Connect with us

Hodowca i Jeździec

Wykorzystanie współ­cze­snej gene­ty­ki w hodow­li koni, cz. 2

Hodowla

Wykorzystanie współ­cze­snej gene­ty­ki w hodow­li koni, cz. 2

prof. dr hab. Ryszard Pikuła

Skuteczne pro­wa­dze­nie pra­cy hodow­la­nej jest zależ­ne od infor­ma­cji o gene­tycz­nym uwa­run­ko­wa­niu cech inte­re­su­ją­cych hodow­cę. Poza cyto­ge­ne­ty­ką nie­zwy­kle cen­nych infor­ma­cji dla badań z zakre­su gene­ty­ki popu­la­cji jak i prak­ty­ki hodow­la­nej dostar­cza bez­po­śred­nie pozna­nie geno­mu konia przez mapo­wa­nie genów w ramach tzw. mapy fizycz­nej. Podstawowe zało­że­nia tej mapy są opar­te na ogól­nie zna­nej chro­mo­so­mo­wej teo­rii dzie­dzi­cze­nia opra­co­wa­nej już w 1910 roku przez Morgana. Teoria ta stwier­dza, że:

  • geny są zlo­ka­li­zo­wa­ne w chromosomach,
  • każ­dy gen ma w chro­mo­so­mie swo­je sta­łe poło­że­nie tzw. - locus,
  • loci genów są w chro­mo­so­mie usze­re­go­wa­ne liniowo.

Należy pamię­tać, że geny warun­ku­ją­ce powsta­nie danej cechy zaj­mu­ją okre­ślo­ne, jed­na­ko­we miej­sce - locus, w dwóch homo­lo­gicz­nych chro­mo­so­mach (każ­dy po jed­nym z rodzi­ców). Geny te są tzw. parą alle­li i jeże­li zygo­ta zawie­ra dwa jed­na­ko­we geny z danej pary alle­li mówi­my, że jest homo­zy­go­tą, a jeże­li dwa róż­ne geny, że jest to heterozygota

Oprócz mapy fizycz­nej ist­nie­je rów­nież tzw. mapa sprzę­że­nio­wa, któ­ra infor­mu­je nas o tzw. gru­pach sprzę­że­nio­wych, czy­li sprzę­żo­nych loci i odle­gło­ściach mię­dzy nimi. Pierwsze sprzę­że­nie u koni pomię­dzy loci gru­py krwi K a enzy­mem krwin­ko­wym 6-PGD zosta­ło już opi­sa­ne w 1974 roku. W chwi­li obec­nej jest potwier­dzo­ny ści­sły zwią­zek pomię­dzy 54 loci. Badania nad gru­pa­mi sprzę­że­nio­wy­mi wyka­za­ły rów­nież ist­nie­nie powią­zań pomię­dzy mar­ke­ra­mi gene­tycz­ny­mi a nie­któ­ry­mi gena­mi maści­sto­ści np. do II gru­py sprzę­że­nio­wej (LG II) zali­czo­no geny warun­ku­ją­ce maść kasz­ta­no­wa­tą, dere­szo­wa­tą i sro­ka­tą maść tobiano.

Markery gene­tycz­ne, czy­li wskaź­ni­ki gene­tycz­ne, są to cechy jako­ścio­we (lub geny, któ­re te cechy warun­ku­ją), cha­rak­te­ry­zu­ją­ce się tym, że dzie­dzi­czą się w spo­sób pro­sty tj. przez jed­ną parę alle­li, a więc zgod­nie z pra­wa­mi Mendla i moż­na je ści­śle ziden­ty­fi­ko­wać meto­da­mi ana­li­tycz­ny­mi. O prak­tycz­nym zna­cze­niu mar­ke­ra gene­tycz­ne­go może­my mówić tyl­ko wte­dy, gdy pod wpły­wem muta­cji geno­wej powstał nowy allel, a więc wystę­pu­je tzw. poli­mor­fizm, czy­li w danej popu­la­cji koni (każ­dy koń posia­da tyl­ko dwa dane alle­le) wystę­pu­je wię­cej niż dwa alle­le w danym locus (mówi­my o tzw. sze­re­gu allelomorficznym).

Markery gene­tycz­ne pozwa­la­ją okre­ślić dystans gene­tycz­ny mię­dzy róż­ny­mi rasa­mi dane­go gatun­ku, jak rów­nież mię­dzy róż­ny­mi linia­mi tej samej rasy. Markery gene­tycz­ne są cen­nym źró­dłem infor­ma­cji dla sza­co­wa­nia stop­nia homo­zy­go­tycz­no­ści danej popu­la­cji i bada­nia efek­tu hete­ro­zji. Dzięki mar­ke­rom moż­na śle­dzić jak pra­ca selek­cyj­na wpły­wa na struk­tu­rę gene­tycz­ną danej popu­la­cji np., jakie geny ule­ga­ją eli­mi­na­cji wraz z eli­mi­na­cją okre­ślo­nych nie­ko­rzyst­nych z hodow­la­ne­go punk­tu widze­nia cech.

Obecnie do mar­ke­rów gene­tycz­nych zali­cza się:

  • anty­ge­ny ery­tro­cy­tar­ne okre­śla­ne popu­lar­nie jako gru­py krwi,
  • anty­ge­ny leu­ko­cy­tar­ne i powierzch­nio­we innych komó­rek zawie­ra­ją­cych jądro, czy­li anty­ge­ny zgod­no­ści tkan­ko­wej (MHC),
  • allo­ty­py immunoglobulin,
  • allo­ty­py lipoprotein,
  • biał­ka poli­mor­ficz­ne oso­cza krwi i erytrocytów,
  • frag­men­ty restryk­cyj­ne DNA - sekwen­cje mini­sa­te­li­tar­ne i mikrosatelitarne

Rozwój gene­ty­ki mole­ku­lar­nej, w tym badań nad DNA spo­wo­do­wał koniecz­ność podzia­łu mar­ke­rów gene­tycz­nych na dwie klasy:

kla­sa I - do któ­rej zali­cza się „kla­sycz­ne mar­ke­ry”, tzn. geny z sekwen­cja­mi kodu­ją­cy­mi (poli­mor­fizm tych mar­ke­rów jest okre­śla­ny poprzez ana­li­zę pro­duk­tów genów lub bada­nia DNA np. meto­da sero­lo­gicz­na przy gru­pach krwi lub elek­tro­fo­re­za przy poli­mor­fiź­mie bia­łek krwi)

kla­sa II - do któ­rej zali­cza się sekwen­cje nie­ko­du­ją­ce DNA ( głów­nie cho­dzi o powta­rza­ją­ce się tan­de­mo­we sekwen­cje mikro­sa­te­li­tar­ne, któ­re nie kodu­ją, a więc i nie prze­ka­zu­ją danej infor­ma­cji gene­tycz­nej, ale mogą być iden­ty­fi­ko­wa­ne na pod­sta­wie elek­tro­fo­re­zy DNA).

U koni mar­ke­ry gene­tycz­ne są wyko­rzy­sty­wa­ne głów­nie do kon­tro­li pocho­dze­nia i iden­ty­fi­ka­cji osob­ni­ków, dla­te­go też do naj­bar­dziej pozna­nych mar­ke­rów gene­tycz­nych zali­cza­my anty­ge­ny ery­tro­cy­tar­ne okre­śla­ne popu­lar­nie jako gru­py krwi oraz biał­ka poli­mor­ficz­ne oso­cza krwi i ery­tro­cy­tów. Obecnie moż­na ziden­ty­fi­ko­wać u koni 34 gru­py krwi, któ­re upo­rząd­ko­wa­ne są w 7 ukła­dach gru­po­wych krwi. W tych 7 ukła­dach okre­ślo­no ponad 80 alle­li warun­ku­ją­cych poszcze­gól­ne anty­ge­ny ery­tro­cy­tar­ne. Jest róż­ny sto­pień poli­mor­ficz­no­ści ukła­dów, gdyż np. w ukła­dzie D - 17 anty­ge­nów jest deter­mi­no­wa­nych przez 26 alle­li, w ukła­dzie A - 7 anty­ge­nów przez 11 alle­li itd.. Jeden allel może warun­ko­wać jeden anty­gen, ale rów­nież jeden allel może warun­ko­wać zespół anty­ge­nów, któ­re dzie­dzi­czą się jak jed­nost­ka i wów­czas mówi­my o tzw. feno­gru­pie. W zależ­no­ści od stop­nia ujed­no­li­ce­nia danej popu­la­cji, w poszcze­gól­nych rasach czy typach wystę­pu­je zale­d­wie od kil­ku do kil­ka­na­stu alle­li. Przykładowo u koni czy­stej krwi arab­skiej hodo­wa­nych w Polsce jak dotych­czas ziden­ty­fi­ko­wa­no 26 alle­li w 6 ukła­dach gru­po­wych krwi, przy czym ukła­dy C i K oka­za­ły się mono­mor­ficz­ne. Największą kon­so­li­da­cją cha­rak­te­ry­zu­ją się konie peł­nej krwi angiel­skiej, naj­więk­szą licz­bę anty­ge­nów stwier­dzo­no u ras pry­mi­tyw­nych jak koni­ki pol­skie i kuce szetlandzkie.

Kolejnymi mar­ke­ra­mi wyko­rzy­sty­wa­ny­mi w kon­tro­li pocho­dze­nia są poli­mor­ficz­ne biał­ka i enzy­my oso­cza krwi i ery­tro­cy­tów. O poli­mor­fi­zmie dane­go biał­ka, wystę­pu­ją­ce­go w krwi mówi­my wte­dy, gdy ist­nie­ją, co naj­mniej jego dwie for­my struk­tu­ral­ne. Jeżeli zja­wi­sko to odno­si się do enzy­mów, to mówi­my o izo­en­zy­mach. Izoenzymy mają podob­ne, lecz nie­ko­niecz­nie iden­tycz­ne wła­ści­wo­ści, tzn. kata­li­zu­ją ści­śle okre­ślo­ną reak­cję bio­che­micz­ną, lecz róż­nią się ich kine­ty­ką. U koni ziden­ty­fi­ko­wa­no poli­mor­fizm 20 bia­łek i enzy­mów krwi warun­ko­wa­nych, przez 97 alleli.

Następująco przed­sta­wia się prak­tycz­ne wyko­rzy­sta­nie powyż­szych mar­ke­rów gene­tycz­nych. W 1988 roku na Kongresie Światowej Organizacji Koni Arabskich (WAHO) pod­ję­to decy­zję o ochro­nie czy­sto­ści rasy poprzez pra­wi­dło­we pro­wa­dze­nie ksiąg stad­nych i wyni­ka­ją­cy z tego obo­wią­zek kon­tro­li pocho­dze­nia na pod­sta­wie badań grup krwi źre­ba­ków przed wpi­sem do księ­gi. Z kolei Międzynarodowy Komitet Ksiąg Stadnych (ISBC) koni peł­nej krwi angiel­skiej opra­co­wał pro­gram dzia­ła­nia w zakre­sie kon­tro­li pocho­dze­nia. Zgodnie z tym pro­gra­mem bada­nia­mi powin­ny być objęte:

  • wszyst­kie ogie­ry i kla­cze stadne,
  • wszyst­kie nowe ogie­ry i kla­cze wcho­dzą­ce do stada,
  • wszyst­kie źre­ba­ki wpi­sa­ne do rejestru,
  • źre­ba­ki o umasz­cze­niu nietypowym,
  • wszyst­kie konie sprze­da­wa­ne na aukcjach„
  • na proś­bę wła­ści­cie­la i kupu­ją­ce­go, jeże­li zacho­dzi jakieś podej­rze­nie co do rodowodu,
  • bada­nia­mi obję­te są też konie w momen­cie eks­por­tu i importu.

Program ten jest obo­wią­zu­ją­cy dla kra­jów zrze­szo­nych w ramach ISBC. Jakie zna­cze­nie przy­wią­zu­je się do badań grup krwi niech świad­czą ostre wymo­gi sta­wia­ne przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Ksiąg Stadnych labo­ra­to­riom podej­mu­ją­cych się tych badań. Warunkiem uzy­ska­nia cer­ty­fi­ka­tu jest moż­li­wość iden­ty­fi­ka­cji ści­śle okre­ślo­nych 21 anty­ge­nów krwin­ko­wych w 7 ukła­dach grup krwi oraz bada­nia 8 typów poli­mor­ficz­nych bia­łek krwi, w obrę­bie, któ­rych nale­ży iden­ty­fi­ko­wać 28 alle­li. Corocznie w oko­ło 40 labo­ra­to­riach na świe­cie jest bada­nych kil­ka­set tysię­cy źre­biąt w ramach tzw. kon­tro­li pocho­dze­nia. W gru­pie tych labo­ra­to­riów zna­lazł się Zakład Immunogenetyki Zwierząt IG i HZ PAN, Laboratorium Badań Markerów Genetycznych u Koni AR w Poznaniu oraz Laboratorium Grup Krwi IZ w Chorzelowie. Już za nie­dłu­go do obo­wiąz­ko­wych badań doj­dzie meto­da iden­ty­fi­ka­cji poli­mor­fi­zmu DNA tzw. DNA - fin­ger­prin­ting. Prawdopodobieństwo spo­tka­nia się dwóch iden­tycz­nych ukła­dów prąż­ków wyno­si 3,2 * 10-12.

W Polsce bada­nia­mi jest obję­ta cała popu­la­cja koni czy­stej krwi arab­skiej. Począwszy od 1991 roku, zgod­nie z zale­ce­nia­mi WAHO wszyst­kie źre­ba­ki przed wpi­sem do księ­gi mają usta­lo­ne gru­py krwi i poli­mor­fizm bia­łek krwi. Również są pro­wa­dzo­ne bada­nia koni peł­nej krwi angiel­skiej, ogie­rów pół­krwi prze­zna­czo­nych do roz­ro­du, koni tzw. ras zacho­waw­czych np. konik pol­ski, źre­biąt uro­dzo­nych w wyni­ku inseminacji.

Nie pod­le­ga już dys­ku­sji przy­dat­ność badań nad gru­pa­mi krwi i gene­tycz­nym poli­mor­fi­zmem bia­łek krwi u koni, umoż­li­wia­ją­cych kon­tro­lę pocho­dze­nia, iden­ty­fi­ka­cję osob­ni­ków, roz­strzy­ga­ją­cych spor­ne przy­pad­ki ojco­stwa lub macie­rzyń­stwa oraz umoż­li­wia­ją­cych podej­mo­wa­nie decy­zji w przy­pad­ku trans­fu­zji krwi. Bardziej dys­ku­syj­ne jest jed­no­znacz­ne okre­śle­nie przy­dat­no­ści badań nad poszu­ki­wa­niem ewen­tu­al­nych związ­ków mię­dzy mar­ke­ra­mi gene­tycz­ny­mi a war­to­ścią użyt­ko­wą koni. Cechy, w kie­run­ku, któ­rych jest pro­wa­dzo­na selek­cja koni, a więc pre­dys­po­zy­cje do pra­cy, zdol­ność do wyczy­nu spor­to­we­go czy dziel­ność wyści­go­wa, są cecha­mi trud­no wymier­ny­mi i ich oce­na jest czę­sto obar­czo­na obiek­tyw­ny­mi i subiek­tyw­ny­mi błędami.

prof. dr hab. Ryszard Pikuła
Katedra Hodowli Koni
Akademia Rolnicza w Szczecinie

Więcej w Hodowla

Na górę