Способ оценки устойчивости к лейкозу крупного рогатого скота
Владельцы патента RU 2737552:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Изобретение относится к области биотехнологии. Генетическую детерминированность коров к устойчивости заболеванием лейкозом оценивают по результатам ДНК-тестирования гена BoLA DRB3 по наличию в генотипе аллелей устойчивости к лейкозу 1801 и 0601, являющихся специфическими генетическим маркерами резистентности к вирусу лейкоза. Изобретение позволяет эффективнее проводить оценку устойчивости к лейкозу коров черно-пестрой породы и отбирать животных, имеющих генетическую предрасположенность к резистентности данным заболеванием. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к разведению и селекции в скотоводстве и может быть использовано в племенном животноводстве при селекции высокопродуктивного молочного скота, устойчивого к вирусу бычьего лейкоза.
Вирус лейкоза крупного рогатого скота (ВЛКРС) является возбудителем энзоотического лейкоза крупного рогатого скота, в связи с чем у крупного рогатого скота развиваются злокачественные лимфомы или лейкемии. Лейкоз наносит большой экономический ущерб сельскохозяйственным предприятиям и фермерским хозяйствам из-за снижения продуктивности заболевших животных, уменьшения периода эксплуатации лактирующих больных коров, утраты генофонда высокопродуктивных животных и пр.
На сегодняшний день устойчивость к лейкозу крупного рогатого скота оценивают путем ДНК-тестирования методом ПЦР-ПДРФ (методом полимеразной цепной реакции с последующим анализом полиморфизма длин фрагментов рестрикции) генотипов животных по гену BoLA DRB3.
Известен способ генетической профилактики лейкоза у КРС (патент RU 2032336, опубл. 10.04.95), заключающийся в тестировании коров и быков на наличие эритроцитарных антигенов групп крови, установлении животных, устойчивых к лейкозу, с дополнительным генеалогическим анализом коров по линиям, и последующим скрещиванием устойчивых родителей для получения устойчивого потомства. Недостатком данного способа является то, что среди больных лейкозом животных встречаются носители крови, оцененные как обеспечивающие устойчивость к данному заболеванию.
Известен способ оценки устойчивости крупного рогатого скота к лейкозу (патент RU 2452955, опубл. 10.06.2012) на основе анализа значений кислой фосфотазы плазмы крови здорового животного. Недостатком данного способа является то, что концентрация данного фермента в ветеринарии относится к нестабильным показателям, а, следовательно, ставит под сомнение информативность данного параметра оценки.
Наиболее близким аналогом является селекционно-генетический способ создания высокопродуктивного и устойчивого к персистентному лимфоцитозу стада крупного рогатого скота (патент RU 2316207, опубл. 10.02.2008), суть которого заключается в том, что устанавливаются генотипы коров маточного поголовья и племенных быков по гену BoLA DRB3, животных распределяют по группам с различной чувствительностью к лимфоцитозу и осуществляют специальный подбор пар. К недостаткам данного метода следует отнести то, что распределение на группы осуществляется на основании диагностирования 8 аллелей, признанных отвечающими за устойчивость либо чувствительность к лейкозу, в то время как имеются и специфические аллели устойчивости для конкретных популяций. Кроме этого среди больных лейкозом животных встречаются носители генотипов, оцененные как обеспечивающие устойчивость к заболеванию лейкозом.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание способа оценки устойчивости крупного рогатого скота черно-пестрой породы к лейкозу, позволяющего отбирать животных, устойчивых к вирусу бычьего лейкоза, и на основе воспроизводства резистентных особей формирование устойчивой к данному заболеванию популяции.
Технический результат достигается путем определения устойчивости к вирусу лейкоза крупного рогатого скота черно-пестрой породы на основе ДНК-тестирования методом ПЦР-ПДРФ по гену BoLA DRB3 и выявления животных-носителей не только общепризнанных аллелей устойчивости к лейкозу (0902, 2701, 2702, 2703, 2704, 2705, 2706, 0701), но и аллелей 1801 и 0601, являющихся специфическими генетическим маркерами резистентности к вирусу лейкоза для кемеровской популяции черно-пестрой породы.
Ген BoLa-DRB3 крупного рогатого скота отличается высоким аллельным полиморфизмом. На сегодняшний день известно о более 119 его аллельных вариантах. Одни аллели этого гена ассоциированы с устойчивостью к заболеванию лейкозом, другие - с восприимчивостью к этому заболеванию, третьи же не имеет ассоциативных связей с заболеванием животных лейкозом (нейтральные аллели). Многочисленными исследованиями доказана связь аллелей 0902, 2701, 2702, 2703, 2704, 2705, 2706, 0701 с устойчивостью животных к заболеванию лейкозом и связь аллелей 1201, 1501, 1502, 1101, 0101, 0102 с восприимчивостью к этому заболеванию. Другие аллели в связи с отсутствием данных о их взаимосвязи с заболеваемостью животных лейкозом условно отнесены к нейтральным.
Способ осуществляется следующим образом:
1. Отбирают две группы коров в зависимости от физиологического состояния - здоровое поголовье и поголовье животных, пораженных вирусом бычьего лейкоза.
2. От каждого животного в возрасте 1-3 месяца индивидуально отбирают образцы биологического материала и проводят ДНК-тестирование методом ПЦР-ПДРФ по гену BoLA DRB3.
3. Устанавливают, носителем каких аллелей является животное.
4. Животных, являющихся носителями общепризнанных аллелей устойчивости к лейкозу (0902, 2701, 2702, 2703, 2704, 2705, 2706, 0701) и аллелей 1801 и 0601 - специфических генетических маркеров резистентности к вирусу лейкоза, преимущественно оставляют для дальнейшего воспроизводства.
Пример выполнения
Исследования проводились на коровах черно-пестрой породы кемеровской популяции в возрасте 1-3 месяца в хозяйствах Кемеровской области. Биологическим материалом для изучения полиморфизма гена BoLA-DRB3 служила кровь крупного рогатого скота черно-пестрой породы кемеровской популяции. Для исследований отбирали кровь 187 голов.
Исследовались две группы коров в зависимости от физиологического состояния - здоровое поголовье и поголовье животных, пораженных вирусом бычьего лейкоза.
Наличие вируса лейкоза в образцах крови устанавливалось на основании ДНК-тестирования крупного рогатого скота по гену BoLA DRB3 методом ПЦР с последующим анализом полиморфизма длин фрагментов рестрикции (ПДРФ).
Аллельный полиморфизм гена BoLA-DRB3 в исследуемой выборке здоровых коров представлен 19 аллелями, больных лейкозом животных - 49 аллелями. При этом частота аллелей, не ассоциированных с заболеваемостью крупного рогатого скота лейкозом, составила 44 %.
Частота встречаемости различных вариантов аллелей у здоровых и больных лейкозом животных черно-пестрой породы исследуемых групп, отнесенных к группе нейтральных аллелей представлена в таблице 1 и на фиг. 1.
| Таблица 1 - Частота аллелей гена BoLa-DRB3 у здоровых и больных лейкозом коров | |||
| Аллель | Частота встречаемости | ||
| все поголовье | больные животные | здоровые животные | |
| 0103 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 0201 | 0,00535±0,003768 | 0,00820±0,005771 | - |
| 0401 | 0,00267±0,002665 | - | 0,00769±0,007655 |
| 0501 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 0601 | 0,07754±0,013828 | 0,01639±0,008124 | 0,19231±0,034566 |
| 0801 | 0,01604±0,006488 | 0,02459±0,009915 | - |
| 1001 | 0,03476±0,009471 | 0,04918±0,013842 | 0,00769±0,007655 |
| 1002 | 0,00802±0,004604 | 0,01230±0,007050 | - |
| 1103 | 0,00802±0,004604 | 0,00410±0,004087 | 0,01538±0,010789 |
| 1202 | 0,00267±0,002665 | - | 0,00769±0,007655 |
| 1301 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 1302 | 0,00535±0,003768 | 0,00820±0,005771 | - |
| 1504 | 0,01070±0,005320 | 0,01639±0,008124 | - |
| 1505 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 1601 | 0,00535±0,003768 | - | 0,01538±0,010789 |
| 1602 | 0,00535±0,003768 | 0,00820±0,005771 | - |
| 1701 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 1801 | 0,07219±0,013379 | 0,02049±0,009066 | 0,16923±0,032885 |
| 1901 | 0,00535±0,003768 | 0,00820±0,005771 | - |
| 1902 | 0,00802±0,004604 | 0,00820±0,005771 | 0,00769±0,007655 |
| 2002 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 2101 | 0,00535±0,003768 | - | 0,01538±0,010789 |
| 2201 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 2601 | 0,01070±0,005320 | 0,01639±0,008124 | - |
| 2707 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 2801 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 2802 | 0,00267±0,002665 | - | 0,00769±0,007655 |
| 3101 | 0,00802±0,004604 | 0,01230±0,007050 | - |
| 3103 | 0,00802±0,004604 | 0,01230±0,007050 | - |
| 3501 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 3601 | 0,00535±0,003768 | - | 0,01538±0,010789 |
| 3801 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 4001 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 4401 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 5101 | 0,00535±0,003768 | 0,00820±0,005771 | - |
| 5701 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 5702 | 0,00535±0,003768 | 0,00410±0,004087 | 0,00769±0,007655 |
| 5801 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 6101 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 6401 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 6601 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 6701 | 0,00802±0,004604 | 0,00820±0,005771 | 0,00769±0,007655 |
| 6801 | 0,00535±0,003768 | 0,00820±0,005771 | - |
| 7001 | 0,00802±0,004604 | 0,01230±0,007050 | - |
| 14011 | 0,03743±0,009813 | 0,05738±0,014886 | - |
| 20012 | 0,00267±0,002665 | 0,00410±0,004087 | - |
| 46011 | 0,00802±0,004604 | 0,01230±0,007050 | - |
| Итого | 0,43576±0,025640 | 0,41393±0,031531 | 0,47692±0,013805 |
Суммарная частота нейтральных аллелей в выборке здоровых животных составила 47,69 %, в выборке больных лейкозом животных - 41,39 %.
Анализ полученных результатов исследования показал, что частота встечаемости аллелей 1801 и 0601 в группах больных лейкозом и здоровых животных существенно отличалась.
Частота аллели 0601 у здоровых животных в 11,7 раза выше (P<0,01), чем в группе больных животных.
Частота аллели 1801 у здоровых животных в 8,3 раза выше (P<0,05), чем в группе больных животных.
Признак «устойчивость к лейкозу» наследуется по типу полного доминирования: если в генотипе хотя бы одна из двух аллелей несет данный признак, то действие второй аллели подавляется. При этом аллели наследуются потомками от родителей по законам Менделя. Следовательно, телята от гомозиготных по аллелям 0601 и 1801 коров гарантировано будут являться носителями признака «устойчивость к лейкозу». Целенаправленный подбор родительских пар по данному признаку в популяции черно-пестрой породы Кузбасса будет гарантировать получение потомства, устойчивого к заболеванию лейкозом.
Использование заявляемого способа позволяет эффективнее проводить оценку устойчивости к лейкозу коров черно-пестрой породы и отбирать животных, имеющих генетическую предрасположенность к резистентности данным заболеванием. Животные, несущие аллели 0601 и 1801 гена BoLA DRB3 характеризуются устойчивостью организма к ВЛ КРС.
1. Способ оценки устойчивости к лейкозу крупного рогатого скота черно-пестрой породы, характеризующийся тем, что оценку признака «устойчивость к лейкозу» по результатам ДНК-тестирования гена BoLA DRB3 осуществляют по наличию в генотипе аллелей устойчивости к лейкозу 1801 и 0601, являющихся специфическими генетическими маркерами резистентности к вирусу лейкоза.
2. Способ оценки устойчивости к лейкозу крупного рогатого скота черно-пестрой породы по п. 1, характеризующийся тем, что ДНК-тестирование проводят методом полимеразной цепной реакции с последующим анализом полиморфизма длин фрагментов рестрикции.
