Генетическая устойчивость и восприимчивость к бактериальным заболеваниям

Министерство  сельского хозяйства РФ

Департамент научно – технологической политики и образования

ФГБОУ ВПО «Костромская ГСХА»

Факультет Ветеринарной Медицины и Зоотехнии

Кафедра частной зоотехнии, разведения и генетики

 

Реферат

на тему: «Генетическая устойчивость и восприимчивость к бактериальным заболеваниям»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка 511 группы

Чистякова Светлана Владимировна

 

 

Оглавление:

1. Введение           ст.3
2. Основные понятия          ст.3
3. Наследование резистентности и восприимчивости    ст.4
4. Методы изучения наследственной резистентности и

восприимчивости к болезням        ст.7

• клинико-генеалогический анализ       ст.7
• близнецовый анализ         ст.7
• выявление породных, межлинейных и межсемейных различий ст.8
• селекционный эксперимент        ст.8
• популяционно-статистический анализ      ст.9
• анализ связи заболеваний с маркерными генами    ст.9

5. Вирусы            ст.10

6. Бактерии           ст.10
7. Нематоды           ст.10
8. Генетическая устойчивость к заболеваниям (туберкулёз)  ст.11
9. Мероприятия для повышения устойчивости животных к заболеваниям              ст.13
10. Заключение          ст.16

 

 

 

Давно известно, что некоторые виды, породы, группы и отдельные животные устойчивы или восприимчивы к тем или иным болезням. Наследственная резистентность или восприимчивость возникает при сопряженной эволюции, микро- и макроорганизмов в результате мутационного процесса. Яркий пример этого — существование видовой, почти абсолютной устойчивости. Так, лошади резистентны к ящуру и чуме крупного рогатого скота, тогда как последний не болеет сапом и устойчив к чуме свиней, а куры резистентны к сибирской язве. Взрослые люди обладают наследственной устойчивостью к полиомиелиту, и 99 % из них не заболевают, даже если не вакцинированы. При контакте с вирусом ящура поражается только 1 человек из 10 000.

Однако имеется другая очень важная группа болезней, генетическая природа которых пока мало изучена. Это болезни с наследственной предрасположенностью, или наследственно-средовые, возникающие под воздействием наследственности и факторов среды (лейкоз, мастит, туберкулез, болезни конечностей и т.д.). Приблизительно они составляют  92 % среди всех болезней животных и причиняют огромный экономический ущерб животноводству, а некоторые из них (туберкулез, бруцеллез и др.) представляют опасность и для здоровья человека.

Основные понятия. Резистентность — устойчивость организма к действию физических, химических и биологических агентов, вызывающих патологическое состояние. Это понятие несколько шире, чем иммунитет, хотя их иногда используют как синонимы.

Восприимчивость — предрасположенность организма к действию физических, химических и биологических факторов, приводящих к патологическому состоянию.

Устойчивость и восприимчивость у животных одного вида, как правило, не абсолютная, а относительная. Она может быть высокой, средней и низкой.

Болезнь можно определить как нарушение нормальной деятельности организма. Заболевание — возникновение болезни. Под заболеваемостью понимают частоту заболеваний в популяции или болезненность, болезненное состояние. Возбудители болезней обладают патогенностью (болезнетворностью), т. е. способностью паразитировать в организме животного.

Патогенность — наследственный признак возбудителя данного вида. Вирулентность — степень патогенности в отношении животных определенного вида. Вирулентность может различаться у разных штаммов одного вида возбудителя.

Наследование резистентности и восприимчивости. Генетическая природа болезней с наследственной предрасположенностью мало изучена. Для этой группы болезней характерны:

1)поли-факториальное (обусловленное многими локусами) контролирование устойчивости и восприимчивости;

2)влияние условий среды;

3)непрерывный переход от выраженных форм болезни до нормы, т. е. от восприимчивости до устойчивости;

4)высокая распространенность, незначительные генетические различия между популяциями;

5)большая изменчивость возраста проявления брлезни;

6)часто незначительная конкордантность в парах однояйцовых близнецов.

По фенотипу животных в отношении болезней с наследственной предрасположенностью можно разделить на два класса: здоровые и больные. Заболевают животные при достижении соответствующего порога Т действия активных аллелей и определенного уровня условий среды.

 

Устойчивость или восприимчивость относится к пороговым признакам — это признаки, распределение которых при расщеплении происходит прерывисто, но наследуются они полифакториально. Следует помнить, что наследственно восприимчивые животные не заболевают, если нет вирулентного возбудителя.

 

 

Рис. 62. Две выборки с различной частотой (/>, р\) порогового признака и с разными средними. Дисперсии порогового признака (заболеваемости) одинаковы:

А — распределение в родительском поколении: Б — распределение потомства "пораженных особей; В — распределение того же потомства, включающее два класса — здоровые (qt), больные (pi); х — средняя арифметическая; к — отклонение порога T от среднего, выраженное в единицах стандартного отклонения (о); i — среднее отклонение особей данного фенотипа от среднего всей группы

Устойчивость или восприимчивость к болезням иногда зависит от одного или немногих генов, но чаще определяется множеством локусов. Полигенный контроль устойчивости к болезням не дает возможности разграничить фенотипы вследствие маскирующего действия условий среды и небольшого эффекта отдельных генов. При полигенном наследовании в популяции наблюдается нормальное распределение по устойчивости или восприимчивости у родителей и гибридов первого поколения. Генетический контроль резистентности может быть изучен при скрещивании родителей с контрастными фенотипами и анализе гибридов F1, а также потомства от скрещивания F1 с родительскими формами. На рисунке 62 показано распределение родителей в случае эффекта доминирования резистентности (R) и доминирования восприимчивости. Возвратное скрещивание особей F1 с рецессивной родительской формой (анализирующее скрещивание) дает бимодальное распределение.

При полифакториальных болезнях выделяют два основных типа распределения: первый характеризуется многообразием стертых и субклинических вариантов, которые образуют непрерывный переход от нормы до выраженных форм болезни; при втором наблюдают множественные переходные варианты патологии между типичными формами проявления того или иного заболевания.

Для большинства полифакториальных болезней характерны непрерывная изменчивость и пороговое проявление фенотипов.

При скрещивании восприимчивой к болезни и резистентной линий потомство занимает промежуточное положение между родительскими формами. В общей популяции при отсутствии отбора по устойчивости и восприимчивости распределение в F1 такое же, как и у родителей. Такой тип распределения говорит о невозможности подхода к изучению полифакториальных болезней как к простым мендельским признакам.

Здесь нужно использовать методы, которые применяются для изучения генетики количественных признаков.

Методы изучения наследственной резистентности и восприимчивости к болезням. Существует несколько основных подходов к изучению генетической обусловленности устойчивости и восприимчивости животных к болезням:

1) клинико-генеалогический  анализ;

2) близнецовый  анализ;

3) выявление  породных, межлинейных и межсемейных различий;

4) селекционный  эксперимент;

5) популяционно-статистический  анализ;

6) анализ  связи заболеваний с маркерными  генами и др.

Для проведения клинико-генеалогического анализа составляют генеалогические схемы семейств и линий с указанием всех случаев заболеваний. Вычисляют частоту заболеваемости в пределах родственных групп, по которой их сравнивают между собой и с популяционной частотой. С помощью клинико-генеалогического анализа можно выяснить природу наследственных болезней, тип наследования, сцепление генов, картирование хромосом, взаимодействие генов, влияние инбридинга на частоту пораженных животных. Этот метод позволяет выявить резистентные и восприимчивые к болезни или группе болезней семейства и линии и использовать данные при разработке селекционных программ.

Близнецовый метод. Этот метод дает возможность определить соотносительную роль наследственности и среды в этиологии болезни. Для этого определяют конкордантность и дискврдантность. Конкордантность — присутствие или отсутствие болезни у обоих близнецов, а дискордантность — явление, при котором данный признак имеется лишь у одного близнеца. Сходство между однояйцовыми близнецами при различных болезнях выше, чем между двуяйцовыми. Часто конкордантность у первых проявляется не только в наличии болезни, но и в возрасте ее возникновения и клиническом проявлении. У человека конкордантность однояйцовых близнецов по туберкулезу равна 74 %, рахиту—88, сахарному диабету —84 %, а у двуяйцовых близнецов — соответственно 28, 22 и 37 %. Близнецовый метод позволяет получить доказательство генетической детерминации устойчивости к болезни, но не говорит о типе наследования резистентности (моногенный, полигенный, аутосомный или сцепленный с полом и т. д.).

Породные, межпородные и межлинейные различия. Анализ этих различии по устойчивости к болезням свидетельствует о роли генетических факторов в детерминации этого признака. Известно, что шотландские черноголовые овцы в общем более резистентны к гемонхозу, чем животные породы финский дорсет Джерсейский, красно-пестрый шведский скот более чувствителен к гипокальциемии, чем фризский и айрширский. В Африке блутанг (синий язык) животных в течение 100 лет приносит большой экономический ущерб. Это острая неконтагиозная болезнь, характеризующаяся воспалением слизистой оболочки рта, языка и поражением кожи конечностей. Местные породы энзоотических зон более устойчивы, чем разводимые в зонах, благополучных по заболеванию. У овец более резистентны к блутангу местные африканские и азиатские породы (каракульская, черноголовая персидская), чем европейские.

Селекционный эксперимент. Если в результате отбора повышается резистентность к заболеванию, то это говорит о генетической обусловленности резистентности и восприимчивости. Например, в течение 11 поколений селекции крыс на устойчивость к бактериям, вызывающим кариес зубов, была создана линия, превосходящая в 7 раз исходную популяцию по наследственной устойчивости к кариесу.

Чем успешнее селекция, тем с большей вероятностью можно предполагать, что устойчивость или восприимчивость контролируется небольшим числом локусов.

Популяционно-статистический метод. Применяется для изучения генетики устойчивости и восприимчивости мультифакториальных болезней, как и при изучении хозяйственно полезных признаков. В этом случае структура популяции не может быть охарактеризована частотами отдельных генов и соотношением генотипов. Поэтому используют такие статистические параметры, как средняя арифметическая, среднее квадратическое отклонение, вариации. Вычисляют коэффициенты корреляции и регрессии между родственниками. Некоторые исследователи считают, что коэффициенты наследуемости и генетической корреляции — важные параметры при изучении не только признаков продуктивности, но и устойчивости и восприимчивости к болезням.

Связь генетических маркеров с предрасположенностью к болезням. Анализ этой связи - еще один путь доказательства наследственной детерминации устойчивости-восприимчивости к болезням. Примеры таких ассоциаций были приведены (связь аллеля В21 групп крови с болезнью Марека у птиц и др.). Более перспективным может быть поиск генетических корреляций с подверженностью к болезням не с одним, а с несколькими маркерами. Следует использовать и биохимические маркеры.

Простое наследование устойчивости. Под этим термином понимают, что резистентность к болезни контролируется одним или немногими генами. Всего лишь несколько наследственно-средовых болезней с простым наследованием известно в настоящее время.

 

 

 

Вирусы. У кур описано аутосомно-доминантное наследование устойчивости к лимфоидному лейкозу. При этом выделяют два уровня генетической резистентности: клеточную резистентность к вирусной инфекции и резистентность к развитию опухоли у инфицированных вирусом птиц. Отмечаются особенности наследования к определенным субгруппам вирусов. Однако устойчивость к развитию опухоли проявляется комплексно и с меньшей субгрупповой специфичностью.

Резистентность к вирусу гриппа у мышей также кодируется аутосомно-доминантным геном, а устойчивость к вирусу мышиного гепатита — рецессивным геном.

Известен еще ряд примеров простого наследования устойчивости к вирусам у лабораторных животных.