas
govis. Tas bija viens no faktoriem, kas palīdzēja Dr.
Andrejam Cālītim 1991. izveidot Analītisko
ciltsdarba staciju un izveidot datu integrētu un
automatizētu apstrādes sistēmu “SELEKS”.
Tagad šo darbu turpina Valsts aģentūra
Lauksaimniecības datu centrs.
3



Pagājušā gadsimta 50-tajos gados Latvijā sāka
sekmīgi ieviest vienu no plašāk lietotajām
biotehnoloģiskajām metodēm – mākslīgo
apsēklošanu.
Pārraudzība (dzīvnieku individuālās ražības
kontrole) un mākslīgā apsēklošana ir tie līdzekļi,
kuri padara selekciju vērienīgu.
Šajā sakarā aktualizējās vajadzība pēc efektīgām
vaislinieku un arī vaislinieču ciltsvērtības
novērtēšanas metodēm.
4

Kvantitatīvās ģenētikas virziens

Molekulārās ģenētikas virziens
◦ Notiek pētījumi sākot ar 2007.g.
◦ 2007.g. Atklāta LLU molekulārās ģenētikas
pētījumu laboratorija





Noskaidrot kvantitatīvo pazīmju ģenētisko
daudzveidību un mainību;
Nodalīt ģenētiskā un vides efekta ietekmi uz
selekcionējamām pazīmēm (kvantitatīvām);
Noteikt iedzimstamības koeficientu sel. pazīmēm;
Prognozēt dzīvnieku patieso vērtību (ciltsvērtību)
balstoties uz selekcionējamām pazīmēm;
Prognozēt selekcijas efektu nākošās paaudzēs;
Veicina dzīvnieku selekciju


Uz lineāro modeļu pētījumiem balstītā
saimnieciski svarīgo selekcijas pazīmju
genotipiskās vērtības (ciltsvērtības)
novērtēšana dod pamatotus selekcijas
kritērijus; tos atzīst arī starptautiski.
Latvija ir kļuvusi par starptautiskās
pārraudzības organizācijas ICAR un tās
satelīt-organizācijas INTERBULL dalībvalsti.
7


Atsaucoties uz FAO aicinājumu piedalīties pasaules
valstu pirmā ziņojuma sagatavošanā par Dzīvnieku
ģenētisko resursu stāvokli pasaulē, 2003.g.
sagatavojām pārskatu par mājdzīvnieku
ģenētiskajiem resursiem Latvijā.
Lai padziļināti pētītu ģenētisko resursu dzīvnieku
molekulāri ģenētiskos raksturojumus 2007.gadā
izveidojām LLU Lauksaimniecības fakultātes
Molekulārās ģenētikas pētījumu laboratoriju
(MolLab).
8


MolLab 2007.-2008.g. realizēja LR Zemkopības
ministrijas Līgumprojektu. Tā uzdevums bija
izvērtēt kādu biomateriālu iegūt un kādas
molekulārās metodikas lietot.
Izlēmām sākt ar AB StockMarks® mikrosatelītu
marķieru izmantošanu zirgu (17 marķieru) un
govju (11 marķieru) izcelšanās datu pareizības
kontrolei. Metodiku apguvām un realizējām.
9
Projekta mērķis:
 veikt pētījumus par , β un κ kazeīna gēnu
polimorfismu Latvijā audzēto šķirņu govju populācijās
(LB, LZ, MR).
 Izvērtēt , β un κ kazeīna gēnu ietekmi uz piena
produktivitātes rādītājiem.
LZP finansētais projekts:
2008.g. „Piena proteīna gēnu biežums Latvijas brūnās
šķirnes govju populācijā”
2009.-2010.g. „Biotehnoloģijas metodes Latvijā audzējamo
šķirņu govju piena proteīna gēnu polimorfisma
novērtēšanā un proteīna gēnu ietekme uz govju
produktivitāti”




pārraudzībā 2009
53900 LB govis
izslaukums standarta
laktācijā 5233 kg
Tauku saturs 4.48%
Proteīna saturs 3.35%




http://www.visualstudio.lv/files/A-0157-07.jpg
pārraudzībā 2009.g.
33329 MR govis
izslaukums
standarta laktācijā
6465 kg
Tauku saturs 4.19 %
Proteīna saturs
3.23%.




pārraudzībā 2008.g.
643 LZ govis
izslaukums
standarta laktācijā
4292 kg
Tauku saturs 4.40 %
Proteīna saturs
3.37%.



Attīstoties mūsdienu molekulārās ģenētikas
pētījumiem arī dzīvnieku selekcijā rodas iespēja
novērtēt labākos dzīvniekus ne tikai pēc
fenotipiskajām pazīmēm, bet analizēt dzīvnieku
genotipu pēc noteiktām pazīmēm.
Ir noskaidrots, ka govju piena produktivitāti
nosakošie QTL gēni (qvantitative trait loci).
novietoti vairākās hromosomās (1., 6., 9., 10.,
11., 14., 20.)
Tātad dzīvniekam piemīt spēja šīs pazīmes
iedzemdēt pēcnācējos, pārmantojot to no
paaudzes uz paaudzi.


Liellopiem 4 kazeīna tipu noteicošie gēni CSN1S1,
CSN1S2, CSN2, CSN3 atrodas 6. hromosomā
(BTA6).
Pēdējos 30 gados pasaulē, tajā skaitā arī Lietuvā un
Igaunijā, tiek veikti pētījumi par piena proteīna
t.sk. kazeīna sastāvu, noskaidrojot šo pazīmi
nosakošo gēnu polimorfismu dažādās govju
populācijās (Erhardt G., 1989; Ikonen T. et al.,
1996; Parna E., et al., 2006).
Kazeīns 78 - 82%
α
β
(alfa 38-45)
αS1-
αS2
A
B
C
D
E
A
B
C
D
Kopējais proteīns
Sūkalu olbaltumvielas 18 - 22%
ImunogloSerumαβk
Bulīni
albumīni
(beta
28-37)
(kappa
10-15)
Laktalbumīni
(20-25)
Laktoglo
bulīni
(53-58)
(6-12)
A1
A2
A3
B
C
D
E
A
B
C
E
F
A
B
C
A
B
C
D
E
F
G
G1
G2
A
M
(10-14)


Kazeīna genotips dzīvniekiem iedzimst pēc G.
Mendeļa likumiem līdzīgi asins grupām.
Govju piena sastāvu un daļēji arī piena
daudzumu visvairāk ietekmē κ-kazeīna (κ-CN) un
β-laktoglobulīna (β-Lg) gēna alēļu varianti.
◦ Siera ražošanai piemērotākais ir piens, kas iegūts no govīm,
kuru κ-CN genotips ir BB, jo govīm ar šo genotipu 100 ml piena
satur par 0.07 g vairāk kazeīna nekā govīm, kuru genotips ir
AA.
◦ Arī vēlamākais β-Lg genotips ir BB, jo šādām govīm ir par 3%
mazāka sūkalu olbaltumvielu daļa, līdz ar to palielinās kazeīna
frakcija kopējā proteīnā (Buchberger J., 2003).
Šķirne
k-kazeīna genotipi, %
BB
AB
AA
Džersijas
37
45
16
Angleras
26
49
22
Raibie (Fleckvieh)
6
36
54
Holšteinas
2
29
65
Piena proteīna alēļu frekvence
dažādām govju šķirnēm
Polijas
sarkanā,
Airšīras,
Lietuvas
sarkanā,
Lietuvas
melnraibā,
Igaunijas
Holšteinas,
Igaunijas
vietējā,
313
20 990
181
125
2131
118
A
0.690
0.612
0.714
0.752
0.761
0.694
B
0.310
0.081
0.265
0.161
0.190
0.306
E
-
0.307
0.021
0.087
0.050
-
A
0.188
0.284
0.068
0.431
0.310
B
0.740
0.716
0.923
0.569
0.690
C
0.058
-
0.009
-
-
Avots:
Erhardt et
al, 1997
Ikonen et.al,
1996
Pečiulaitiene,
2005
Pečiulaitiene,
2005
Proteīna
frakcijas
n
κ kazeīns
β-lactoglobulīns
Parna et al.,
2006
Kubarsepp
et.al, 2005

κ-kazeīna gēna alēļu izpētes materiāls
◦ 84 vaislas buļļi - analīzes veica Igaunijas Dzīvības zinātņu
universitātes Ģenētisko pētījumu laboratorijā
◦ 101 govij, t.sk. 30 Latvijas brūnās šķirnes un 70 Latvijas zilās
šķirnes govij – analīzes veica LLU LF fakultātes molekulārās
ģenēikas laboratorijā.
 rezultātu testēšanu realizējām Igaunijā, Tartu. Pārbaudes rezultāti
pilnībā apstiprināja mūsu laboratorijā veikto analīžu rezultātu
pareizību un deva pamatu darbu drošai tālākai izvēršanai.

β -kazeīna gēna alēļu izpētes materiāls
◦ 94 govij, t.sk. 33 Latvijas brūnās šķirnes un 61 Latvijas zilās
šķirnes govij – analīzes veica LLU LF fakultātes molekulārās
ģenēikas laboratorijā.
κ-casein
LB
LB %
DR
GR
SR
n=19
n=6
n=15
n=4
n=4
A
0.816
0.583
0.567
0.875
0.750
B
0.184
0.167
0.300
-
-
E
-
0.250
0.133
0.125
0.250
AA
0.632
0.333
0.267
0.750
0.500
AB
0.368
0.167
0.467
-
-
BB
-
-
0.067
-
-
AE
-
0.333
0.133
0.250
0.500
BE
-
0.167
-
-
-
EE
-
-
0.067
-
-
κ-casein frequency
HRW
HM
n=9
n=27
A
0.611
0.593
B
0.222
0.222
E
0.167
0.185
AA
0.333
0.370
AB
0.333
0.148
BB
-
0.111
AE
0.223
0.296
BE
0.111
0.074
EE
-
-




Analizētajā materiālā, ko ieguva no vaislas buļļiem
κ-kazeīna E alēles klātbūtne Latvijas brūnās
šķirnes īpatņiem netika konstatēta.
Pārējās sarkano šķirņu grupās šīs alēles biežumi
bija robežās no 0.125 līdz 0.250.
Arī B alēles biežumi nebija augsti (0.167 – 0.300)
un augstākie tie bija tikai īpatņiem ar lielāku
Dānijas sarkanās šķirnes asinību.
Biežāk tika konstatēta alēle A (0.567 – 0.816).
κ-casein
Latvijas
Latvijas
brūnā
zilā
A
0.683
0.685
B
0.317
0.315
E
-
-
AA
0.467
AB
BB
β-casein
Latvijas
Latvijas
brūnā
zilā
A1
0.697
0.779
A2
0.303
0.221
0.465
A1A1
0.394
0.557
0.433
0.436
A1A2
0.606
0.443
0.100
0.099
A2A2
-
-

Atkārtotas analīzes rezultāti parādīja, ka vēlamās
κ-kazeīna B alēles biežumi ir augstāki, nekā
sākotnēji noteiktie.
◦ Abās šķirnēs (Latvijas brūnā un Latvijas zilā) tie ir
praktiski vienādi un sastāda 0.3 (pret 0.184, sākotnējā
materiālā).

Arī genotipu biežumi (AA, AB un BB) ir praktiski
vienādi: Latvijas brūnai un Latvijas zilai šķirnei;



Uzskatam, ka arī Latvijā ir jāveic pētījumi šajā
virzienā, jo līdz šim piena proteīna genotipiskā
daudzveidība Latvijas govju populācijā nav pētīta.
Noskaidrojot Latvijā audzēto govju šķirnes genotipus,
būs iespējams veikt dzīvnieku izlasi un atlasi pēc
piena proteīna vēlamā genotipa.
Turpmākajos pētījumos noteiksim četrus: αS2, β
kazeīna, α- un β lactoglobulīna piena proteīnu
genotipu
biežumus
Latvijas
audzēto
govju
populācijās.
Paldies par uzmanību!