440.вариабельность содержания днк в сперматозоидах...

А-з-/з%о ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ИНСТИТУТ ЖИВОТНОВОДСТВА (ВИЖ1

На правах рукописи

ЛЬбжавацзе Нана Заврацовва

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ ДНК В СПЕРМАТОЗОИДАХ БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ

0 3 . 0 0 . 0 4 - Биохимии

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т аиссертааин на соискание ученой степени

кандидата биологических наукV

п. Дуброашш Московской области 1995

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

iy,yUu£, реъ. escaus- •^V^WJXJX-

Работа вьшолнена в отделе биотехнологии Всероссийиского научно-исследовательского института животноводства.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Шихов И.Я., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Джапаридзе Т.Г.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, ~ профессор В.П.Кононов',

\ .— •'" кандидат биологических наук 4 В.Г. Шевченко

Ведущее учереждение - Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела (ВНИИплем) • •-

Защита диссертации состоится" •̂ " ^ у ^ - А Л ^ у ? ^ 1995 года в 10 час. на заседании диссертационного Совета Д. 020.16.02. во Всероссийском научно-исследовательском институте нивотвозодства.

Адрес института: 142012, п.Дубровицы, Подольского района, -Московской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЖа.

Автореферат разослан "—s-2—» rvyц*9^>л^995 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, - г доктор биологических наук

П.А. Науменко


I. ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

I.I. Актуальность темы. В сельскохозяйственной ОИОДОГИЕ нерешённой проблемой остаётся разработка достаточно надежна методов ранней оценки племенных и продуктивных качеств животных, и, на зток основе, внедрение приемов, позволявших повышать эффективность селекции. Ускорение темпов селекции животных требует глубокого знания процессов изменчивости, возникновения нос-сх ценных признаков и закрепления их в поколениях. В этом плане заслуживает особого внимания изучение молекулярнс-биологической основы насле-дрТРгннос-1'и, являющейся ключевым моментом z проблеме повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Изучение структуры, размеров и регуляторных механизмов генома открывает возможность познания природы индивидума, позволяет выявить характер действия факторов, определяющих формирование продуктивных свойств. Поэтому внимание исследователей направлено на выявление биологических факторов определяющих в той или иной степени выражаекость признаков и свойств продуктивности сельскохозяйственных животных.

Одним из важнейших вопросов, решаемых молекулярной биологией, является вопрос о непостоянстве генома, о его изменчивости. отличающейся по частоте и своей сущности пт обычного мутационного процесса (Хесин Р.Б., 1934).. Б кемплексе процессов, вызывагяих непостоянство генома, большой интерес представляют те его перестройки, которые служат факторами дифференцировки клеток и регуляции активности генов, что в свою очередь приводит к специфическим изменениям их структуры и количества в индивидуальном развитии. Б


происходит одна из форм индивидуальной изменчивости животных пс хозяйственно-полезным признакам.

В работах ряда исследователей показано большое значение особенностей ДНК для формирования племенных и продуктивных качеств крупного рогатого скота. Весьма актуальным является определение количественных и качественных характеристик ДНК в половых клетках производителей сельскохозяйственных животных, с которыми связаны племенные и продуктивные качества самцов. Однако ещё во многом остаётся "йё ясной"сама 'вариабельность содержания ДНК в ядре клетки и ее значение для реализации наследственных свойств.

В условиях широкого применения искусственного осеменения животных и длительного хранения спермы при глубоком замораживании эффективность отбора быков-производителей приобретает исключительное значение. В связи с этим особый интерес представляет точное измерение содержания ДНК в ядрах половых клеток быков-производителей, отличающихся уровнем и направлением продуктивности.

1.2.Цель и задачи исследований. Цель диссертации заключалась в разработке молекулярно- генетического обоснования различий в племенных ценностях быков-производителей, с использованием количественных и качественных характеристик ДНК.

В соответствии с этим в задачи исследований входило: 1. Определение содержания ДНК в ядрах половых клеток быков -

производителей разной племенной ценности. 2. Выявление связи между содержанием ДНК в сперматозоидах и

отдельными хозяйственно-полезными признаками быков-производителей (молочность по качеству потомства, % жира в молоке у дочереч, препотентность).


3. Изучение с помощью молекулярно-биологического анализа структурно-функциональных особенностей генома быков-производкте-лей разной племенной ценности.

1.3. Научная новизна состоит в том, что впервые установлены факты, отражавшие закономерную изменчивость содержания ДНК на ядро сперматозоида, при этом отмечается, что наибольшее значение этого показателя-в группе нейтральных быков-производителей и ная-меньшее-у улучшателей. В то же время получены данные, указывайищие на определённую связь между содержанием ДНК н потенцией племенных быков-улучшателей по признакам молочной продуктивности их потомства (удой, жир, разница по удою дочерей с матерями).

Было установлено, что в группе нейтральных 6ыкоЕгяроизводи-телей отмечался более высокий уровень кинетики реассоциацин ДНК в области быстрых и умеренных повторов, нежели в группе быков - улучшателей и ухудиателей.

1.4. Реализация результатов исследованлй. Настоящая работа носит поисковый характер. Полученные результаты по содержанию к структурной характеристике ДНК сперматозоидов могут быть использованы в прикладных исследованиях в качестве дополнительного критерия при оценке племенных достоинств быков, проверяемых по качеству потомства.

1.5.Апробация работы. Материалы диссертации доложены на 46-й научно-методической конференции молодых ученых и аспирантов ВИВа, 1993 г., на научно-методической конференции отдела биотехнологии с.-х. животных ВИЖа, 1994 г., на конференции гМиловановские чтения", 1993 г.

1.6. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на


119 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц, 6 рисунка и состоит из введения, обзора литературы, материала я методики исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, вызодов, предложений, списка использованной литературы, который включает 290 источника,в ток числе 172 на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

"Исследования проведены на крупном рогатом скоте черно-пестрой породы. Для опыта были отобраны быки-производители, принадлежащие разным хозяйствам Московской области.

Всего в опыте находились 30 быков-производителей, которые отличались друг от друга по племенной ценности. Все данные об оценке быков-производителей были взяты в Московском ялекобьеднне-нии. По результатам оценки по качеству потонства 10 кз кнх -улуч-шатели, 10 - ухудшатели и 10 -нейтральные (табл.NN=1,2,3). Оценка быков-производителей по потомству проведена в соответствии с инструкцией по оценке быков молочных и молочко-MEскых пород по качеству потомства (1980). Быков оценивали методой сравнения продуктивности их дочерей с соответствующими показателями сверстниц.

С целью изучения связи показателей племенной ценности быков-производителей с содержанием. ДНК нами было предпринято определение содержания ДНК в ядрах половых клеток и сравнение ряда полученных величин с племенными качествами исследуемых, быков.

Для гистохимических исследований были использованы мазки сперматозоидов, окрашенные по Фёльгену

- 4 -


Таблица 1 Результаты оценки Оыков-улучшателей по качеству потомства

| Кличка'Кате-l Число j Продуктивность !Скорость; ••• со | ; быка |гория!доч/св.[дочерей за I лакт! м/отд. } сверстницами

+471-0,06+15,3 +249-0,04+11,7 +432+0,01+16,6 +447-0,02+25,6 -374+0,13+19,1 +144+0; 02+6", 4 +297+0,03-И О,О + П2±0+4,39„ +399+0,03+16.2 +314*6+1 U8'" •'•""'

С Таблица 2 Результаты оценки быков-ухудшателей по качеству потомства

!Кличка ! быка

j Число !доч/сверст.

; Продуктивность (дочерей за I лакт.

Скорость; м/отд. ;

1

I СО сверстницами

Байрам Металл Помост Флирт Паплин Бравый Эластик Жим Боб Дариман

25/58 18/66 16/46 18/78 28/72 19/33 20/79 16/59 25/70 30/40

4515-3,65-164.8 4344-3,79-164,6 2945-3,56-104,8 3070-3,63-113,4 4336-3,90-171.1 4649-3.77-177.0 4676-3,7-173,0 3171-3,53-111,9 3963-3,62-143,5 3726-3,59-133,8

1,73 1,48 1,43 1,16 1,58 i.6 1,55 1,30 1,30 1,41

-145-0.10-10.С -37 +0.02-13,3 -122+0,09-1.6 -544+0,04-18.6 -262-U,12-15,7 -432+0,05-13,7 -320+0.01-11,4 -493+0,03-16,3 -219-0,09-11,7 -192+0.02-6,1

Фракт Акгай Луч Озон Кит Лннди .Мираж багрянец Огонек Магнит

А. А. Б, А1 ~ "1 А1Б3 А3 А2 Аз . А< А

16/4 15/30 15/24 22/32 18/17 39/43 24/53 15/30 61/48 15/46

4720-3,77-4780-4,04-4120-3,78-4204-3.93-4541-3,72-4216-3.91-3859-3.81-4 ODD - v3 , CD -

4177-3,74-4419-3,78-

193,2 155,9 165,2 168,3 164,8 147 188 156.3" 156,8

1,48 1,28 1,68 1,60 1,34 1.40 1,43 1,31 1,76

- 5 -


Таблица

Результаты оценки быков-нейтральных по качеству потомства

;Кличка ; i быка ! i i

Мотив Аккорд Элегант Ментол Добряк Лангет Базар Аршин Асфальт Айсберг

Число доч/сверс.

. 18/36 15/32

„31/143.. 17/70 15/33 20/42 15/39 18/39 15/48 17/34

! Продуктивность {дочерей за I лакт. i

4946-3.54-175,1 3140-3,60-113.0 _3J28^3.61-Jj2.9_.. 4828-3,41-164,6 3464-3,75-129,9 4298-4,15-178,4 3744-3.78-141,5 3747-3,80-142,3 3023-3,71-112,1 3172-3.61-114,5

!Скорость! { м/отд. • i i

1,34 1,30

„_-JLJL_ 1,27 1,13 1,55 1,43 1.30 1,40 1.29

± со сверстницами <>

+323-0.25-0,1 -95* 0-3,4 .+33+0-0.1+1.15. +113-0.11-1,3 +86-0.03+2.3 +87±0+3,6 -67+0,03-1£4 -25-0,05-3:1 -&5-0;09-5/2 +73-0^03+1,7

Количество красителя в ядрах половых SUTSTOK определяли на микроспектрофотометре UMSP-30 ("Оптон"). ДНК ядер кзнерялк путем автоматического сканирования по объекту,

Всего от каждого быка исследовали 20 ядер клеток. Содержание ДНК выражали в условных единицах.

Для изучения структурных особенностей генома крупного рогатого скота, в частности быков-производителей с различной племенной ценностью, был использован флуриметрический метод анализа кинетики реассоциацив ДНК.

В основе изучения этой реакции лежит открытое II. Доти (1960) явление денатурации и ренатурации биополимера в растворе. 'Было

- 6 -


установлено, что при нагревании до *ЙЙ^ водородные связи: между комплементарными цепями ДНК разрушаются й ЩШ расходятся. При последующем медленном охлаждении происходит n*jOu*QS реассоциации молекул, когда отдельные цепи совмещаются комплементафШ» участками и восстанавливают СЕОЮ двуцепочнуп структуру.

В основе метода лежит специфическая флуоресценция комплекса двунитчатой ДНК с этидиум-бромидом.

В работе использованы ДНК быков-производителей черно-пестрой породы, выделенной из сперматозоидов стандартным водво-фёяольиым методом Блина и Стаффорда (19761. Для эффективного выделения ДНК из спермы быков добавляли дитиотреит до конечной концентрации 10 Ш. ДНК затем фрагментировали на ультразвуковон дезинтеграторе "ЗДН-2Т в режиме -0,2А;22 кГц со средней длиной фрагментов 300 пар оснований. Чистоту препаратов оценивали спектрофотометрически. Оптические характеристики (А260/280=2,<^; ^гбО/г'ЧГ1*^ свидетельствовали об отсутствии существенных прккееей белков и полисахаридов в полученных препаратах ДНК.

Фрагменты денатурировали в запаянных ампулах 10 мин. пр.ч 100 С в 0,12 М ка-рий-фосфатном буфере (рН6,8). После денатурации ДНК вносили в буфер, содержащий бромистый этидий (рН12,0) для отжига в режимах Cot=0,1-100. Затем пробу помещали в цилиндрическую кварцевую кювету спектрофлуориметра МРР-4 ("Hitachi" Япония) и измеряли интенсивность флуоресценции по отношению к флуоресценции такого же количества нативнои ДНК, принимаемой за 100Х (Morgan A.R.,5979). По итогам определения доли реассоциированной ДНК при разных значениях Cot строили кривые кинетики реассоциации ДНК.

Для проведения кинетики реассоциации балн использованы образ-- 7 -


цы ДНК:'?} от тех быков-производителей, которые по результатам ци-тоспектрсфотометрии имели наибольшее содержание ДНК в расчёте на один сперматозоид, в количестве 5 образцов, 2) от быков-производителей со средним содержанием ДНК, также в количестве 5 образце* и 3) от тех быков-производителей, которые характеризовались наименьшим содержанием ДНК, в количестве 5 образцов.

Вариационно-статистический анализ данных проводился в соответствии с общепринятыми методами биометрии (Плохинский Н.,1969).'

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Количественный анализ ДНК в сперматозоидах быкоь-производителей разной племенной ценности. . •

Результаты исследований показали, что содераанне ДНК на ядро сперматозоида - величина весьма вархг.бгльна н возет быть представлена на графике следующим образок: (р*>с 1)

Из представленного графика N1 зхдно, что содерзаняе ДНК в расчете на одно ядро сперматозоида у бж*.о:5 различной племенной ценности непостоянно, и оно соответствует норнальноиу распределению. Изменчив-сть показателя может быть констатирована, при этом следует полагать, что вариабельность связана не только с-систематическими ошибками метода, а в значительной степени с изменчивостью содержания ДНК на ядро. Как видно из графика N1, среднее зна-ieff ДНК М=4.7 усл.ед., с коэффициентом вариации-Cv=3,81 ;<г=0,18.

целом из графика по распределению ДНК в ядрах сперматозо-зоидов исследованных быков видна довольно большая вариабельность данных.


Распределение .зйер' снерматоюиОоЬ быксЬ по содержанию ДНК

10Э

. улучшатвли кз2я . ухуашат.ели . нейтральные


Статистический анализ полученных материалов также свидетельствует о достоверном отличик группы нейтральных быков от улучша-телей и ухудшателей.

Из' приведенных данных в таблице N=4 следует, что наибольшее значение показателя - в группе нейтральных быков составило 4,96 усл.ед. с коэффициентом вариации Cv=2,22% и наименьшее - у быков-улучшателей - 4,67 усл.ед. с коэффициентом вариации 2,83%.

Таблица 4

Содержание ДНК в сперматозоидах быков-производителей • разной племенной ценности ( усл. ед. )

Группа быков-i {производителей!

Содержание ДНК в сперматозоидах

± m Cv

Достоверность разницы

с нейтра-! с ухуд льными !шателями

1} Улучшатели 10 4,67 ± 0.04 0,13 2.83 Р<0,001 Р<0,05

2) Ухудшатели 10 4,80 + 0,05 0.17 3,50 Р<0,05

3) Нейтральные 10 4,96 ± 0,03 0,11 2,22 - -

• i -блине' N=5 приведены основные данные по молочной продуктивное t (удой, % жира в молоке) как дочерей, так и матерей испы-THbaey"-. быков-производителей, а также матерей дочерей.

Как видно из таблицы N=5 быки-улучшатели, характеризующиеся наименьшим количеством ДНК в сперматозоидах, способны давать вы-

-10 -


сококачественное потомство, лучшее, чем потомство других производителей - улучшагелей и нейтральных.

Таблица 5 Показатели генотипическях признаков продуктивности

быков*производителей

Показатели i Категория быков-производителей ! i _ . . _ . _ . . . . . . . • . . . - - - . . . - - - - - - . . . . . . . . i t

!Улучшатели |Ухудшатели„,..; Нейтральны*: а . . . . . . . . | . - . . . . . . . | . . . . . . . . . . . . I . » ' • ' . ̂ 'i. - - .1

Man M*m Mtffl 'удержание ДНК в ядрах 4,67iO.G4 . 4,80*0,05 4.96*0,03 половых клеток (усл.ед.)

Удой дочьрей быков за I 4390±104,2 3944*213,9. 3749*225,9 лактацию, кг

Содержание жира в молоке 3,84±0,03 3,68*0,04 3,70*0.06 дочерей быков, %

Количество мол.жира у 168,4±4,6 145,8*8,9 138,4*8,9 дочерей быков, X

Разница по удою дочь-мать, 888*112,7 415*103,4 4бЗ±155,2 кг -

Разница по X жира дочь-мать 0,06*0,04 -0,05*0,02 0,05i0,03

Удой матерей быков, кг 8l14i761,8 7305*282,7 7543*313,9

Содержание жира в молоке 4,12*0,1 4,13±Q,1 4,06t0,7 матерей быков, 5»


Согласно приведенным данным таблицы N=5 быки-улучшатели оказывают влияние ла потомство в сторону увеличения удоев при сохранении % жира по сравнению с матерями дочерей.

При этом среднее содержание ДНК в сперматозоидах составляет 4,67 ед. оптической плотности. Известно, что в 1 сперматозоиде содержится приблизительно 3 пикограмма ДНК, поэтому колебания этого показателя, выраженные в единицах оптической плотности свидетельствуют о непосредственных колебаниях ДНК на 1 сперматозоид.

Так, быки-нейтральные отличались в нашем опыте наивысшими показателями содержания ДНК ка 1 сперматозоид - 4,96 усл.ед. Примерно на 6-7% этот показатель у них превосходил показатель улучшателей. Ухудшатели занимали промежуточное положение.

Для анализа корреляционных отношений между содержанием ДНК в сперматозоидах быков и их генотипическими признаками были взяты данные о содержании ДНК и такие зоотехнические показатели по молочной продуктивности как: удой дочерей за 1 лактацию, % жира в молоке дочерей, разница по удою дочь-мать, разница по % жира дочь-мать, удой матерей быка и % жира в молоке матерей быка. ,, Данные таблицы N=6 указырают на заметную связь между содержанием ДНК в сперматозоидах быков-улучшателей и молочной продуктивностью их дочерей. Коэффициент корреляции между содержанием ДНК (в расчете на один сперматозоид) и удоем дочерей за I лактацию был наибольшим по группе улучшателей - г=0,46. Ввиду относительно небольшой выборки быков - п=10 достоверность коэффициента корреляции приближается к 90%. Это может свидетельствовать о том, что изучаемый показатель имеет отношение к формированию признака жшзчной продуктивности животных.


У нейтральных быков такве просматривалась указываемая связь, коэффициент корреляции был ниже по сравнению с улучлателями и составил г=0,34, а по быкам ухудшателям коэффициент корреляции был отрицательным и недостоверным (г=-0,16).

Таблица 6

Коррелятивные связи между содержанием ДНК в.сперматозоидах быков-производителей и их генотипическими признаками

продуктивности ;'.'-•'•'

Показатели Категория быков-производителей

Улучшатели j Ухудшатели ! Нейтральные

Удой дочерей за I лакт., кг

% жира в молоке дочерей

Разница по удою дочь-мать

Разница по % жира дочь-мать

Удой матерей быка

% жира в молоке

0,46

0,32

-0,25

0,05

-0,09 .

-0,18

-0,16

-0,28

-0,27

-0.06

-0,26

-0,29

0,34

0 0.2S

-0,08

-0,0"

-0,09

0,55 матерей быка.

- 13 -


Указываемая связь обнаруживалась и при анализе содержания жира в молоке, как в группе улучшателей, так и в группе нейтральных быков. Коэффициент корреляции а этом случае составил, соответственно, г=0,32 и г=0,28. А в группе ухудшателей коэффициент корреляции был отрицательным - г=-0,23.

Анализ вариабельности ДНК в сперматозоидах быков-производи-днтелей позволил выявить степень влияния признака молочной продуктивности матерей быков на уровень содержания ДНК в ядрах сперматозоидов (табл. 7).

Таблица 7 Коэффициент корреляции между признаками молочной продуктивности матерей быков-производителей и содержанием ДНК

в ядрах сперматозоидов быков.

SКатегория быков-i производителей III!

Продуктивность матерей быков [

удой (кг.)

- 0,09 0,19

- 0,09

% жира

0,50 0,07 , 0.56

по всем быкам - 0,18 0,01

Таким образом, жир в молоке является в заметной степени стабильным генетическим фактором, обнаруживающим связь с количеством ДНК в ядрах сперматозоидов быков нейтральных и улучшателей. У ухудшателей связи не выявлено. По видимому, здесь проявили себя внешние факторы, отрицательно повлиявшие на формирования указанной связи. Также проблематичной оказалась и связь между удоем ма-

- 14 -


терей быков а содержание* ДНК в сперматозоидах исследуемых быков. Ки в одной группе существенной корреляции не было обнаружено.

Существуют различные теории препотентности животных, которые исходят из математических соотношений показателей родителей и потомков .

Препотентность быков-производителей определяли по отношению коэффициентов вариации у дочерей я матерей (П=1-Сд/См)' по методу Н.А.Кравченко и Д.Т.Винничуку (1965); А.П. Солдатову и Л.К.Эрнсту (1965): а также по характеру корреляций между показателями продуктивности дочерей и матерей по методу С.А. Рузского (1977).

Таблица 3

Соотношение прспотентных быков (X) в группах.., улучшателей, ухудшателей и нейтральных

•••• _ i • • ... - i ., • . '*—•-•• - I,,' I - I - ^ I •

| Методы определения препотентности f

! По Кравченко-Винничуку, | По Рузскому \

,' Солдатову-Эрнсту j " J

! Группы | X препотентных быков •• |

-Улучтатели 60 70 Ухудшатели 50 40 Нейтральные 30 20

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о разных племенных качествах быков. В группе улучшателей максимальное число быков соответствовало критерию препотентности, определяемому

- 15 -


всеми указанными здесь методами. Нейтральные, напротив, имели самый низкий показатель препотентности. Ухудшатели занимали промежуточное положение. Это связано с тем, что свойство ухудшателей может быть обусловлено не только препотентностыо по признаку молочной продуктивности, но и по другим признакам внешнего и внутреннего характера. -

В этом отношении представляет интерес распределение фактического материала по содержанию ДНК по компьютерной программе - Т Е Ж Г в "HARD GRAF" (Рис.2).

В этом компьютерном графике кривая содержания ДНК в сперматозоидах у нейтральных быков имеет тенденцию возрастать. Такого же типа кривая отмечается и у улучшателей, хотя и н» болев низком уровне. Эти дзе кривые пересекается линией, описывающей тенденцию изменчивости ДНК у ухудшателей. Следовательно, можно говорить о разном качестве быков, изучаемых по признаку содержания ДНК в сперматозоидах.

3.2- изучение кинетики реассоциации ДНК Кроме количественного анализа нами был проведен и качествен

ный анализ ДНК в сперматозоидах быков-производителей для установления, связи между отдельными структурными характеристиками геном11. и племенной ценностью быков-производителей. i Структуру ДНК быков-производителей с различной племенной ценностью изучали путем проведения реакции кинетики реассоциации, которая выявляет повторяющиеся нуклеотидные последовательности, Та есть, позволяет охарактеризовать степень ее сложности.

По итогам определения дуплексов на флусриметре MPF-4 были - 16 -


Соотношения тенденций изменчивости ДНК у быков^улучшателей, ухудтателей и нейтральных

и

» 1

4

3

2

1

п

ДНК, усл.ед.

^ ^ - -••:_' , ^ p S r

i

1

1 |.

*

"

%

- •;

1 '- 1

_ * £

. . ' . .

*

.1

* л _ ' ф ш - -

_

1 .

рис.2 перечень быков

.улучшатели -"*— yxypmewenu —Ж— .нейтральные


построены краше кинетики реассоциации ДНК (рис.3). Результаты исследования кинетики реассоциации ДНК показали,

что доля спаренных дуплексов у быков-производителей с разным уровнен содержания ДНК на один сперматозоид неодинакова и варьирует в довольно значительных пределах.

Как видно из табл.и=9, у быков с высоким содержанием ДНК при Got-10 восстанавливается двуцепочная структура оыстро реассоци-рующей ДНК, содержание которой у животных составляют в среднем 16,SI всей ДНК сперны; у быков со средним содержанием ДНК - 15,2* и 10,9% - у быков-производителей с низким содержанием ДНК.

При больших значениях Got пределы варьирования содержания вновь реасесциированной ДНК заметно уменьшаются.

Так, при Cot=5X10 двуцепочные фрагменты у быков с низким содержанием ДНК составляют 19,9%,у быков со средним значением этого показателя- 23,6%, а у быков с высоким содержанием - 24.3Х, * при Cot=10 доля, спаренных дуплексов варьирует, соответственно, от - 22,7%. до 26,8% и при Cct^5X10'2 от 28,3% до 31,5%. .

Данные, полученные методом кинетики ре&ссецг&цих ДНК,показали, что высокому содержанию ДНК в спернатозодйлах быков соответствует большая степень реассоциации к моменту Cot«Q,1 связанная, вероятно, с большим числом повторяющихся последовательностей са-теллитной фракции. Варьирование двуцепочных фрагментов имело место и в пределах Cot=0,1...100.

' -1 2

Реассоциация в области 10 < Cot <10 протекает также несколько активнее в образцах первой группы животных, чем во второй группе, но значительно активнее по сравнению с третьей группой животных.

: 18 "


Кинетика реассоциоции ДНК спермы быкоЬ

0.001 0.005 0.01 0.05

рис.3 • . ' • " . ~—~ .1 группа. ~Н—.И группа

I группа - с бысоким содержанием ДНК, а II группа - со средним соЗержанием ДНК

III группо - с низким содержанием ДНК.

1.0

—*"" . Ill группа

10 100 Логарифм Cot


Таблица 9

Кинетика реассоциации ДНК быков - производителей

Содервание ДНК в сперматозоидах 4,90-5,10 4.60-4.S9 4,30-4,й9 быков-производителей (усл. ед.)

Величина Cot ID"3

5X1U

ID"2

ьх1и -

10

1,0

10

!02

,-1

16,8±0,3 15,2*0,4 10,9*0,4

24,3*0,5 23,4±0,6 19,9±0,5

26,8*0,4 2б,0±0,4 '22.7*0,7

31,5±0,6 30,1±0,7 28,3*0,5

ЗЗ.ЗЮ.ч 33,1*0.3 30,9*0,4

37,3±0,5 36,2±0,5 33,4*0,3

39,5±0,4 39,2±0,6 37,7*0,4

4б,5±0.5 4б,3±0,3 44,7*0,4

Взятыз образцы ДНК относились к разным гекотипическим группам быков-производителей: все 5 образцов с максимальным зпачени-


ем ДНК на ядро спермятпчоидг принадлежали нейтральным быкам, и из группы с низким содержанием 2ШК:2-были ухудшателя а 3-улучиателя Все со средним значением ДНК были ухудшателями. Различия между между нейтральными и ухудшателями оказались недостоверными, кроме одного случая: при Cot=10 (td=3.2vx). а между группами нейтральных и улучшателей, вместе с ухудшателями и улучмателями во всех точках различия оказались высокодостоверными (табл.Ы=£).

Всё сказанное, на наш взгляд, достаточно убедительно свидетельствует о непостоянстве генома крупного рогатого скота. Его изменения касаются прежде всего сателлитных и регуяяторных последовательностей нуклеотидов. Наслаиваясь, эти закономерные изменения сдвигают показатели содержания ДНК в ядре клетки. Отсюда -вариабельность размерив генома, которая была выявлена с помощью цитоспектрофотометрии окрашенных по Фельгену ядер клеток.

Проведенная работа подтвердила определенную связь между содержанием ДНК и потенцией племенных быков-улучшателей по признакам молочной продуктивности их потомства (удой, жир);

И наконец, работа позволила понять сущность изменений генома быков-производителей разной племенной ценности. В его неструктурной части, как сателлитные ДНК, умеренно повторяющиеся гены и мультигенные семейства, в популяции быков-производителей показатели нестабильны и выявляемые колебания имеют определенную связь с племенными качествами животных, выражающимися в разном уровне племенной ценности.

- 21 -


4. В Ы В О Д Ы

1.Содержание ДЯ1Г в сперматозоидах быков-производителей черно-пестрой породы разной племенной ценности составляет 4,81±0.03 усл.ед., Cv=3,81%, крайние варианты 4,52±0.05 и 5.1U0.07 усл.ед.

2.Наибольшее значение показателя содержания ДНК на ядро гаплоидной клетки-в группе нейтральных быков - 4,96±0,03;наименывее-У улучшателёй -4,б7±0,04, ухудшатели занимают промежуточное поло-жение-4,8О±О,05, что в целом связано с многогранной ролью ДНК при формировании конституциональных признаков животных.

З.По группе улучшателёй изменчивость показателя ДНК им»9Т ясно выраженную тенденцию коррелировать с молочной продуктивностью дочерей (г=0,46, Р< 0,1) и с %-ом жира в молоке (r=0s32s Р>0,1), что свидетельствует о наличии изменчивой фракция, связанной с мо лочно-продуктивными признаками животных.

4.Происхождение быков-производителей оказало заметное влияние на признак накопления ДНК в ядрах сперматозоидов: у улучшателёй и нейтральных быков коэффициенты корреляции между показателями % жира в молоке их матерей и содержанием ДНК в сперматозоидах составили соответственно г=0.50 и г=0,56. С показателями удоя свяэе* не было установлено.

5.Выявлена отрицательная связь между содержанием ДНК в сперматозоидах и степенью кинетической сложности последовательностей ДНК по льтатам молекулярного анализа кинетики реассоциации. Из чего здует, что накопление повторов в области Cot от 10 до 10 способствует повышению содержания ДНК.

- 22 -


Возросший за счет повторов обьем ДНК свойственен в значительной степени нейтральным быкам, у улучшателей отмечена ,наибольшая кинетическая сложность нуклеотидных последовательностей.

6.Молекулярный анализ ДНК быков-производителей свидетельствует о существенной связи качественных и количественных показателей хромосомной ДНК с племенными качествами животных, со способностью передавать потомству признаки молочной проуктивности,унаследованные от матерей.

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Рекомендовать биологическим подразделениям научно-исследовательских учревдений использовать показатель содер^ния ДНК в спермазоидах быков в качестве дополнительного критерия племенной ценности животных, проверяемых по качеству потомства. ,,,,.

2. Провести широкую биологическую проверку связи , препотен-тных свойств быков с молекулярной сложностью ДНК, выявляемой посредством анализа кинетики реассоциации .

По теме диссертации опубликованы следующие работы: I. Лобжанидзе К.З., Шихрв И.Я., Джапаридзе Т.Г. Содержание

ДНК в сперматозоидах бнипо распей плсмонной ценности //Зоотехния. - 1992. Noll-12. -С.32-33.

- 23 -


440.вариабельность содержания днк в сперматозоидах...

Documents

Transcript of 440.вариабельность содержания днк в сперматозоидах...