Využití molekulární genetiky ve šlechtění hospodářských zvířat

Michaela Blovská

Bakalářská práce

Application of molecular genetics in livestock breeding

Anotace:

Tato bakalářská práce je zaměřena na využití molekulární genetiky ve šlechtění skotu, koní a prasat. Molekulární genetika je rychle se rozvíjející vědní obor a její využívání v chovu hospodářských zvířat se zintenzivňuje. Zabývá se hlavně specifickými diagnostickými a experimentálními metodami. Hlavními diagnostickými metodami jsou polymerázová řetězová reakce (PCR), délkové polymorfismy restrikčních fragmentů (RFLP), DNA sekvencování, fluorescenční in situ hybridizace (FISH), krátké tandemové repetice (STR, mikrosatelity) nebo polymorfismy jednotlivých nukleotidů (SNP).V praxi se molekulární metody používají ke zkoumání chovatelsky atraktivních genů, stanovení genetického typu, ověřování původu, diagnostice nemocí a genomickému výběru. U skotu jsou chovatelsky zajímavé geny masné produkce například myostatinový gen, jehož mutace má za následek dvojité osvalení nebo skupina genů MYOD, které ovlivňují kvalitu masa. Mléčnou produkci ovlivňují gen DGAT1, ten ovlivňuje obsah mléčného tuku, bílkovin a výnos mléka nebo CSN3 gen, určující obsah κ – kaseinu a jeho vlastnosti pro výrobu mléčných výrobků. Dalším využitím molekulární genetiky v chovu skotu je genomická selekce, která umožňuje výběr plemenných zvířat ve velmi mladém věku, a tím zkrácení generačního intervalu. Diagnostické metody se využívají k vyšetření jedinců na genetická onemocnění: komplexní vertebrální malformace (CVM), syndrom deficience adhesní schopnosti leukocytů (BLAD), chondrodysplasie, arachnomelie, citrulinémie, syndrom zakřiveného ocasu atd.Genetická analýza zbarvení se provádí u koní, posuzují se geny základního zbarvení (MC1R, ASIP), geny zřeďující (Cream, Dun, Silver Dapple, Champagne) a gen bílého zbarvení KIT gen. U dostihových koní se posuzuje vhodnost koně pro délku tratě pomocí myostatinového genu (GDF-8), který ovlivňuje vývoj svalových vláken. Dědičná onemocnění koní diagnostikovaná genetickými metodami jsou polysacharidová myopatie (PSSM1), syndrom fragilních hříbat teplokrevníků (WFFS), nedostatek enzymů štěpících glykogen (GBED), hereditární equinní regionální dermální astenie (HERDA) a další. Využití molekulární genetiky v chovu prasat není tak rozšířené. Hlavním využitím je šlechtění stres rezistentních linií prasat, související s geny RYR1 a RN. Pro identifikaci zvířat a ověřování původu se stanovuje genetický typ zvířat. Stanovení je ze zákona povinné u býků, hřebců a kanců vybraných do plemenitby. Genetické testy zvířat nabízí v České republice několik pracovišť například Genomia, laboratoř iGenetiky (ČMSCH), Vemodia nebo LAMGen. Dostupné a méně finančně náročné genetické testy umožňují využití v chovu hospodářských zvířat. Rozsáhlé studie genů ovlivňující ekonomicky žádané vlastnosti zvířat, přináší nové poznatky pro nové metody zkoumání a zlepšování genetického založení jedinců.

Abstract:

This Bachelor’s thesis focuses on the application of molecular genetics in breeding cattle, horses and pigs. Molecular genetics is a booming branch of science and its use in breeding livestock has rapidly increased. It mostly deals with specific diagnostic and experimental methods. The main diagnostic methods are Polymerase Chain Reaction (PCR), restriction fragment length polymorphism (RFLP), DNA sequencing, fluorescence in situ hybridization (FISH), short tandem repeat (STR, microsatellites) or single nucleotide polymorphisms (SNP).In practice, molecular methods are used for examining genes less attractive for breeders, establishing genetic types, verification of origin, diagnostics of diseases and genomic selection. In cattle, these are genes for meat production and they are considered less interesting by breeders, e.g. myostatin gene, of which the mutation results in double muscling, or MYOD group of genes that influence meat quality. Milk production is influenced by DGAT1 gene influencing milk fat content, protein content and milk yield, or CSN3 gene that determines the content of κ – casein and its qualities for the production of dairy products. Another use of molecular genetics in breeding cattle is genomic selection that allows selecting breeding animals at a very early age and thus shortens the generation interval. Diagnostic methods are used for examining animals as for genetic diseases, e.g. Complex vertebral malformation (CVM), bovine leukocyte adhesion deficiency (BLAD), chondrodysplasia, arachnomelia, citrullinemia or crooked tail syndrome.The genetic analysis coat colour is carried out in horses and the following genes are assessed: genes of basic coat colours (MC1R, ASIP), dilution genes (Cream, Dun, Silver Dapple, Champagne) and white coloration KIT gene. In racehorses, the suitability of horses for the trail length is assessed by means of myostatin gene (GDF-8) that influences the development of muscle fibres. Equine hereditary diseases diagnosed using genetic methods are polysaccharide storage myopathy (PSSM1), warmblood fragile foal syndrome (WFFS), glycogen branching enzyme deficiency (GBED), hereditary equine regional dermal asthenia (HERDA) and others. The use of molecular genetics in breeding pigs is not so widespread. The main use is breeding stress resistant lines of pigs related to genes RYR1 and RN. Genetic types are established for identifying animals and verifying origin. It is mandatory by law in bulls, stallions and boars chosen for breeding. In the Czech Republic, animal genetic testing is offered by several workplaces, e.g. Genomia, Laboratoř iGenetiky (ČMSCH, Czech Moravian Breeders’ Corporation), Vemodia or LAMGen. Accessible and less expensive genetic tests allow the use in breeding livestock. Extensive studies of genes influence the economically desired qualities of animals, bring new knowledge for new methods of research and the improvement of genetic dispositions of individuals.

Klíčová slova

gen, skot, koně, prasata, genetická onemocnění, genetický typ, genomická selekce

Keywords

gen, cattle, horses, pigs, genetic diseases, genetic type, genomic selection

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Barbora Hofmanová, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Bakalářský studijní program / obor:
Zemědělství, zahradnictví a rozvoj venkova / Chovatelství