Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010 projekt



Hasonló dokumentumok
10. CSI. A molekuláris biológiai technikák alkalmazásai

Többgénes jellegek. 1. Klasszikus (poligénes) mennyiségi jellegek. 2.Szinte minden jelleg több gén irányítása alatt áll

Populációgenetikai. alapok

XXI. századi lehetőségek a húsmarhatenyésztésben. Dr. Komlósi István egyetemi tanár Debreceni Egyetem

Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A projekt

HAPMAP Nemzetközi HapMap Projekt. SNP GWA Haplotípus: egy kromoszóma szegmensen lévő SNP mintázat

A Hardy-Weinberg egyensúly. 2. gyakorlat

Szent István Egyetem. Az ivarérés idejét maghatározó QTL-ek genetikai térképezése tyúkban. Szabó Gyula Doktori értekezés

Evolúcióbiológia. Biológus B.Sc tavaszi félév

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA

Hátterükben egyetlen gén áll, melynek általában számottevő a viselkedésre gyakorolt hatása, öröklési mintázata jellegzetes.

Prenatalis diagnosztika lehetőségei mikor, hogyan, miért? Dr. Almássy Zsuzsanna Heim Pál Kórház, Budapest Toxikológia és Anyagcsere Osztály

Általános állattenyésztés

Mangalica specifikus DNS alapú módszer kifejlesztés és validálása a MANGFOOD projekt keretében

A BREEDPLAN-t a nagy húsmarhatenyésztı országok széles körben használják Magyarország

mangalica sertésn Prof. dr. Bali Papp Ágnes TÁMOP-4.2.1/B Szellemi, szervezeti és K+F infrastruktúra fejlesztés a Nyugatmagyarországi

A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben

ADATBÁNYÁSZAT I. ÉS OMICS

Bakteriális identifikáció 16S rrns gén szekvencia alapján

Juh és szarvasmarha tenyésztési programok fejlesztését megalapozó kutatások

A Multi Locus Sequence Typing (MLST) alkalmazhatósága az élelmiszermikrobiológiában

TENYÉSZTÉSSZERVEZÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

JUH ÉS SZARVASMARHA TENYÉSZTÉSI PROGRAMOK FEJLESZTÉSÉT MEGALAPOZÓ KUTATÁSOK

A kromoszómák kialakulása előtt a DNS állomány megkettőződik. A két azonos információ tartalmú DNS egymás mellé rendeződik és egy kromoszómát alkot.

A versenyteljesítmény alapú szelekció lehetőségei a telivér- és ügetőtenyésztésben

Diagnosztikai célú molekuláris biológiai vizsgálatok

Genetikai panel kialakítása a hazai tejhasznú szarvasmarha állományok hasznos élettartamának növelésére

Szelekció. Szelekció. A szelekció típusai. Az allélgyakoriságok változása 3/4/2013

Johann Gregor Mendel Az olmüci (Olomouc) és bécsi egyetem diákja Brünni ágostonrendi apát (nem szovjet tudós) Tudatos és nagyon alapos kutat

A gidrán fajta genetikai változatosságának jellemzése mitokondriális DNS polimorfizmusokkal Kusza Szilvia Sziszkosz Nikolett Mihók Sándor,

A MAGYARTARKA TENYÉSZTÉS AKTUÁLIS HELYZETE, JÖVŐKÉP

Evolúció. Dr. Szemethy László egyetemi docens Szent István Egyetem VadVilág Megőrzési Intézet

Genomika. Mutációk (SNP-k) és vizsgálatuk egyszerű módszerekkel. DNS szekvenálási eljárások. DNS ujjlenyomat (VNTR)

10. Genomika 2. Microarrayek és típusaik

DNS-szekvencia meghatározás

Mutáció detektáló módszerek

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA

-Vese körüli zsír tömege (g) (12) ,68 2,18

DOKTORI (PHD) ÉRTEKEZÉS CERNÁK ISTVÁN

Evolúció. Dr. Szemethy László egyetemi docens Szent István Egyetem VadVilág Megőrzési Intézet

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI TEMPFLI KÁROLY

Tudománytörténeti visszatekintés

Domináns-recesszív öröklődésmenet

Készült a Pannon Egyetem, Állat- és Agrárkörnyezettudományi

A PKU azért nem hal ki, mert gyógyítják, és ezzel növelik a mutáns allél gyakoriságát a Huntington kór pedig azért marad fenn, mert csak későn derül

Szent István Egyetem ŐSHONOS MAGYAR TYÚKÁLLOMÁNYOK GENETIKAI DIVERZITÁSÁNAK VIZSGÁLATA KÜLÖNBÖZŐ MOLEKULÁRIS GENETIKAI MARKEREK SEGÍTSÉGÉVEL

Régi új csúcstenyészérték a magyartarka fajtában

Populációgenetikai vizsgálatok eredményei hangulatzavarokban. Képalkotó vizsgálatok alkalmazása a neuropszichofarmakológiában

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

In Situ Hibridizáció a pathologiai diagnosztikában és ami mögötte van.

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

GENOMIKA TÖBBFÉLE MAKROMOLEKULA VIZSGÁLATA EGYIDŐBEN

A HUMÁN GENOM PROJEKT Sasvári-Székely Mária* Semmelweis Egyetem, Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Pathobiokémiai Intézet

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA

A HUMÁNGENETIKA LEGÚJABB EREDMÉNYEI Péterfy Miklós

Populációgenetika és evolúció

Szakmai zárójelentés

A DNS szerkezete. Genom kromoszóma gén DNS genotípus - allél. Pontos méretek Watson genomja. J. D. Watson F. H. C. Crick. 2 nm C G.

Molekuláris genetika a hal génmegőrzésben - eredmények és trendek -

A KETTŐSHASZNOSÍTÁS NEM ZSÁKUTCA VÁLASZOK A JÖVŐ KIHÍVÁSAIRA

MIKROSZATELLITEK ADAPTÁLÁSA ÉS IZOLÁLÁSA PULYKA ÉS LÚD ÁLLOMÁNYOK VIZSGÁLATÁHOZ

Természetes szelekció és adaptáció

Kromoszómák, Gének centromer

Molekuláris ökológia Általános Ökológia 2012

JUH ÉS SZARVASMARHA TENYÉSZTÉSI PROGRAMOK FEJLESZTÉSÉT MEGALAPOZÓ KUTATÁSOK. MTA Doktori értekezés tézisei. Komlósi István

Genetikai térképezés, gén azonosítás Mészáros Klára, Karsai Ildikó

NÖVÉNYNEMESÍTÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Kvantitatív genetikai alapok április

Nagy Emese: Polimorfizmus és rokonsági körök vizsgálata kukoricában (Zea mays) Témavezetők: Cs. L. Marton G Gyulai

A szarvasmarha növekedési hormon és növekedési hormon receptor gének AluI polimorfizmusának vizsgálata magyar holstein-fríz bikanevelő állományban

molekuláris (RAPD, SSR, AFLP és SCAR) jellemzése.

Genetikai fejlesztések az állatjólét szolgálatában. Bikal november 22.

BEVEZETÉS CÉLKITŰZÉS

Az egyetlen automatizált állományelemző program.

Opponensi vélemény. A téma aktualitása:

Az evolúció folyamatos változások olyan sorozata, melynek során bizonyos populációk öröklődő jellegei nemzedékről nemzedékre változnak.

A genetikai sodródás

Nosocomialis infekciókat okozó baktériumok tipizálásának jelentősége a kórházi járványok felderítésében

Tartalomjegyzék TARTALOMJEGYZÉK

A (human)genetika alapja

MOLEKULÁRIS GENETIKA A LABORATÓRIUMI MEDICINÁBAN. Laboratóriumi Medicina Intézet 2017.

Példák a független öröklődésre

A humán mitokondriális genom: Evolúció, mutációk, polimorfizmusok, populációs vonatkozások. Egyed Balázs ELTE Genetikai Tanszék

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA FERENC SZABÓ

A SZIE, MKK GENETIKA ÉS BIOTECHNOLÓGIAI INTÉZETÉNEK EREDMÉNYEI A NÖVÉNYNEMESÍTÉS TUDOMÁNYOKBAN ÉS A NEMESÍTÉS UTÁNPÓTLÁS NEVELÉSBEN

BIOLÓGIA HÁZIVERSENY 1. FORDULÓ BIOKÉMIA, GENETIKA BIOKÉMIA, GENETIKA

NÖVÉNYNEMESÍTÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Orvosi Genomika. 1. Trendek a modern orvostudományban. 2. Genomika és modern orvostudomány

Adatok statisztikai értékelésének főbb lehetőségei

A a normál allél (vad típus), a a mutáns allél A allél gyakorisága 50% a allél gyakorisága 50%

Tenyésztési eljárások a szarvasmarha-tenyésztésben

Genetikai térképezés, gén azonosítás

Nincs öntermékenyítés, de a véges méret miatt a párosodó egyedek bizonyos valószínűséggel rokonok, ezért kerül egy

Az öröklődés legfontosabb alapfogalmai Genotípus X környezet interakció. A környezet meghatározó. Genetika & szelekció a vadgazdálkodásban

Szent István Egyetem ŐSHONOS MAGYAR TYÚKÁLLOMÁNYOK GENETIKAI DIVERZITÁSÁNAK VIZSGÁLATA KÜLÖNBÖZŐ MOLEKULÁRIS GENETIKAI MARKEREK SEGÍTSÉGÉVEL

Mangalica tanácskozás Debrecen Augusztus 18. Dr. Radnóczi László

DNS MARKEREK VIZSGÁLATA A BAROMFI ÁLLOMÁNYOK GÉNMEGŐRZÉSÉBEN. Hidas András Kisállattenyésztési és Takarmányozási Kutatóintézet, Gödöllő

Jövőbeni kilátások a szarvasmarhatenyésztésben

ÁLLATTENYÉSZTÉSI TUDOMÁNYOK DOKTORI ISKOLA Doktori Iskola vezető: Dr. Bánszki Tamás, MTA doktora. Témavezetők: mezőgazdaság-tudomány kandidátusa

TEJTERMELÉST ÉS HÚSMINŐSÉGET BEFOLYÁSOLÓ DGAT1 K232A, leptin C528T, TG 5 UTR POLIMORFIZMUSOK VIZSGÁLATA HAZAI SZARVASMARHA POPULÁCIÓKBAN

Átírás:

Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010 projekt ÁLLATGENETIKA Debreceni Egyetem Nyugat-magyarországi Egyetem Pannon Egyetem A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

Marker-alapú szelekció (MAS)

Előadás áttekintése Molekuláris markerek MAS- GAS Markerek felhasználása a tenyésztési programokban Várható hatékonyságnövekedés Marker használata a tenyészértékbecslésben Marker alapú cseppvérkeresztezés Származás azonosítás Genetikai variabilitás

A marker fogalma Nukleotid változatok, azonosítható kromoszóma hellyel, öröklésük mendeli szabályokat követ. A fenotípus kialakításában részt nem vevő semleges allélok. Az ideális marker jellemzői: nagyfokú polimorfizmus, kodomináns öröklődés, könnyű hozzáférhetőség, reprodukálhatóság.

Molekuláris markerek Molekuláris markerek DNS szintű polimorfizmust fednek fel. Vannak kromoszóma részek, ahol DNS szekvenciák fajon belüli különbségek azonosíthatók. Markerek kódoló és nem kódoló régiókban egyaránt előfordulhatnak.

DNS szintű különbségek Inzerció vagy deléció (Indels) Single nucleotide polymorphisms (SNPs) Variable number of tandem repeats (VNTRs) A markerek a fentiek egy vagy több különbözőségét jelzik

Restriction fragment length polymorphism (RFLPs) RFLP-k voltak az első DNS alapú markerek Restrikciós enzimek felhasználása a DNS hasításában A restrikciós enzimek kötőhelyén egy bázis Helyettesítéséből adódó polimorfizmuson alapszik

Restriction fragment length polymorphism

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) Véletlenszerűen megválasztott random oligonukleotidokkal indított PCR A random 9-12, nukleotidból álló primer alkalmazásával generált DNS fragmentum teszi lehetővé a genotípusok összehasonlítását RAPD lókuszok az egész genomban véletlenszerűen oszlanak el

Amplified Fragment length polymorphism (AFLP) A DNS restrikciós emésztésén és a fragmentumok szelektív PCR amplifikációján alapuló módszer A DNS hasítása egy gyakran és egy ritkán hasító enzimmel emésztjük Az AFLP mintázatot a restrikciós fragmentumok hosszának különbsége eredményezi

SNP markerek Single nucleotide polymorphism: egyetlen nukleotid polimorfizmus, rendszerint 2 alternatív nukleotiddal Feltételezi a DNS szekvencia ismeretét A pontmutációkból eredő allévariációkat szekvenálással, allél specifikus amplifikációval, hibridizációval mutatják ki.

Mikroszatellit markerek 5 BL25 GGCAATGGAAGTGG CACACA...CACACA CACTCACCCACTAGATC CCGTTACCTTCACC GTGTGT...GTGTGT GTGAGTGGGTGATCTAG 3 5 3 Az allélok hossza eltér

Marker jellemzői Sűrűség SNP (~1 minden 1000 bp-onként)>> mikroszatellit Mutációs ráta Mikroszatellitek (1x10-5 ) > SNP-k (1x10-9 ) Genotipizálási hiba - Gyakran laborfüggő ellenőrzés!

Markerekre alapozott szelekció (MAS)

Mennyiségi tulajdonságok szelekciója Genetikai paraméterek, azaz, a heritabilitás, genetikai variancia, korrelációk felhasználása A pedigrében lévő egyedek fenotípusának statisztikai elemzése A tulajdonságok kialakításában résztvevő gének száma és hatása nem ismert Az ivadéknemzedék átlagteljesítménye javítása a tenyészérték megbízhatóságának, szelekciós intenzitásnak, genetikai varianciának és a generációs intervallumnak a függvénye

A mennyiségi tulajdonságok Korlátozó tényezők: összetettsége Ha a fenotípus az élet késői szakaszában mérhető, az kevés alkalommal, ivarhoz kötött, vagy az állat feláldozásával jár a, tenyészértékbecslés kevésbé megbízható Néhány gén közötti negatív kapcsolat, amit kapcsoltság vagy episztázis okoz Az ideális tulajdonságnak magas az öröklődhetősége, s tenyészérettség előtt mérhető Molekuláris markerek már az embrióból megállapíthatók!

Quantitative trait loci (mennyiségi tulajdonságot befolyásoló génhely) QTL-ek olyan nagyhatású gének, melyek a genomban való azonosításukat lehetővé teszi A QTL közelében lévő génszakaszok ismerete növelheti a tenyészértékbecslés megbízhatóságát Genetikai markerek a QTL közelében lévő jelzőbólyák a genomban.

MAS és GAS Marker alapú szelekció (MAS) szelekció olyan DNS markerek alapján, melyek a QTLhez kapcsoltak közvetett marker (II. típusú marker) Markerek lehetnek kapcsoltsági egyensúlyban (linkage equilibrium (LE)) a QTL-el kapcsoltsági egyensúlyhiányban (linkage disequilibrium (LD) a QTL-el Genotípus alapú szelekció (GAS) szelekció közvetlenül az adott génmutációra (allélra) közvetlen marker (I. típusú marker)

Kapcsolt markerek m m G G m G m G Laza kapcsoltság (m rendszerint, de nem mindig öröklődik a G-vel) Szoros kapcsoltság (m közel mindig öröklődik a G-vel)

Populációszintű összefüggéshez kiegyensúlyozatlan kapcsoltságot kell meghatározni Kapcsoltsági fázis m G m Különböző családokban, egy bizonyos marker allél egy másik QTL-hez kapcsolódik G M G M G Apa 1 m öröklése a kívánatos Apa 2 M öröklése a kívánatos A marker a családon belüli szelekcióra alkalmas, kapcsoltsági egyensúly

Néhány megjegyzés a MAS-ról A MAS kevésbé megbízható mint a GAS függ a rekombinációs rátától (kapcsoltsági távolság) a QTL és a marker(ek) között az elemzés eredménye egyes genotípusok öröklődésének a valószínűsége A kapcsoltsági egyensúlyban lévő markerekre végzett szelekcióhoz ivadékvizsgálatra van szükség a családonkénti QTL-marker kapcsoltság megállapításához

MAS markerek kapcsoltsági egyensúlyban MAS markerek kiegyensúlyozatlan kapcsoltságban GAS A szelekció hatékonysága Ágazati alkalmazhatósága A marker azonosításának költsége

Milyen tulajdonságoknál előnyös? Alkalmazásuk azon tulajdonságok esetében jár legnagyobb előnnyel, melyeknél a hagyományos szelekció kevésbé hatékony, pl. Az állat vágása után mérhető vágási tulajdonságok pl. hús ph, puhaság, hússzín Csak az egyik ivarban mérhető tej, tojástermelés, szaporaság Az állat idős korában mérhető szaporasági életteljesítmény Nehézkes, vagy költséges a mérése betegségellenállóság

Nem ivarhoz kötött tulajdonságoknál kb. 4%-os hatékonyság növekedés

Ivarhoz kötött tulajdonság kb. 25%-os hatékonyság növekedés

Vágás után mérhető tulajdonságok kb. 55%-os hatékonyságnövekedés

A markerek beillesztése a teljesítményvizsgálatokba Pl. a tejhasznú állományok ivadékvizsgálatába: Fiatal bikák ivadékvizsgálata Marker (és QTL) genotípusok meghatározása Csak az ígéretes genotípusok ivadékvizsgálata

A markerek beillesztése a teljesítményvizsgálatokba

Előrehaladás A MAS/GAS előnyösebb a hagyományos szelekciónál, ha: A tulajdonság öröklődhetősége alacsony (fitnessz tulajdonságok) a QTL-nek nagy hatása van a kedvező allélnek alacsony a gyakorisága a marker-qtl kapcsolat szoros a génhatás nem-additív

A MAS rövid és hosszútávú hatása Marker alapú szelekció Előrehaladás Hagyományos szelekció Különbség rövidtávon 2% to 60% 0 5 10 15 20 25 30 Évek

A tenyészcél változása

Tenyészcélba való beillesztése Markerek egy újabb szelekciós kritériumot jelentenek Azaz (a szelekciós index elmélet alapján) a markerek fenotípusos és genotípusos kapcsolatát a többi szelekciós kritériummal ismernünk kell Az allél gyakorisága a szelekció során változik ezért az időszakonkénti újraértékelése szükséges (úgymint a genetikai paraméterek esetében)

A kereskedelemben kapható géntesztek Név Tulajdonság Előnyös genotípus Vállalat GeneSTAR márványozottság húsmarhában ** Genetic Solutions (Aus) Igenity - L TM márványozottság húsmarhában TT Select Sires (USA) GeneSTAR porhanyósság húsmarhában ** Genetic Solutions (Aus) TenderGENE porhanyósság húsmarhában SNP316CC SNP530GG Select Sires (USA) Igenity- OptiYIELD TM tejhasznú marhák tejtermelése Select Sires (USA) Igenity- ComponentMaker T M tejhasznú marhák tejösszetétele Select Sires (USA)

Az állattenyésztés jövedelmezőségét befolyásoló tényezők. Legkevésbé befolyásoló MAS/GAS Reproduktiv technológiák Tenyésztési program Tenyészértékbecslés & szelekció Tartástakarmányozás Legnagyobb mértékben befolyásoló Gazdálkodási rendszer pl. melyik faj vagy fajta

Korrelatív tulajdonságok

Szelekciós index megoldás

Optimális súlyozás rövidtávú szelekcióban

Alternatív eljárás

Optimális súlyozás rövidtávú szelekcióban

Optimális rövidtávú súlyozás

Marker alapú cseppvérkeresztezés Pl. egy A fajtából származó allél B fajtába történő átvitele A x B több nemzedéken keresztül B fajtával való visszakeresztezés az A fajtából származó kedvező allél figyelembe vétele mellett 99% B fajta, az A fajtából származó kedvező allélváltozattal

Marker segítségével végzett visszakeresztezés

MAS

Származás azonosítás A szülői származás egy marker panel segítségével meghatározható amely rendszerint 20-30 markert tartalmaz Ha a populáció beltenyésztett, a nem informatív markerek miatt több markerre van szükség Ezek a panelek, kitek kereskedelmi forgalomban kaphatók

Genetikai variabilitás vizsgálata A markerekkel variabilitás állapítható meg, ha a populációkat összehasonlítjuk a következők alapján Az allélok száma a populációban Allélgyakoriságbeli különbség, genetikai távolság A populációk beltenyésztettsége

A teljesítményvizsgált egyedek száma - hely és költség korlátozza az egyedszámot - a broiler szülőpárok anyai vonalainak tojástermelése - Többlépcsős szelekció - első lépcső csibék MAS szelekció - második lépcső tyúkok fenotipusos szelekció Szelekciós intenzitás

Az előadás összefoglalása Molekuláris markerek MAS- GAS Markerek felhasználása a tenyésztési programokban Várható hatékonyságnövekedés Marker használata a tenyészértékbecslésben Marker alapú cseppvérkeresztezés Származás azonosítás Genetikai variabilitás

Az előadás ellenőrző kérdései Válasszon ki egy fajt a következők közül: sertés, tyúk, hal, szarvasmarha, juh! Nevezzen meg tenyészcél fajtánként! Csoportosítsa a tenyészcélokat aszerint, hogy a marker alapú szelekció várhatóan igen hatékony, közepesen hatékony vagy mérsékelten hatékony a hagyományos szelekcióval szemben! Milyen DNS alapú markereket ismer? Mi a különbség a MAS és a GAS között?

KÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKET Következő ELŐADÁS/GYAKORLAT CÍME: A hosszútávú szelekció Előadás anyagát készítette: Dr. Komlósi István Dr. Bruce Walsh és Dr. Michael Lynch valamint a Kwazulu Natal University tananyagának adaptációjával