Цитогенетический и тератологический скрининг некоторых популяций овец Казахстана Жапбасов, Рахимбек

Введение к работе

Актуальность теш. Для интенсивного развития животноводства селекционно-племенная работа при оценке генетического потенциала отдельных пород, стад и особей должна основываться на достижениях современной биологии. Так, в настоящее премя достигнуты определенные/успехи в изучении наследственного аппарата - хромосом клеток сельскохозяйственных животных, имеющих фундаментальное значение и успешно: используемых в практических целях (Гольдман и др., 1969; Красавцев, 1969; Живалсп, 1975;'Бакай, Бегимкулов, 1904; Яковлев, 1965; Графодатский, Раджабли,1988; Эрнст, Кигачев, 1990),

Самостоятельной, имеющей не только общебиологическое, но я важное практическое значение проблемой является исследование хромосом домашних животных из'различных экологических регионов. Существующие корреляции между экологическими факторами окружающей среда и изменением в генетическом аппарате млекопитающих напестны из многочисленных литературных источников (Дубинин, 1934; Жигачев, 1986; Всеволодов и др., 1990; Енгалиеп, 1992).

Одним из перспективных направлении является анализ связи меж -ху хромосомной изменчивостью и генетической неполноценностью, ано-«лиями воспроизводительной функции и различными врожденными урод-:твами у животных. Врожденные аномалии животных - своеобразная 'енетическая модель, удобная для сравнительного их анатомо-фкзио-югкческого, гистологического, биохимического, цитргенетического і генетического изучения с физиологической нормой. Всесторонне ;сследуя их, можно углубленно изучить, в частности, вопросы гене-ического контроля за развитием определенного признака и получить ведения о морфогагетической функции определенной хромосомы, а акже лучше пенять механизм реализации генетической информации индивидуальном развитии млекопитающих (Конюхов, 1969; Дыбан, арапов, 1978; Баранов, 1903).

С учетом 'этих обстоятельств, научно-практический интерес к итогенотике врозденных аномалий у животных не только не ослабеет, а наоборот, они изучаются более шире с привлечением говре-знных методов биологии (Гольдман, Жигачев, 1977; Кленовицкий, 379; Куликова, Петухов, Графодатский, 1991).

Следует, отметить, что большинство врожденных аномалий овец генетическом и, в частности, патогенетическом плане не иселедо-шы. Изучение состояния их хромосомного комплекса проводится )лько в последние годи. В литературе отсутствуют сведения о час-

.-4. тоте и спектре врожденных аномалий у различных пород и популяций OBflU. Поэтому этиология многих врожденных аномалий овец не установлена и но известен характер их наследования у животных.- Между том дли теории и практики современного животноводства несомненный интерес представляет установление конкретной причины аномалий раз-пития животных. В животноводстве не практикуется лечение врожденных аномалий животных. Следовательно, ведущая роль в борьбе, с ними должна принадлежать их профилактике. Эффективные генетико-селекшюнные, зоотехнические и ветеринарные мероприятия по предупреждению их распространения в популяциях овец можно провести только лишь в том случае,, когда установлена этиология врожденных аномалий.

Цель и'задачи исследований. Целью исследования является ци-тогенетический и тератологический скрининг популяций каракульских и крассбредных овец, разводимых в различных природно-климатических районах Казахстана.

Исходя из поставленной.цели работы были сформулированы следующие задачи:

. I. Изучение хромосом клеток различных тканей овец в онтогенезе, начиная от ранних стадий эмбрионального периода до выбраковки животных по возрасту.

1. Цитогенетическое изучение разных пород, популяций и половозрастных групп овец, разводимых в различных природно-климатических районах Казахстана.

2. Тератологический скрининг микропопуляций каракульских и кпоссбредных овец для изучения распространенности, частота и спектра врожденных аномалий.

3. Изучение состояния хромосом клеток у ягнлт с различными врожденными аномалиями.

4. Разработка -методических аспектов проведения тератологического скрининга у овец-и 'внедрение цитого.иетического метода оценки овец в практику селекционно-племенной работы.

Научная новизна исследований. Впервые изучены частота и спектр врожденных, аномалий у каракульских и кроссбредных ягнят. 'На основании анализа значительного количества фактического материала разработана схема классификации врожденных аномалий овец и описаны 63 типа аномалий. Некоторые из них у овен зарегистрированы и описаны впервые. У каракульских и кроссбредных овец обнаружены генетически обусловленные аномалии - чеоепно-мозговая грыжа и атпе-пил.ануса. Установлена породная распространенность врожденной ано-

'5

малин - отсутствие нижней челюсти у каракульских овец. Впервые выявлены и описаны 13 аномалыше плоды.(змбриомы) у каракульских овец.

Представлены данные об уровне анеуплоидии, аберраций, хромо-сом и полиплоидии у каракульских и ироссбредных ягнят с различными врожденными аномалиями. Обнаружен высокий фон хромосомних.нарушений и геномных мутаций в соматических клетках у ягнят с определенным типом и сочетанием отдельных врожденных аномалий. Otioc- повивается научно-практическая целесообразность исследования динамики врожденных аномалий у овец в сочетании с их цитогенетическим обследованием из различных природно-экологических регионов Республики для тератогенной и мутагенной зкспертизы окружающей среды. Представлеки цнтогенетические показатели соматических клеток овеп в онтогенезе, начиная от 20-дневных эмбрионов и включая 6-летних выбракованных животных. Обнаружен сравнительно высокий процент гипоплоидних и полиплоидных клеток у эмбрионов и плодов раннего возраста. Установлено увеличение количества клеток с аберрациями хромосом в костном мозге овец а зависимости от возраста животных.

Изучены цнтогенетические особенности овец разных генотипов и популяций, разводимых в различных регионах Казахстана. Показано, что у отдельных групп животных имеются существенные различия в их цитогеиетических показателях.

Отмечена целесообразность цитогенетического обследования овец с различными заболеваниями, с целью накопления экспериментального материала по изменчивости хромосом под влиянием различных биологических и других факторов окружающей среды.

Основные положения Исследований, выносимые на защиту.

Анализ распространения врожденных аномалий в популяциях каракульских и кроссбредных овец, позволивший впервые установить у них различия в частоте встречаемости различных типов врожденных аномалий.

Результаты патологоанатомического исследования аномальных ягнят, позволившие описать 63'типа врожденных пороков, 38 случаев множественных врожденных аномалий у ягнят и 13 аномальных плодов.

Анализ собственных и литературных данных по врожденным аномалиям у разных пород овец, позволивший определить наследственную трироду отдельных аномалий и обусловленности других - наследетвен-ю-средовыми экзогенными факторами. '

Результаты цитогенетического исследования аномальных ягнят,

позволившие установить, что у ягнят с определенной ОДНОТИПНОЙ аномалией общий уровень хромосомных и геномных нарушений дости -, гает до 47 от числа проанализированных клеток.

Результаты цитогенетических исследований клеток эмбрионов, плодов и разновозрастных овец, позволившие характеризовать уровень спонтанный аноуплоидии аберраций хромосом и полиплоидии с цель» объективной оценки отдельных периодов развития в онтогенезе овец, а также проводить ускоренную оценку генома племенных животных.

Установленные вариации цитогенетических показателей у отдельных пород и популяции овец из различных регионов Казахстана, указывающие на возможность и целесообразность использования результатов цитогенетического скрининга для оценки состояния зоны разведения животных в экологическом аспекте.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Результаты исследований могут быть использованы в генетической и селекционно-племенной работе с целью улучшения генофонда, совершенствования существующих и создания новых пород кивотных, а также для оценки степени экологического благополучия различных регионов Казахстана. На основании полученных данных в практику овцеводства рекомендуются:

1. Проверка племенных животных на наличие аберраций хромосом и геномных мутаций с последующей выбраковкой их носителей."

2. Поиск идентифицируемых хромосомных маркеров продуктивных и племенных качеств шивртньпс.

3. Организация контроля за частотой встречаемости и спектром вроедениых аномалий в разных породах и популяциях овец с целью лредупреэдения распространения наследственных аномалийи их.элиминации из популяции.

4. Сбор и анализ популяционно-статистичеекого материала по врожденным аномалиям у животных из различных природно-йкологичес-ких регионов Республики для оценки тератогенной и мутагенной опасности факторов окружающий среды.

Реализация на практике овцеводства зї'их рекомендаций основывается на использовании усовершенствованной и приспособленной к условиям хозяйства методики исследования хромосом, позволяющей приготовить качественные препараты метафазных хромосом от 20-25 аивотных в течение рабочего времени, а также разработанные и апробированные в условиях хозяйства рабочие концепции сбора и патоло-ro-анатомкческого исследования спонтанных абортов овец, мертворожденных ягнят и особей с различными вровденными аномалиями.

Материалы диссертационной работы включены в учебники по генетике животных для студентов высших сельскохозяйственных и'зооветеринарних учебных заведений.

Апробация работы. Основные результаты исследовании доложены на ХІУ Международном генетическом конгрессе (Москва, 1978), naV съезде Всесоюзного общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова (Москва, 1987), на Всесоюзных симпозиумах "Структура и функция клеточного ядра" (Алма-Ата, 1577; Харьков, 1980; Москва, 1984), иа Всесоюзном симпозиуме "Цитогенетика и биотехнология сельскохозяйственных животных" (Ленинград, 1989), на заседаниях Ш Всесоюзной гаколн-семкнара по генетике и селекции животных и П научные чтения памяти академика Д.К.Беляева (Новосибирск, 1989), на конференции І^азахстансного отделения ГОГиС им. Н.И.Вавилова (Алма-Ата, 1986), на Всесоюзном совещании "Трансплантация эмбрионов сельскохозяйственных животных" (Алма-Ата, 1989), на Республиканской конференции "Проблемы теоретической и прикладной генетики в Казахстане" (Алма-Ата, 1990), на различных Республиканских конференциях, симпозиумах и совещаниях по генетике и селекции животных, на совещании по экологическим проблемам Казахстана (Алма-Ата, 1991).

Материалы исследований, их основные положения и выводы доложены также на ежегодных заседаниях Ученого Совета Института с 1977-1994 года.

Публикация. Но теме диссертации опубликованы 37 работ, в том числе.24 научных статей, одна монография и методическая рекомендация производству.

Объем и структура диссертации. Основной текст диссертации изложен на 253 страницах машинописи. Работа состоит из введения, ' обзора литературы, материалов и методов, результатов собственных исследований и их обсуждение, выводов, практических предложений, списка использованной литературы. В отдельном приложении приводятся 131 фотография 111 ягнят с врожденными аномалиями и Г7 фотографий 13 аномальных плодов каракульских и кроссбредных овец, а также 33 микрофотографии метафазных клеток аномальных ягнят, эмбрионов, плодов и здоровых овец с различными хромосомными нарушениями и геномными мутациями. Общий объем работы вместе с приложением, включал 46 таблиц, составляет 336 страниц. Список испольэо-занной литературы включает 388.названий работ, из них 163 - иностранных.