Choď na obsah Choď na menu
 


Prehľad literatúry - živočíšne genetické zdroje a genetická diverzita

14. 7. 2010

1         Súčasný stav riešenej problematiky

1.1       Živočíšne genetické zdroje a genetická diverzita

 

Živočíšne genetické zdroje sú podľa terminológie FAO geneticky jedinečné populácie spolu s ich priamymi divými predkami, vytvorené všetkými domestikačnými procesmi v rámci každého živočíšneho druhu využívaného na produkciu potravy
a pre účely poľnohospodárstva (Kadlečík et al., 2004). Domestikácia hospodárskych zvierat a ich dlhá história migrácie, selekcie  a adaptability vytvorili celú škálu plemien. (Groeneveld et al., 2010). Dôvodov na uchovanie génových rezerv v živočíšnej výrobe je mnoho. Ohrozené alebo miznúce populácie hospodárskych zvierat sa môžu vyznačovať v súčasnosti nevyužívanými vlastnosťami, ktoré sa môžu pri zmenených podmienkach prostredia, pozmenených požiadavkách trhu, alebo krížení s inými plemenami, ukázať výhodné v porovnaní so súčasnými plemenami. Miznúce plemená môžu mať tiež význam ako náhradné populácie vtedy, keď pri prevládajúcich plemenách postupne dochádza k vyčerpaniu užitočnej genetickej variability. Pri intenzívnej selekcii dochádza totiž k poklesu využiteľných genetických rozdielov medzi zvieratami. Tým sa dlhodobo obmedzuje možnosť ďalšieho genetického pokroku
i prispôsobivosti zvierat meniacim sa podmienkam prostredia (Majerčiak, 1989). 

Duruttya (1973), Majerčiak (1989), Kadlečík et al. (2004), Oravcová et al. (2006) a iní poukázali v minulosti na to, že huculské ale aj iné plemená sú v stave ohrozenia. Duruttya (1973), Majerčiak (1989) predstavili rozdielne možné riešenia a aktivity vedúce k záchrane huculského plemena. FAO klasifikovalo charakteristiku rizikových populácií plemien nasledovne:

·        Vyhynuté plemeno: je taká populácia daného plemena, ktorá sa už nedá obnoviť, neexistuje žiaden genetický materiál pre rekonštrukciu plemena (spermie, oocyty, embrya, alebo iný genetický materiál).

·        Kritické plemeno: je vtedy ak v populácii plemena je menej ako 100 samíc
a 5 samcov. Veľkosť populácie sa približuje k hodnote 100 jedincov a počet čistokrvných jedincov je menej ako 80 %.

·        Ohrozené plemeno: je charakterizované počtom od 100 do 1000 samíc a 5 až 20 samcov. Počet čistokrvných samíc je menej ako  80 %.  Veľkosť populácie sa približuje alebo je mierne nad 1000 jedincov.

·        Plemená, ktoré nie sú v riziku ohrozenia, sú také populácie plemien, ktorých počet samcov je väčší ako 20 jedincov a počet samíc je väčší ako 1000. Percento čistokrvných jedincov je blízske hodnote 100 % (FAO, 2007)

 Ajmone – Marsan (2009) uvádza sociálno – ekonomické aspekty živočíšnych genetických zdrojov, pozri  Obr. 1.

 

Obr. 1 Sociálno – ekonomické aspekty hodnoty diverzity ŽGZ

 

Biodiverzita je rozmanitosť života na Zemi - variabilita ekosystémov, druhov
a populácií, rozmanitosť v rámci druhov a jednotlivých živých organizmov. Genetická diverzita je variabilita alel a genotypov prezentujúcich sa v študovanej populácii (Frankham et al., 2002). Kníže a Kučera (1978) uvádzajú, že podstatu genetického polymorfizmu objasnili a definovali R.A. Fisher a E.B. Ford, ktorí ho definovali ako súčasný výskyt dvoch alebo niekoľkých geneticky odlišných foriem v populácii. Zastávali teóriu, že čím je genetická variabilita vyššia, tým je pôsobenie prírodnej selekcie efektívnejšie vo smere zvyšovania reprodukčnej spôsobilosti. Hodnotiť genetickú diverzitu je možné na základe polymorfných systémov bielkovín a krvi, polymorfizmu DNA a medzigénovej DNA, metódami kvantitatívnej genetiky a analýzou rodokmeňov. Rodokmeňovou analýzou hodnotili variabilitu v populácií plemien koní Zechner et al. (2002), Valera et al. (2005), Royo et al. (2007), Cervantes et al. (2008), Druml et al. (2009) a iní. Boli hodnotené aj populácie dobytka (Sölkner et al., 1998, Gutiérrez et al., (2003), oviec (Gutierréz et al. 2003), (MacKinnon, 2003) a iných druhov.

Medzi základné pojmy genetickej diverzity patria lokus a alela. Lokus je miesto
na chromozóme, kde sídli alela. Alela je určitý úsek na deoxyribonukleovej kyseline.
V niektorých prácach je gén synonymum alely, čo nie je celkom správne. V populačnej genetike sú tri možné cesty, kedy sú alely na jednom lokuse rozdielne. Prvá možnosť
je podľa pôvodu (by origin). Alely sú rozdielne podľa pôvodu ak pochádzajú
z rovnakého lokusu ale z rozdielneho chromozómu. Alely môžu byť rozdielne v stave
(by state) ak DNA sekvencie alel sú rozdielne. Alely rozdielne  od spoločného predka (by descent) sú vtedy, ak dve alely na jednom lokuse nepochádzajú od jedného spoločného predka. Dve alely môžu byť rozdielne od spoločného predka ale identické
v stave, čo zapríčiňujú mutácie (pozri Obr. 2), (Gillespie, 1998).

Obr. 2 Dve alely sú identické v generácii n, pretože pochádzajú od jedného spoločného predka, ale nie sú identické v stave (Zdroj: Gillespie, 1998).

 

Pri hodnotení genetickej diverzity molekulárnou a kvantitatívnou genetikou sú využité rôzne prístupy a metódy. Hlavné pojmy ktoré súvisia s hodnotením genetickej diverzity z rôznych hľadísk prezentoval Windig (2009), Tab. 1.

                                                      

Tab. 1

Základné aspekty pri hodnotení genetickej divertity v molekulárnej a kvantitatívnej genetike

Molekulárna genetika

Kvantitatívna genetika

Heterozygozita

Genetická variancia

Frekvencia alel

Príbuznosť

Identické v stave

Identické od spoločného predka

Pôvodná mutácia

Generácia základných predkov

Závislý lokus

Začiatok známych rodokmeňov

Aktuálny stav

Pravdepodobnosť/Predpoveď

 

Ochranárska – konzervačná genetika študuje široké spektrum genetických znakov.
Tie sa dajú rozdeliť na znaky neutrálne, neprejavujúce sa vo fenotype a sú neutrálne voči prírodnej selekcii. Druhou skupinou sú znaky selektované, ktoré sú prospešné alebo neprospešné (Bryja a Hájková, 2005). Klasické hodnoty genetickej diverzity
sú počítané cez známe markéry genotypov, vrátane niektorých dôležitých parametrov. Prvá hodnota genetickej diverzity je alelická diverzita. Je definovaná ako počet rozdielných variantov, ktoré majú jedinci v populácii na konkrétnom lokuse. Čím
je alelická diverzita vyššia, tým je väčšia možnosť evolúcie populácie. Druhou hodnotou genetickej diverzity je pozorovaná heterozygótnosť. Hospodárske zvieratá dú diploidné a každý jedinec ma dvojicu alel na jednom lokuse.  U homozygótov sú dve alely na jednom lokuse identické, zatiaľ čo u heterozygótov sú dve alely na danom lokuse odlišné.  Čím je nižšia pozorovaná heterozygótnosť, tým je vyššie riziko pôsobenia inbrídnej depresie. Treťou hodnotou genetickej diverzity je očakávaná heterozygozita. Často krát je menšia ako pozorovaná, čo je zapríčinené tým,
že v populácií nebolo náhodné párenie. Očakávaná heterozygozita je pomer heterozygotov v ideálnej populácii (Mäki-Tanila et al., 2010). V Slovenskej republike hodnotili genetickú diverzitu huculského plemena pomocou mikrosatelitov Jakabová et al. (2006), Trandžík et al. (2007), Židek et al. (2007). Jakabová et al. (2006) hodnotili genetickú variabilitu chladnokrvných koní na základe frekvencií alel v 12 mikrosatelitných lokusov. Spolu vyšetrili 101 jedincov, z čoho bolo 47 jedincov huculského plemena. Záver práce bol, že v populácii chladnokrvných koní na Slovensku nedetekovali zníženú variabilitu. Pri huculskom plemene bola detekovavá hetorozygozita 6,411765. Židek et al. (2007) hodnotili 48 jedincov huculského plemena a setu 12 mikrosatelitov. Na základe dendogramov genetických vzdialenosti uvádzajú, že hucul nie je v ohrození straty genetickej diverzity.  Židek et al. (2009) hodnotili tri populácie huculského koňa –  českú, slovenskú a poľskú, s využitím mikrosatelitných markérov. Trakovická et al. (2006) hodnotili genetický polymorfizmus bielkovín krvi  a genetické vzdialenosti u piatich plemien koní plemien arabský plnokrvník, slovenský teplokrvník, slovenský športový kôň, anglický plnokrvník a nónius. Najväčšiu genetickú vzdialenosť zistili medzi nóniusom a slovenským teplokrníkom, napríbuznejšie boli plemená arabský plnokrvník a slovenský teplokrvník. Poukazujú na minimálne rozdiely v génovej a genotypovej štruktúre porovnávaných populácií koní. Curik et al. (2003) uvádzajú nepreukáznu zápornú koreláciu medzi koeficientom inbrídingu a individuálnou heterozygozitou pre lipické kobyly (r = - 0,034, P = 0,526), čo potvrdzujú aj Luis et al. (2007) pri hodnotení plemená koní sorraia. Bryja a Hájková (2005) uvádzajú, že analýza neutrálnych DNA markérov, medzi ktoré patria aj mikrosatelity, môžu poskytnúť informácie o genetickej štruktúre populácie a ich historickom vývoji, čo sú nepochybne dôležité údaje pre ich ochranu. Za dôležitejšie pre životaschopnosť populácie považujú funkčnú variabilitu, ktorá priamo ovplyvňuje prežívanie jedincov a tiež celých populácií. Funkčná variabilita je zabezpečená produktmi funkčných génov. Môže byť rozdelená
na variabilitu škodlivú („detrimental“) a prospešnú („adaptive“). Škodlivá variabilita
je najčastejšie v populácii prítomná vo forme recesívnych alel (tzv. škodlivé mutácie). Za normálnych podmienok je frekvencia týchto alel v populácii udržiavaná na veľmi nízkej úrovni pôsobením prírodného výberu a tieto alely sú prítomné v prevažne heterozygotných genotypoch a prakticky sa neprejavujú, (len u recesívnych homozygótov). Za určitých podmienok však môže dôjsť k nárastu proporcií homozygótov, včítane recesívnych, a k negatívnemu dopadu škodlivej variability na životaschopnosť populácií. Dochádza k tomu pri inbrídingu, vplyvom zvýšenia prejavu recesívnych alel, čo má za následok zníženie prežiteľnosti a reprodukčnej spôsobilosti ako dôsledok inbrídnej depresie.

 

Komentáre

Pridať komentár

Prehľad komentárov

Zatiaľ nebol vložený žiadny komentár.