Селекция
<<  Достижения селекции в растениеводстве Влияние сроков прореживания моркови на урожай  >>
Рост стоимости продовольствия (ФАО)
Рост стоимости продовольствия (ФАО)
Рост стоимости продовольствия (ФАО)
Рост стоимости продовольствия (ФАО)
Рост стоимости продовольствия (ФАО)
Рост стоимости продовольствия (ФАО)
Монопородность (данные ФАО)
Монопородность (данные ФАО)
Фирма – Прикладные биосистемы (www
Фирма – Прикладные биосистемы (www
Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота:
Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота:
FoodExpert-ID идентифицирует тысячи животных генов (иллюстрация с
FoodExpert-ID идентифицирует тысячи животных генов (иллюстрация с
FoodExpert-ID идентифицирует тысячи животных генов (иллюстрация с
FoodExpert-ID идентифицирует тысячи животных генов (иллюстрация с
Снимок прореагировавшего чипа с большим увеличением
Снимок прореагировавшего чипа с большим увеличением
Схема взята из Кузнецова В.М. «СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
Схема взята из Кузнецова В.М. «СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
Сеть генов, входящих в соматотропную ось, связанную, в частности, с
Сеть генов, входящих в соматотропную ось, связанную, в частности, с
40 таких генов обнаруживают связь с QTL по молочной продуктивности
40 таких генов обнаруживают связь с QTL по молочной продуктивности
Хромосомная карта лактома
Хромосомная карта лактома
Степень правдоподобия (в %) того, что будущая средняя летняя
Степень правдоподобия (в %) того, что будущая средняя летняя
Степень правдоподобия (в %) того, что будущая средняя летняя
Степень правдоподобия (в %) того, что будущая средняя летняя
Локализация молочных ферм (красный цвет), на которых собирались данные
Локализация молочных ферм (красный цвет), на которых собирались данные
Локализация молочных ферм (красный цвет), на которых собирались данные
Локализация молочных ферм (красный цвет), на которых собирались данные
Карта распределений участков полиморфизма по копийности
Карта распределений участков полиморфизма по копийности
Карта изменчивости числа копий обонятельных рецепторов на хромосомах
Карта изменчивости числа копий обонятельных рецепторов на хромосомах
Результаты геномного сканирования секвенированного генома крупного
Результаты геномного сканирования секвенированного генома крупного
Функциональная геномика - ДНК чипы позволяют увидеть днамику
Функциональная геномика - ДНК чипы позволяют увидеть днамику
Функциональная геномика - ДНК чипы позволяют увидеть днамику
Функциональная геномика - ДНК чипы позволяют увидеть днамику
Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота:
Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота:
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример – сравнительный анализ профилей генной экспрессии в печени и
Пример - схема взаимосвязей между клеточными путями синтеза и секреции
Пример - схема взаимосвязей между клеточными путями синтеза и секреции
Сетевые взаимоотношения между генами, участвующими в синтезе молочного
Сетевые взаимоотношения между генами, участвующими в синтезе молочного
Фрагменты гена каппа-казеина разных генотипов после обработки
Фрагменты гена каппа-казеина разных генотипов после обработки
Электрофореграмма нативного препарата и Pst I-фрагментов ДНК гена
Электрофореграмма нативного препарата и Pst I-фрагментов ДНК гена
Электрофореграмма нативного препарата и Pst I-фрагментов ДНК гена
Электрофореграмма нативного препарата и Pst I-фрагментов ДНК гена
Электрофореграмма нативного препарата и Pst I-фрагментов ДНК гена
Электрофореграмма нативного препарата и Pst I-фрагментов ДНК гена
Пцр nn nn nb nb nn nb
Пцр nn nn nb nb nn nb
Поколения
Поколения
Подбор оптимальных условий PCR с праймерами к вирусному гену env
Подбор оптимальных условий PCR с праймерами к вирусному гену env
Подбор оптимальных условий PCR с праймерами к вирусному гену env
Подбор оптимальных условий PCR с праймерами к вирусному гену env
Спектры амплификации ДНК крупного рогатого скота серой украинской
Спектры амплификации ДНК крупного рогатого скота серой украинской
Выявленный нами высокий уровень полиморфизма фрагментов ДНК,
Выявленный нами высокий уровень полиморфизма фрагментов ДНК,
Метагеном многоклеточных
Метагеном многоклеточных
Картинки из презентации «Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота: исследовательские и прикладные задачи» к уроку биологии на тему «Селекция»

Автор: Т.Т.. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока биологии, скачайте бесплатно презентацию «Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота: исследовательские и прикладные задачи.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 8905 КБ.

Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота: исследовательские и прикладные задачи

содержание презентации «Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота: исследовательские и прикладные задачи.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Геномика и геномная селекция крупного 37рогатого скота, человека, грызунов (мышь и
рогатого скота: исследовательские и крыса), и у неплацентарных млекопитающих
прикладные задачи. Глазко В.И., Глазко (опоссум и утконос) на основе присутствия
Т.Т. РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева гена в по крайней мере одном из видов. (C)
vglazko@yahoo.com. Распределение ортологов у человека и
2Рост стоимости продовольствия (ФАО). других видов. (D) максимально вероятное
3Монопородность (данные ФАО). филогенетическое дерево, построенное по
Индустриализация требует увеличения ортологам соответствует принятой
плотности популяций животных, увеличения филогении, относительные темпы
доз бактерицидных средств и регуляторов молекулярной дифференциации выражаются как
роста; сопровождается сужением длины ветвей. Tellam R. L., Worley K. C.
биоразнообразия пород, разнообразия The Genome Sequence of Taurine Cattle: A
используемых агроландшафтов и рыночной Window to Ruminant Biology and
продукции животноводства, снижением Evolution//Science. – 2009. – Vol. 324. –
качества конечной продукции. Глобальное P. 522 – 528.
распространение голштино-фризской породы. 38Функциональная геномика - ДНК чипы
4Широкое распространение нарушений позволяют увидеть днамику экспрессии 212
воспроизводительной функции генов, тесно связанную с лактацией.
высокопродуктивных пород Распределение генов, экспрессия которых
сельскохозяйственных видов животных - одна меняется в связи с лактацией, по
из основных проблем их оптимального функциональным классам. Большинство из них
использования и дальнейшего повышения их кодирует ферменты общего метаболизма,
продуктивности. Так, например, по данным белки регуляторы иммунного каскада,
К.В.Племяшова, у черно-пестрого транспортные белки, а также белки –
голштинизированного скота выход телят на регуляторы транскрипции и передачи
начало 2009 года составил в среднем 77 сигнала.
голов на 100 коров, а в отдельных 39Создание ДНК биочипов для анализа
хозяйствах – 65-70 голов. Выбраковка профилей генной экспрессии принципиально
коров, в связи с бесплодием, в последние не отличается от тех, которые используются
годы остается на высоком уровне и для выявления SNP – с фрагментами
составляет 31%. эталонной ДНК, с которой гибридизуется/не
5Исследовательские задачи: 1) гибридизуются фрагменты экспериментальной
Исследования истории и генеалогии пород, ДНК, меченные флюорохромами.
их распространения, специфики их Экспериментальная ДНК готовится на
генофонда; 2) разработка генетически основании мРНК (с полиаденилированными 3’
обоснованных программ устойчивого хвостами – зрелая матричная РНК), к
использования местных пород и их которой прикрепляются флюорохормы с полиТ
сохранения; 3) картирование главных генов и выполняется РНК-зависимый синтез ДНК
количественных признаков в целях геномной копии этой матричной РНК. Затем
селекции. совокупность кДНК гибридизуется с ДНК
6Прикладные задачи: Ошибки микроматрицей, благодаря чему получают
происхождения 2) Прогнозы: количества данные о том, какие именно гены в данной
конечной продукции; качества конечной клеточной популяции дают спектр матричных
продукции; устойчивости к условиям РНК.
содержания; устойчивости к инфекционным 40
агентам; отсутствия наследственных 41Далее этот метод используют для
заболеваний; отсутствия инфицированности решения задач функциональной геномики
патогенами. (выявление модулей генной экспрессии).
7Поколения молекулярно-генетических Профили генной экспрессии являются
маркеров 1. Отдельные гены - генетика генетико-биохимической основой
Генотипирование отдельных генов: Группы физиологической функции каждого органа
крови Электрофоретические варианты белков млекопитающих. Их изменения тесно связаны
Полиморфизм Длин Рестрикционных Фрагментов с развитием различных патологий. Для того,
(ПДРФ) структурных генов Микросателлиты. что бы иметь возможность выявить
82) Совокупность всех генетических «критические» гены органоспецифических
элементов – геномика Геномные технологии: функций, генетико-биохимические основы
1) Полилокусные фрагменты анонимной ДНК, различных заболеваний и, соответственно
фланкированные инвертированными повторами разрабатывать методы их коррекции,
микросателлитов (Inter-Simple Sequence необходимо наличие данных о
Repeat - ISSR-PCR), участками мобильных физиологической норме таких профилей.
генетических элементов 2) ДНК микроматрицы 42Пример – сравнительный анализ профилей
– десятки тысяч мононуклеотидных генной экспрессии в печени и почках свиней
полиморфизмов (Single Nucleotide Первичные данные по профилям генной
Polymorphism – SNP) 3) Экологическая экспрессии получены в лаборатории
генетика – ДНК микроматрицы + технологии биотехнологии профессора С. Фаренкруга,
геоинформационных систем (ландшафтная Университет Миннесоты, США. 27648
геномика). ячеек/спотов. Чип 17 Liver 12016 Kidney
9Фирма – Прикладные биосистемы 12016. Чип 21 Liver 11940 Kidney 11940.
(www.appliedbiosystems.com) По Чип 25 Liver 12139 Kidney 12037. Чип 29
согласованию с FAO и ISAG раработала Liver 12294 Kidney 12037.
тест-систему для генотипирования 11-ти 43Основные отличия в профилях генной
микросателлитов (необходимы закупка экспресси клеток почек от печени: гены,
соответствующего оборудования, программ контролирующие меж- и внутриклеточный
анализа и расходных материалов). ионный обмен гены, контролирующие
Достоинство – известна хромосомная механизмы клеточного деления. Отличия в
локализация Микросателлиты: TGLA227, экспрессии генов хорошо согласуются с
BM2113, TGLA53, ETH10, SPS115, TGLA126, отличиями в физиологических функциях и
TGLA122, INRA23, ETH3, ETH225, BM1824. гистологических особенностях органов: одна
10Геномика. из основных функций почек - поддержании
11Геномные сканирования – главное ионного баланса в крови; клетки печени
направление современной эволюционной и отличаются от клеток почек морфологией
популяционной геномики. Геномное митохондрий и плоидностью гепатоцитов –
сканирование может варьировать от различия в полиплоидизации совпадают с
использования нескольких десятков или выявленной нами контрастной в этих органах
сотен маркеров до истинного геномного экспрессией гена, участвующего в контроле
сканирования, путем полного секвенирования цитокинеза (клеточного деления).
геномов. 44Пример - схема взаимосвязей между
12ДНК биочипы. В самых первых клеточными путями синтеза и секреции,
ДНК-биочипах Андрея Дарьевича Мирзабекова регулирующими синтез молочного жира в
была реализована технология иммобилизация молочной железе крупного рогатого скота
олигонуклеотидов в очень маленьких (Bionaz M., Loor J. J. Gene networks
кусочках полиакриламидного геля. Затем driving bovine milk fat synthesis during
было придумано раскапывать микрокапли the lactation сycle// BMC Genomics 2008,
раствора с компонентами для геля и с 9:366).
олигонуклеотидами и проводить 45Сетевые взаимоотношения между генами,
фотоактивируемую кополимеризацию. участвующими в синтезе молочного жира
13 (http://www.ingenuity.com). Красные кружки
14Компания Affymetrix создала и отмечают положительные изменения, зеленые
запустила в продажу биочип, поволяющий – негативные в экспрессии на 60
идентифицировать присутствие в пище относительно -15 дня. Красные, голубые и
следовых количеств мяса от 12 видов зеленые стрелки отмечают гены,
млекопитающих, 5 видов домашней птицы и 16 транскрипция которых находится под
видов рыб. Среди разработок этой компании контролем SREBF1, SREBF2, и PPARG,
имеется биочип, позволяющий выявлять соответственно. Светло оранжевые стрелки
мононуклеотидный полиморфизм (Single объединяют сеть, включающую PPARG,
Nucleotide Polymorphism – SNP) по 20 PPARGC1A, LPIN1, INSIG1, и SCAP, которая
тысячам сайтам в различных участках контролирует экспрессию/функцию SREBF
геномов молочных и мясных пород крупного белков. Буквы между стрелками отмечают
рогатого скота. В этом же направлении действия на активность (A), экспрессию
успешно работает, например, и компания (E), локализацию (LO), протеолиз (L), РНК
Bovigen.com, которая создала биочипы для связывание (RB), белок-ДНК связывание
выявления генов, ассоциированных с (PD), и белок-белок связывание (PP). Гены
качественными характеристиками мяса сгруппированы по их исходным функциям в
крупного рогатого скота, а также биочипы синтезе молочного жира.
для контроля происхождения животных. 46Поиск ДНК маркеров главных генов
15FoodExpert-ID идентифицирует тысячи хозяйственно ценных признаков с
животных генов (иллюстрация с сайта использованием генотипирования отдельных
affymetrix.com). Прибор может локусов (единичных, десятков, сотен
идентифицировать биологические следы в микросателлитов, геномного сканирования
пище от 12 разновидностей млекопитающих, 5 десятков тысяч SNP, CNV не позволил
видов домашней птицы и 16 разновидностей получить надежных результатов, качественно
рыбы. облегчающих оценки племенной ценности
16Снимок прореагировавшего чипа с животных и прогноз продуктивности их
большим увеличением. Белые, красные, потомства, но зато – создал новую область
жёлтые квадратики — участки с высокой исследований – генетику качества конечной
концентрацией флуоресцентного вещества. продукции.
Зелёные, синие, чёрные — соответственно, 47Фрагменты гена каппа-казеина разных
со всё более и более с низкой (иллюстрация генотипов после обработки рестриктазой
с сайта affymetrix.com). Hinf I. Полиморфизм структурных генов,
17• Геномное сканирование используется: прямо связанных с продуктивностью
для определения параметров изменчивости животных. Полиморфизм генов, кодирующих
внутри и между породами; • для белки молока. 1– гомозиготное животное с
идентификации географической локализации генотипом ВВ (размер фрагментов 133, 91 и
отдельных популяций и/или перемешивания 49 п.н.); 2-гетерозиготное животное с
популяций с различным генетическим генотипом АВ (фрагменты 224, 133, 91 и 49
происхождением; • для получения информации п.н.); 3 – нерестрицированный продукт ПЦР
об эволюционных взаимоотношениях (273 п.н.).
(филогенетические деревья) и выяснения 48Электрофореграмма нативного препарата
центров происхождения и маршрутов и Pst I-фрагментов ДНК гена каппа-казеина
миграции; • для осуществления картирования у лебединской породы крупного рогатого
генов, включая идентификацию носителей скота: 1, 2, 5 – генотип ВВ; 3, 4, 6 –
известных генов; • для установления генотип АА; 7 – генотип АВ; 8 –
происхождения и генетических взаимосвязей амплифицированный фрагмент гена
(напр., ДНК фингерпринт) внутри популяции; каппа-казеина; 9 – маркер молекулярных
• для поддержки генетического улучшения масс (Step Ladder, 50 bp, Sigma).
популяций животных с помощью маркеров; • 49Сыропригодность молока коров
для создания ДНК хранилищ в целях лебединской породы с разными генотипами по
исследований и хранения генетических локусу ?-Cn.
ресурсов (FAO, 2005). 50Распределение аллелей и генотипов
18«Геномная селекция» молочного скота в каппа-казеина у разных пород крупного
настоящее время – использование ДНК матриц рогатого скота.
(ДНК биочипов) для генотипирования около 51Распределение аллелей кальпастатина
50 тысяч мононуклеотидных замен (Single (CAST) – ингибитора кальпаинов, активность
Nucleotide Polymorphism – SNP) для которых определяет постубойную нежность
выявления геномных участков, генотипы по мяса, у пород крупного рогатого скота.
SNP которых ассоциированы с желательным 52ДНК маркеры носителей рецессивных
проявлением характеристик молочной мутаций, огомозигочивание которых (при
продуктивности. По сути, является накоплении потомков выдающихся
продолжением картирования главных генов производителей) приводит к гибели
молочной продуктивности, начатом в 1990 г потомства – например, BLAD.
с использованием генотипирования сначала 53Пцр nn nn nb nb nn nb.
десятков, затем сотен микросателлитных Электрофоретический анализ продуктов ПЦР
локусов (которые продолжаются до сих пор, фрагмента гена CD-18, обработанного
например, работы Майкла Джорджеса, 1996 – рестриктазой Hae III. Генотип здоровых
2010 гг) Одна ДНК микроматрица для 1 животных (NN) представлен фрагментами гена
животного стоит примерно 200 евро (без CD18 длиной в 87 и 45 п.н.; гетерозиготы
учета других расходных материалов, по носительству BLAD мутации (NB) – длиной
амортизации соответствующего приборного в 87, 68, 45 и 19 п.н. ? 132 п.Н. ? 87
обеспечения и затрат квалифицированного п.Н. ? 68 п.Н. ? 45 п.Н.
труда для их использования). 54Поколения. Использование линий одних и
19Термин «геномная селекция» тех же производителей увеличивает
подразумевает следующие этапы: 1) геномное вероятность накопления в поколениях одних
сканирование с использованием десятков и тех же рецессивных неблагоприятных
тысяч эталонных фрагментов ДНК (ДНК мутаций и их огомозигочивания.
микроматриц) для выявления мононулеотидных 55ДНК идентификация встройки провирусной
замен вдоль генома у разных животных; 2) ДНК ретровирусов в геном крупного рогатого
выделение геномых участков с высокой скота на примере вируса бычьего лейкоза
плотностью SNP, генотипы которых (BLV).
ассоциированы с желательным проявлением 56Подбор оптимальных условий PCR с
совокупности хозяйственно ценных праймерами к вирусному гену env. Как
признаков; 3) создание ДНК микроматриц для матрица использовалась ДНК, выделенная из
генотипирования множества SNP, культуры клеток эмбриональных почек ягнят
ассоциированных с желательным проявлением (FLK), инфицированная BLV.
хозяйственно ценных признаков Электрофоретическое разделение продуктов
(предполагая, что они маркируют главные амплификации в 3% агарозе: маркер - Puc
гены этих количественных признаков); 4) 19, рестрицированный Hae III (4, слева
включения результатов такого направо); продукт амплификации гена env
множественного генотипирования по SNP в (1-3). Тестирование поголовья КРС методом
оценки племенной ценности с использованием PCR на присутствие провирусной ДНК BLV в
методов геномного сканирования (genomic геноме. Использованы праймеры к вирусному
breeding values - GEBV). гену Env. Электрофоретическое разделение
20Схема взята из Кузнецова В.М. продуктов амплификации в 1.5% агарозе:
«СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ маркер молекулярных масс - Рuс 19,
ЖИВОТНЫХ В XXI ВЕКЕ». рестрицированный Sau3A (15, 31, слева
21На 2009 г такой подход был проверен в направо); животные, исследованные на
США, Новой Зеландии, Австралии и присутствие провирусной ДНК в геноме
Нидерландах на 650 - 4,500 (в разных (1-14; 17-29); продукт PCR, полученный на
странах) голштино-фризских быках, ДНК из культуры клеток FLK (16, 32). 1 2 3
тестированных по потомству, 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16. 17 18 19
генотипированных по 50,000 SNP. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32.
Соответствие прогноза GEBV для юных быков 57Геномика в наномасштабе – метод сбора
без оценки потомства с далее полученными данных об организации геномов и их
данными по потомству колебалось от 20 and отличиях Рассмотрены особенности
67%. Надежность прогноза зависела от генетической дифференциации
генетической компоненты в наследуемости доместицированных (6 видов, 12 пород, 20
признака, количества исследованных быков, внутрипородных групп) и диких видов (12)
используемых статистических методов копытных на основе исследований
обработки данных. Во всех странах полилокусных спектров продуктов
подтверждено, что надежность прогноза по амплификации, полученных с использованием
GEBV, так же как и по другим признакам, в качестве праймеров 15-ти следующих
увеличивается при использовании наилучшего фрагментов ди- и тринуклеотидных
линейного несмещенного прогноза (Best микросателлитных локусов: (GA)9C, (AG)9C,
Linear Unbiased Prediction - BLUP), в (AC)9T, (AGC)6T, (TGC)6A, (AGC)6G,
который включается усредненные оценки (ACC)6G, (GCT)6A, (GAG)6C, (TCG)6G,
племенной ценности родителей. (CTC)6A, (CAC)7A, (CTC)6C, (GTG)7C,
22На март 2011 года Веллер, Рон – (CAC)7T. Эти же праймеры использовались
израильские исследователи, которые в для анализа спектров продуктов
начале 90-х годов первые пытались амплификации у сортов пшеницы, культурных
картировать главные гены молочной и диких видов сои.
продуктивности с помощью микросателлитов 58Спектры амплификации ДНК крупного
на хромосомах крупного рогатого скота, уже рогатого скота серой украинской породы,
обсуждают эффективность прямого включения полученные методом ISSR-PCR при
данных по геномному сканированию в использовании праймера (ACC)6G (слева) и
селекционные программы для отбора бычков пород овец (справа). Спектр продуктов
без их оценки по потомству для сокращения амплификации у представителей рода Ovis
среднего интервала между поколениями при использовании праймера (AG)9C: 1-4 —
только по генотипированию критических для кулундинская овца; 5-8 — асканийский
QTL молочной продуктивности SNP (actual многоплодный каракуль; 9 — маркер
quantitative trait nucleotides - QTN). молекулярных масс. Дорожки 1,9 – маркер
Weller J., Ron M. Invited review: молеку-лярного веса; дорожки 2-5 – спектры
quantitative trait nucleotide ДНК коров; дорожки 6-8 – спектры ДНК
determination in the era of genomic быков.
selection.// J. Dairy Sci. 59Наибольшее количество продуктов
Mar;94(3):1082-90. Причины сомнений – цена амплификации у разных видов получается при
вопроса и факторы, влияющие на «главность» использовании в качестве праймеров
генов количественных признаков: породная фрагментов пурин/ пиримидиновых
принадлежность, факторы окружающей среды. последовательностей (ди-, тринуклеотидные
23Сеть генов, входящих в соматотропную микросателлиты GA, АG, GAG, CTC). Для
ось, связанную, в частности, с синтезом участков ДНК, фланкированных такими
бета-эстрадиола. Красным отмечены гены, по инвертированными повторами, отмечается и
которым хотя бы у одной из молочных пород наибольший консерватизм по длинам
Франции выявлено неслучайное распределение продуктов амплификации, полученным на
SNP. геномной ДНК различных видов. Накопленные
2440 таких генов обнаруживают связь с данные свидетельствуют о наличии
QTL по молочной продуктивности хотя бы у неслучайности распределения фрагментов
одной из исследованных пород. То есть – ДНК, фланкированных инвертированным
гены, ассоциированные с молочной повтором участка микросателлитного локуса
продуктивностью - породоспецифичны. в зависимости от их нуклеотидных
25Сходные данные были получены нами при последовательностей, принадлежности к
генотипировании пород крупного рогатого пурин/пиримидиновым трекам.
скота молочного и двойного направления 60Обнаружено, что микросателлитные
продуктивности по генам, аллельные локусы с относительно повышенной частотой
варианты которых ассоциированы с позиционированы в геноме с
характеристиками молочной продуктивности последовательностями ретротранспозонов.
(общий удой, процент жира, процент белка и 61Выявленный нами высокий уровень
т.д.). Обнаружена выраженная межпородная полиморфизма фрагментов ДНК,
дифференциация по частотам встречаемости фланкированных инвертированным повтором
«молочных» аллелей; их частота микросателлита AGC у крупного рогатого
статистически достоверно выше у молочных скота и овец соответствует литературным
пород по сравнению с двойной данным (Tellam et al., 2009) о
продуктивностью – однако у индивидуальных «перепредставленности» AGC повтора в
молочных животных не обнаруживается геномах этих видов по сравнению с другими
сцепления между присутствием желательных видами млекопитающих (в 90- и в 142- раза
«молочных» аллелей по разным локусам. чаще в геноме крупного рогатого скота по
26Хромосомная карта лактома. сравнению с геномами человека и собаки,
Распределение генов молока и генов соответственно). В геноме крупного
молочной железы по всем хромосомам рогатого скота 39% микросателлитных
крупного рогатого скота. Каждая из 30 локусов с кором AGC ассоциированы с
хромосом представлена двумя колонками, в ретротранспозоном Bov-A2 SINE, эволюционно
первой указана хромосомная локализация молодым и видоспецифичным для генома
генов молока и молочной железы, во второй крупного рогатого скота. Comparative
- QTL характеристик молочной compositions of trinucleotide simple
продуктивности. Гены, участвующие в sequence repeats (SSRs) in four mammalian
наработке молока и развитии молочной species Tellam R. L., Worley K. C. The
железы распределены по всем хромосомам. Из Genome Sequence of Taurine Cattle: A
этого следует, что критическими генами для Window to Ruminant Biology and
реализации желательного признака Evolution//Science. – 2009. – Vol. 324. –
продуктивности у разных животных могут P. 522 – 528.
быть разные гены. 62Продукты амплификации фрагментов
27Бельгийские исследователи показали, геномной ДНК крупного рогатого скота с
что оценки племенной ценности быков по использованием праймера к LTR району
молочной продуктивности дочерей транспозона сои SIRE-1 (номер по каталогу
голштинской породы существенно отличаются AF053008). Дорожки 1-4, 5-10 – образцы ДНК
в Люксембурге и Тунисе, причем доля черно-пестрых голштинизированных животных
генетической компоненты изменчивости по экспериментального хозяйства
характеристикам молочной продуктивности «Новошепеличи»; дорожки 11-15 – образцы
выше в Люксембурге, а паратипической – в ДНК крупного рогатого скота лебединской
Тунисе, низки и недостоверны ранговые породы (для сравнения), М – маркер
корреляции одних и тех же быков между молекулярных масс.
оценками, полученными по их дочерям в 63Для того, чтобы оценить возможность
разных странах Hammami H et al. Genotype x локализации в геноме крупного рогатого
environment interaction for milk yield in скота участков ДНК, гомологичных LTR
Holsteins using Luxembourg and Tunisian транспозона сои, с использованием
populations.//J. Dairy Sci. - 2008 программы BLASn нами выполнен
Sep;91(9):3661-71; Environmental соответствующий поиск в ГенБан
sensitivity for milk yield in Luxembourg секвенированных последовательностей.
and Tunisian Holsteins by herd management Участки с частичной гомологией (11 – 23
level.// J. Dairy Sci. – 2009 - нуклеотида) обнаруживаются в
Sep;92(9):4604-12.; Accessing genotype by секвенированных последовательностях 20 из
environment interaction using within- and 29 аутосом крупного рогатого скота, а
across-country test-day random regression также в хромосомах Х и У. В базе
sire models.// J. Anim. Breed. Genet. - экспрессирующихся последовательностей
2009 Oct;126(5):366-77. крупного рогатого скота участки гомологии
28Результаты картирования QTL молочной выявляются, в основном, в мРНК факторов
продуктивности у голштинов с регуляции транскрипции, мембранных
использованием генотипирования десятков и сигнальных белков и белков-рецепторов
сотен микросателлитных локусов (сводка клеток иммунной системы. Короткие участки
литературных данных, цифрами указаны №№ гомологии обнаруживаются в ряде микроРНК,
хромосом: суммарно 14 из 29 имеющихся в экспрессирующихся в геноме крупного
кариотипе крупного рогатого скота). рогатого скота: bta-mir-2303 (хромосома
29Однако геномное сканирование, 12); bta-mir-2356 (хромосома 2);
объединенное с геоинформационными bta-mir-2480 (хромосома 9); bta-mir-2441
системами, выполняют особую роль в (хромосома 5). Известно, что микроРНК
выявлении генов устойчивости к средовым широко представлена в разных геномах,
факторам (мишеней естественного отбора), участвует в регуляции генной экспрессии и
особенно в связи с прогнозами изменений в определенной степени ассоциирована с
климата. защитой от вирусных инфекций.
30Степень правдоподобия (в %) того, что 64С использованием программы BLASn нами
будущая средняя летняя температура будет выполнен также соответствующий поиск в
превосходить все зарегистрированные до сих ГенБан секвенированных последовательностей
пор максимальные значения температур (A) крупного рогатого скота гомологичных
до 2050 и (B) до 2090. Красным отмечены последовательностей к фрагментам
зоны, в которых более 90% вероятности, что ретротранспозон-подобных элементов
будущие средние летние температуры будут семейства R173, в частности, PawS5 и
превосходить все температурные максимумы, PawS5, по которым нами был выявлен широкий
описанные с с 1900 по 2006. На 1 градус полиморфизм у сортов риса и регенерантов
повышения температуры утрачивается от 2,5 пшениц. В секвенированных
до 16% урожая основных кормовых трав в последовательностях генома крупного
засушливых районах. Прогноз сделан Давидом рогатого скота обнаружено большое
Баттисти и Розамонд Найлор на основании 23 количество участков с частичной гомологией
глобальных молелей климата, используемых к этим последовательностям, как правило,
Межправительственной Группой по локализованным в участках локализации
Климатическим Изменениям. полигенного семейства P450 и генов,
31Локализация молочных ферм (красный связанных с функцией иммунной системы,
цвет), на которых собирались данные по факторов регуляции транскрипции. Участки
молочной продуктивности, и станции гомологии к этим флангам членов семейства
контроля метеоусловий и климатических R173 имеют несколько более широкую
характеристик (зеленый цвет). Выявлены таксономическую представленность, чем
достоверные ассоциации между фланг ретротранспозона сои.
резистентностью к температуре по молочной 65Сравнительный анализ длин ампликонов у
продуктивности и генотипами по гену доместицированных и диких видов Ungulata,
фактора контроля роста фибробластов, полученных при использовании в качестве
участвующего в контроле пролиферации праймеров декануклеотидов (RAPD-PCR) и
эпителия молочной железы, а также фрагментов микросателлитных локусов
резистентности по молочной продуктивности (ISSR-PCR). Виды. Виды. Длины ампликонов.
к пониженному уровню кормов и генотипами Длины ампликонов. Длины ампликонов.
по глицерол-3 фосфатдегидрогеназы, Короткие (400-1000 bp,%). Средние
фермента, участвующего в контроле синтеза (1100-1900 bp, %). Длинные (2000-2500
липидов (по Ben J. Hayes et al., 2009). bp,%). ISSR-PCR. ISSR-PCR. ISSR-PCR.
32Поскольку известно, что в ISSR-PCR. Доместицированные. 46,7. 43,0.
мононуклеотидных заменах (SNP) участвует 10,3. Дикие. 40,7. 43,7. 15,6. RAPD-PCR.
существенно меньшее количество нуклеотидов RAPD-PCR. RAPD-PCR. RAPD-PCR.
(~1/50000 пар оснований) чем в Доместицированные. 36,3. 50,9. 12,8.
изменчивости по числу копий геномных Дикие. 29,8. 49,0. 21,2. У исследованных
участков (CNV – делеции, дупликации, диких видов полорогих, в общем, больше
транслокации, инверсии - ~1/10000 пар длинных фрагментов ДНК, фланкированных
нуклеотидов) в последние годы выполняется инвертированным повтором либо
геномные сканирования по распределению CNV декануклеотида, либо микросателлитного
вдоль хромосом у быков голштинской породы локуса, чем у родственных им
(например, работы того же Веллера и доместицированных животных. Фрагменты
соавторов, в частности: Seroussi E., Glick короткой длины чаще встречаются в геномах
G., Shirak A., Yakobson E., Weller J.I., доместицированных видов.
Ezra E., Zeron Y. Analysis of copy loss 66Генофонды доместицированных видов
and gain variations in Holstein cattle имеют общие черты
autosomes using BeadChip SNPs. //BMC («популяционно-генетические признаки
Genomics 2010 11:673.. доместикации»), связанные с адаптацией к
33Карта распределений участков экзогенным субстратам и, по-видимому,
полиморфизма по копийности взаимодействуют с широким спектром
последовательностей ДНК на идиограммах разнообразных патогенов-симбионтов в
хромосом человека. Зеленые линии отмечают процессе колонизации новых ниш обитания
локализацию повторенных участков, вместе с человеком.
связанных с сегментными дупликациями 67Ключевым белком фолдинга хроматина
хромосом, голубые – не связанные с такими является белок CTCF (Cuddapah S., Jothi
дупликациями. Длина линий справа отражает R., Schones D. E. et al. Global analysis
размер каждого повтора. Длина лини слева of the insulator binding protein CTCF in
указывает на частоту встречаемости таких chromatin barrier regions reveals
повторенных участков среди исследованных demarcation of active and repressive
270 геномных ДНК. Данные представлены в domains// Genome Research. – 2009. – Vol.
базе Database of Genomic Variants 19:. – P.24–32) Последовательность,
(http://projects.tcag.ca/variation/). включающая около 30 пар оснований GA
34К настоящему времени около 30000 быков богатого мотива, является одной из
голштинской породы генотипированы с основных мишеней связывания белка CTCF,
использованием ДНК микроматриц BovineSNP50 этот мотив представлен во множестве
BeadChip компании Illumina, позволяющих районов, в частности, генома человека
генотипировать одновременно 54,001 SNP (~ (Ottaviani A, Schluth-Bolard C,
одна SNP на 50,000 пар оснований). Эти Rival-Gervier S. et al. Identification of
микроматрицы (чипы) позволяют выявить не a perinuclear positioning element in human
только сцепленные с SNP маркеры, но и subtelomeres that requires A-type lamins
изменчивость по количеству копий and CTCF EMBO J. – 2009. – Vol.28? N.16,
соответствующих геномных участков, где P. 2428-2436). Выявленная нами
локализованы SNP (copy number variations – эволюционная консервативность участков
CNVs, включают делеции, дупликации, ДНК, фланкированных инвертированными
транслокации и инверсии). У человека повторами, в частности, GA, может отражать
покрывают 12% генома. То есть, их участие в эволюционно консервативной
изменчивость CNVs вовлекает в себя больше организации генных модулей, включающих
нуклеотидов на геном, чем SNPs. гены - организаторы и гены – исполнители.
Предполагается, что спонтанные CNV 68Методы геномного сканирования
возникают в среднем с частотой 1/10,000 позволяют обнаружить неслучайное геномное
пар нуклеотидов. распределение коротких последовательностей
35Программа PennCNV по интенсивности ДНК (10 – 20 нуклеотидов, ~10 – 20 нм) и
сигнала гибридизации участков исследуемой их инвертированных повторов в геномах
геномной ДНК с эталонными фрагментами ДНК разных видов. У доместицированных видов
чипов BovineSNP50 BeadChip позволяет полорогих плотность распределения таких
оценивать присутствие/отсутствие CNV последовательностей выше, чем у
(интенсивность сигнала – SI метод). Другой близкородственных диких. Закономерности
метод – оценивали равновесие распределения распределения таких коротких фрагментов
аллелей SNP в соответствии с зависят от их нуклеотидных
Харди-Вайнбергом, (HWE метод). В качестве последовательностей, консервативность
контроля оценивали равновесие по аллелям распределения у полорогих выше для
SNP в не псевдоаутосомных участках нуклеотиных последовательностей,
хромосомы Х. Получены данные о 418 принадлежащих к пурин/пиримидиновым
участках с CNV на разных хромосомах, в трекам, способным образовывать
частности, на хромосоме BTA18, в которой трицепочечную ДНК и служить мишенями для
ранее были выявлены участки, полиморфизм связывания белков – факторов регуляции
которых ассоциирован с изменчивостью по транскрипции, а также фолдинга (укладки)
массе и размерам новорожденных телят. В хроматина. Распределение таких коротких
участках увеличения числа копий обнаружена последовательностей тесно связано с
перепредставленность генов, принадлежащих геномным позиционированием мобильных
к семейству обонятельных рецепторов (ORs, генетических элементов, в частности, у
36 генов), белков плотных межклеточных крупного рогатого скота с распространением
контактов (cadherins, 10 генов) и белков - в геноме видоспецифичного семейства
транспортеров (63 генов), среди которых ретротранспозона с преимущественной
преобладают ABC транспортеры, несущие локализацией в участках сегментных
АТФ-связывающий домен. дупликаций. В секвенированных
36Карта изменчивости числа копий последовательностях генома крупного
обонятельных рецепторов на хромосомах рогатого скота обнаруживаются участки
быков голштинов, полученная Веллером и гомологии к ретротранспозонам таких
соавторами, в сравнении с данными других кормовых культур как соя, пшеница, рис
авторов. Полученные данные позволяют предполагать
37Результаты геномного сканирования непосредственное участие мобильных
секвенированного генома крупного рогатого генетических элементов в геномной
скота. 71 ген ассоциирован с эволюции, в частности, доместицированных
доместикацией, у КРС увеличена копийность видов животных.
ряда генов, связанных с иммунной системой, 69Метагеном многоклеточных. Девять из 10
в районах сегментных дупликаций увеличена клеток в нашем организме принадлежат
плотность провирусной ДНК, микробам. Только в кишечнике человека
ретротранспозонов. Белок кодирующие гены присутствует не менее 1000 видов, которые
ортологи в геномах крупного рогатого приносят многоклеточному организму в 100
скота, собаки, человека, мыши, крысы ((Bos раз больше генов, чем у него есть в
taurus, Canis familiaris, Homo sapiens, собственном геноме. Предпринят большой
Mus musculus, Rattus norvegicus, проект по секвенированию (Проект
представляющие плацентарных микробиоты человека) видов микробиоты в
млекопитающих), опоссум (Monodelphis кишечнике, на коже, во рту, носу и в
domestica, сумчатый), и утконос женском урогентитальном тракте, благодаря
(Ornithorhynchus anatinus, яйцекладущий). которому уже секвенировано 500
(A) Большинство генов млекопитающих соответствующих микробных геномов из 3000
ортологи, больше чем половина которых запланированных. ELIZABETH PENNISI Body’s
представлена одной копией (темно-синие); Hardworking Microbes Get Some Overdue
несколько тысяч имеют видоспецифичные Respect//SCIENCE VOL 330 17 DECEMBER 2010
дупликации (синие); несколько тысяч 1619.
утрачены у отдельных видов (оранжевые). 70Игорь Анатольевич Тихонович – директор
Зеленым указаны утраченные ортологи и те, Института сельскохозяйственной
которые являются уникальными (белый микробиологии (Санкт-Петербург) ведет
цвет)]. Розовым представлены ортологи, поиск штаммов микробиоты рубца и
специфичные для плацентарных. (B) разрабатывает биопрепараты для увеличения
Диаграмма групп ортологов (дуплицированные оплаты корма у крупного рогатого скота.
гены учитываются как один ген) у крупного
Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота: исследовательские и прикладные задачи.ppt
http://900igr.net/kartinka/biologija/genomika-i-genomnaja-selektsija-krupnogo-rogatogo-skota-issledovatelskie-i-prikladnye-zadachi-126385.html
cсылка на страницу

Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота: исследовательские и прикладные задачи

другие презентации на тему «Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота: исследовательские и прикладные задачи»

«Вавилов основы селекции» - Способ организации учебного процесса на основе блочно-модульного представления учебной информации. Комплексная дидактическая цель (КДЦ): Основы селекции. Модуль № 1. Работы Н.И.Вавилова. модульный блок «Селекция». Структура урока.

«Селекция как наука» - «Селекция»… Мучнистая роса и пятнистость огурцов. Засухоустойчивые сорта. Растений. Устойчивость к болезням. Основные методы селекции вообще и селекции растений в частности — отбор и гибридизации. Из 200 тысяч видов покрытосеменных человек использует 250, или 0,12%. Фитофтора картофеля. Одесская 26 (озимая пшеница).

«Селекция в биотехнологии» - Закрепление знаний. Учитель биологии МОУ «Средняя общеобразовательная школа №5» Супрун Зинаида Михайловна. Использование микроорганизмов. При стимуляции мутагенами выход пенициллина был увеличен в 10 раз. Казахская белоголовая порода мясного направления. Макрушина А.Т. Бактериальный рак на виноградных саженцах.

«Селекция яблони» - Сорта селекции С.Ф.Черненко. Богатырь Ренет Черненко. Сорта селекции И.В.Мичурина. Успенское Флагман. Колонновидные сорта. Иммунные сорта. Валюта Стела. Бельфлер-китайка Пепин шафранный.

«Селекция урок» - Сорт яровой пшеницы Новосибирская-67. 1887-1943. Урок биологии в 9 классе. П.П.Лукьяненко –создал ряд сортов озимой пшеницы. 1. Отбор а) массовый отбор- отбирается группа лучших по свойствам растений. Успехи советских селекционеров. Порода , сорт -. Селекция животных. Гибридизация. Основные методы селекции.

«Селекция микроорганизмов» - Наука, изучающая микроорганизмы – микробиология. Особенности микроорганизмов. Отбор. Назовите породы коров, разводимых у нас в республике? Новейшие методы. Кто является родоначальником различных пород лошадей? Отбор по продуктивности. Удвоение численности популции людей по эрам: 2 способ: Синтез гена искусственным путем и введение в геном бактерий.

Селекция

26 презентаций о селекции
Урок

Биология

136 тем
Картинки
900igr.net > Презентации по биологии > Селекция > Геномика и геномная селекция крупного рогатого скота: исследовательские и прикладные задачи