Способ получения высокопродуктивных производителей сельскохозяйственных животных

Изобретение относится к животноводству. Способ включает пересадку в зрелые ооциты, энуклеированные на стадии метафазы II, кариопласты соматических клеток выдающихся маток, в которых предварительно одну X-хромосому замещают на Y-хромосому, полученную от лучших производителей. В результате получают производителей (клоны), соответствующих по генотипу выдающимся маткам. Затем этих производителей спаривают с маточным составом популяции, замещая имеющийся генофонд генотипами выдающихся матерей путем ротации производителей, с насыщением потомства «кровью» выдающихся производителей не ниже 96,87% (5-е поколение) переходят к разведению их «в себе», регулируя степень инбридинга. Способ позволяет получить производителей от выдающихся матерей, особенно по хозяйственно полезным признакам, ограниченным полом, с сохранением у них уникальных генотипов, которые характерны для таких маток. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к животноводству и предназначено для получения производителей, выдающихся по признакам, ограниченным полом.

Ряд хозяйственно полезных признаков у сельскохозяйственных животных таких, как молочная продуктивность, яйценоскость, воспроизводительные качества, гипоплазия вымени и сосков, недоразвитие разных частей половых органов у телок, сужение прямой кишки и матки у коров, аплазия сегментовых протоков Вольфа, затянувшаяся беременность и др., выражен только у маточной части стада, типа, породы и отсутствует у производителей. Наследование признаков, контролируемых генами, локализованными в аутосомах, но фенотипически проявляющихся исключительно или преимущественно у особей одного пола - это есть наследование, ограниченное полом (В.Л.Петухов, А.И.Жигачев, Г.А.Назарова. Ветеринарная генетика, 1996. - С.70).

В связи с этим оценить производителей по собственной продуктивности с учетом признаков, ограниченных полом, не представляется возможным. Так, в молочном и молочно-мясном скотоводстве при оценке и отборе быков по собственной продуктивности учитывают скорость роста, живую массу, экстерьер и воспроизводительную способность (Л.К.Эрнст, А.П.Бегучев, Д.А.Левантин и др., Скотоводство, 1977. - С.185-189). Но невозможно их оценить по молочной продуктивности. Для этого надо оценить по этому показателю женских предков производителя и его дочерей.

Оценка производителей по качеству потомства, особенно по признакам, которые ограничены полом, имеет большое значение. Установлено, что при оценке и отборе производителей по одному признаку из всей их массы примерно 1/3 оказывается улучшателями, 1/3 - ухудшателями и 1/3 - нейтральными.

При оценке по 2 признакам из всех оцененных производителей улучшателями оказывается около 17%. Часть производителей могут быть улучшателями по одним признакам и ухудшателями или нейтральными по другим (В.Ф.Красота, Т.Г.Джапаридзе. Разведение сельскохозяйственных животных, 1999. - С.227).

Генетическое улучшение молочного стада на 85-90% определяется племенной ценностью быка, а в России качественный состав производителей явно неудовлетворительный и спермой улучшателей осеменяется менее 20% маточного поголовья (В. Фисинин. Журнал "Животноводство России". - 2008. - №1. - С.4-6). Использование для воспроизводства в животноводстве производителей, не прошедших оценку и отбор по качеству потомства, наносит огромный урон в виде недополученной продукции, снижения экономических показателей и генетического потенциала следующих поколений. Кроме того, оценка производителей по качеству потомства является достаточно длительным и затратным мероприятием и, зачастую, к моменту ее окончания производители выбывают из стада. В связи с этим назрела крайняя необходимость изменения способов получения производителей разных видов сельскохозяйственных животных, опирающихся на биотехнологические методы.

Задача изобретения заключается в получении производителей от выдающихся матерей, особенно по хозяйственно полезным признакам, ограниченным полом, с сохранением у них тех уникальных генотипов, которые характерны для таких маток.

Поставленная цель достигается путем получения высокопродуктивных производителей от выдающихся матерей и их клонов, заключающимся в том, что в соматических клетках маток (А, В, С, D и т.д.) замещают одну X-хромосому на Y-хромосому, полученную от лучших производителей (A₁, B₁, C₁, D₁ и т.д.), размножают эти клетки, извлекают кариопласт и переносят в зрелые ооциты, энуклеированные на стадии метафазы II, получая производителей (клоны), полностью соответствующих по генотипу выдающимся маткам (А, В, С, D и т.д.), этих производителей спаривают с маточным составом популяций, замещая имеющийся генофонд генотипами выдающихся матерей путем ротации производителей (А, В, С, D и т.д.), в последующем каждый из этих производителей используется на своих праправнучках, при этом коэффициент инбридинга составит 3,125%; с насыщением потомства «кровью» выдающихся производителей не ниже 93,75% (5-е поколение) переходят к разведению их «в себе», регулируя степень инбридинга; кроме того, к маткам, полученным при ротации одной группы производителей (А, В, С, D), осуществляют подбор производителей, которых получили при ротации другой группы отцов (E, F, G, Н) и др., создавая таким образом целостную структуру породы.

От способа-прототипа (К.В.Кириенко, А.Г.Логинов, А.С.Алгулян и др. Журнал Сельскохозяйственная биология. - 2007. - №4. - С.53-61; I.Wilmut, A.E. Schnieke, J. McWhir et al. Журнал Nature. - 1997. - V. 385. - P. 810-813), при котором в зрелые ооциты, энуклеированные на стадии метафазы П, пересаживают кариопласт соматической клетки и в дальнейшем получают клон того пола, от которого был взят кариопласт соматической клетки, заявленный способ отличается тем, что берется соматическая клетка выдающейся матки, в которой одну Х-хромосому замещают на Y-хромосому, размножают эти клетки, извлекают кариопласт и переносят в энуклеированные ооциты. В результате в дальнейшем из такой зиготы развивается самец, фактически являющийся клоном матери, роль отца, если его можно так назвать, будет ограничена только передачей от него Y-хромосомы, отвечающей за формирование мужского пола.

При разведении животных разных видов имеются уникальные примеры получения маток с выдающейся продуктивностью. Особенно это важно в отношении тех признаков продуктивности, которые ограничены полом. В скотоводстве это прежде всего касается молочной продуктивности и воспроизводительных качеств коров. Так, на аукционе 2002 г.в Олденбурге (ФРГ) была представлена голштинская нетель №03.45481692 в возрасте 23 мес, от одного из женских предков которой за наивысшую лактацию было получено 10967 кг молока с содержанием жира 6,32% и белка 4,04%, выход молочного жира и белка соответственно составил 693 и 443 кг (Top-Genetik-Auktion und Schau, 2003. - S. 40). Подобные примеры сочетания выдающихся показателей наиболее важных хозяйственно полезных признаков встречаются у разных видов и пород сельскохозяйственных животных. Однако закрепить и сохранить их в последующих поколениях общепринятыми методами селекции путем отбора и подбора не всегда удается, а зачастую и не возможно вследствие гетерозиготности и отсутствия соответствующих по качеству производителей.

В результате дальнейшего совершенствования биотехнологических методов, и в частности клонирования, предлагаемый нами способ получения производителей от выдающихся матерей с сохранением их уникального генотипа вполне выполним. Его внедрение в практику животноводства может стать прорывом в области разведения и селекции сельскохозяйственных животных.

Для повышения биологического разнообразия и дальнейшего насыщения линий наследственностью выдающихся маток клонирование производителей с заменой в ядре соматической клетки Х-хромосомы на Y-хромосому должно проводиться в нескольких группах. Для этого берут соматические клетки нескольких выдающихся маток (А, В, С, D и т.д.), в которых одна X-хромосома заменяется на Y-хромосому, полученную от лучших производителей (A₁, B₁, C₁, D₁ и т.д.), размножают эти клетки, извлекают кариопласт и переносят в зрелые ооциты, энуклеированные на стадии метафазы II. В результате этого в дальнейшем будут получены производители (А, В, С, D и т.д.), фактически имеющие генотип соответствующих маток (А, В, С, D и т.д.), т.е. их клоны. На этом хромосомно-инженерные методы, когда будет получено достаточное количество выдающихся производителей (А, В, С, D и т.д.) с генотипом соответствующих матерей, будут приостановлены.

В дальнейшем будут применены общепринятые методы селекции, направленные на вытеснение наследственности самок той или иной популяции наследственностью производителей, имеющих генотипы выдающихся маток этой или других популяций, в т.ч. с применением предложенного нами импульсно-циклического метода разведения животных (Л.К.Эрнст, В.Л.Петухов, А.И.Желтиков. Журнал Доклады РАСХН. - 1996. -№1. - С.20-21). Таким образом, будут получены высокопродуктивные животные при ротации одних и тех же производителей, например, А, В, С, D, но в разной последовательности для дальнейшего внутрилинейного разведения (рис.1).

При ротации 4 выдающихся производителей, каждый из них в дальнейшем будет использоваться на своих праправнучках, при этом коэффициент инбридинга составит 3,125%. Полученные в результате этого животные, имея 96,87% «крови» выдающихся маток (А, B, С, D), в дальнейшем разводятся «в себе», образуя соответствующую линию. При этом коэффициент инбридинга не превышает 4%.

Подобная схема разведения может быть применена при подборе к маткам, полученным при ротации одной группы производителей (А, В, С, D), производителей, которых получили при ротации другой группы производителей (Е, F, G, Н) и др. (рис.2). В этом случае будет иметь место кроссирование родителей, имеющих разное происхождение, но полученных от производителей, имеющих генотипы выдающихся маток породы или другой достаточно большой группы животных. Использование 10 групп производителей по 4 в каждой, полученных предлагаемым способом от выдающихся маток, будет достаточным для разведения без применения тесного инбридинга.

Начальным и главным звеном предлагаемой системы разведения сельскохозяйственных животных с высокими наследственными задатками признаков, особенно ограниченных полом, является выявление выдающихся маток в породе, получение от них соматических клеток, в которых одна Х-хромосома заменяется на Y-хромосому, размножение этих клеток и пересадка их кариопластов в зрелые ооциты, энуклеированные на стадии метафазы II. Решение этой глобальной проблемы позволит получать производителей, которые практически будут клонами их выдающихся матерей.

Предлагаемый метод можно рассматривать как отдаленное по времени (через ряд поколений) «популяционное» генокопирование животных в той ее части, которая касается генов селекционируемых признаков.

Способ получения высокопродуктивных производителей от выдающихся матерей и их клонов, включающий пересадку в зрелые ооциты, энуклеированные на стадии метафазы II, кариопласты соматических клеток, отличающийся тем, что в соматических клетках маток (А, В, С, D и т.д.) замещают одну Х-хромосому на Y-хромосому, полученную от лучших производителей (А₁, В₁, С₁, D₁ и т.д.), размножают эти клетки, извлекают кариопласт и переносят в зрелые ооциты, энуклеированные на стадии метафазы II, получают производителей (клоны), соответствующих по генотипу выдающимся маткам (А, В, С, D и т.д.), затем этих производителей спаривают с маточным составом популяций, замещая имеющийся генофонд генотипами выдающихся матерей путем ротации производителей (А, В, С, D и т.д.), в последующем каждый из этих производителей используется на своих праправнучках, при этом коэффициент инбридинга составит 3,125%; с насыщением потомства «кровью» выдающихся производителей не ниже 96,87% (5-е поколение) переходят к разведению их «в себе», регулируя степень инбридинга; кроме того, к маткам, полученным при ротации одной группы производителей (А, В, С, D), осуществляют подбор производителей, полученных при ротации другой группы отцов (Е, F, G, Н) и др.