ОФИЦИАЛЬНЫЕ САЙТЫ

 

 

 

 

 

ПРОЕКТЫ НА ПЕРСПЕКТИВУ

Переход на сайт “Экологический мониторинг Орловской области”

 

 

Научно-исследовательские проекты лаборатории:
выполняемые и планируемые к выполнению

ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПЛАН
фундаментальных и прикладных исследований
лаборатории генетики ИНИИЦ ОрёлГАУ на период 2009-2014 гг.

План разработан заведующим лабораторией генетики д.б.н., ст.н.с., проф. В.И. Крюковым в декабре 2007 года в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» по приоритетным научным направлениям «Живые системы» и «Рациональное природопользование». За истекший период в планы внесены небольшие корректировки. Выполнение первых двух проектов, объединённых в одну тему НИР, финансировало в 2009-2012 гг. Министерство сельскохо хозяйства РФ.

Проект I

BНЕДРЕНИЕ ДНК-ДИАГНОСТИКИ В СЕЛЕКЦИОННУЮ ПРАКТИКУ ЖИВОТНОВОДСТВА ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

(финансировался Министерством сельского хозяйства РФ в 2009-2012 гг)

Отчёт о результатах разработки этого проекта можно прочесть здесь.


Разработка и внедрение методов генной диагностики (ДНК-диагностики) в селекционную практику является актуальной задачей фундаментальной и прикладной генетики. Внедрение методов ДНК-диагностики в селекционную практику животноводства Орловской области должно быть важной задачей инновационной деятельности ОрёлГАУ.

Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен проект:
Разработка системы генетической паспортизации для характеристики и поддержания ценных пород животных и сортов хозяйственно важных растений, а также видов-эндемиков России (Пункт 6.4. Общая генетика «Плана фундаментальных исследований РАН на период до 2025 года»)

Конкретная фундаментальная задача в рамках проблемы, на решение которой направлен проект:
Установить генетическую гетерогенность популяций сельскохозяйственных животных и разработать комплексную систему оценки наследственных качеств племенных животных на основе использования генетических маркеров и ДНКтехнологий. (Пункт 06.01.01. «Программы Отделения зоотехнии РАСХН на 2006-2010 гг.»).

Цель проекта:
Внедрить в селекционную практику Орловской области методы ДНК-диагностики инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных, а также генов, вызывающих наследственные заболевания и генов, обусловливающих хозяйственно ценные признаки, устойчивость к стрессовым факторам.

Задачи проекта
1. Внедрить методику ДНК-диагностики лейкоза КРС в Орловской области.
2. Внедрить методику ДНК-диагностики генов, маркирующих хозяйственно ценные признаки у КРС и свиней Орловской области
3. Внедрить методику ДНК-диагностики генетически обусловленных заболеваний КРС и свиней.

Общая характеристика методов исследований. Диагностика указанных генов и заболеваний выполняется стандартными методами ДНК диагностики. Рекомендации по применению соответствующих методик ДНК-диагностики разработаны во ВГНИИ животноводства. Описание методов опубликовано в многочисленных методических пособиях, издаваемых этим институтом [Методы исследований в биотехнологии сельскохозяйственных животных. Школа-практикум. Выпуски 1-4, 2000-2005].

Ожидаемые результаты.
Проект может быть реализован лишь при дополнительном финансировании с обязательным выделением фонда зарплаты для одного старшего лаборанта и средств для приобретения дорогостоящих реактивов. В результате внедрения методик ДНК-диагностики инфекционных заболеваний и генов, обусловливающих хозяйственно ценные признаки, устойчивость к стрессовым факторам, а также рецессивных мутаций, вызывающих наследственные заболевания прогнозируется существенная интенсификация селекционной работы в хозяйствах Орловской области.

Современное состояние исследований.
К настоящему времени у сельскохозяйственных животных генетиками обнаружен ряд специфических участков хромосом, связанных с хозяйственнополезными количественными признаками. Использование в селекции методов анализа генов, отвечающих за количественные признаки или же сцепленных с ними генов, имеет ряд преимуществ перед традиционными методами селекции. Такая селекция основана непосредственно на анализе генотипа и не принимает во внимание изменчивость хозяйственно полезных признаков, обусловленную внешней средой. Это позволяет вести селекцию среди животных ранних возрастов и независимо от пола животных, что повышает эффективность отбора. Селекцию, основанную на анализе непосредственно локусов (генов) количественных признаков и сцепленных с ними генов, называют маркерзависимой селекцией.

При работе с крупным рогатым скотом ветеринарные генетики в настоящее время широко используют ДНК-диагностику нескольких генов продуктивности, а также рутинно выполняют диагностику нескольких наследственных заболеваний, таких как дефицит лейкоцитарной адгезии (BLAD), дефицит уридинмонофосфатсинтазы (DUMPS), цитрулинемию, синдром Вивера, CVM.

Из генов, кодирующих продуктивность КРС большую ценность представляют белки молока. Все молочные белки делятся на две основные группы: казеин и сывороточные белки. На долю казеина, который представлен несколькими фракциями (α-, β-, γ-, κ-казеин), приходится около 80% всего молочного белка. Сывороточные белки составляют около 17%. К ним относятся α-лактальбумин, β-лактоглобулин, а также иммуноглобулины и сывороточный альбумин.

Большой интерес представляет ген κ-казеина, поскольку эта фракция обусловливает важные сыродельческие качества молока. В настоящее время известно 10 аллелей гена κ-казеина. Из них наиболее интересен аллель В, который, связан с лучшими коагуляционными свойствами и повышенным выходом сыра. В связи с этим внедрение в селекционную практику ДНК-диагностики В-аллеля κ-казеина у КРС Орловской области представляет большой практический интерес.

Важную роль в селекции КРС играет своевременное выявление моногенных наследственных заболеваний, наследуемых по рецессивному типу. Фенотипически эти заболевания могут быть выявлены только у гомозиготных носителей. ДНК-диагностика позволяет выявлять гетерозиготных носителей таких заболеваний или же выявлять гомозиготных больных животных на самых ранних этапах постнатального развития. Без использования генной диагностики выявление гетерозиготных носителей мутаций возможно только посредством анализирующего скрещивания или же (в некоторых случаях) с помощью биохимических гестов. Первый метод чрезвычайно трудоёмок и длителен, результаты второго не всегда являются однозначными.

Одной из наследственных болезней КРС является дефицит лейкоцитарной адгезии, BLAD. Заболевание обнаружено у чернопестрого и краснопестрого скота. Дефицит лейкоцитарной адгезии (генетически обусловленный иммунодефицит) характеризуется недостаточной экспрессией β-интегрина – гетеродимерного поверхностного гликопротеина. Гетерозиготы по мутации BLAD не имеют заметных нарушений здоровья, в то время как гомозиготные носители рецессивного аллеля погибают в первые недели или месяцы постнатального онтогенеза.

Своевременное выявление гетерозиготносителей рецессивных мутаций BLAD является важной задачей селекции чернопестрого и краснопестрого скота в Орловской области. Другим, широко распространённым наследственным заболеванием КРС является комплексный порок позвоночника (CVM – complex vertebral malformation). Около 2/3 гомозиготных по этой мутации плодов резорбируются или погибают до 260 дня стельности, 1/3 гомозиготных телят рождаются мертворожденными обычно за 12 недели до ожидаемого срока отёла. Только несколько процентов гомозигот рождаются живыми, однако и они погибают вскоре после рождения.

Исследования показали, что в разных странах скрытыми носителями CVM являются от 6 до 40% быковпроизводителей. Большая доля носителей CVM у КРС зарубежных странах позволяет предположить, что этот порок распространяется и в России вместе с импортируемыми изза рубежа быкаминосителями и спермой. Поэтому, для предотвращения распространения CVM и контроля за скрытыми носителями заболевания необходимо тестировать быковпроизводителей и сперму, находящихся на станциях искусственного осеменения, а также коров быкопроизводящей группы.

ВГНИИ животноводства РАСХН в 2004 году была приобретена лицензия на проведение диагностики CVM и разработана собственная методика анализа. В результате тестирования 345 быковпроизводителей из 15 племпредприятий России выявило 18 быков (5,22%) – скрытых носителей CVM [Зиновьева, Эрнст, 2006]. Таким образом, тестирование КРС на носительство CVM в России является одной из актуальных задач. Вероятно, целесообразной будет организация в ИНИИЦ ОрёлГАУ тестирования КРС на носительство CVM. Вероятно, для этого потребуется получение соответствующей лицензии, подобной лицензии, полученной ВГНИИ животноводства РАСХН.

ДНК-диагностика позволяет выявлять инфекционные заболевания. Причём чувствительность этого метода существенно превосходит чувствительность иммунологических методов. Одним из инфекционных заболеваний, для диагностики которого разработана методика ДНК-диагностики, является лейкоз КРС, который широко распространён среди животных Орловской области. Экономический ущерб животноводству, наносимый этим заболеванием чрезвычайно велик. Специалистами ВГНИИ животноводства РАСХН разработана методика ДНК-диагностики лейкоза, позволяющая выявлять инфицированных животных на самых ранних этапах болезни. В связи с тем, что лейкоз КРС широко распространён в Орловской области, организация ДНК диагностики инфицированных животных на базе ИНИИЦ является первоочередной задачей центра.

Для селекции свиней в настоящее время генетики разрабатывают ДНК-диагностику маркеров плодовитости, мясной продуктивности, стрессовой устойчивости и резистентности к инфекционным заболеваниям. Методика выявления некоторых из этих маркеров уже достаточно хорошо разработана и может быть внедрена в диагностическую практику ИНИИЦ с целью использования в селекционной практике свиноводческих предприятий. Ниже приводится список ДНК маркеров, перспективность использование которых для повышения производительности свиноводческих предприятий доказана исследованиями специалистов ВГНИИ животноводства РАСХН.

Маркеры плодовитости свиней:
ESR эстрогеновый рецептор, отвечает за эффективность связывания эстрогенов и тем самым влияет на многоплодие. У большинства пород с повышенным многоплодием связан вариант В гена ESR.
FSHB – ген bсубъединицы фолликулостимулирующего гормона. FSH стимулирует созревание фолликулов и тем самым влияет на многоплодие. С повышенным многоплодием связан вариант В гена.
FSHR рецептор фолликулостимулирующего гормона, отвечает за эффективность связывания FSH и тем самым влияет на многоплодие свиноматок. У большинства пород с повышенным многоплодием связан вариант Т гена, у свиней породы ландрас – аллель С.
NCOA1 коактиватор ядерных рецепторов, стимулирует активность ESR и тем самым влияет на многоплодие. С повышенным многоплодием связан вариант A1 гена.
EPOR – ген эритропоэтинового рецептора, связан с размером гнезда и размером матки (её способности вместить большее число поросят). Желательный аллель Т.

Маркеры мясной продуктивности свиней:
PRKAG3 ген гаммасубъединицы протеинкиназы А, влияет на отложение гликогена в мышцах и, как следствие, на качество продуктов переработки. Предпочтительными с точки зрения селекции аллелями являются 30Т, 52G, 199I и 200R гена.
HFABP белок, связывающий жирные кислоты, связан с содержанием внутримышечного жира. Предпочтительными с точки зрения селекции аллелями являются варианты d и H гена.
PIT1 гипофизарный транскрипционный фактор 1, оказывает влияние на вес при рождении, темпы роста, состав туши. Предпочтительным с точки зрения селекции аллелем является вариант D гена.
MC4R рецептор меланокортина 4, оказывает влияние на скорость роста, жирность, использование корма. С повышенными среднесуточными привесами связан вариант А гена.
RN Ген «вареного окорока» PRKAG3 ген гаммасубъединицы протеинкиназы А, влияет на отложение гликогена в мышцах и, как следствие, на качество продуктов переработки, «синдром кислое мясо». Предпочтительными с точки зрения селекции аллелями являются 30Т, 52G, 199I и 200R гена.
POU1F1 гипофизарный транскрипционный фактор 1, оказывает влияние на вес при рождении, темпы роста, состав туши (более низкая толщина шпика). Предпочтительным для селекции аллелем является вариант D гена.
IGF2 инсулиноподобный фактор роста 2 – оказывает влияние на скорость роста, наращивание мышечной массы и толщину шпика. Наиболее предпочтителен аллель Q.

Маркер стрессовой устойчивости свиней:
Ryrl – рианодиновый рецептор, регулирует процесс освобождения Са2+ из саркоплазматического ретикулума, и тем самым влияет на чувствительность свиней к стрессам и качество мяса (PSEсиндром). С устойчивостью к стрессам связан аллель N гена.

Маркеры устойчивости к диарее.
ECR F18 / FUT1 – рецептор E.coli F18/фукозилтрансфераза, обуславливает чувствительность к послеотъемной диарее, вызываемой E. coli с типом фимбрий F18. С устойчивостью к послеотъемной диарее и, как следствие с повышенной сохранностью связан аллель A гена.
MUC4 Муцин 4 – ген устойчивости к E. coli K88, вызывающей диарею поросят в возрасте 57 дней после рождения. С устойчивостью к действию патогенных E.coli K88 ассоциирован аллель С.

Внедрение методов диагностики указанных выше генов-маркеров КРС и свиней позволит оказать существенную помощь животноводческим предприятиям и рассматривается как необходимое направление практических работ лаборатории.

Характеристики предлагаемой разработки и ее преимущества перед существующими аналогами
ДНК диагностика – один из самых современных молекулярногенетических методов исследований. В селекции сельскохозяйственных животных этот метод пока широко не применяется изза дороговизны аналитического оборудования. По этой же причине этот метод не используется в селекционной практике Орловской области. Принимая во внимание тот факт, что ОрёлГАУ является обладателем всего комплекса приборов необходимых для ДНК-диагностики, целесообразно инициировать внедрение указанных методов в селекционную практику Орловской области. Как уже указывалось, сельскохозяйственные предприятия не в состоянии приобрести оборудование для ДНК-диагностики и аналогичных работ в Орловской области и прилегающих областях не проводят.

Опыт коллектива
Научный руководитель и исполнители прошли во ВГНИИ животноводства практику по методам ДНК диагностики и способны инициировать выполнение указанных исследований при условии соответствующего финансирования. В остальном – работа имеет пионерный характер.

Перечень оборудования и материалов, имеющихся для выполнения проекта.
- Автоматическая станция для выделения нуклеиновых кислот Кинг Фишер (Termo Scientific KingFisher)
- Бокс абактериальной воздушной среды БАВнп01«ЛаминарС» для защиты продукта
- Холодильник фармацевтический с морозильником, марка MPR214 F
- Центрфуги различных типов
- Термоциклер для амплификации нуклеиновых кислот плашечного типа "MyCycler. Termal Cycler"
- Система «iCycler iQ5» определения ПЦР в режиме реального времени
- Прибор для электрофореза в агарозе SubCell GT, model 96/192
- Источник питания (для электрофоретической камеры) PowerPac Basic
- Печь для расплавления агарозы, СВЧ
- Твердотельный термостат TDB120
- Система регистрации гелей «Гельдок XR»

 

Проект II.

ИЗУЧИТЬ ХРОМОСОМНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ ПОПУЛЯЦИЙ (СТАД) СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ НОСИТЕЛЕЙ ХРОМОСОМНЫХ АНОМАЛИЙ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПЛОДОВИТОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ

Небольшой объём исследований по этому проекту представлен в отчёте о результатах НИР, выполненных в 2009-2012 гг..


Одной из важнейших задач современного животноводства является совершенствование существующих и выведения новых пород животных, которые в условиях современной интенсификации сельского хозяйства обладали бы необходимыми признаками и свойствами, при высокой продуктивности и приспособленности к промышленной технологии. Современное аграрное производство требует резкого ускорения генетического совершенствования сельскохозяйственных животных. Это ускорение невозможно без создания новых систем селекционно-племенной работы, основанных на современных достижениях молекулярной и биохимической генетики и цитогенетики. Вместе с тем, в Орловской области при селекции сельскохозяйственных животных не проводится собственно экспериментальные исследования, а, как правило, лишь выполняется статистическая обработка данных, полученных после окончания определённого этапа селекции. Поэтому многие принципиально важные вопросы селекции, такие как отбор на высокий уровень продуктивности, на повышение воспроизводительной способности, жизнедеятельности и устойчивости животных к болезням, до сих пор выполняются многими орловскими животноводческими предприятиями на интуитивном уровне. По этой же причине такие аспекты селекционной практики как:
– отбор и смена низкопродуктивных животных на высокопродуктивные,
– оценка возможного потенциала породных генофондов,
– оценка признаков, перспективных для селекции,
– методы сохранения и использования выдающихся животных;
– создание резервных линий,
– создание и анализ генофондов выдающихся линий,
в хозяйствах Орловской области либо выполняются очень неэффективно, либо не выполняются вовсе.

Индустриализация животноводства в РФ привела к невосполнимой потере генетического разнообразия и исчезновение ряда пород сельскохозяйственных животных, которые были созданы в результате многовековой селекции и поэтому хорошо приспособлены к локальным экологическим условиям. В связи с развитием генной инженерии роль аборигенных пород, как источников уникальной генетической информации, в селекции существенно возрастает. В связи с этим для сохранения биологического разнообразия сельскохозяйственных животных и эффективной селекционной работы с использованием генной инженерии необходимо сохранять аборигенные породы в чистоте. Скрещивание аборигенных пород с привозными породами не спасает положение, т.к. ведёт к потере ценных признаков местных пород. Аборигенные породы могут быть использованы как генофонд при выведении новых пород, как материал для изучения механизмов их адаптации к среде обитания. И здесь вновь возникает необходимость генетического мониторинга популяций сельскохозяйственных животных, находящихся под давлением искусственного отбора.

Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен проект:
Разработка системы генетической паспортизации для характеристики и поддержания ценных пород животных и сортов хозяйственно важных растений, а также видовэндемиков России (Пункт 6.4. Общая генетика «Плана фундаментальных исследований РАН на период до 2025 года»)

Конкретная фундаментальная задача в рамках проблемы, на решение которой направлен проект:
06.01.01. Установить генетическую гетерогенность популяций сельскохозяйственных животных и разработать комплексную систему оценки наследственных качеств племенных животных на основе использования генетических маркеров и ДНКтехнологий. (Программа Отделения зоотехнии РАСХН на 2006-2010 гг.).
08.04. Разработать новые высокоэффективные средства и способы профилактики незаразных… заболеваний сельскохозяйственных животных (Программа Отделения ветеринарной медицины РАСХН на 2006-2010 гг.).

Цель проекта:
Изучить хромосомную изменчивость сельскохозяйственных животных (в частности, КРС и свиней), выращиваемых в Орловской области.

Задачи проекта:
1) оценишь частоту хромосомных аберраций и наследуемых аномалий хромосом у сельскохозяйственных животных;
2) уточнить взаимосвязь хромосомных нарушений с аномалиями онтогенеза сельскохозяйственных животных Орловской области;
3) разработать рекомендации по выбраковке из репродуктивной части поголовья носителей хромосомных аномалий с целью повышения продуктивности животных;
Для решения поставленных задач будут использованы следующие методы и подходы.

Общая характеристика методов исследований.
Основным методом исследований будет микроскопический анализ хромосом, полученных из культивируемых в питательной среде лимфоцитов животных. Кровь (≈10 мл) берут стерильно, без забоя животного. Клетки крови культивируют в питательной среде в течение 72 часов. Препараты хромосом готовят по общепринятой методике [Макгрегор, Варли, 1986].

Препараты хромосом окрашивают: тотальное окрашивание – в красителе Гимза; G-окрашивание – после обработки трипсином, С-окрашивание – после обработки препаратов гидроокисью бария [Макаров, Сафронов, 1978].
Анализ препаратов будет проведён с использованием оптических микроскопов исследовательского класса AXIO Imager A1 (2 шт.), оснащённых цифровыми видеокамерами и компьютерными программами «ВидеоТестКарио» для кариотипирования животных. По результатам исследований обследованным хозяйствам будут предложены рекомендации по улучшению структуры стад.

Ожидаемые результаты.
В результате проведения исследований ожидается получить следующие теоретические и практические результаты:
1) оценить частоту хромосомных нарушений у сельскохозяйственных животных;
2) определить интенсивность воздействия химических мутагенов среды на наследственность сельскохозяйственных животных животных в различных районах Орловской области;
3) уточнить взаимосвязь хромосомных нарушений с аномалиями онтогенеза сельскохозяйственных животных Орловской области;
4) повысить продуктивность животных при выбраковке из репродуктивной части поголовья носителей хромосомных аберраций.
5) улучшить планирование и селекционную работу животноводческих комплексов и племенных хозяйств сельскохозяйственных предприятий.

Современное состояние цитогенетических исследований.
В зарубежных экономически развитых странах цитогенетическая характеристика каждого племенного животного стала обязательным показателем. В Российской Федерации цитогенетические обследования животных выполняются только в нескольких исследовательских институтах в рамке плановых научных исследований или хоздоговорных работ по заказу племенных хозяйств. Широкомасштабных программ цитогенетического тестирования племенных животных в РФ не ведётся. В Орловской области до начала наших исследований (ноябрь 2008) цитогенетические исследования сельскохозяйственных животных не проводились.

Характеристики предлагаемой разработки и ее преимущества перед существующими аналогами
Уровень теоретического и методического обеспечения планируемых работ соответствует всем требованиям к подобным исследованиям. Работы, аналогичные предлагаемой НИР, ни в Орловской области, ни в прилегающих к ней областях не проводятся.

Опыт коллектива.
Основным условием успешного выполнения проекта является теоретическая и практическая подготовленность коллектива к работе по заявленной теме. Научный руководитель и ответственный исполнитель проекта занимается проблемами цитогенетики с 1983 года. За время работы им опубликован ряд работ по хромосомному полиморфизму и анализу частот хромосомных аберраций у растений и животных. В рамках созданной в 2008 году лаборатории генетики ИНИИЦ ОрёлГАУ первые результаты кариотипирования коров и свиней получены в ноябре 2008 года. К настоящему времени (май 2009) проанализированы кариотипы 35 животных (30 свиней и 5 коров). (Работа выполнялась одним человеком). Отработанные методы культивирования клеток крови и приготовления препаратов хромосом дают достаточно стабильные результаты, позволяющие надеяться на успешное выполнение проекта.

Перечень оборудования и материалов, имеющихся для выполнения проекта:

    • Ламинарный бокс для стерильных работ с культурой клеток
    • Рефрижераторная центрифуга «Sigma 318K»
    • Центрифуги лабораторные ОПН3 и ОПН8
    • Морозильник фармацевтический
    • Термостаты для культивирования клеток и окраски препаратов: марок ТВЗ25, «Incudigit», «Binder КВ23», «Medilow».
    • Микроскоп исследовательский AxioImager A1 (Carl Zeizz, Германия)
    • Микроскоп исследовательский AxioStar Plus (Carl Zeizz, Германия)
    • Микроскоп исследовательский Leica DM 5000B (Leica, Германия)


Проект III

ИЗУЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ ПЛОДОВИТОСТИ И ПРОДУКТИВНОСТИ

Проект не финансировался

Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен проект:
Разработка системы генетической паспортизации для характеристики и поддержания ценных пород животных и сортов хозяйственно важных растений, а также видовэндемиков России (Пункт 6.4. Общая генетика «Плана фундаментальных исследований РАН на период до 2025 года»).

Конкретная фундаментальная задача в рамках проблемы, на решение которой направлен проект:
Установить генетическую гетерогенность популяций сельскохозяйственных животных и разработать комплексную систему оценки наследственных качеств племенных животных на основе использования генетических маркеров и ДНКтехнологий. (Пункт 06.01.01. «Программы Отделения зоотехнии РАСХН на 2006-2010 гг.»).

Цель проекта:
Изучить полиморфизм генов, кодирующих изоферменты и белки в стадах КРС и свиней Орловской области с целью выявления маркеров продуктивности и резистентности.

Задачи проекта:
1) Изучить полиморфизм генов, кодирующих изоферменты и неферментные белки в стадах КРС базовых хозяйств.
2) Изучить связь белкового и изоферментного полиморфизма с признаками продуктивности и резистентности у КРС базовых хозяйств. Выявить маркерные гены пригодные для селекции КРС по продуктивности.
3) Изучить полиморфизм генов, кодирующих изоферменты и белки в стадах свиней базовых хозяйств.
4) Изучить связь белкового и изоферментного полиморфизма с признаками продуктивности и резистентности у свиней базовых хозяйств. Выявить маркерные гены пригодные для селекции свиней по продуктивности.
Для решения поставленных задач будут использованы следующие методы и подходы.

Общая характеристика методов исследований.
Для исследования электрофоретических вариантов изоферментов будут использованы методы электрофоретического разделения в полиакриламидном геле с последующей специфической окраской. Методики специфического анализа электрофореграмм белков и изоферментов описаны в работах [Генетика изоферментов, 1977; Глазко 1985; Шубин и Ефимцева, 1988; Филлипович, Коничев, 1987; Левитес, 1986, Маурер, 1971 и др.]

Ожидаемые результаты.
Проект может быть реализован лишь при дополнительном финансировании с обязательным выделением фонда зарплаты на одного старшего лаборанта и средств для приобретения дорогостоящих реактивов.
В результате выполнения исследований данного проекта ожидается выявить гены, маркирующие хозяйственно ценные количественные признаки. Обнаружение таких маркеров позволит интенсифицировать селекционный процесс в базовых хозяйствах.

Современное состояние исследований.
В зарубежных экономически развитых странах электрофоретический анализ изоферментов, кодируемых генами, является широко распространённым методом генетической характеристики пород сельскохозяйственных животных. В Российской Федерации подобные исследования выполняются лишь научноисследовательскими подразделениями в рамках бюджетных и, значительно реже – хоздоговорных НИР в небольшом количестве племенных хозяйств. В Орловской области подобных исследований практически не проводили.

Характеристики предлагаемой разработки и ее преимущества перед существующими аналогами
Электрофоретический анализ белков и изоферментов – один из современных методов научных исследований, позволяющий анализировать генетическую структуру популяций животных и, при использовании дополнительных методических приёмов, использовать выявленный полиморфизм для маркирования хозяйственно ценных признаков животных. Для выполнения подобных исследований необходима достаточно высокая квалификация экспериментатора, соответствующие электрофоретическое оборудование и реактивы. По причине редкого совмещения всех трёх требований, подобные исследования в Российской федерации проводятся только в ведущих, хорошо оснащённых и достаточно хорошо финансируемых исследовательских учреждениях. Предлагаемый к осуществлению проект позволит начать эти исследования на базе ОрёлГАУ и, при соответствующем финансировании, позволит интенсифицировать селекционную работу животноводческих предприятий в Орловской области. Проекты НИР, аналогичные предложенному, в Орловской области не выполняются.

Опыт коллектива
Научный руководитель и сотрудники лаборатории владеют методами электрофоретического разделения биополимеров. В остальном – работа имеет пионерный характер.

Перечень оборудования и материалов, имеющихся для выполнения проекта.
Холодильник и морозильник «Sanyo Medicool»
Гомогенизатор тканей ультразвуковой «Т 10»
Рефрижераторная центрифуга «Sigma 318K»
Лабораторные центрифуги ОПН3 и ОПН8
Источник питания и электрофоретическая камера для электрофореза в вертикальном полиакриламидном блоке геля
Термостаты марок ТВЗ25, «Incudigit», «Binder КВ23», «Medilow».
Ультратермостат ТЖТС01
Прибор марки «GelDoc» фирмы BIORAD для регистрации и анализа гелевых электрофореграмм.

 

Проект IV

BВЕДЕНИЕ ЭКОЛОГОГЕНЕТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПОПУЛЯЦИЙ ЖИВОТНЫХ И СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО КОРМОПРОИЗВОДСТВА, ПРОИЗВОДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

(финансировался Министерством сельского хозяйства РФ в 2009-2010 гг.)

 

Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен проект:
Разработка концептуальных основ экологогенетического мониторинга стабильности популяций с целью оценки воздействия антропогенных факторов на состояние популяционного генофонда. (Пункт 6.2. «Экология организмов и сообществ» Программы фундаментальных исследований РАН на период до 2025 года»)

Конкретная фундаментальная задача в рамках проблемы, на решение которой направлен проект:
Разработать модель экологического мониторинга при адаптивной интенсификации животноводства… в промышленных регионах страны и систему программного обеспечения экологически безопасного кормопроизводства, производство продукции животноводства, охотничьего хозяйства и охрану окружающей среды (Пункт 06.02.03. Научной программы Отделения зоотехнии на период 2006-2010)

Цель проекта:
Внедрить систему экологогенетического мониторинга популяций животных и состояния экосистем Орловской области с использованием физических, химических, биохимических, генетических и морфологических методов индикации для производства экологически чистых кормов и продукции животноводства, а также – оценки влияния антропогенных факторов на состояние популяционного генофонда.

Задачи проекта:
1. Разработать информационно-логическую структуру экологогенетического мониторинга популяций животных и состояния экосистем Орловской области;
2. Создать на базе геоинформационной системы «MapInfo» оцифрованную карту Орловской области для ведения электронной базы данных экологогенетического мониторинга популяций;
3. Изучить уровни загрязнения объектов окружающей среды (прежде всего – кормов и продуктов животноводства) радионуклидами, тяжёлыми металлами, и другими антропогенными токсикантами, мутагенами и канцерогенами.
4. Изучить реакцию модельных видов животных на антропогенное воздействие на природную среду различных районов Орловской области; Разработать рекомендации по производству экологически чистых кормов и животноводческой продукции.

Общая характеристика методов исследований.
Оценка уровня химического загрязнения исследуемых экосистем (природные экосистемы, урбоэкосистемы, пастбища) будет осуществляться стандартными гостированными методами: концентрации тяжёлых металлов – с помощью спектрометра iCAP6300; концентрации остаточных количеств пестицидов – методами жидкостной хрматографии; концентрации основных органических поллютантов методами жидкостной хроматографии.

Оценка уровня радиационного загрязнения исследуемых экосистем стандартными радиометрическими методами с помощью автоматизированных радиометров и стандартных радиометрических методик.

Оценка генетических последствий антропогенного загрязнения экосистем будет осуществляться с помощью утверждённых ВОЗ методов анализа частот доминантных и рецессивных эмбриональных леталей, частот хромосомных аберраций, частот микроядер, редких электрофоретических вариантов изоферментов

Ожидаемые результаты.
В результате проведения исследований ожидается получить новую информацию об отклике природных популяций организмов на загрязнение окружающей среды мутагенами и канцерогенами и разработать рекомендации по экологически безопасному ведению хозяйственной деятельности в условиях Орловской области.

Современное состояние генетического мониторинга антропогенного загрязнения окружающей среды.
Генетический мониторинг антропогенного загрязнения окружающей среды является важным разделом экологического мониторинга. В экономически развитых зарубежных странах эти исследования ведутся очень интенсивно. В Российской Федерации экономические реформы и сопутствующий им экономический кризис существенно ослабили интерес общества и государственного аппарата к экологическим проблемам страны и экологическому контролю. Однако отсутствие средств на природоохранные мероприятия не устраняет самих экологических проблем, и они должны решаться. Одним из возможных путей организации постоянного экологогенетического контроля является его выполнение силами студентов вузов. В Орловской области генетический мониторинг не ведётся и предлагаемый проект является для этой области пионерным.

Характеристики предлагаемой разработки и ее преимущества перед существующими аналогами.
Уровень теоретического и методического обеспечения планируемых работ соответствует всем требованиям к подобным исследованиям. Исследования, направленные на оценку степени воздействия антропогенных факторов среды на наследственность сельскохозяйственных и диких животных Орловской области не проводились и не проводятся. По этой причине ОрёлГАУ может быть первой организацией, проводящей генетический контроль последствий антропогенного загрязнения окружающей среды Орловской области.

Опыт коллектива.

Научный руководитель и ответственный исполнитель проекта имеет значительный опыт подобных исследований (защищена докторская диссертация «Генетический мониторинг антропогенного загрязнения окружающей среды»). Члены научного коллектива владеют методами анализа мутагенеза и исследуют различные частоты генетических нарушений в природных популяциях животных.

Перечень основного оборудования, имеющихся для выполнения проекта.

- Ламинарный бокс для стерильных работ с бактериальными культурами и культурами клеток.
- Рефрижераторная центрифуга «Sigma 318K»
- Центрифуги лабораторные ОПН3 и ОПН8
- Холодильник фармацевтический
- Термостаты для культивирования клеток и окраски препаратов: марок ТВЗ25, «Incudigit», «Binder КВ-23», «Medilow».
- Автоклав
- Микроскоп исследовательский Axio Imager A1 (Carl Zeizz, Германия)
- Микроскоп исследовательский AxioStar Plus (Carl Zeizz, Германия)
- Микроскоп исследовательский Leica DM 5000B (Leica, Германия)
- Жидкостные хроматографы «Стайер», «Миллихром 6»
- Спектрометр iCAP6300
- Спектрометры α-, β- и γ-излучения
- Анализатор концентрации радона

 

СТУДЕНТАМ

рис. Студенты

Здесь вы найдёте учебник генетики, дополнительные статьи и методические материалы, нужные для изучения генетики в объёме, достаточном для отличной сдачи экзамена. Жми сюда и изучай генетику!

ПОСТУПАЮЩИМ В АСПИРАНТУРУ

рис. 
Аспирант

Тем, кто ищет приложения своих знаний и сил в генетике или экологии, мы предлагаем темы исследований, которые можно выполнить в нашей лаборатории и формулируем условия поступления в аспирантуру. Читать далее…

АСПИРАНТАМ

рис. 
Аспирант

Вы уже выбрали тему исследований и, сдав все экзамены, поступили в аспирантуру, но не знаете с чего начать? Здесь вы найдёте рекомендации того, что и как делать дальше для подготовки своего исследования к диссертационной защите. Далее…

 

Система Orphus

 

Счётчик посещений RevolverMaps удалён по причине некорректной работы

 

 

В начало страницы | Карта сайта | Учебник генетики | Контакт с нами |