Markery genetyczne i ich wykorzystanie w hodowli zwierząt (2)

Badania:

1.    Polimorfizm markerów klasy I - genów - jest zwykle określany poprzez analizę produktów tych genów

>    Metody serologiczne - zastosowanie surowic zawierających przeciwciała skierowane przeciwko określonym antygenom na powierzchni białek

>    Elektroforeza - migracja białek lub DNA w polu elektrycznym

- Wykorzystanie różnic w tempie migracji cząsteczek odmiennych pod względem wielkośd, ładunku elektrycznego lub kształtu

2.    Polimorfizm markerów klasy II może zostać wykryty jedynie na drodze badania DNA

>    Elektroforeza - migracja DNA w polu elektrycznym

- Metody: RFLP, SSCP

Zastosowanie markerów w hodowli zwierząt:

-    Kontrola pochodzenia

-    Poszukiwanie genów o dużym efekcie na wykształcenie cech ilościowych (cech determinowanych wielogenowo) -tzw. genów głównych

-    Ocena wartości genetycznej zwierząt pod kątem cech użytkowych i selekcja typu MAS (ang. marker assisted selection)

-    Ocena zmienności genetycznej, np. między populacjami

-    Szacowanie dystansu genetycznego

-    Konstruowanie markerowych map genomów poszczególnych gatunków

W selekcji MAS kryterium wyboru zwierzęcia staje się jego genotyp, a ściślej obecność danego markera genetycznego, który wykazuje asocjację (jest sprzężony) z doskonaloną cechą użytkową.

Przykładem stosowanej w praktyce selekcji MAS z wykorzystaniem jednego markera funkcjonalnego jest eliminacja z hodowli świń obciążonych allelem RYR1T. Celem jest eliminacja mutacji genu RYR1, a co za tym idzie obniżenie częstości występowania mięsa wieprzowego typu PSE (ang. pale, soft, exudative) - miękkiego, bladego i wodnistego.

We Francji selekcja MAS jest prowadzona dla głównych ras bydła mlecznego - każde zwierzę zostało zgenotypowane ze względu na co najmniej 33 sekwencje markerowe.

PSS (ang. Porcine Stress Syndrome)

•    Świński zespół stresowy PSS (nazywany też gorączką złośliwą MH - ang. Malignant Hyperthermia) objawia się podwyższoną wrażliwością na działanie stresorów, czego finalną konsekwencją jest pozyskanie mięsa typu PSE od tuczników obarczonych PSS

•    Zwierzęta obciążone PSS reagują na anestetyk halotan:

-    Sztywnieniem mięśni kończyn i brzucha

-    Występowaniem sino-czerwonych plam na skórze

-    Podwyższeniem temperatury

-    Arytmią serca

•    Test halotanowy zaczął być wykorzystywany do identyfikacji zwierząt skłonnych do wytwarzania po uboju mięsa PSE i wysunięto hipotezę, że cecha uwarunkowana jest genem recesywnym - test umożliwiał identyfikację homozygot recesywnych lecz nie heterozygot-nosicieli

•    Alternatywną dla testu halotanowego stała się metoda haplotypowania zwierząt oparta na identyfikacji polimorfizmu sekwencji markerowych sprzężonych z genem wywołującym PSS i tworzących tzw. halotanową grupę sprzężeniową

-    Metoda haplotypowania umożliwiła identyfikację wszystkich genotypów - również heterozygot

-    Pozycja zajmowana przez hipotetyczny gen będący przyczyną PSS zyskała miano halotanowego (HAL), a jego

allele zostały opisane N - allel dominujący, prawidłowy i n - allel recesywny, wywołujący PSS Haplotyp jest to zestaw alleli zwykle dziedziczonych wspólnie Geny kompleksu halotanowego:

>    S - gen działąjący supresorowo na ekspresję antygenów układu grupowego A-O (allele S, s)

>    PHI - gen kontrolujący polimorfizm izomerazy foksoheksozy (allele A, B)

>    HAL - gen kontrolujący wrażliwość na stres (allele N, n)

>    GPI - gen izomerazy 6-fosfoglukozowej

>    H - układ grupy krwi H (allele Ha, Hb itd.)

>    P02 - gen postalbuminy osocza krwi, inhibitora proteazy (allele S, F)

>    AlBG-oBG - gen glikoproteiny olB surowicy krwi

>    PGD - gen dehydrogenazy 6-fosfogkulanionowej (allele A, B)

Wszystkie białka i enzymy krwi, których geny należą do kompleksu halotanowego są ze sobą sprzężone i łatwe do identyfikacji metodą elektroforezy, a dzięki sprzężeniu z genem HAL umożliwiają identyfikację jego genotypu.

Dla rodzin w których wykryto przy użyciu testu halotanowego osobniki wrażliwe, można przeprowadzić badanie mające na celu identyfikację zwierząt podatnych na stres oraz nosicieli. Analizie elektroforetycznej białek krwi poddaje się całą rodzinę i na podstawie uzyskanych wyników ustala się genotypy odnośnie genu HAL.

PHI	P02	PGD	RYR1
AB	SF	AB	NN
BB	SS	AA	Nn
AA	FF	BB	nn

Możliwe haplotypy: AFAN, AFAn, AFBN, AFBn, ASAN, ASAn, ASBN, ASBn, BFAN, BFAn, BFBN, BFBn, BSBN, BSBn, BSAN, BSAn

2