Диссертация по предмету: Биотехнология (Пример)
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.2. Главные гены плодовитости овец 11
1.2.1. Аллель плодовитости Борола 11
1.2.2. Аллели плодовитости Инвердейл и Хана 15
1.2.3. Аллель плодовитости Вудландс 16
1.2.4. Аллель плодовитости Галвей 18
1.2.5. Аллель плодовитости Белклейр 19
1.2.6. Аллель плодовитости Лакауне 20
1.2.7. Аллель плодовитости Тока 21
1.3. Экспрессия генов BMP-15 и GDF-9 22
1.6. Взаимодействие между мутациями 24
2.5. Предполагаемые носители главных генов многоплодности 25
2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 28
2.1. Цели и задачи исследования 28
2.2. Материал и методика исследований 28
2.2.1. Реактивы 31
2.2.2. Оборудование и расходные материалы 32
2.2.3. Животные 33
2.2.4. Отбор проб и первичная подготовка 33
2.2.5. Выделение ДНК 34
2.2.6. ПЦР-ПДРФ анализ 36
2.3. Результаты исследований 37
2.3.1. Определение спектра ДНК-маркеров плодовитости овец 37
2.3.1. Изучение гена эстрогенового рецептора как маркера плодовитости овец 39
2.3.2. Молекулярная диагностика полиморфизма генов BMP-15 и ESR 41
2.3.3. Анализ результатов молекулярной диагностики точковых мутаций аллелей FecXI и FecXH 48
2.3.4. Анализ результатов молекулярной диагностики полиморфизма гена ESR 52
4. ВЫВОДЫ 57
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 58
ЛИТЕРАТУРА 59
Выдержка из текста
С развитием молекулярной генетики и молекулярной биологии стала возможной идентификация генов, напрямую или косвенно связанных с хозяйственно-полезными признаками (геномный анализ).
Задачи геномного анализа состоят в исследовании нуклеотидной последовательности генома, идентификации отдельных генов как структурных так и функциональных единиц и выявление механизмов действия генов на проявление признаков [7].
Идентификация генетических маркеров локусов количественных признаков сельскохозяйственных животных делает возможным оценку истинного генетического потенциала животных без учета влияния факторов внешней среды. Выявление предпочтительных с точки зрения селекции вариантов таких генов позволяет дополнительно к традиционному отбору животных проводить селекцию непосредственно на уровне ДНК, то есть по генотипу (маркер-зависимая селекция)
Список использованной литературы
1. Гладырь Е.А., Зиновьева Н.А., Брем, Г. Разработка и экспериментальная апробация диагностических тест-систем анализа генов ВМР-15 и BMPR-1B, обуславливающих повышенное многоплодие некоторых пород овец // Сборник материалов 6-й международной научной конференции «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных», Дубровицы, 2006, с. 60-63.
2. Ерохин С.А. Прогнозирование шерстной и мясной продуктивности, показателей воспроизводства и резистентности овец в раннем постнатальном онтогенезе // Автореф. дис. на соиск. учен. степ. д-ра с.-х. наук: 06.02.01, Дивово, Рязанская обл., 2009. – 36 с.
3. Зиновьева Н.А. Подготовка проб, выделение ДНК и оптимизация ПЦР-анализа. Школа-практикум «Методы исследований в биотехнологии сельскохозяйственных животных», вып.4. – ВИЖ, 2005. – 134 с.
4. Зиновьева Н.А., Гладырь Е.А., Коркина Е.А. ДНК-маркеры плодовитости овец // Овцы,козы,шерстяное дело, 2006; N 3. — С. 30-38
5. Зиновьева Н.А., Кленовицкий П.М., Гладырь Е.А., Никишов А.А. Современные методы генетического контроля селекционных процессов и сертификации племенного материала в животноводстве / Учеб. Пособие. – М.: РУДН, 2008. – 329 с.
6. Зиновьева Н.А., Попов А.Н., Эрнст Л.К., Марзанов Н.С., Бочкарев В.В., Стрекозов Н.И., Брем Г. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве – Дубровицы, 1998. — 16 с.
7. Зиновьева Н.А., Эрнст Л.К. Проблемы биотехнологии и селекции сельскохозяйственных животных. Изд. 2-ое, дополненное // 2005, 329 с.
8. Кленовицкий П.М. Поможет ли нам генетика // Животноводство России, 2001, № 2: 32-33.
9. Коркина Е.А.; Зиновьева Н.А.; Гладырь Е.А. Исследование некоторых ДНК-маркеров плодовитости овец // Науч. тр. ВИЖа / Всерос. гос. науч.-исслед. ин-т животноводства, 2005; в.63 т.2. — С. 154-156.
10. Aaltonen J., Laitinen M.P., Vuojolainen K., Jaatinen R., Horelli-Kuitunen N., Seppa L., Louhio H., Tuuri T., Sjoberg J., Butzow R., Hovatta O., Dale L., Ritvos O. Human growth differentiation factor 9 (GDF-9) and its novel homolog GDF-9B are expressed in oocytes during early folliculogenesis. // J Clin Endocrinol Metab, 1999; 84: 2744– 2750.
11. Akbarpour M., Houshmand M., Ghorashi A., Hayatgheybi H. Screening for FecGH mutation of growth differentiation factor 9 gene in Iranian Ghezel sheep population // International Journal of Fertility and Sterility, Nov-Dec 2008, Vol 2, No 3: 139-144.
12. Bi Xiao-Dan, Chu Ming-Xing, Jin Hai-Guo, Fang Li, Ye Su-Cheng. Estrogen receptor as a candidate gene for prolificacy of Small Tail Han sheep // Acta Genetica Sinica, October 2005, 32 (10): 1060-1065.
13. Bodin L., Di Pasquale E., Fabre S., Bontoux M., Monget P., Persani L., Mulsant P. A novel mutation in the bone morphogenetic protein 15 gene causing defective protein secretion is associated with both increased ovulation rate and sterility in Lacaune sheep. // Endocrinology, 2007, 148(1): 393– 400.
14. Bodin L., SanCristobal M., Lecerf F., Mulsant P., Bib´e B., Lajous D., Belloc J.P., Eychenne F., Amigues Y., Elsen J.M. Segregation of a major gene influencing ovulation in progeny of Lacaune meat sheep // Genet. Sel. Evol., 2002, 34: 447– 464.
15. Bradford G.E., Inounu I. Prolific breeds of Indonesia. In: Fahmy MH (ed.), Prolific Sheep. Wallingford, UK: CAB International, 1996: 137– 145.
16. Bradford G.E., Inounu I., Iniguez L.C., Tiesnamurti B., Thomas D.L. The prolificacy gene of Javanese sheep. In: Elsen J.M., Bodin L., Thimonier J. (eds.), Major Genes for Reproduction in Sheep, 2nd International Workshop, Les Colloques, No. 57. Paris: INRA; 1991: 67– 73.
17. Braw-Tal R., McNatty K.P., Smith P., Heath D.A., Hudson N.L., Phillips D.J., McLeod B.J., Davis G.H. Ovaries of ewes homozygous for the X-linked Inverdale gene (FecXI) are devoid of secondary and tertiary follicles but contain many abnormal structures // Biology of Reproduction, 1993, 49: 895-907.
18. Chu M.X., Liu Z.H., Jiao C.L., He Y.Q., Fang L., Ye S.C., Chen G.H., Wang J.Y. Mutations in BMPR-IB and BMP-15 genes are associated with litter size in Small Tailed Han sheep (Ovis aries).
// J Anim Sci, 2007, 85: 598-603.
19. Cockett N.E., Shay T.L., Smit M. Analysis of the sheep genome // Physiol. Genomics, 2001, 7: 69-78.
20. Davis G.H. Major genes affecting ovulation rate in sheep // Genet. Sel. Evol., 2005, 37 (Suppl. 1): 11-23.
21. Davis G.H., Dodds K.G., Bruce G.D. Combined effect of the Inverdale and Booroola prolificacy genes on ovulation rate in sheep. // Proc Assoc Adv Anim Breed Genet, 1999, 13: 74– 77.
22. Davis G.H., Galloway S.M., Ross I.K., Gregan S.M., Ward J., Nimbkar B.V., Ghalsasi P.M., Nimbkar C., Gray G.D., Subandriyo, Inounu I., Tiesnamurti B., Martyniuk E., Eythorsdottir E., Mulsant P., Lecerf F., Hanrahan J.P., Bradford G.E., Wilson T. DNA tests in prolific sheep from eight countries provide new evidence on origin of the Booroola (FecB) mutation // Biol. Reprod., 2002, 66: 1869– 1874.
23. Davis G.H., McEwan J.C., Fennessy P.F., Dodds K.G., McNatty K.P. Infertility due to bilateral ovarian hypoplasia in sheep homozygous (FecXI/FecXI) for the Inverdale prolificacy gene located on the X chromosome. // Biol Reprod, 1992, 46: 636-640.
24. Driancourt M.A., Fry L.P., Cahill L.P., Bindon B.M. Ovarian follicular populations and preovulatory enlargement in Booroola and control Merino ewes. // J. Reprod. Fertil., 1985, 73: 93-107.
25. Dube J.L., Wang P., Elvin J., Lyons K.M., Celeste A.J., Matzuk M.M. The bone morphogenetic protein 15 gene is X-linked and expressed in oocytes. // Mol Endocrinol, 1998, 12: 1809– 1817.
26. EL-Hanafy A.A., El-Saadani M.A. Fingerprinting of FecB gene in five Egyptian sheep breeds // Biotechnology in Animal Husbandry, 2009, 25(3-4): 205-212.
27. Elvin J.A., Yan C., Matzuk M.M. Oocyte-expressed TGF-beta superfamily members in female fertility. // Mol Cell Endocrinol, 2000, 159: 1-5.
28. Fabre S., Pierre A, Mulsant P., Bodin L., Pasquale E, Persani L., Monget P., Monniaux D. Regulation of ovulation rate in mammals: contribution of sheep genetic models // Reproductive Biology and Endocrinology, 2006, 4:20.
29. Feary E.S., Juengel J.L., Smith P., French M.C., O’Connell A.R., Lawrence S.B., Galloway S.M., Davis G.H., McNatty K.P. Patterns of Expression of Messenger RNAs Encoding GDF9, BMP15, TGFBR1, BMPR1B, and BMPR2 During follicular development and characterization of ovarian follicular populations in ewes carrying the Woodlands FecX2W mutation // Biology of reproduction, 2007, 77: 990– 998.
30. Galloway S.M. Oocyte-derived growth factors and ovarian function (TGFβ superfamily: INHα, BMP15, GDF9) // Special interest group reproductive genetics «Genetics of female reproduction anomalies», ESHRE, 2006: 30-35.
31. Galloway S.M., McNatty K.P., Cambridge L.M., Laitinen M.P.E., Juengel J.L., Jokiranta S., McLaren R.J., Luiro K., Dodds K.G., Montgomery G.W., Beattie A.E., Davis G.H., Ritvos O. Mutations in an oocyte-derived growth factor gene (BMP15) cause increased ovulation rate and infertility in a dosage-sensitive manner. // Nature Genetics, 2000, 25: 279– 283.
32. Ghaffari M., Nejati-Javaremi A., Rahimi G. Detection of polymorphism in BMPR-IB gene associated with twining in Shal sheep using PCR-RFLP method // Int. J. of Agric. Biol., 2009, Vol. 11, No. 1: 97-99.
33. Ghalsasi P.M., Nimbkar B.V. The «Garole» — microsheep of Bengal, India. // Animal Genetic Resource Information, UN Environmental Program, Bulletin 12. Rome: FAO; 1993: 73– 79.
34. Hanrahan J.P., Gregan S.M., Mulsant P., Mullen M., Davis G.H., Powell R., Galloway S.M. Mutations in the genes for oocyte-derived growth factors GDF9 and BMP15 are associated with both increased ovulation rate and sterility in Cambridge and Belclare sheep (Ovis aries).
// Biol Reprod, 2004, 70: 900-909.
35. Kasiriyan M.M., Hafezeyan H., Sayahzadeh H., Jamshidi R., Asghari S.R., Irajeyan G.H., Buesagh H. Genetic Polymorphism FecB and BMP15 genes and its association with litter size in Sangsari sheep breed of Iran // Journal of Animal and Veterinary Advances, 2009, 8(3): 447-453.
36. Laitinen M., Vuojolainen K., Jaatinen R., Ketola I., Aaltonen J., Lehtonen E., Heikinheimo M., Ritvos O. A novel growth differentiation factor-9 (GDF-9) related factor is co-expressed with GDF-9 in mouse oocytes during folliculogenesis. // Mech Dev, 1998; 78: 135– 140.
37. Malher X., Le Chere A.K. High prolificacy in Belle-Ile sheep (Brittany, France): major effects of a putative single gene and the Awh colour gene on ovulation rate and litter size // Reprod. Nut. Dev., 1998, 38: 473– 484.
38. Martinez-Royo A., Jurado J.J., Smudlers J.P., Marti J.I., Alabart J.L., Roche A., Fantova E., Bodin L., Mulsant P., Serrano M., Folch J., Calvo J.H. A deletion in the bone morphogenetic protein 15 gene causes sterility and increased prolificacy in Rasa Aragonesa sheep // Animal Genetics, 2008, 39: 294-297.
39. McNatty K.P., Moore L.G., Hudson N.L., Quirke L.D., Lawrence S.B., Reader K., Hanrahan J.P., Smith P., Groome N.P., Laitinen M., Ritvos O., Juengel L.G. The oocyte and its role in regulating ovulation rate: a new paradigm in reproductive biology // Reproduction, 2004, 128: 379– 386.
40. Monniaux D., Monget P., Pisselet C., Fontaine J., Elsen, J. M. Consequences of the presence of the Booroola F gene on the intraovarian insulin-like growth factor system and terminal follicular maturation in Mérinos d'Arles ewes // Biol. Reprod., 2000, 63(4): 1205– 1213.
41. Montgomery G.W., Crawford A.M., Penty J.M., Dodds K.G., Ede A.J., Henry H.M., Pierson C.A., Lord E.A., Galloway S.M., Schmack A.E., Sise J.A., Swarbrick P.A., Hanrahan V., Buchanan F.C., Hill D.F. The ovine Booroola fecundity gene (FecB) is linked to markers from a region of human chromosome 4q // Nat. Genet., 1993, 4: 410– 414.
42. Mulsant P., Lecerf F., Fabre S., Schibler L., Monget P., Lanneluc I., Pisselet C., Riquet J., Monniaux D., Callebaut I., Cribiu E., Thimonier J., Teyssier J., Bodin L., Cognie Y., Elsen J.M. Mutation in bone morphogenetic protein receptor-1B is associated with increased ovulation rate in Booroola Merino ewes // Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 2001, 98: 5104– 5109.
43. Nimbkar C., Ghalsasi P.M., Ghatge R.R., Gray G.D. Establishment of prolific Garole sheep from West Bengal in the semi-arid Deccan Plateau of Maharashtra. // Proc World Congr Genet Appl Livest Prod, 1998, 25:257– 260.
44. Piper L.R., Bindon B.M. The Booroola Merino and the performance of medium non-peppin crosses at Armidale, in: Piper L.R., Bindon B.M., Nethery R.D.(Eds.), The Booroola Merino, Proceedings of a Workshop, Armidale, 24-25 August 1980, CSIRO, 1982, pp. 9– 19.
45. Piper L.R., Bindon B.M. The Booroola Merino. In: Fahmy MH (ed.), Prolific Sheep. Wallingford, UK: CAB International, 1996: 152– 160.
46. Roberts J.A. Frequency of the prolificacy gene in flocks of Indonesian Thin Tail sheep: a review. // Small Ruminant Res, 2000, 36: 215– 226.
47. Ricordeau G, Thimonier J, Poivey JP, Driancourt MA, Hochereau-de-Reviers MT, Tchamitchian L: INRA. Research on the Romanov sheep breed in France: a review. Livest Prod Sci 1990, 24:305-332.
48. Rothshild M.F., Jacobson C., Vaske D., Tuggle C., Wang L., Short T., Eckardt G., Sasaki S., Vincent A., McLaren D., Southwood O., Van der Stehen H., Mileham A., Plastow G. The estrogen receptor locus is associated with a major gene influencing litter size in pigs // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1996. – 93. – 201-205.
49. Shimasaki S., Zachow R.J., Li D., Kim H., Iemura S., Ueno N., Sampath K., Chang R.J., Erickson G.F. A functional bone morphogenetic protein system in the ovary // Proc Natl Acad Sci, USA, 1999; 96: 7282– 7287.
50. Turner H.N. Origins of the CSIRO Booroola. In: Piper L.R., Bindon B.M., Nethery R.D. (eds.) The Booroola Merino. Melbourne: CSIRO; 1982: 1– 7.
51. Wilson T., Wu Xi-Yang, Juengel J.L., Ross I.K., Lumsden J.M., Lord E.A., Dodds K.G., Walling G.A., McEwan J.C., O’Connell A.R., McNatty K.P., Montgomery G.W. Highly prolific Booroola sheep have a mutation in the intracellular kinase domain of bone morphogenetic protein IB receptor (ALK-6) that is expressed in both oocytes and granulosa cells // Biol. Reprod., 2001, 64: 1225– 1235.
52. Wu L.X., Moore K.R., Otsuka F., Shimasaki S. Effect of intracellular interactions on the processing and secretion of bone morphogenetic protein-15 (BMP-15) and growth and differentiation factor-9 // The journal of Biological Chemistry, 2003, Vol. 278, No. 6: 3713-3719.
53. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008 – 2012 годы // РоссельхозБанк [Режим доступа: http://www.rshb.ru/gosprograms/now/agro.php]
54. TGF-beta Superfamily // Browse by Research Topic. Режим доступа [http:// www.rndsystems.com/molecule_group.aspx?r=1&g=687]
