Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

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

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ ДНК В СПЕРМАТОЗОИДАХ БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ"

Л-Ъ1Ш

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЖИВОТНОВОДСТВА : (ВИЖ1 ■

На правах рукопасщ

Лобжаняаэв Нана Заврааоава

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

03.00.04 - Биохямкя

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

шесертапкя на сонскашю ученой степма ■ хашишата&юпогячесхвхнаук.

п. Дубровшш Московской обметя 1965

^пи^ рлъ. etc.au; —

" Работа выполнена в отделе биотехнологии Всероссийского научно-исследовательского института животноводства. Научные руководители: доктор биологических наук,

профессор Иихов И.Я., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дяапарндзл т.г. Официальные оппоненты: доктор биологических наук, ~ профессор В.П.Кононов;

- кандидат биологических наук В.Г. Яевченко "

Ведущее учереддение - Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела (ВНИИплем)

Защита диссертация состоится "—1995 года в 10 час. на заседании диссертационного Совета Д. 020.15.02. во Всероссийском научно-исследовательском нест-птутэ иивоткозодства.

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

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЖа. Автореферат разослан "—^ \ 995 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, - " .

доктор биологических наук

П.А. Наумеико

I. ОБИАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1,1. Актуальность темы. В сельскохозяйственной биологии ье* решбнной проблемой остается разработка достаточно надэ*иы_\ катодов ранней оценки плененных и продуктивных качеств местных, я. на этой оскоье, внедрение приёмов, позволяющих повывать эффекте* ность селекции. Ускорение темпов селекция животных требует глубокого знания процессов изменчивости, возникновения нос^х цекньи признаков и закрепления их в поколениях. В этом плане заслуживает особого внимания изучение молекулярис-биологнческой основы насле-ДСГГСККиО^И, являющейся ключевым моментО*! ^ проблеме повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Изучение структуры, размеров и регуляторных механизмов генома открывает возможность дознания природы нндивндума, позволяет выявить характер действия факторов, определяющих формирование продуктивных свойств. Поэтому внимание исследователей направлено на выявление биологических факторов определяющих в той или иной степени виражаскость признаков и свойств продуктивности сельскохозяйственных животных.

Одним из важнейших вопросов, деваемых молекулярной биологией, является вопрос о непостоянстве генома, о его изменчивости, отличающейся по частоте к своей сущности от обычного мутационного процесса (Хесин Р.Б., 1934).. Б комплексе процессов, вызываюяик непостоянство генома, большой интерес представляют те его перестройки, которые служат факторами дифференцкровки клеток и регуляции активности геиов, что в свою очередь приводит к специфическим нзмвневрям их структуры в количества в индивидуальном развитии. В конечном итоге эти измрнеаия..оказывает-.вдьяние на фенотип. Отсюда

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

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

В условиях вирокого 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-проиэ-водителей, отличающихся уровнен 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 исследовании 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 дочерей, препотентность).

3. Изучение с помощью молекулярно-бнелогического анализа структур нефункциональных особенностей гьнома быков-производкте-лей разной племенной ценности.

1.3. Научная новизна состоит в том, что впервые установлены факты, отражапцяе закономерную изменчивость содержания ДНК на ядро сперматозоида, при этом отмечается, что наибольиее значение этого показателя-в группе нейтральных быков-п роизводятелей я нан* меньпее-у улучиателей. В то же время получены данные, укалывание на еяределённую связь между содержание* ДНК я потенцией племенных быков-улучшателей по признакам молочной продуктивности их потомства (удой, жир, разница по удою дочерей с матерями). !

Было установлено, что в группе нейтральных 6ыковгсромзводи-телей отмечался более высокий уровень кинетики реассоциации ДНК в области быстрых и умеренных повторов, нежели в группе быков - улучил тел ей и ухудиателей.

1.4. Реализация результатов исследований- Настоящая работа носит поисковый характер. Полученные результаты по содержание и структурной характеристике ДНК сперматозоидов могут бцть использованы в приклапишг исследованиях в качестве дополнительного критерия при оценке племенных достоинств быков, проверяемых по качеству потомства.

1.6.Апробация работы. Материалы диссертации доложены на 46-й научно-методической конференции молодых учёных и аспирантов ВИХа, 1993 г., на научно-методической конференции отдела биотехнологии с.-х. животных ВИК&, 1994 г., аа конференция 'Киловаяовскме чтения", 1993 г.

1.6. Обьйи и структура диссертации. Диссертация изложен* на

- 3 -

119 страницах машинописного текста, содервит 11 таблиц, 6 рисунка х состоит из введения, обзора литературы, материала и методики исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, предложений, списка использованной литератур», который включает 290 источникам ток числе 172 на иностранных языках.

2, МАТЕРИАЛ!! 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 цегностк, все данное об оценке быков-производителей были взяты в Москозскок плехобьедяаэ-нии. По результатам оценки по качеству потоастяа 10 нз кнх -улуч-■атели, 10 - ухудватели и 10 -нейтральные {табл.М»=: ,2,3). Оценка быков - производителей по потомству проведена о соответствен с инструкцией по оценке быков молочных и моло-іко-мяских пород по качеству потомства (1980). Быков оценивали методо« сравнения продуктивности их дочерей с соответствующими показателями сверстниц.

С целы) изучения связи показателей племенной ценности быков-производителей с содержанием ДНК нами было предпринято определение содерианяя ДНК в ядрах воловик клеток и сравнение ряда полученных величин с племенными качествами исследуемых быков,

Для гистохимических исследований были использованы мазкн сперматозоидов, окрашенные по Фельгезу

о

Таблица 1

Результаты оценки Оыков-улучвателей по качеству потомства :

Кличка¡Кате-! Число Продуктивность ! Скорость г со !

быка ! ____,___ 1 гория!доч/св, _____1_____ ¡дочерей за I лахт! м/отд. сверстницами |

Фрзнт к. /л * " ~ ~ Л / 1 ' 1 , о tiLW* Jf 1 1 1, ОС +471-0,06+15,3

АкгаЙ А., Б, 15/30 4780-4,04-133,2 1,48 +249-0,04+11*7

Луч H " 15/24 4120-3.78-155,9 - 1,28 +432+0,01+1б;8

Озон * 22/32 4204-3.93-165,2 1,63 +447-0,02+25,8

Кит ~1Б3 А3 А2 ÎS/17 4541-3,72-168,8 1,60 +374+0,13+<9,1

Лннди 39/43 4216-3.91-164.8 " 1,34

Мирах 24/53 3659-3,81-147 1.40 +297+0,03+10,0

Багрянец А "3 15/30 4866-3,63-183 1,43 +11220+4,39

Огонек Ai 61/48 4177-3.74-156,3' 1,31 +399+0,03+16,2

Магни.т А "1 15/46 4419-3,73-156.8 t +314гО+П,8 "

с ■

Таблица 2

Результаты оценки быков-ухудшателей по качеству потомства

!Кличка і Число ; Продуктивность ¡Скорость; і СО

! быка !доч/сверст. ¡дочерей за I лакт. ; м/отд. і » і сверстницами

Байрам і '—-25/58 1 4515-3,65-164.8 ► і 1,73 -145-0. Ю-Ю,С

Металл 16/бЬ 4344-3,79-164,6 1,48 -37 +0,02-13,3

Помост 16/46 2945-3,56-104,8 1,43 -122+0,09-1,6

флирт 16/76 3070-3,69-113,4 1,16 -544+0.04-16.6

Паплин 26/72 4336-3,90-171,? 1,58 -262-U,12-15,7

Бравый 19/36 4649-3,77-177.0 1,6 -432+0,05-13,7

Эластик 20/79 4676-3,7-173.0 і * , VW -320+0.01-1',4

Жим 15/69 3171-3,53-111,9 1,30 -493+0.03-16,3

Боб 25/70 3963-3,62-143,5 1,30 -219-0,09-11,7

Дариман 30/40 3726-3,59-133,8 1.41 -192+0.02-6,1

Таблица З

Результат* оценки йыков-нейтральиых по качеству потомства

;Кличка ! быка

I--

Яотяа 'Аккорд Злегавт Пентод 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 1 лакт,

"і ""' 1

4946-3.54-175,1 3140-3,60-113.0

4828-3,41-564,6 3464-3,75-129,9 4298-4,15-178,4 3744-3.7&-Ї41.5 3747-3,80-142,3 3023-3,71-112,1 3172-3,61-114,5

|Скорость і ««/отд.

1,34 1,30

1,27 1,13 1,55 1,43 1,30 1,40 1.29

± со сверстницами 7

+323-0.25-0,1 -951 0-3,4

+113-0,11-1,3

+86-0.03+2.3

+87±0+3,6

-67+0,03-1;4

-25-0,05-ЗИ

-65-0|09-5;2

+73-0,03т1,7

Количество красителя в ядрах половик определяла на

мякроспектрофотометре ШБР-ЗО ("Одтои"). ДНК ядер кзйеряян путем автоматического сканирования по объекту.

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

' ' Для изучения структурных особенностей генома крупного рогатого .скота, в частности быков-производителей с различной племенной ценность», был использован флурнметрический метод анализа кв-ветаки реассоциацни ДНК.

В основе изучения этой реакции лежит открытое П. Доте (1960) явление денатурации иреватурацн» биополимера в растворе. 'Было

установлено, что при нагревании д& водородные связи между

комплементарными цепями ДНК разрушаются 5 расходятся. При последующем медленном охлаждении происходят реассоциацнм

молекул, когда отдельные цепи совмеиаются комплеменТ&ДОДО участками и восстанавливают свою двуцепочнуи структуру.

В основе метода лежит специфическая флуоресценция комйЛ#*4й двунитчатой ДНК с этндкум-бромидом.

В работе использованы ДНК бьжов-прояэ водителей черао-пёстрой породы, выделенной из сперматозоидов стандартный водно-февольтм методом Блина и Стаффорда С19761. Для эффективного внделевЯЯ ДНК из сдермц быков добавляли дитнотрейт до конечной концентрации 10 nAL ДНК затем фрагментировали иа ультразвуковом дезмтеграторе УЗДЦ-2Г в реяиме-0,2А;22 кГц со средней длйшэЙ фрагментов ЭОО пар оснований. Чистоту препаратов оценивали спектрофотометраческв. Оптические характеристики (A260/280=2,0i A260/230=1,9^ свидетельствовали об отсутствии существенных npsKsee^ белков и полисахаридов в полученных препаратах ДНК.

Фрагменты дєкатурнровали в запаянных ампулах 10 мин. при і00 С в 0,12 И натрий-фосфатном буфере (pH6,8j. После денатурации ДІІК вносили в буфер, содержащий Сромистый этндиЙ (рН12,0) для отжига в режимах Cot=0,1-100. Затеи пробу помещали в цилиндрическую кварцевую кювету спектрофлуориметра MPF-4 ("Hitachi" Япония) и измеряли интенсивность флуоресценции во отношению к флуоресценции такого же количества кативной ДНК, принимаемой за 100* (Morgan A.R.,Ї3"9)• По итогам определения доли реассоциированвой ДНК при разных значениях Cot строили кривые кинетики реассоцнадии ДНК.

Для проведения кинетики ре&ссоциацвк бшш нспольэоваяы образ- 7 -

ції ДНК::) от тех быков-производителей, которые по результатам ци-тоспектрсфотометрии имели наибольшее содержание ДНК в расчёте на один сперматозоид, в количестве б обраэпов, ?) от быков-производителей со средним содержанием ДНК. также в количестве 5 образцов и 3) от тех быков—производителей, которые характеризовались ваа-мекьгнм содержанием ДНК, в количестве 5 образцов.

Вариационно-статистический анализ данных проводился в соответствии с общепринятыми'методам биометрии (Плохияский Н.,1969)/"

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Количественный анализ ДНК в сперматозоидах 5ыко1-прояз• водителей разной здеиениой ценности. •

Результаты исследований показали, что содеряанне ДНК на яд* ро сперматозоида - величина весьма вархгбгльяа к мозет бить представлена на графике следухщям образок: (р^с. 1)

Из представленного графика N1 зядно, мтс содерзо^е ДНК в расчете яа одно ядро сперматозоида у Зжоз разл«-:ч2оі племенной ценности не*"ютоянио,я оно соответствует норьальчоиу распределению. Изменчивость показателя может бать констатирована, при этом следует полагать, что вариабельность связана не только С'систематическими ошибками метода, а в значительной степени с изменчивость» содержания ДНК на ядро. Как видно из графика N1. среднее зиа юн ДНК 11=4.7 усл.ед., с коэффициентом вариации -С7=3,81 ;<г=0,18.

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

Роспрейелени.е лііер сие|)магл о io'iâob ЙнксЪ по соЙержанио ДЧК

10D

. удучіиаппйли ШйР . ухуашагтиели СЗ . неатральнн

Статистический анализ полученных материалов также свидетельствует о достоверном отличил группы нейтральных Сиксв от улучшз-телей н 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 Су=2,22" и наименьшее - у быков-улучиателей - 4,67 усл.ед. с коэффициентом вариации 2,83%.

Таблица 4

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

Содержание ДНК в сперма- Достоверность 1

■ тозоидах разницы ' !

Группа быко в- п

і производителей М і ш | а ; СУ І і ■ і і с нейтра-! с ухуд [ льными |ша?елями!

> і , і > . і і

1) Улучяатели 10 4,67 ± 0.04 0;13 2.63 Р<0,001 РС0.05

2) Ухудмателн Ю 4,80 ± 0.05 0,17 3,50 Р<0,05

3) Нейтральные Ю 4,96 і 0,03 0,11 2,22 - -

■ і -£лиие'приведены основные данные по молочной продуктивное і (удой, % жира в молоке) как дочерей, так и матерей испы-тыь^в>>- быков-производителей, а также матерей дочерей.

- Лак видно из таблицы Н=5 быки-улучшатели, характеризующиеся накменышм количеством ДНК в сперматозоидах, способны давать вы- 10 -

сококачественное потомство, лучшее, чем ПОТОМСТВО другие производителей - улучшателей я нейтральных.

Таблица 5

Показателя генотипичеекях признаков продуктивности быков*производителей

Показатели

Категория быков-производителей Улучиатела ¡Укудшателв^..; Нейтральны*

Мап М±о Мчп

'^держание ДНК в ядрах 4.67*0,04 . 4,80±0,05 4.96*0,03

половых клеток (усл.ед.)

Удой доч*рей баков за X 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*112.7 416*103,4 463*155,2 кг

Разница по % жира дочь-мать 0,06*0,04 43,05*0,02 0.0520,03

Удой матерей быков, кг 8114*761,8 73051282,7 7543*313,9

Содержание аира в молоке 4,12*0,1 4,13*0,1 4,06*0,7 матерей быков, %

Согласно приведенным данным таблицы К=5 быкн-улучтатели оказывают алияние ¿а потомство в сторону увеличения удоев при сохранении % жира по сравнен«» с матерями дочерей.

При этом среднее содержание ДНК в сперматозоидах составляет 4,67 ед. оптичйсной 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. Ухудпатели 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 б молоке дочерей, разница по удою дочь-мать, разница по % жира дочь-мать, удой матерей быка и % жира в молоке матерей быка.

Данные таблицы Я=6 указырают на заметную связь между содержанием ДНК в сперматозоидах быков-улучшателей и молочной продуктивность!) их дочерей. Коэффициент корреляции между содержанием ДНК (в расчёте на один сперматозоид) и удоем дочерей за I лахта-цив был наиоольаим 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 полочной продуктивности животных.

У нейтральних быков также просматривалась указываемая связь, коэффициент корреляции был ниже во сравнении с уяучжателями и составил г=0,34, а по быкам ухудяателям коэффициент корреляции был отрицательным и иедосгэьерным (г»-0,16),

Таблица 6

Коррелятивные связи между содержанием ДНК в.сперматозоидах быков-производителей и их генотипическкми признаками продуктивности ,г

1 1 1 1 | Пока?агелн 1 * 1 т 1 - . | Категория Очков-производителей

Улучшатели Ухудпатели ___________ і Нейтральные

Удой дочерей за I лакт.г кг 0,46 -С, 16 » 0,34 0

% жира в молоке дочерей 0,32 -0,26 0.28

Разница по удою дочь-мать -0,25 -0,27 -0,08

Разница яр % жира дочь-мать 0,05 -0,06 -0,0"

Удой матерей быка -0,09 , -0,26 -0,09

X акра в молоке матерей быка. -0,18 -0,29 0,55

Указываемая связь обнаруживалась и при анализе содержания аира в молоке, как г группе улучвателей, так я в группе нейтральных быков. Коэффициент корреляции а этом случае составил, соответственно, г=Ю.32 * г=0,28. А в группе ухудиателей коэффициент норрвляцни бнл отрицательным - г=-0,28.

Диализ вариабельности ДНК в сперматозоидах быков-производи-дителвй 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.

¡Категория быков-і производителей Продуктивность матерей бкксБ

удой (кг.) % жира

1 Улучватели - 0,09 0,50

; Ухудиатели 0,19 0,07

] Нейтральные - 0,09 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 ухудиателей связи не выявлено. По видимому, здесь проявили себя внешние факторы, отрицательно повлиявшие на формирования указанной связи. Также проблематичной оказалась и связь между удоем м&- 14 -

терей С-ыков к содеряаниея ДНК в сверм атони я ах исследуеких быков. Ни В СДнпИ группе сушественной корреляция не было обнаружено.

Существуют различнее теории препотентности животных, которые нехолят из математических соотиовений показателей родителей я потомков. - Л * "..■

Препотенткость быков-производителей определяли но отвожен» коэффициентов вариации у дочерей я матерей (1Ы-Сд/См)" по методу Н.А.Кравченко и Д.Т.Вннннчуку (1965); А.П. СолдатевуУ1.к.Эрясту (1965); а также по характеру корреляций между показателями продуктивности дочерей и матерей по методу С.А. Рузского (1977).

ж

Таблица 8

Соотноиекис прспотентных быков (X) В Группах,;,: улучшателей, ухудшателей и нейтральных

I Методы определения препотентности I

! По Кравченко-Винничуку, [ По Рузскому !

; Солдатову-Эрнсту ! " ;

; Группы { X препотентных быков • ■; \

I * ......................................

-Улучшат ели 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 критерии препотентности, определяемому

- 1Е -

всеми указанными здесь методами. Нейтральные, напротив, имели самый низкий показатель препотектности. Ухудшателй занимали промежуточное положение. Это связано с тем, что свойство ухудшателей может быть обусловлено не только препотентностью ло признаку МОлочной продуктивности, ко и по другим признакам внешнего и внутреннего характера. •

5 этом отношении представляет интерес распределение фактического материала по содержанию ДНК по компьютерной программе в ТШНГ (21№" (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?. более низком уровне. Эти две кривые пересекается линией, описывающей тенденцию изменчивости ДНК у ухудшателей. Следовательно, можно говорить о разном качестве быков, изучаемых по признаку содержа* ния ДНК в сперматозоидах.

3.2. Ззучезае кинетики реассоциации ДНК Кроме количественного анализа нами был проведен и качественный анализ ДНК в сперматозоидах быков-производителей для установления. связи между отдельными структурными характеристиками генокт и племебной ценностью быков-произ еодйтелей.

Структуру ДНК быков-проязводителей с. различной племенной ценностью изучали путем проведения реакции кинетики реассоциации, которая выявляет повторяющиеся нуклеотидные последовательности, та есть, позволяет охарактеризовать степень её сложности.

По итогам определения дуплексов ва флуорияетре МРР-4 были

- 16 -

Соотношения тенденций изменчивости ДНК у быков-улучша/елей, ухудшатепей и нейтральных

ДНК, усл.ед.

-..........»...... ....................*;...... ......$........... —*--,

-4--— —^ -£---■- ' В ~

1 ................... ..........-................................ ......................—.....

1 1 1 г -. 1 « I I

перечень биосов

ряс .2

—~ .упучшатели —Н— ухудтатели —.нейтральные

построен» кривые кинетики реассоциации ДНК (рис.3),

Результаты исследования кинетики реассоциацин ДНК показали, что доля спаренных дуплексов у быков-производителей с разным уровнем содержания ДНК на один сперматозоид неодинакова и варьирует s довольно значительных пределах.

Как видно из табл.5=9, у быков с высоким содержанием ДНК при . ч

Cot-10 восстанавливается двуцепочнак структура оыстро реаесоци-ругщей ДНК, содержание кстсрой у животных составляют в средне* ■I6.0E всёЗ ДйК сперж:; у быков со средним содержанием ДНК - 15,2)6 и 10,9S - у быков-производителей с нкакш; ссдсргапкек ДНК.

При больших значениях Cot пределы варьирования содержания вновь реасссанированной ДНК заметно уменьшаются.

Так, при Cot=5X1О двуцегючные фрагмент у быков с бизккм содержанием ДНК составляют 19,9%,у быков со средним значением этого показателя- 23,6S, а у быков с высоким содержанием - 24,3%, а ври Cot=10~2 доля, спаренных дуплексов варьирует, соответственно, от - 22,7Х до 26,8% н прн Cc"U5XlO"2 от 28,3% до 31,5%. .

Данные, полученные методом княетикн ре^гсциацки ДНК,показали, что высокому содержанию ДНК в епернатозслкгах быков соответствует большая степень реассоциацни к моменту Cot«О,1 связанная, вероятно, с большим числом повторяющихся последовательностей са-теллжтной фракции. Варьирование двуцепочных фрагментов имело место ж в пределах Cot-0,1...100.

' -1 2

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

- is -

Конетико-реоссоциоции ДНК спермы быкоЬ

0.005

0.01

0,001

pUC.3 ' ■ ,

.1 группа. —'— . H группа I группе - с Ьысоким содермонием ДНК, (г tl группа ~ со cpeÔMUM содержанием ДНК Iii группо — с низким содержанием ДНК.

10 100 ЛогорифМ Cot

Таблица 9

Кинетика резсеоциации ДНК быков - производителей

Содержание ДНК в сперматозоидах 4,90-5,10 4,60*4,89 4,30-4,59

быков-производителей (усл. ед.) Величина Cot

10"3 16,8±0,3 I5,2i0,4 10,Si0,4

5X1U"3 24,3i0,5 23,4*0,6 19,9i0,5

10"2 26,8*0,4 26,010,4 22Л±0,7

SxJ0~" 31,5±0,б 30,1*0,7 2В,3±С,;->

10"1 33,3*0,4 ¿3,1*0,3 30,9*0,4

i.O 37,3±0,5 36,2*0,5 33,4iC,3

10 39,5*0,4 39,2*0,6 37,7tC,4

Ю2 46,5*0,5 46,3*0,3 44,7*0,4

Взятие образцы ДЯК относились к разным геаотияическим группам быков-производителей: все 5 образцов с максимальным зпачени-

■ 20 -

ем ДНК на ядро сперматозоид» принадлежали вентральным быкам, а из группы с низким содержанием ДНК:2-были ухудшателя я 3-улучиателя Все со среднем значением ДНК бьшн ухудшателяив. Различия между между нейтральными и ухудшателями оказались недостоверными, кроме одного случая: при Сог=10~3("ЬЗ=3,2У*). а между группами нейтральных и улучшателей, вместе с ухудшателями и улучиателями во всех точхах различия оказались высокодостоверными (табл.Ы"3>.

Все сказанное, на нам взгляд, достаточно убедительно свидетельствует о непостоянстве генома крупного рогатого скота. Его изменения касаются прежде всего сателлнтных н регуляторвых последовательностей нуклеотидов. Наслаиваясь, эти закономерные изменения сдвигают показатели содержания ДНК в ядре клетки. Отсюда -вариабельность размерив генома, которЗД бшм выявлена с помицьх:

цитоспектрофотометрви окрашенных по Фельгену ядер' клеток.

..'..,.■ '"'.'"■'. '"-с С- ■ "

Проведенная работа подтвердила определенную связь между содержанием ДНК н потенцией племенных быков-улучшателей по признакам молочной продуктивности их потомства (удой* ж*р).

И наконец, работа позволила понять сущность изменений генома быков-производителей разной племенной ценности. 6 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.

4. ВЫВОДЫ

1.Содержание ДЙ1Г в сперматозоидах быков-производителей черно-Пёстрой породы развой племенной ценности составляет 4,Slí0.03 усл.ед., Cv»3,31S, крайние варианты 4,52±0,05 и 5,11±0,07 усл.ед.

2.Наибольшее значение показателя содержания ДНК на ядро гаплоидной кяеткя-в группе нейтральных быков - 4,96+0,03;наименьве£-У уяуч*а*елёй -4,67Ю,04, ухудаатели занимают промежуточное поло-«ение-4,80±0,05,что в целом связано с многогранной ролы» ДНК при формирования конституциональных признаков животных.

3.По группе удучвателей изменчивость показателя ДНК нм^ет ясно выраженную тенденцию коррелировать с молочной продуктивностью дочерей (г-0,46, Р< 0,1) Н С Х-ом.жнра в молоке (r=0£'32s Р>0,1), что свидетельствует о наличии изменчивой фракция, связанной с мелочно -продуктивными признаками животных.

4.Происхождение быков-производителей оказало заметное влияние на признак накопления ДНК в ядрах сперматозоидов: у улучяателей и нейтральных быков коэффициенты корреляции между показателями % жира в молоке их матерей и содержанием ДНК в сперматозоидах составили соответственно г=0,50 и г»0,5б. С показателями удоя связе! не было установлено.

5.Выявлена отрицательная связь между содержанием ДНК в сперматозоидах и степенью кинетической сложности последовательностей ДНК ао льтатам молекулярного анализа кинетики реассоцнацнн.

Из чего ¿дует, что накопление повторов в области Cot от 10до

2 * 10" способствует повышенно содержания ДНК.

- 22 -

Возросший за счет повторов объем ДНК свойственен в зиачитель-ной степени нейтральным быкам, у улучшателей отмечена наибольшая кинетическая сложность нуклеотидкых последовательностей.

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

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Рекомендовать биологическим подразделениям научно-исследовательских учреждений использовать показатель содер^-чшя ДЯК в спермазоидах быков в качестве дополнительного критерия племенной ценности животных, проверяемых по качеству потомства:

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

По теме диссертации опубликованы следующие работы: I. Лсбжанидзе Н.Э., Шихов И.Я., Джапаридзе Т.Г. Содержание ДНК в сперматозоидах бикм ценности //Зоотехния.

- 1°«2. К01Ы2. -С.32-33.