Слайд 1ІНОВАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ГОДІВЛІ, ГЕНЕТИКИ ТА РОЗВЕДЕННЯ ДРІБНИХ ТВАРИН
Курс лекцій на
порталі НУБіП
автор – доцент кафедри і генетики, розведення і репродуктивної
біотехнології тварин ім М.А.Кравченка
Костенко С.О.
Геноміка та біоінформатика в аналізі свійських тварин.
Лекція № 4
План
1. Найбільш важливі напрямки у вивченні функційної геноміки свійських тварин
2. Гени, асоційовані з господарсько-цінними ознаками
3. Веб-ресурси геноміки та біоінформатики
4. Досягнення нової технології – геномної селекції
Слайд 2Гени, асоційовані з господарсько-цінними ознаками
(за Копиловою К.В.)
Гормон росту
Ріст тварин
Гіпофізарно-специфічний
фактор транскрипції
Якість молока
Міостатин
Приріст м’язової маси
Активує прояв гормону росту
Каппа-казеїн
Бета-лактоглобулін
Лептин
Ліпідний
обмін
Слайд 3Генетичний маркер
Генний поліморфізм
властивість
Ефект нуклеотидного поліморфізму в s2 казеїні гену промотору на ядерного
протеїні (транскрипційний фактор) зв’язування з ДНК як міра EMSA
SONDA K AC CT AC CT AC CT AC CT
H P L I
Szymanowska, Malewski, Zwierzchowski. Int. Dairy J. 2004
Слайд 12Найбільш важливі напрямки у вивченні функційної геноміки свійських тварин: пошуки
генетичних
маркерів продуктивності
генетичних маркерів репродуктивних властивостей
ефектів поліморфізму генів свійських
тварин по експресії, регуляції, функції протеїнів.
мутацій, що спричиняють деякі спадкові хвороби ( BLAD і DUMPS у ВРХ, RYR1 у свиней, HYPP у коней)
Слайд 14Досягнення нової технології – геномної селекції
Геномна селекція базується на геномних
племінних цінностях – genomic breeding values (GEBV).
GEBV розраховуються як
сума ефектів окремих генетичних маркерів або їх гаплотипів в розрізі усього геному.
Комплексна оцінка геному дає змогу виділити локуси кількісних ознак (quantitative trait loci - QTL).
QTL - ефекти оцінюються на підконтрольній популяції за комплексом господарсько-корисних ознак.
Слайд 15Що таке SNP?
SNP (від англ. Single nucleotide polymorphism) - поліморфізм
окремих нуклеотидів
QTL (від англ. quantitative trait locus) - локуси кількісних
ознак. Відрізок ДНК, який контролює окрему ознаку.
Слайд 17Загальні об’єми типування
(січень 2009р.)
Слайд 19Основи геномної оцінки
Виділення ДНК з зразків крові, статевих клітин, волосся
Всього виявлено 30 -50 тис. SNP-маркерів
Результати геномної оцінки комбінуються
з традиційними оцінками племінної цінності: племінна цінність за походженням або племінна цінність за якістю потомства
Слайд 22GCCCCACGCTGGGTTAAGGCGGGGCTGAGACAAGGGCAGGTGAGGCCTCCCAAGTCCATGGGGTTGCAGAGTCAGACACAGTGGAGTCACACACATACACACG
30 пар хромосом
3 млрд нуклеотидів
Перша тварина, у якої секвеновано
геном
L1 Dominette 01449
Слайд 23Оцінки ефектів SNP–маркерів за кожною з хромосом (Net Merit –
комплексна оцінка)
Слайд 24Оцінка племінної цінності за окремими хромосомами (Net Merit – комплексна
оцінка)
Сумарний ефект маркерів за кожною хромосомою
Слайд 25Геномна селекція з використанням методу BLUP
y = μ1n + ΣXigi + e,
де y
- вектор спостережень,
μ - загальне середнє,
gi - ефект i–го маркеру
(гаплотипу),
e - вектор залишків.
Слайд 26ДНК лабораторії
Дослідницькі центри
Bovine Functional Genomics Laboratory (Beltsville, USA)
University of Alberta
(Edmonton, Canada)
University of Missouri (Columbia)
Illumina (San Diego, Canada)
Комерційні структури
GeneSeek (Lincoln,
NE)
Genetics & IVF Institute (Fairfax, VA)
Genetic Visions (Middleton, WI)
DNA LandMarks (Saint-Jean-sur-Richelieu, QC, Canada)
Maxxam Analytics (Mississauga, ON, Canada)
ABS (DeForest, WI, through SyGen/PIC, Franklin, KY )
Слайд 27Організації системи оцінки в США
Слайд 29Швидкість селекційного процесу за бугаями
Народження
Слайд 30Вірогідність оцінки молодих бугаїв
Genomic PTA
Traditional PA
Слайд 31Оцінка генетичного прогресу
DG=
Інтенсивність селекції (i)
Точність (r)
x
Генераційний інтервал (L)
Варіація (s)
x
Слайд 32Прийнято Міністерством сільського господарства США (USDA) в січні 2009
Офіційне прийняття
геномної оцінки
Обов'язково опублікування результатів оцінки всіх корів або ремонтного молодняку
Опублікування
результатів Національною асоціацією розведення тварин (NAAB) про бугаїв-плідників у віці 24 місяці
Результати геномної оцінки молодих бугаїв розповсюджуються серед організацій із штучного осіменіння
Слайд 33Розповсюдження оцінок
Замовлення оцінки тварин з боку асоціації з штучного осіменіння
Замовники
7 асоціацій з штучного осіменіння
Американська та канадська асоціації голштинів
Джерсейська асоціація
Деякі лабораторії
Слайд 34Міжнародна співпраця
Об’єднання міжнаціональних геномних оцінок
Обґрунтування на рівні Interbull (січень 2008)
використання результатів геномних оцінок
Знаходження балансу між організаціями (країнами) учасницями за
об’ємом та результатами наданої інформації
Обґрунтування загальної ідеології використання молодих бугаїв за результатами геномних оцінок
Слайд 35Функції організацій
Генотипування та виділення ДНК:
USDA Bovine Functional Genomics Lab, U.
Missouri, U. Alberta, GeneSeek, Genetics & IVF Institute, Genetic Visions,
and Illumina
Комп’ютерна обробка:
AIPL staff (Mel Tooker, Leigh Walton, Jay Megonigal)
Фінансова підтримка:
National Research Initiative grants
2006-35205-16888, 2006-35205-16701
Agriculture Research Service
Holstein and Jersey breed associations
Contributors to Cooperative Dairy DNA Repository (CDDR)
Слайд 36Умови ведення оцінок
Включення геномної оцінки в традиційний індекс (січень 2009р.)
Опублікування
в списках Interbull
Повне геномне типування бугаїв
Генераційний аналіз геномних особливостей
Проведення геномних
оцінок на джерсеях та бурій швицькій породах
Слайд 37Спільні міжнародні проекти
Традиційна оцінка
Розширення процедури MACE
Невеликий прибуток від використання
даних
Оцінка лише дорослих бугаїв
Побудова родоводу на основі офіційних даних (племкниги)
Геноміка:
широка адаптація до Interbull
Оцінка рівня прибутку від використання геномних оцінок
Слайд 38Молекулярний годинник базується на постійності темпів змін в білках або
послідовностях ДНК
Слайд 40Дякую за увагу
В презентації використані данні виступу професора Рудика І.А.
на конференції “ДНК-технології в тваринництві та рослинництві”, Біла Церква, 2009.
