Genetické markery ve šlechtění skotu pro masnou produkci
Mgr. Jan Říha Výzkumný ústav pro chov skotu, s.r.o.
Genetické markery Polymorfní místa v DNA, které vykazují asociaci na sledované znaky Příčinné Vazbové
Markery 1. typu KG, strukturní geny
Markery 2. typu MS, vysoce polymorfní markery
Markery 3. typu SNPs, příčinné mutace
Laboratorní metody: RFLP, elfo, PCR a modifikace, microarray, …
Genetika v masné produkci skotu Úlohy spojené s managementem chovu Markery 1. typu – paternita, fingerprinting, plemenná diskriminace, dohledatelnost, diverzita…
Kvalitativní znaky masné produkce Markery 1. a 3. typu – např. bezrohost, MSTN, CVM,…
Kvantitativní znaky masné produkce Markery 1. a 3. typu Kvantita v kvalitě hovězího masa Kvantita v produkci
Úlohy spojené s managementem chovu Rutinně testovaný panel 10 MS markerů (ISAG/FAO) Automatizovaný proces – chovatel, vzorek, sekvenátor, databáze, protokol, chovatel Funkcionalita Databáze tisíců jedinců Vyhledávací kritéria Ověření paternity Charakteristiky panelu pro podvýběry Diverzita Automatické vyhledávání rodičů Plemenná dikriminace
výběr podskupiny uživatelská editace
tisk protokolů
aktuálně vybraná pod/skupina
charakteristiky panelu pro vybranou skupinu
ověření původu
Plemenná diskriminace a diverzita 1 0 holstyn cluster3
cluster2
cestr cluster1
Kvalitativní znaky masné produkce
Bezrohost
P, H, Sc Ověřit býka na nejméně 12 potomcích rohatých matek 4 MS markery – ověření v rodinách SNP haplotypy – okamžitá predikce genotypu
Kvalitativní znaky masné produkce MSTN
Efekty MSTN Piemontes (Short et al. 2004) ukazatel
Genotypy MSTN BB; n = 49
AB; n = 109
AA; n = 37
Narození kg
35,7
37,0
40,1
Neprav. porody %
0,8
0,1
7,9
Porážková h. kg
464
465
458
Jatečná kg
269
278
291
MLD v cm²
74,3
86,4
109,0
Marbling score
6,0
5,4
4,0
Kvantitativní znaky masné produkce – množství masa GH, GHR – geny růstový hormon a receptor růstového hormonu. Mají vliv na celkovou váhu zvířete a množství svalové tkáně, MSTN – gen „dvojího osvalení“, přeneseně též pro množství svalové hmoty u skotu, Marker pro leptin – leptin ve funkci hormonu se podílí na regulaci energetické homeostázy a jeho dvě alelické varianty významně ovlivňují složení jatečného těla, konverzi krmiva a růst.
Kvantitativní znaky masné produkce – kvalita masa Souhrn řady faktorů
křehkost masa nutriční hodnota masa obsah tuku (především intramuskuláního) v mase schopnost zrání masa ……..
Kvantitativní znaky masné produkce – kvalita masa CAP – marker pro enzymy calpain a calpastatin, které se významně podílejí na procesech zrání hovězího masa a jeho křehkosti. SC – gen pro stearoyl-CoA denaturasu, která je nutná pro konverzi nasycených mastných kyselin na nenasycené – jeho mutace způsobují funkční změny enzymu, které se fenotypově projevují v různém procentuálním zastoupení nenasycených mastných kyselin. HAM – marker genu pro thyroglobulin. Thyroglobulin ovlivňuje metabolismus tuků a růst tukových buněk, výsledky řady prací prokazují jeho vliv na tzv. mramorování masa. RBP – gen pro retinol vážící receptor – vztah k marbling skóre DGAT1 – gen využívaný spíše v mléčné produkci, produkt katalyzuje syntézu triglyceridů a ovlivňuje taktéž obsah intramuskulárního tuku
Křehkost masa – tenderness – marker CAP marker CAP je gen determinující enzymy calpastatin a calpain tyto enzymy se podílejí na procesech během zrání jatečných půlek, jejichž výsledkem je křehkost masa někdy je definován jako marker pro délku zrání masa je možno ho detekovat DNA testy testování se provádí hlavně u masných plemen
Nutriční hodnota masa – marker SC gen kódující enzym stearoyl – CoA denaturasu nutný pro konverzi nasycených mastných kyselin na nenasycené v tukových buňkách Taniguchi et al. ( 2004 ) testovali populaci Japonského černého skotu odhalil 9 mutací, většina z nich mění % obsah nenasycených mastných kyselin jeho vliv se podrobněji zkoumá
Obsah intramuskulárního tuku v mase – marbling - LEP znám z humánní genetiky jako gen pro obezitu u skotu objeveny 3 SNPs na pozicích 252, 305 a 140 bp Lagonigro et al. ( 2003 ) odhalili asociace mezi haplotypy v těchto 3 polymorfismech a obsahem tuku v mase haplotyp ACC je asociován s 19% snížením množstvím podkožního tuku haplotyp TCC s 30% zvýšením obsahu intramuskulárního tuku
zjištěn vztah mezi genotypem v 252 SNP a příjmem krmiva, jedinci AT měli o 19 % vyšší příjem krmiva než jedinci AA test prováděn na býčcích F2 generace s 25,50 a 75 % zastoupením charolais Lagonigro et al. uvádí negativní korelaci mezi % charolais a obsahem podkožního tuku a marblingem
Marbling - RBP gen pro retinol vážící receptor Barendse et al. ( 2004 ) identifikoval 2 bialelické SNPs A/G v 1. a 7. exonu asociované s marblingem vyšší marbling skóre bylo zjištěno u alely A v 1. SNP a u alely G v 2. SNP, při genotypování je vhodné využít haplotypu v obou SNPs
Marbling - DGAT1 gen DGAT1, znám spíše jako marker pro obsah tuku v mléce produkt tohoto genu katalyzuje finální krok v syntéze triglyceridů Thaller et al. ( 2003 ) odhalil SNP asociované s obsahem intramuskulárního tuku jedinci s genotypem TT dosáhli vyššího marbling skóre než jedinci MT nebo MM v rámci testované populace holštýnského plemene a plemene charolais bylo zjištěno vyšší marbling skóre u jedinců holštýnského plemene, kde byla také vyšší frekvence požadované alely T
Marbling - TG5 jeden z posledně identifikovaných markerů gen pro thyroglobulin, TG5 prekurzor pro hormony ovlivňující metabolismus tuků a růst tukových buněk Thaller et al. a Barendse et al. ( 2003 ) identifikovali SNP na 5´konci genové sekvence. Oba zjistili asociaci mezi tímto SNP a marblingem
Markery v procesu šlechtění a možné problémy MAS Začlenění markerů do PH Selekce na vybrané markery Problémy
Malé množství markerů a informací o biologické funkci
Člověk ~78000 známých genů Skot ~3000 známých genů Polygenní působení
Interakce genotyp x prostředí Opomenutí důležitých markerů v selekci Nalezení vhodného kompromisu
např. u bezrohosti, MSTN, …
Markery v procesu šlechtění a možné problémy MAS Řešení Velký
počet markerů, vícerozměrné metody
Volba
vhodných experimentálních populací
Aplikace Další
na jednotlivé chovy
- komplexní - výzkum
Děkuji za pozornost.
Mgr. Jan Říha Výzkumný ústav pro chov skotu, s.r.o. Rapotín, Výzkumníků 267, 788 13 Vikýřovice E-mail:
[email protected]
Zpracováno za podpory projektu MŠMT č. 2B08037.
