Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Хромосомная нестабильность у поросят скороспелой мясной породы (СМ-1) с врожденными аномалиями

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Хромосомная нестабильность у поросят скороспелой мясной породы (СМ-1) с врожденными аномалиями"

— г- л 1 й

п ' ! 5 п ■•Г" 7

О ¡..N¡1 >:'о/

На правах рукописи КОЧНЕВА МАРИНА ЛЬВОВНА

ХРОМОСОМНАЯ НЕСТАБИЛЬНОСТЬ У ПОРОСЯТ СКОРОСПЕЛОЙ МЯСНОЙ ПОРОДЫ (СМ-1) С ВРОЖДЕННЫМИ АНОМАЛИЯМИ

03.00.15. - Генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

НОВОСИБИРСК 1997

Работа выполнена в НИИ ветеринарной генетики и селекции при Новосибирском государственном аграрном университете

доктор биологических наук, заслуженный деятель науки РФ. профессор Петухов В.Л.; кандидат с.-х. наук, профессор Христенко В.Т.

доктор биологических наук, профессор Бакай А.В. кандидат биологических наук, доцент Жучаев К. В.

Сибирский научно-исследовательский проектно-технологический институт животноводства СО РАСХН

Защита состоится "//" 1997г. в -/О часов

на заседании диссертационного совета Д 120.32.02 в Новосибирском государственном аграрном университете (630039. г. Новосибирск, ул. Добролюбова. 160).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГАУ.

Автореферат разослан 'У7" ^а/^тс^ 1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

- 3 -

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Организация и проведение цитогенетическо-го мониторинга имеет большое значение при создании новых и совершенствовании существующих пород сельскохозяйственных животных, особенно в связи с выяснением роли кариотипических нарушений в этиологии врожденных аномалий (Gustavsson I., 1980; Hamory D., 1983; Яковлев А.Ф., 1985; Жигачев А.И., 1986).

Проблема хромосомной нестабильности в соматических клетках в последние годы привлекает пристальное внимание многих исследователей. Анализ данных литературы показывает широкую изменчивость уровня кариотипических аномалий в тканях разных видов животных (Rubes J., 1985; Бакай A.B.. 1986; Ефименко Л.И., 1989; Куликова С.Г., 1990; Brunner R.M., 1996). Исследования в данном направлении у свиней проводились главным образом на половозрелых особях с целью установления связи уровня хромосомной нестабильности с хозяйственно полезными и репродуктивными качествами животных. Практически отсутствуют данные о спонтанных цитогенетических нарушениях в соматических клетках при различных патологических состояниях организма, в частности на постнатальных стадиях онтогенеза. Недостаточная изученность данного вопроса определила цель и задачи наших исследований.

Цель и задачи исследований. Целью исследования являлось изучение спонтанной хромосомной нестабильности в соматических клетках у свиней скороспелой мясной породы (СМ-1) с врожденными аномалиями развития. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

- дать кариотипическую характеристику фенотипически здоровых животных;

- изучить частоту и спектр спонтанных хромосомных нарушений в лимфоцитах крови поросят с врожденной патологией;

- установить частоту геномных и хромосомных мутаций в клетках костного мозга аномальных животных;

- провести сравнительную оценку показателей хромосомной нестабильности в соматических клетках поросят с разными типами аномалий.

Научная новизна исследований заключается в том, что установлены среднепопуляционные значения спонтанной хромосомной нестабильности в лимфоцитах крови и клетках костного мозга свиней скороспелой мясной породы (СМ-1). Определены спектр и частота хромосомных нарушений в соматических клетках поросят с врожденной патологией развития. В клетках ге-мопоэтической ткани у аномальных животных выявлен многократный рост уровня полиплоидии и хромосомных аберраций. При разных формах врожденной патологии установлена более высокая частота и изменчивость кариотипической нестабильности в соматических клетках, чем у здоровых животных.

Практическая значимость. Результаты исследований вносят вклад в развитие частной генетики свиньи. Материалы работы включены в учебник для с.-х. вузов "Ветеринарная генетика" (М.: Колос, 1996) и используются в лекционных курсах по генетике с. -х. животных для студентов зооинженерного и ветеринарного факультетов. Среднепопуляционные значения спонтанной хромосомной нестабильности в клетках крови и костного мозга здоровых поросят могут служить критерием для оценки негативного воздействия факторов окружающей среды.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научно-практических конференциях НГАУ (Новосибирск, 1990-1996), 1-м съезде ВОГиС (Саратов. 1994). 9-м Севе-ро-Американском коллоквиуме по цитогенетике домашних животных (Техас, 1995), Международной конференции "Животноводство на Европейском Севере - фундаментальные проблемы и перспективы развития" (Петрозаводск, 1996), 14-м международном конгрессе ветеринарного общества по свиноводству (Италия, 1996), 47-й ежегодной конференции Европейской ассоциации по производству продуктов животноводства (Норвегия, 1996).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы и 8 рисунков, состоит из разделов: введение, обзор литературы, материал и методы, результаты исследования, обсуждение, выводы. предложения. Список использованной литературы включает 91 отечественных и 111 иностранных источников.

- 5 -

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Цитогенетические исследования проводились на поголовье свиней скороспелой мясной породы (СМ-1) в учебно-опытном хозяйстве НГАУ "Тулинское" Новосибирской области. Объектом изучения были 53 животных с врожденными аномалиями развития: деформацией конечностей, атрезией ануса, короткохвостостью, полидактилией, гермафродитизмом, аномалиями глаз, общим недоразвитием. сиамские близнецы, врожденный вывих тазобедренных суставов и мертворожденные. Для сравнения уровня соматической хромосомной нестабильности аномальных поросят обследована 41 фенотипически нормальная особь. Все животные на момент исследования были в возрасте до 2 месяцев.

Материалом для цитогенетического анализа у мертворожденных плодов служили клетки костного мозга. У животных с разными типами аномалий и здоровых изучали лимфоциты периферической крови и клетки гемопоэтической ткани.

Постановку культуры лимфоцитов периферической крови свиней и приготовление препаратов проводили по методу P.S.Moorhead et al. (I960) с некоторыми модификациями, а клеток костного мозга - по методике U. Winter et al. (1980). При рутинной окраске использовали раствор Гимзы. GTG-окраску хромосом осуществляли по методу M.Seabright (1971), дифференциальное окрашивание сестринских хроматид - по методу Р.Реггу (1974).

Препараты метафазных хромосом анализировали с помощью светового микроскопа Biolar 1DP5AZ. Классификацию хромосомных нарушений проводили по критериям, предложенным Н.П.Бочковым с соавторами (1989). При подсчете числа хромосом, учитывали анеуплоидные и полиплоидные клетки, одиночные и парные фрагменты, разрывы в области центромеры, хроматидные и изохроматидные пробелы, ассоциации акроцентрических хромосом. Частоту хромосомных перестроек, анеуплоидии. пробелов и ассоциаций определяли по 100 метафазным пластинкам, уровень полиплоидии - по 200. Частоту клеток с измененным числом хромосом рассчитывали на 100 метафаз.

В ходе цитогенетического анализа аномальных и здоровых поросят изучено всего 14680 метафазных пластинок, в том числе детально - 9203.

Результаты исследований обрабатывались методами вариационной статистики (Меркурьева Е.К., 1970; Плохинский Н.А., 1970) на персональном компьютере i486 по специально составленной программе HSVN В.Н.Дементьевым (1996).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Кариотипическая характеристика фенотипически здоровых поросят скороспелой мясной породы

В ходе цитогенетического исследования клеток крови и костного мозга животных была отмечена спонтанная хромосомная нестабильность, выражающаяся в разных частотах хромосомных нарушений таких, как анеуплоидия. полиплоидия, фрагменты, разрывы в области центромеры. В костном мозге наиболее часто встречалась анеуплоидия. а в лимфоцитах - хромосомные аберрации. Анеуплоидия в исследованных культурах здоровых поросят была представлена главным образом гипоплоидными клетками. Так, в культуре лимфоцитов и в костномозговой ткани ги-поплоидия наблюдалась соответственно в 5,6 и 4,5 раза чаще, чем гиперплоидия.

Уровень полиплоидии у здоровых животных в клетках костного мозга составлял 1,73%, что в 4,8 раза выше, чем в лимфоцитах (0,36%).

При изучении частоты структурных перестроек отмечено, что культура клеток крови здоровых поросят характеризуется повышенной частотой фрагментов (2,5%) по отношению к костному мозгу (1,4%). Разрывы в области центромеры встречались практически с одинаковой частотой: в лимфоцитах - 0.72%, в клетках костного мозга - 0,8%.

У здоровых поросят зарегистрированы хромосомные и изох-ромосомные пробелы, а также ассоциации акроцентрических хромосом. При этом, в лимфоцитах и клетках костного мозга поросят пробелы встречались с частотой 1,06%.

Ассоциативная способность хромосом в культуре клеток крови была в 6,3 раза выше в сравнении с костным мозгом. Считается, что ассоциации акроцентриков .могут быть причиной нерасхождения хромосом в митозе и вовлечения их в хромосомные перестройки (Бегимкулов Б.К., Бакай A.B.; 1973).

Таким образом, в соматических клетках здоровых поросят установлена спонтанная хромосомная нестабильность, при этом в клетках костномозговой ткани чаще встречались геномные мутации. а в лимфоцитах - хромосомные аберрации. В связи с тем. что исследования были проведены в экологически "чистой" зоне, полученные данные по соматической хромосомной нестабильности у фенотипически нормальных животных можно рассматривать в качестве экологической нормы для скороспелой мясной породы свиней (СМ-1).

3.2. Спонтанная хромосомная нестабильность в лимфоцитах животных с врожденными аномалиями

Цитогенетическое исследование поросят скороспелой мясной породы с врожденными аномалиями развития (деформацией конечностей, атрезией ануса, короткохвостостью, полидактилией, гермафродитизмом, аномалиями глаз, общим недоразвитием) показало, что аномальные животные характеризовались повышенным уровнем геномных мутаций (табл. 1).

Таблица 1

Частота геномных нарушений в лимфоцитах аномальных и здоровых поросят (%)

Группа Поли- Анеуплоидия Клетки с

животных плоидия измененным

гипер- гипо- всего числом

плоидия плоидия хромосом

* *** *** *** ***

Аномаль- 0, 80±0,16 1.27+0,24 5,82±0,50 7,09±0.55 8,23±0,59 ные

Здоровые 0,36+0,12 0,29+0,12 1,64+0,28 1.92+0.30 2,36+0,33

Здесь и далее: * - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001

Частота полиплоидии в группе аномальных животных превышала в 2,2 раза таковую у здоровых (Р<0,05). Изменчивость данного показателя у исследуемых животных была невысокой. Во всех случаях полиплоидные клетки были представлены тет-раплоидами.

Наиболее часто встречающимся нарушением кариотипа в группе аномальных животных была анеуплоидия, которая составляла 86,1% от общего числа клеток с измененным числом хромосом. У здоровых поросят этот показатель несколько ниже -79,6%. В группе аномальных животных уровень анеуплоидии выше в сравнении со здоровыми (Р<0,001).

Из числа анеуплоидных клеток особое внимание следует обратить на многократное повышение (в 4.4 раза) частоты ги-перплоидов у поросят с аномалиями (Р<0,001). Возникновение гиперплоидии в результате артефактов практически невозможно, так как вероятность попадания "чужой" хромосомы в метафазную пластинку очень мала. Видимо, патологические изменения в организме повышают вероятность нерасхождения хромосом и вследствие этого увеличивается частота анеуплоидных клеток. У аномальных поросят уровень гипоплоидии был в 3,5 раза выше по сравнений с фенотипически нормальными (Р<0,001).

При анализе распределения клеток с разным числом хромосом отмечено, что частота анеуплоидии формируется в основном гипоплоидами с набором хромосом 2п=37. В группе животных с врожденной патологией данный класс клеток составлял 55,1% от общего числа анеуллоидов, а у здоровых - 65,1%. Снижение удельного веса гипоплоидов с 37 хромосомами у аномальных поросят произошло за счет увеличения частоты клеток с числом хромосом, равным 36. По всем представленным классам была установлена достоверная разность между сравниваемыми группами (Р<0,001), за исключением частоты гиперплоидов с набором 2п=40.

Образование гипоплоидных клеток возможно вследствие неправильного распределения в дочерних клетках аберрантных хромосом. Анализ данных, представленных в таблице 2, показал, что у аномальных животных при повышенном уровне анеуплоидии наблюдается увеличение числа хромосомных перестроек в 2.3 раза по сравнению со здоровыми (Р<0,001).

Из числа хромосомных мутаций в обеих группах чаще других наблюдались одиночные фрагменты. Если рассматривать процентное соотношение отмеченных типов аберраций в общем их числе, то можно заметить, что у здоровых поросят 52% составляли одиночные фрагменты, оставшиеся 48% приходились на пар-• ные фрагменты и разрывы в области центромеры почти в равном

соотношении. У аномальных поросят обнаруженные перестройки распределялись практически равномерно за небольшим перевесом частоты одиночных фрагментов.

Как известно, хромосомные аберрации подразделяются на два типа: хроматидные и хромосомные. В нашем исследовании их соотношение в группе аномальных животных составило 1.3:1. а у здоровых - 2:1. Следовательно, у поросят с врожденной патологией повысилась частота повреждений, затрагивающих две хроматиды.

Таблица 2

Частота хромосомных аберраций в лимфоцитах аномальных и здоровых поросят(%)

Группа Фрагменты Разрывы в Всего

животных области аберра-

одиночные парные всего центромеры ций

** *** *** *** ***

Аномаль- 3, 00±0,36 2,23+0,31 5,23±0,47 2,45+0.36 7.68±0,61 ные

Здоровые 1,68+0,28 0,82+0.20 2,50+0,34 0.72+0,18 3,27+0,39

Наряду с рассчетом общего числа хромосомных перестроек в исследуемых группах, определяли число аберрантных метафаз. Так, частота этих клеток у здоровых поросят составляла 3,13%, а у аномальных - 6,86%. Отмеченное увеличение в 2,1 раза в группе животных с патологией статистически достоверно (Р<0,001).

Проведенный анализ распределения клеток по числу фрагментов показал, что в большинстве изученных метафазных пластинок было по одному фрагменту как у аномальных, так и здоровых поросят. Что касается доли данного класса клеток в общей структуре аберрантных метафаз, то можно отметить следующее: у фенотипически здоровых животных один фрагмент в клетке наблюдался в 98% случаев, тогда как у аномальных этот показатель был ниже на 6%. Это снижение обусловлено повышением частоты клеток с двумя фрагментами. А у поросенка с полидактилией была обнаружена метафазная пластинка с двумя одиночными и одним парным фрагментами.

- 10 -

Из числа хромосомных мутаций следует обратить внимание на разрывы в центромерной области, под которыми понимают отрыв плеч хромосом на расстояние, превышающее (не менее чем вдвое) ширину хромосомы (Григорова Н.В., 1993). У здоровых животных это структурное нарушение встречалось с невысокой частотой 0,72%, а у аномальных наблюдалось повышение в 3,4 раза (Р<0,001). Анализ данных литературы показал, что данный тип хромосомных мутаций регистрируется относительно редко. У фенотипически нормальных поросят были обнаружены клетки Зтолько с одним разрывом, у аномальных наблюдались метафазные пластинки с одним и двумя разрывами.

Животные с врожденной патологией характеризовались повышенной изменчивостью показателей хромосомных нарушений. Наибольшее разнообразие в данной группе установлено по уровню анеуплоидии (1-14%) и частоте хромосомных аберраций (1-21%). Широкий размах частоты анеуплоидных клеток обусловлен высокой вариацией уровня гипоплоидии. У всех аномальных поросят выявлены клетки с измененным числом хромосом.

Из числа перестроек в группе животных с патологией значительные колебания наблюдались по частоте разрывов в области центромеры. Максимальное значение данного типа кариотипи-ческой нестабильности (13.0%) установлено у поросенка с аномалией - короткохвостость. Наибольшей стабильностью в исследуемых группах характеризовался уровень гиперплоидии.

Что касается изменчивости показателей спонтанной хромосомной нестабильности у здоровых пиросят, то наибольшие колебания наблюдались по тем же типам кариотипических нарушений. что и у аномальных. Однако размах разнообразия был в 3 раза меньше. Частота всех трех типов аберраций хромосом в группе фенотипически нормальных животных варьировала в пределах от 0 до 4%.

При изучении частот пробелов хромосом и ассоциаций ак-роцентриков было отмечено, что группа поросят с врожденной патологией характеризовалась повышенным уровнем данных показателей. Так, пробелы хромосом у этих животных наблюдались с частотой 2,41%, что в 2,3 раза выше (Р<0,001) по сравнению со здоровыми (1,06%). При этом, соотношение хроматидных и изохроматидных пробелов у аномальных животных было 1,6:1, тогда как у фенотипически нормальных он составило 1:2. Число

ассоциированных хромосом в метафазных пластинках аномальных поросят составило 19,3% против 14,9% у здоровых (Р<0,001). Наиболее часто ассоциировались две акроцентрических хромосомы. Удельный вес данного класса ассоциаций у аномальных и здоровых животных составляет 79,9% и 81,5% соответственно.

Таким образом, в результате цитогенетического исследования установлено, что для аномальных поросят характерна повышенная спонтанная кариотипическая нестабильность, ассоциативная способность акроцентрических хромосом по сравнению со здоровыми.

3.3. Частота геномных и хромосомных мутаций в клетках костного мозга аномальных поросят

В области ветеринарной генетики имеется небольшое число работ, посвященных изучению спонтанной хромосомной нестабильности в костном мозге свиней с врожденной патологией (Красавцев, 1970; Кленовицкий и др., 1980). Основной акцент в данных публикациях сделан на описание частоты и спектра числовых мутаций. Между тем. важно учитывать все типы хромосомных нарушений с целью установления их вклада в этиологии врожденных аномалий.

Кариотипический анализ проведен на поросятах с разными формами врожденной патологии: врожденный вывих тазобедренных суставов, атрезия ануса, гермафродитизм, общее недоразвитие, сиамские близнецы, мертворожденные, пупочная грыжа. В ходе исследования был выявлен химеризм половых хромосом у двух мертворожденных поросят. У плода мужского пола процентное соотношение клеток с разным набором гоносом (ХУ:XX) составляло 91: 9, а у плода женского пола - 4:96. Остальные животные имели характерный для данного вида набор хромосом. В ряде метафазных пластинок наблюдались цитогенетические нарушения, спектр которых был такой же. что и в культуре лимфоцитов крови.

Из таблицы 3 следует, что у аномальных поросят частота анеуплоидии была в 1,8 раза выше, чем у фенотипически здоровых (Р<0.001). Анеуплоидия формировалась в основном за счет гипоплоидных клеток, процент которых в группе животных с аномалиями превышал в 1,9 раза частоту в норме. У фенотипи-

чески нормальных поросят колебания данного показателя были незначительные (от 2 до 8%). тогда как у аномальных наблюдался широкий размах изменчивости от (1 до 34%).

Если по уровню гипоплоидии выявлена достоверная разность между группами, то по частоте гиперплоидии она не обнаружена. Однако у аномальных животных наблюдалась тенденция к возрастанию данного показателя.

Таблица 3

Частота геномных нарушений в клетках костного мозга аномальных и здоровых поросят (%)

Группа Поли- Анеуплоидия Клетки с

животных плоидия измененным

гипер- гипо- всего числом

плоидия плоидия хромосом

** * *** *** » + *

Аномаль- 6,92±0,33 1,37±0,21 8. 28±ü, 51 9, 64±0,55 23,56*0,58 ные

Здоровые 1, 73+0,23 0.95±0,22 4, ЗОЮ, 45 5,25±0,50 8,10±0,61

Из числа геномных мутаций, наряду с анеуплоидией, нами обнаружена полиплоидия в клетках костного мозга. По мнению ряда исследователей полиплоидные клетки выполняют определенную функцию в организме и их количество может увеличиваться при различных нагрузках и в процессе регенерации ткани (Ря-бинина 3.А., Бенюш В.А.; 1973). Поскольку в костном мозге постоянно происходит деление клеток, вероятность нарушения митоза, приводящее к нерасхождению хромосом и образованию полиплоидов, повышается. Ряд авторов указывают на то, что клетки гемопоэтаческой ткани, в частности мегакариоциты, становятся полиплоидными в результате генетических повреждений и являются физиологическим механизмом их фиксации (Shaw Т., 1988: Ильинских H.H. и др., 1991). Частота полиплоидии у здоровых поросят составляла 1,73%, что согласуется с результатами исследований Красавцева Ю.Ф. (1971). В этой же работе было установлено повышение частоты данного показателя у поросенка-интерсекса до 2,1%. Нами также обнаружено возрастание уровня полиплоидии у животных с аномалиями, который рав-

нялся 6,92%. что в 4 раза выше установленной нами нормы (Р<0,001). Встречались особи с высокой частотой полиплоидов ,(до 21...24,5%). В группе здоровых поросят у 35% животных не наблюдались полиплоидные клетки, тогда как в группе аномальных - только у 6,5%.

При изучении степени плоидности в костном мозге выявлены клетки с наборами хромосом Зп, 4п. 6п, 8п, 10п (табл. 4). Наиболее часто встречались тетраплоиды (4п). Очень редко наблюдались клетки с восьми- и десятикратным увеличением.

Таблица 4

Распределение полиплоидных клеток по степени плоидности в костном мозге аномальных и здоровых поросят (%)

Группа животных Степень плоидности

Зп 4п 6п 8п 10п

* *** *»

Аномаль- 0,26+0,07 5,58+0,30 0,85+0,12 0,19+0,06 0.05+0,03 ные

Здоровые 0,06+0,04 1,3910,20 0,12+0,06 0,09+0,05 0.06+0.04

В ходе цитогенетического анализа у животных обнаружены структурные нарушения хромосом (табл. 5). Аномальные поросята по частоте хромосомных аберраций превосходили здоровых в 4,6 раза (Р<0,001). Наиболее часто в сравниваемых группах регистрировались одиночные фрагменты. Достоверно выявлен рост числа разрывов в области центромеры у животных с аномалиями (в 4,8 раза) в сравнении с нормой.

В группе поросят с врожденной патологией наблюдались значительные колебания частот хромосомных мутаций. Наиболее вариабельными показателями являлись хроматидные (одиночные) фрагменты, размах изменчивости которых был в пределах от О до 42%. Максимальное значение данного типа нарушений отмечено у мертворожденного плода, который также характеризовался высокой частотой парных фрагментов (10%) и разрывов в цент-ромерной области (18%). Число метафазных пластинок с аберрантными хромосомами у данной особи равнялось 48% (при 70% аберраций на 100 клеток).

- 14 -

Среднее количество клеток с хромосомными перестройками по группе аномальных животных составило 8% (при 10.1% аберраций на 100 метафаз). Это указывает на то, что клетки с двумя и более структурными нарушениями хромосом встречаются относительно редко. У отдельных аномальных животных наблюдались метафазные пластинки с тремя и более аберрациями, у фе-нотипически нормальных их не обнаружено. Максимальный уровень аберрантных метафаз в костном мозге здоровых поросят не превышал 4%. Данное предельное значение изменчивости установлено и для других показателей хромосомных мутаций, за исключением парных фрагментов (от 0 до 1%). При этом, хромосомные фрагменты наблюдались у 20% здоровых животных, тогда как в группе аномальных - 42%.

Таблица 5

Частота хромосомных аберраций в костном мозге аномальных и здоровых поросят {%)

Груша Фрагменты Разрывы в Всего

животных области аберра-

одиночные парные всего центромеры ций

*** ** *** *** ***

Аномаль- 5,78+0,43 0,92+0.18 6.70+0,46 3,39+0,33 10,09+0,56 ные

Здоровые 1.15+0,24 0,2510,11 1.40+0,26 0,80+0,20 2,20+0.33

С увеличением уровня хромосомных аберраций в клетках костного мозга поросят с врожденной патологией отмечалось возрастание частоты пробелов хромосом. Наиболее значителен был рост частоты хроматидных пробелов, которая составила 5.4%, что в 7,8 раза выше, чем в норме (Р<0,001).

У животных с патологией развития 4,1% клеток костного мозга имели ассоциации хромосом (при 1,6% в контроле), из которых 3,6% содержали одну ассоциацию, а 0,5% - две. У здоровых поросят в основном встречались метафазные пластинки с одной ассоциацией и в редких случаях с двумя. В сравниваемых группах не выявлены клетки с тремя и более ассоциациями ак-роцентриков.

Таким образом, обнаружено повышение уровня спонтанных

хромосомных нарушений в костномозговой ткани аномальных животных и происходило это главным образом за счет анеуплоидии и полиплоидии.

3.4. Кариотипическая нестабильность в клетках костного мозга и крови у поросят с разными типами врожденной патологии

Из числа зарегистрированных типов врожденных аномалий наибольший удельный вес занимали мертворожденные - 31,1%. далее следуют врожденные аномалии глаз - 15%, общее недоразвитие - И,3%, врожденный вывих тазобедренных суставов -7,5%, гермафродитизм - 5,7%, мошоночная и паховая грыжа -3.8%, полидактилия - 3,8% и атрезия ануса - 1,9%.

При сопоставлении частот геномных и хромосомных мутаций в костномозговых клетках животных с разными типами аномалий оонаружено, что мертворожденные характеризуются повышенными значениями по всей показателям (табл. 6).

По уровню полиплоидии наивысший процент (8,4) установлен у поросят с врожденным вывихом тазобедренных суставов, что в 3.3 раза выше самого низкого показателя (2,56%), отмеченного у животных с общим недоразвитием (Р<0,001). Мертворожденные превосходили по частоте гиперплоидных клеток животных с аномалиями конечностей (Р<0,01) и с химеризмом половых хромосом (Р<0,05). Что касается гипоплоидии, то максимальное значение выявлено у животных с общим недоразвитием, которое составило 12,7% и было выше в группах с нарушениями мочеполовой системы и врожденными аномалиями конечностей (Р<0,05).

Из числа хромосомных перестроек наиболее часто наблюдались одиночные фрагменты у мертворожденных, чем в других группах и в среднем по всем аномальным животным (Р<0, 01-0. 001). Наиболее стабильными являлись парные фрагменты: практически у всех поросят с разной патологией развития число их одинаково. Среднее значение частоты разрывов в области центромеры формировалось за счет мертворожденных и животных с аномалиями конечностей, которые превосходили две другие группы (Р<0,05-0, 001).

Таблица 6

Частота спонтанной хромосомной нестабильности в костном мозге поросят с разными типами аномалий (%)

Показатель Вывих тазо- Мертворож- Общее недо- В среднем

хромосомной бедренных денные развитие по всем

нестабиль- суставов типам

ности

Полиплоидия

Анеуплоидия

в т. ч.

гипер-

плоидия

гипо-

плоидия

Фрагменты,

в т.ч.

одиночные

парные

Разрывы в

области

центромеры

Всего

аберраций

8,38+0.98 7, 5±1, 32

О, 50±0,35

7, 0±1,28

3,75±0,95

2,75±0,82 1,0±0, 50

4, 0±0, 98 7,75±1,34

7, 53±0,43 9, 7+0,70

1,88±0,32

7,82+0,63

8,87+0,67

7,98±0,64 1,11+0,25

3,94+0,46 10,1+0,72

2.56+0,89 14. 08+2. 39

1,41±0,81

12,68+2,28

2,35+1,04

1,88+0,93 0,47±0,47

О, 94±0, 66 3, 29±1,22

6,92+0,33 9,7+0, 55

1.37+0,21

8.3+0,51

6,7+0,46

5,78+0,43 0.92+0,18

3, 39±0, 33 10,1±0, 56

Анализируя спонтанный уровень хромосомных нарушений в лимфоцитах поросят с разными типами аномалий, можно заметить, что частота полиплоидии у сравниваемых животных колеблется незначительно, но наблюдается тенденция повышения в группе поросят с пороками развития конечностей (табл. 7). Установлено возрастание уровня гиперплоидии у животных, значительно отстававших в росте, до 2,75% против минимального значения 0,63% у поросят с аномалиями глаз (Р<0,05).

У особей с общим недоразвитием обнаружена наиболее высокая частота гипоплоидных клеток, которая составила 10,5% й превысила среднее значение по всем аномальным животным в 1,8 раза (Р<0, 01). а также по другим группам, за исключением поросят с аномалиями конечностей.

Таблица 7

Частота спонтанной хромосомной нестабильности в лимфоцитах поросят с разными типами аномалий (%)

Показатель Аномалии Наруше- Аномалии Общее не- В среднем

хромосом- конечнос- ния глаз доразви- по всем

ной неста- тей мочепо- тие типам

бильности ловой системы

Полиплои- 1,0±0,41 0,32±0,23 0,33+0,19 0,67±0.33 0,8±0,16 дия

Анеуплои- 9,33±1,68 5,0±0,98 5,5+0,81 13,25±1,7 7,1+0,53 ДИЯ,

в т.ч.

гипер- 1.67+0.74 1,0±0,44 0.63+0,28 2,75+0.82 1.27+0,24 плоидия

гипо- 7.7+1,54 4,0±0,88 4.9+0,76 10.5+1,53 5.8Ю.50 ПЛОИДИЯ

Фрагменты, 7.0+1,48 4,8±0,96 6,0+0,84 3.75±0.95 5,2+0,47 В т.ч.

одиночные 3,6711,09 2,8+0,74 3.13+0.62 2,25+0,74 3,0+0,36

парные 3,3±1,04 2,0+0,63 2.88+0,59 1,5+0,61 2,23±0,31 Разрывы в области

центромеры 4,67+1,22 2,0±0,63 1.13+0.37 1,25±0,56 2,45+0,33 Всего аберраций 11,67+1,86 6,8+1,13 7,13+0.91 5,0±1, 09 7,68±0,57

Не установлено достоверной разности между сравниваемыми группами животных по частоте одиночных и парных фрагментов, однако наблюдается тенденция увеличения общего числа фрагментов в группе поросят с аномалиями глаз и конечностей. Несколько другая картина отмечена по частоте разрывов в центромерной области хромосом, наибольшее значение которой было у особей с врожденной патологией развития конечностей. Выявлена достоверная разность по данному показателю с группами животных с аномалиями глаз и общим недоразвитием (Р<0,05-0,01).

- 18 -ВЫВОДЫ

1. В популяции свиней скороспелой мясной породы (СМ-1) Западной Сибири проведен цитогенетический анализ здоровых и аномальных поросят. Установлено, что у фенотипически нормальных животных в лимфоцитах крови частота полиплоидии составила 0,36%, анеуплоидии - 1,92%, фрагментов - 2,5% и разрывов в области центромеры - 0,72%, а в костном мозге соответственно - 1,73; 5,25; 1,4 и 0,8%. Эти значения можно рассматривать как среднепопуляционную кариотипическую норму породы СМ-1.

2. Обнаружено достоверное повышение частот спонтанной хромосомной нестабильности у животных с врожденной патологией развития. Уровень полиплоидии и анеуплоидии в лимфоцитах аномальных поросят по сравнению со здоровыми был выше в 2,2 и в 3,7 раза, соответственно. Такая же закономерность отмечалась и в отношении хромосомных аберраций. Так. число фрагментов увеличилось в 2,1 раза, а разрывов в центромерной области хромосом - в 3,4.

3. Частота хромосомных нарушений в клетках гемопоэти-ческой ткани животных с аномалиями значительно возросла в сравнении с фенотипически нормальными: уровень полиплоидии и анеуплоидии, фрагментов и разрывов - в 4,0; 1,8; 4.8 и 4,2 раза, соответственно. Кариотипическая нестабильность в большей степени в норме и при патологии наблюдается в костном мозге, чем в лимфоцитах крови.

4. У аномальных поросят выявлен широкий размах феноти-пической изменчивости хромосомных нарушений. Так. частота полиплоидии в костном мозге была в пределах от 0 до 24,5%, гипоплоидии - от 1 до 34%, тогда как у здоровых животных обнаружено незначительное колебание (соответственно 0-4% и 0-8%).

5. При сравнительном анализе частот геномных и хромосомных мутаций в лимфоцитах и костном мозге поросят с разными типами врожденной патологии установлен повышенный уровень кариотипической нестабильности по всем показателям у мертворожденных плодов.

6. Животные с вывихом тазобедренных суставов характеризуются высокой частотой полиплоидии (8,38%), а в соматичес-

ких клетках поросят, значительно отстававших в развитии, обнаружено большое число метафаз с анеуплоидными клетками (14.08%).

7. Обнаружен гоносомный химеризм у некоторых мертворожденных плодов, характеризующийся разным соотношением клеток с набором половых хромосом у мужского (91:9%) и женского (96:4%) пола.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ

В племенных хозяйствах необходимо проводить цитогенети-ческий мониторинг племенных животных с целью выявления и элиминации особей-носителей кариотипических аномалий.

СПИСОК РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Анализ хромосомной нестабильности у поросят с типическими аномалиями // Проблемы животноводства к как их решать: Тез. докл. конф. молодых ученых. - Новосибирск. 1990. - С.29-30.

2. Цитогенетическое исследование мертворожденных и аномальных поросят // Генетика устойчивости животных к заболеваниям: Сб. науч. тр./ Новосиб. гос. аграр. ун-т. - Новосибирск, 1992. - С.85-87.

3. Хромосомная нестабильность у мертворожденных и аномальных поросят// Селекция сельскохозяйственных животных на устойчивость к болезням, повышение резистентности и продуктивного долголетия, - М.: ВНИИплем, 1992.- Вып.9,- С. 109.

4. Хромосомная изменчивость в соматических клетках мертворожденных поросят // Проблемы науки и производства в условиях аграрной реформы, - Новосибирск, 1993.- С. 96.

5. Кариотипическая нестабильность в соматических клетках поросят с врожденной патологией развития // Генетика.-1994.- Т. 30.- С. 81.

6. Фенотипическая изменчивость показателей хромосомной нестабильности у мертворожденных и здоровых поросят // Анализ современных аграрных проблем.- Новосибирск, 1995,- С.187 (в соавторстве).

7. Chromosome instability in somatic cells of piglets

with congenital abnormalities // 9th North American Colloquium on Domestic Animal Cytogenetics and Gene Mapping.- Texas. 1995,- P.99 (в соавторстве).

8. Уровень спонтанной изменчивости хромосом аномальных поросят // Материалы XXXIV международной научной студенческой конференции / Новосибирский госуниверситет.- Новосибирск, 1996.- С.58.

9. Уровень полиплоидии в лимфоцитах и клетках костного мозга аномальных и здоровых поросят // Проблемы АПК в условиях рыночной экономики. - Новосибирск. 1996.- С. 246-247 (в соавторстве).

10. Chromosome instability in healthy and anomalous pigs // 14th IPVS Congress.- Italy. 1996,- P.637 (в соавторстве) .

11. Chromosome aberrations in piglets with congenital malformations // 47th Annual Meeting of the EAAP.- Lillehammer, 1996,- N2,- P.36 (в соавторстве).