Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Московский государственный университет прикладной биотехнологии

Кафедра анатомии, физиологии и кормления животных

Ветеринарно-санитарный факультет

Курсовая работа

по животноводству

Тема: «Гетерозис и инбредная сила»

Москва – 2007год

План работы

Введение	3
1. Гетерозис	4
2. Влияние инбридинга	8
3. Гетерозис и гибридизация	9
4. Гетерозис в сельском хозяйстве	10
5. Генетические основы использования гетерозиса в животноводстве	13
6. Гетерозис и его использование в животноводстве	16
7. Межпородное скрещивание в молочном скотоводстве и некоторое проблемы при использовании голштинской породы	23
8. Гетерозис по молочности у крупного рогатого скота	26
9. Значение гетерозиса при производстве мяса	27
10. Гетерозис в птицеводстве	30
Заключение	33
Библиографический список	34

Введение

Одной из задач животноводства является выведение новых пород животных отвечающих потребностям современного человека. В настоящее время селекционеры и генетики вплотную занимаются изучением наследственности у животных, исследуют механизмы передачи полезных признаков. При выведении новых пород сельскохозяйственных животных учитывают множество параметров и явлений, связанных со скрещиванием животных и получении новых особей, сочетающих в себе признаки обоих родителей.

При выведении новых пород животных и улучшении уже имеющихся пород зачастую пользуются близкородственным скрещиванием, т.е. инбридингом. При этом виде скрещивания можно получить высокую продуктивность животного, но также наряду с гетерозисом может проявиться инбредная депрессия.

Более подробно о достоинствах и недостатках данного явления будет рассказано ниже.

1. Гетерозис

Гетерозис (от греч. heteroiosis — изменение, превращение), «гибридная сила», ускорение роста и увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости гибридов первого поколения при различных скрещиваниях, как животных, так и растений. Во втором и последующих поколениях гетерозис обычно затухает. Различают истинный гетерозис — способность гибридов оставлять большое число плодовитых потомков, и гигантизм — увеличение всего гибридного организма или отдельных его частей. Гетерозис обнаружен у разнообразных многоклеточных животных и растений (в т. ч. и самоопылителей). Сходные с гетерозисом явления наблюдаются при половом процессе и у некоторых одноклеточных. У сельскохозяйственных животных и возделываемых растений гетерозис нередко приводит к значительному повышению продуктивности и урожайности.

Гетерозис и обратная ему инбредная депрессия были известны уже древним грекам, в частности Аристотелю. Первые научные исследования гетерозиса у растений проведены немецким ботаником И. Кёльрёйтером (1760). Ч. Дарвин обобщил наблюдения о пользе скрещиваний (1876), оказав тем самым большое влияние на работы И. В. Мичурина и многих др. селекционеров. Термин «гетерозис» предложил американский генетик Г. Шелл (1914); он первый получил «двойные» межлинейные гибриды кукурузы. Основы метода промышленного выращивания этих гибридов разработал Д. Джонс (1917). Применение гибридизации в сельском хозяйстве расширяется из года в год, что стимулирует и теоретические исследования гетерозиса. Особи с сильно выраженным гетерозисом имеют преимущества при естественном отборе, и потому проявления гетерозиса усиливаются, что способствует увеличению генетической изменчивости. Нередко возникают устойчивые генетические системы, обеспечивающие преимущественное выживание гетерозигот по многим генам.

  Исследование гетерозиса, помимо обычного изучения морфологических признаков, требует применения физиологических и биохимических методик, позволяющих обнаружить тонкие различия между гибридами и исходными формами. Начато изучение гетерозиса и на молекулярном уровне: в частности, у многих гибридов исследуется строение специфических белковых молекул — ферментов, антигенов и др.

  По Дарвину, гетерозис обусловлен объединением в оплодотворённой яйцеклетке разнородных наследственных задатков. На этой основе возникли две главные гипотезы о механизме гетерозиса. Гипотеза гетерозиготности («сверхдоминирования», «одногенного» гетерозиса) была выдвинута американскими исследователями Э. Истом и Г. Шеллом (1908). Два состояния (два аллеля) одного и того же гена при их совмещении в гетерозиготе дополняют друг друга в своём действии на организм. Каждый ген управляет синтезом определенного полипептида. У гетерозиготы синтезируются несколько различных белковых цепочек вместо одной и нередко образуются гетерополимеры — «гибридные» молекулы; это может дать ей преимущество. Гипотезу доминантности (суммирования доминантных генов) сформулировали американские биологи А. В. Брюс (1910), Д. Джонс (1917) и др. Мутации (изменения) генов в общей массе вредны. Защитой от них служит увеличение доминантности «нормальных» для популяции генов (эволюция доминантности). Совмещение у гибрида благоприятных доминантных генов двух родителей приводит к гетерозису. Обе гипотезы гетерозиса могут быть объединены концепцией генетического баланса (американский учёный Дж. Лернер, английский К. Матер, русский генетик Н. В. Турбин). В основе гетерозиса, по-видимому, лежит взаимодействие как аллельных, так и неаллельных генов. Однако во всех случаях гетерозис связан с повышенной гетерозиготностью гибрида и его биохимическим обогащением, что и обусловливает усиление обмена веществ. Особый практический и теоретический интерес представляет проблема закрепления гетерозиса. Она может быть решена путём удвоения хромосомных наборов, создания устойчивых гетерозиготных структур и использования всех форм апомиксиса, а также вегетативного размножения гибридов. Эффект гетерозиса может быть закреплен и при удвоении отдельных генов или небольших участков хромосом. Роль таких дупликаций в эволюции очень велика; поэтому гетерозис следует рассматривать как важный этап на пути эволюционного прогресса.

Под гетерозисом понимают явление, когда животные, получен­ные от скрещивания при определенном подборе, превосходят луч­шую из родительских форм по общей жизнеспособности, энергии роста и развития, плодовитости, крепости конституции, выносли­вости, устойчивости к заболеваниям, по продуктивности. В ряде случаев наблюдается гетерозис как результат комбинации при­знаков родителей — комбинационный гетерозис. В тех случаях, когда трудно определить слагаемые гетерозиса, его называют трансгрессивным.

Одна из характерных особенностей гетерозиса — его наиболь­шая степень выраженности лишь в I поколении (F₁) гибридов, помесей. На этом основании можно сказать, что гетерозис — гиб­ридная мощность, проявляется только в I поколении (однократ­ный эффект), затем он затухает и исчезает в последующих поко­лениях при скрещивании гибридов друг с другом, если не приме­няются специальные меры по сохранению эффекта гетерозиса. Гетерозис связан с возрастанием гетерозиготности организма помесей. Генетический механизм гетерозиса пока не установлен.

Разрабатываются специальные методы селекции животных на получение эффекта гетерозиса не только в I поколении, но и в ряде последующих. Такие методы дадут возможность получать его в результате скрещивания или внутрипородной селекции ге­терогенного подбора, методом стимуляции онтогенеза биологиче­ски активными веществами и др.

В связи с тем что эффект гетерозиса бывает весьма различ­ным при скрещивании и при чистопородном разведении, сущест­вует несколько методов определения эффекта гетерозиса.

Н. П. Дубинин (1957) предложил эффект гетерозиса рассчи­тывать по следующей формуле:

_{Б - А}

ЭГ = _{(Б1 – А1) + (Б2 – А2) : 2} × 100

где ЭГ — эффект гетерозиса; Б — масса или другой показатель на конец пе­риода (кг, см); А — масса или другой показатель на начало периода (кг, см); 1Б,, Ба — масса или другой показатель чистопородных сверстников разных пород, используемых в скрещивании на конец и начало периода (кг, см).

Положительным эффект гетерозиса считается в том случае, •если помеси превосходят чистопородных сверстников не менее чем на 10—15% (Дубинин, 1978). Если нет возможности срав­нить помесных животных с общими родительскими породами, то положительные результаты, получаемые при скрещивании, назы­вают эффектом скрещивания.

На эффект и формы гетерозиса у сельскохозяйственных жи­вотных оказывает влияние среда, в которой находятся как роди­тельские формы, так и их потомство. Наиболее доступным прие­мом генетического анализа эффекта гетерозиса у сельскохозяй­ственных животных, по мнению Н. Ф. Ростовцева (1971), являет­ся сопоставление потомства от прямого и реципрокного скрещи­вания. Однако и здесь выявить причины, вызывающие различия в силе гетерозиса, трудно, поскольку они могут быть следствием лрямого влияния материнского организма на потомство в эмб­риональный период, что особо часто отмечается у плацентарных животных. Они могут быть результатом различной сочетаемости геномов, идущих от отца и матери при прямом и реципрокном скрещиваниях. Примером изучения гетерозиса при прямом и ре­ципрокном скрещивании служит гибридизация яка с заводскими породами крупного рогатого скота, которая широко проводится в СССР. Скрещивание с швицкими быками давало нормально развитых гибридов с повышенной жизнеспособностью и живой массой, при реципрокном скрещивании (корова — швиц, произ­водитель— як) гибриды имели пониженную жизнеспособность. Различия гибридов от прямого и реципрокного скрещивания на­блюдались и в продолжительности периода эмбрионального раз­вития.

По данным М. Формана (США, 1971), при скрещивании джерсейского и голштинского скота лучшими по производству молочного жира оказались помеси от реципрокного скрещивания по сравнению с помесями от прямого скрещивания и с исходными родительскими формами. Помеси, полученные от голштинских коров и быков джерсейской породы, имели удой 5588 кг при жир­ности молока 4,6% (225 кг молочного жира). У помесного потом­ства от джерсейских коров и быков голштинской породы удой был 5808 кг молока жирностью 4,88%.