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 cluster1 cestr
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 Narození kg Neprav. porody % Porážková h. kg Jatečná kg MLD v cm² Marbling score BB; n = 49 35,7 0,8 464 269 74,3 6,0 Genotypy MSTN AB; n = 109 AA; n = 37 37,0 40,1 0,1 7,9 465 458 278 291 86,4 109,0 5,4 4,0
Kvantitativní znaky masné produkce množstv ství 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 intramuskulárn rního 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 na jednotlivé chovy Další - komplexní - výzkum
Děkuji za pozornost. Mgr. Jan Říha Výzkumný ústav pro chov skotu, s.r.o. Rapotín, Výzkumníků 267, 788 13 Vikýřovice E-mail: jan.riha@vuchs.cz Zpracováno za podpory projektu MŠMT č. 2B08037.