Генетические основы разведения сельскохозяйственных животных

Разведение сельскохозяйственных животных — это наука о размножении животных, улучшении их наследственных качеств, совершенствовании существующих и выведении новых пород. Разведение сельскохозяйственных животных включает в себя теоретические и практические приемы племенной работы применительно ко всем видам животных. Теоретической основой разведения служат биология и, главным образом, генетика. Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими.

Генная инженерия — раздел молекулярной генетики, разрабатывающий методы конструирования новых функционально активных генетических структур. В настоящее время в ряде стран мира ведутся работы по пересадке генов различными методами: прямая микроинъекция в мужской пронуклеус; интродукции с помощью ретровируса; введение выбранного гена в популяцию эмбриональных клеток, отбор клеток, экспрессирующих этот ген, и введение их в бластоцисту.

К основным направлениям по пересадке генов относят: манипуляции с генами, контролирующими работу ряда ферментных систем (например, с генами гормонов); конструирование и отбор новых эффективных последовательностей ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота); создание трансгенных животных и получение новых генных продуктов от трансгенных особей; замещение одних генов другими (олигонуклеотидный мутагенез); работы с РНК (рибонуклеиновая кислота) — кодирующими генами.

Перспективное направление генной инженерии — создание трансгенных животных, то есть организмов, в геном (геном — совокупность генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом данного организма) которых искусственно введена дополнительная генетическая информация, представляющая собой либо отдельный участок ДНК с собственными регуляторными последовательностями (эукариотическая транскрипционная единица), либо сконструированный из различных молекул ДНК гибридный (рекомбинантный) ген.

Разведение сельскохозяйственных животных включает в себя теорию и практику отбора животных, методы их более интенсивного и племенного использования. Один из основных разделов разведения — учение о породе как целостной и взаимосвязанной группе животных. Изучаются взаимосвязи численности породы и темпов генетического совершенствования, эволюция широкозональных крупных и малочисленных локальных пород, а также структура породы. Разрабатываются методы выведения новых высокопродуктивных пород сельскохозяйственных животных и птицы. Ведутся работы по генетическому копированию сельскохозяйственных животных, а также по применению методов генной инженерии в животноводстве. Вся селекционно-племенная работа базируется на генетических основах наследственности и изменчивости.

Наследственность — это проявление у предков и потомков одинаковых или схожих признаков и передача специфических наследственных задатков, ответственных за образование признака. Наследственностью объясняется относительная устойчивость видов, пород, линий животных. Передача признаков от родителей потомству никогда не бывает полной. Чем менее устойчивы в передаче из поколения в поколение отдельные признаки животных, тем труднее вести племенную работу, направленную на сохранение и развитие этих признаков. Наследственные качества организма выражаются прежде всего в его реакции (ответе) на всевозможные воздействия внешней среды. Поэтому само понятие «наследственность» необходимо рассматривать в единстве с условиями существования организмов. Благодаря наследственности родители и потомки имеют сходный тип биосинтеза (химический состав тканей, характер обмена веществ, физиологические отправления, морфологические признаки).

Материальную основу наследственности составляют нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК. Молекула ДНК — полимер со сложной структурой, состоящий из двух нитей, закрученных в виде спирали вокруг общей оси.

Участок молекулы ДНК, называемый геном, — элементарная единица наследственности, материальный фактор, который наследуется в поколениях и контролирует развитие определенного признака или свойства, а также их характерные особенности.

Наследственные признаки передаются в процессе размножения через половые клетки (гаметы) — яйцеклетки и спермин.

Изменчивость — свойство живых организмов приобретать новые признаки или утрачивать прежние под влиянием тех или иных факторов внешней среды. Различают изменчивость наследственную (генотипическую), связанную с генетическими изменениями в организме (в генотипе), и ненаследственную (фенотипическую), возникающую под влиянием условий внешней среды. Этот вид изменчивости не связан с изменением генотипа, то есть возникшие изменения признака не наследуются, а реализация наследственности обусловлена факторами внешней среды. Эти признаки сохраняются до тех пор, пока организм подвергается воздействию определенных условий среды. Пример ненаследственной изменчивости — выращивание гусей для получения от них жирной печени с применением специального принудительного откорма. В результате в организме птицы откладывается жир, особенно в печени, и она увеличивается в несколько раз. Если этих же гусей кормить по технологии, принятой для мясных гусят, их печень будет иметь обычные размеры.

Генотипическая изменчивость бывает двух типов: комбинативной и мутационной. Комбинативная изменчивость связана с получением новых сочетаний генов в генотипе. Сами наследственные факторы (гены) при этом не изменяются, а новые сочетания их приводят к появлению организмов с новыми свойствами. В животноводстве комбинативная изменчивость — основная форма наследственной изменчивости, широко используемая при выведении новых и совершенствовании существующих пород животных, создании высокопродуктивных пользовательных животных.

Примером комбинативной изменчивости в скотоводстве может служить скрещивание крупного рогатого скота с зебу для получения животных, устойчивых к кровепаразитарным и другим заболеваниям, а в свиноводстве — скрещивание крупной белой породы с ландрасом для получения свиней для мясного и беконного откорма.

Мутационная изменчивость возникает под влиянием условий внешней среды и проявляется как случайные (спонтанные) изменения генов и хромосом особи. Мутационные изменения опасны, если они произошли на уровне половых клеток, так как могут быть закреплены наследственно, что приведет к изменению генотипа. Мутационные изменения можно проводить и целенаправленно: изменять число хромосом, их структуру, сам ген. Установлено, что под воздействием физических, химических и биологических факторов — мутагенов — могут возникать мутации. Процесс возникновения мутаций называют мутагенезом.

Мутационные изменения бывают полезные (используемые при разведении животных, создании новых пород и линий), нейтральные и вредные. К полезным мутационным изменениям, например у курмутантов мясных и яичных пород, относят карликовость, которая передается не полностью рецессивным геном dw, связанным с полом признаком. На базе популяций этих кур, имеющих живую массу на 25…35% ниже живой массы обычных кур и потребляющих на 22…28% меньше корма, для промышленного использования созданы породы и линии мини-кур. К нейтральным мутациям птицы, не вызывающим летального исхода, относят длиннохвостость (у петухов породы Иокогама), курчавость, шелковистость оперения и другие признаки. Вредные мутационные изменения вызывают уродства или приводят к гибели.