POLYMORFISMUS GENU PRO RECEPTOR RŮSTOVÉHO

Acta fytotechnica et zootechnica – Mimoriadne číslo 2006
Eva HRADECKÁ a kolektív
Obrázek 2 Podíl mrtvě narozených telat prvotelek a krav v závislosti
na délce březosti
Figure 2
Portion of stillbirth calves of heifers and cows to relation
on gestation lenght
30,00
25,00
%
20,00
prvotelky
15,00
krávy
10,00
5,00
295
292
289
286
283
280
277
274
271
268
265
0,00
délka březosti
Závěr
Střední vazba mezi výsledkem a průběhem porodu,
charakterizovaná hodnotou korelačního koeficientu 0,48
odpovídá zjištění, že více než polovina mrtvě narozených
telat přichází na svět normálním porodem. Z hlediska
hodnocení délky březosti byla zaznamenána velmi slabá
negativní vazba (-0,05) mezi touto vlastností a výsledkem
porodu, když s prodlužující březostí až do 290 dne klesal i
podíl mrtvě narozených telat, který dále u krav zůstával
pod úrovní 4 %, ale u prvotelek vzrůstal zřejmě vlivem
nepoměru velikosti telete a průchodnosti porodních cest
na 8,76 %. Dosud provedené analýzy dat budou sloužit
jako podklady při sestavování modelu pro odhad
genetické proměnlivosti časné mortality telat.
Práce byla finančně podporována grantem MZe ČR NAZV
QF3012.
Literatura
BERGLUND, B. 1996. Ongoing research on the causes of
variation in calving performance and stillbirth in Swedish
dairy cattle. Interbull Bull., 12, 78-83.
FUERST, C. - EGGER-DANNER, C. 2003. Multivariate
Evaluation for Calving Ease and Stillbirth in Austria and
Germany. Interbull Bull., 31, 47-51.
HABERS, A. - SEGEREN, L. - DE JONG, G. 2000.
Genetic Parameters for Stillbirth in the Netherlands. Proc.
of the 2000 Interbull Meeting, Bled, Slovenia, May 14 –
15, Bulletin No. 25, 117-122.
HANSEN, M. - MISZTAL, I. - LUND, M.S. - PEDERSEN,
J. - CHRISTENSEN, L.G. 2004. Undesired Phenotypic
and Genetic Trend for Stillbirth in Danish Holsteins. J.
Dairy Sci. 87, 1477-1486.
MEYER, C.L. - BERGER, P.J. - KOEHLER, K.J. THOMPSON, J.R. - SATTLER, C.G. 2001. Phenotypic
Trends in incidence of stillbirths for Holsteins in the United
States. J. Dairy Sci., 84, 515-523.
PHILIPSSON, J. - STEINBOCK, L. - BERGLUND, B.
1997. Considering stillbirths in the breeding program?
Interbull Bull., 18, 25 – 27.
STEINBOCK, L. - NASHOLM, A. - BERGLUND, B. JOHANSSON, K. - PHILIPSSON, J. 2003. Genetic Effects
on Stillbirth and Calving Difficulty in Swedish Holsteins at
First and Second Calving. J. Dairy Sci., 86, 2228 – 2235.
STEINBOCK, L. - JOHANSSON, K. - NASHOLM, A. BERGLUND, B. - PHILIPSSON, J. 2005. Genetic
Evaluation of Stillbirth and Calving Difficulty in Swedish
Red and White Dairy Cattle. Proc. of the 56th EAAP
Meeting, 5 – 8 June, Uppsala, Sweden, CG2.10, 5 s.
Kontaktní adresa: Ing. Eva Hradecká, Ph.D., katedra
genetiky, šlechtění a výživy, ZF JU v Českých
Budějovicích,
370
05
České
Budějovice,
[email protected]
Acta fytotechnica et zootechnica – Mimoriadne číslo
Nitra, Slovaca Universitas Agriculturae Nitriae, 2006, s. 224
POLYMORFISMUS GENU PRO RECEPTOR RŮSTOVÉHO HORMONU U BÝKŮ HOLŠTÝNSKÉHO A
ČESKÉHO STRAKATÉHO SKOTU
THE POLYMORPHISM OF GROWTH HORMONE RECEPTOR GENE IN HOLSTEIN AND CZECH PIED
BULLS
E. HRADECKÁ, V. ŘEHOUT, J. ČÍTEK
Jihočeská univerzita, České Budějovice, Česká republika
The aim of this study was to analyse the polymorphism at position 257 in exon X of the GHR gene and to investigate its
association with the parameters of growth in Czech Pied cattle, and the breeding values for milk production in German
Holstein. The genetic analysis showed the prevalence of allele A in both breeds (0, 933 in Holstein, 0,735 in Czech
224
Acta fytotechnica et zootechnica – Mimoriadne číslo 2006
Eva HRADECKÁ a kolektív
Pied). The statistical analysis did not show any significant gene substitution effect on growth, milk production or milk
composition. Further investigations will be useful for better understanding on the effect of this GHR polymorphism.
Key words: Czech Pied cattle; Holstein cattle; GHR; growth; milk production
Růstový hormon uplatňuje svůj vliv na růst a
metabolismus prostřednictvím interakce se specifickým
receptorem (growth hormone receptor, GHR) na povrchu
cílových buněk. Následně změny ve funkčních oblastech
GHR mohou ovlivnit vazbovou kapacitu a signální dráhu,
a tedy měnit aktivitu růstového hormonu v cílových
tkáních. Vzhledem ke klíčové úloze růstového hormonu při
iniciaci a udržení laktace i v regulaci růstu, byl GHR
navržen jako kandidátní gen pro znaky související s
produkcí masa a mléka u skotu. Receptor růstového
hormonu je členem rodiny cytokinin / hematopoetinových
receptorů. U skotu je kódován genem umístěným na
chromozómu 20 mezi TGLA126 a GMBT41 (Moody et al.,
1995). Na chromozómu 20 byl v dřívějších výzkumech
(Georges et al., 1995; Arranz et al., 1998) zmapován QTL
ovlivňující produkci a složení mléka, a právě
polymorfismus GHR je společně s nedaleko umístěným (7
MB) genem pro receptor prolaktinu (PRLR) jedním z
nejvážnějších kandidátů pro vysvětlení tohoto efektu
(Viitala et al., 2006). Gen kódující bovinní GHR sestává z
9 exonů (číslo 2 - 10) v translatované oblasti, a z dlouhé
5´- nekódující oblasti, která zahrnuje 9 netranslatovaných
exonů IA - II (Jiang & Lucy, 2001).Tři jednonukleotidové
polymorfismy (SNP) byly nalezeny v 5´-nekódující oblasti
GHR genu (Aggrey et al., 1999): RFLP-AluI (A/T), RFLPAccI a RFLP-StuI (obě C/T), přičemž Falaki et al. (1996) a
Aggrey et al. (1999) popisují vztah mezi RFLP-AluI a
produkcí mléčného tuku. Ge et al. (1999) detekovali
prostřednictvím RFLP-NsiI v promotorové oblasti transici
A/G; a dále popsali její vztah s koncentrací IGF-I v krevní
plazmě a růstovými vlastnostmi plemene angus (Ge et al.,
2003). Další 4 SNP popisují Ge et al. (1999) v exonu 10,
kódujícím cytoplasmatickou oblast GHR. Ty jsou umístěny
na pozicích 76 (T/C), 200 (G/A), 229 (T/C) a 257 (A/G). Z
toho SNP na pozicích 200 a 257 indukují substituci
aminokyselin Ala/Thr a Ser/Gly, zbývající dva jsou tiché
mutace. Vztah polymorfismu na pozici 257 se 14 ukazateli
masné užitkovosti analyzovali Di Stasio et al. (2005) a
zjistili vyšší hodnoty ztráty okapem masa u jedinců
A
nesoucích alelu GH společně se signifikantním efektem
dominance.
Celkem 10 SNP popisují Blott et al. (2003). Jeden z
nich, T/A substituce v exonu 8, podmiňuje substituci
aminokyselin F279Y v transmembránové oblasti
receptoru, a významně ovlivňuje procentický obsah
bílkovin a tuku, méně pak dojivost, u holštýnského skotu a
plemene jersey. Toto zjištění potvrzují Viitala et al. (2006)
analýzou vlivu polymorfismu GHR a PRLR u plemene
ayrshire, když průkazný je vliv snp1 GHR na procento
mléčného tuku a bílkovin a vliv snp5 PRLR na objem
produkce obou složek. 2 nové SNP identifikovali v oblasti
5´ Maj et al. (2005): Fnu4HI a Sau961 (obě C/T), přičemž
druhý z nich může sloužit také jako marker při detekci
hybridů mezi Bos taurus (homozygotní CC) a Bos indicus
(homozygotní TT).
Materiál a metody
Izolace DNA byla provedena ze vzorků krve 270
německých plemenných býků holštýnského skotu a 74
testovaných býků českého strakatého skotu. Zaměřili jsme
se na detekci 257 SNP polymorfismu se sekvencemi
primerů 5´-GCT AAC TTC ATC GTG GAC AAC-3´
(forward) a 5´-CTA TGG CAT GAT TTT GTT CAG-3´
(reverse). Jako restrikční enzym jsme použili AluI,
fragmenty byly rozděleny elektroforézou na agarózovém
gelu, obarveny ethidium bromidem a vizualizovány UV
zářením. Alela G sestávala ze dvou fragmentů v délce 191
a 151 bp, alela A ze tří fragmentů 191, 101 a 50 bp.
U 225 býků německého holštýna byly k dispozici
plemenné hodnoty pro produkci mléka, tuku, bílkovin,
procentický obsah bílkovin a tuku v mléce i relativní
plemenná hodnota pro produkci mléka. U všech býků
českého strakatého skotu byly zaznamenány informace o
přírůstku od narození a přírůstku v testu.
Výsledky a diskuze
Frekvence alel pro 257 SNP sledovali Ge et al. (2000) a
Di Stasio et al. (2005) u masných plemen skotu s
rozdílnými výsledky. Ge et al. (2002) udávají u plemene
angus četnosti alel A 0,782, G 0,218, genotypů AA 0,605,
GA 0,355 a GG 0,040. Oproti tomu Di Stasio et al. (2005)
uvádějí ve dvou skupinách plemene piemont vyrovnané
četnosti obou alel (0,49 A, 0,51 G) s distribucí genotypů
0,24 AA, 0,50 GA a 0,39 GG u býků zařazených do testu
výkrmnosti a 0,42 A, 0,58 G s distribucí 0,24 AA, 037 GA
a 0,39 GG u jatečných býků. Polymorfismus v exonu X
popisují dále Viitala et al. (2006), kteří udávají u plemene
ayrshire četnosti A 0,87 a G 0,13. Sledované četnosti u
holštýnského a českého strakatého skotu potvrdily
převahu alely A u obou plemen s vyšším zastoupením G u
druhého jmenovaného. Rozdíly v alelických četnostech
mezi oběma plemeny byly statisticky vysoce významné.
Tabulka 1 Četnosti alel a genotypů GHR u býků holštýnského a
českého strakatého skotu
genotyp / alela
AA
GA
GG
A
G
Table 1
počet
239
26
5
504
36
holštýnský
relativní
četnost
0,885
0,096
0,019
0,933
0,067
český strakatý
počet
relativní
četnost
44
0,542
31
0,383
6
0,075
119
0,735
43
0,265
Frequencyof alleles and genotypes in Holstein and Czech
Pied bulls
225
Acta fytotechnica et zootechnica – Mimoriadne číslo 2006
Tabulka 2 Průměrný denní přírůstek býků českého strakatého skotu
podle genotypu GHR
přírůstek
v testu
genotyp AA
genotyp AG
genotyp GG
alela A
alela G
od narození
genotyp AA
genotyp AG
genotyp GG
alela A
alela G
Table 2
n
průměr
74 1 466,50
42 1 466,05
18 1 469,43
4 1 450,75
112 1 466,89
36 1°465,28
74 1 298,69
42 1 301,03
18 1 294,50
4 1 303,50
112 1 299,00
36 1 296,50
minimum
maximum
1 273,00
1 273,00
1 275,00
1 372,00
1 273,00
1 275,00
1 077,00
1 077,00
1 110,00
1 258,00
1 077,00
1 275,00
1 803,00
1 763,00
1 803,00
1 517,00
1 803,00
1 803,00
1 592,00
1 592,00
1 493,00
1 358,00
1 613,00
1 493,00
sm.
odchylka
118,73
118,35
123,29
58,88
119,61
112,49
97,75
105,45
89,13
42,60
101,66
81,22
Average of day growth of Czech Pied bulls by genotypes
GHR
Průměry přírůstků a plemenných hodnot pro ukazatele
mléčné užitkovosti uvádějí tabulky č. 2 a 3. Rozdíly mezi
skupinami podle genotypů byly vyhodnoceny analýzou
variance, v žádné kategorii však nebyly nalezeny
statisticky významné rozdíly. Prostým porovnáním
průměrů lze zaznamenat do jisté míry nepříznivou
asociaci alely G a mléčné užitkovosti, variabilita
plemenných hodnot v rámci genotypů GA či GG však byla
příliš vysoká na to, aby bylo možné usuzovat na
jednoznačný trend.
Podobně v oblasti průměrných denních přírůstků
českých strakatých býků hodnocených v testu a od
narození nebyly zaznamenány statisticky významné
rozdíly, což odpovídá sledování Ge et al. (2003) i pozdější
asociační studii autorů Di Stasio et al. (2005), kteří
analyzovali celkem 14 znaků masné užitkovosti, a přes
obecně nepříznivý vztah alely A ke všem parametrům
potvrzují pouze její signifikantní vliv na ztráty hmotnosti
masa okapem.
Tabulka 3 Plemenné hodnoty pro mléčnou užitkovost holštýnských
býků podle genotypu GHR
genotyp /
alela
AA
relativní
mléko
105,60
± 12,25
GA
103,15
± 10,23
GG
96,00
± 14,92
A
105,49
± 0,59
G
101,11
± 2,31
průměr 105,213
sm. odch. ± 12,222
Table 3
mléko
tuk
kg
%
600,86
- 0,03
± 583,81 ± 0,29
461,90
0,03
± 597,62 ± 0,30
329,00
-0,22
± 627,50 ± 0,20
594,10
-0,03
± 28,63
± 0,01
423,93
- 0,04
± 111,13 ± 0,06
583,516
-0,026
± 588,178 ± 0,292
tuk
kg
21,05
± 22,25
20,50
± 11,71
-6,50
± 20,81
21,03
± 1,06
12,79
± 4,11
20,516
± 21,802
bílkoviny
%
0,00
± 0,10
0,00
± 0,11
-0,01
± 0,05
0,00
± 0,01
- 0,00
± 0,02
0,001
± 0,104
bílkoviny
kg
20,28
± 17,68
15,55
± 17,51
9,75
± 21,45
20,05
± 0,87
13,89
± 3,37
19,671
± 17,842
Breeding value for milk production of Holstein bulls by
genotypes GHR
Závěr
Analýza ukazatelů růstu testovaných býků českého
strakatého skotu a mléčné užitkovosti plemenných býků
Eva HRADECKÁ a kolektív
německého holštýna nepotvrdily žádnou významnou
asociaci 257SNP v exonu X genu pro receptor růstového
hormonu. Podobné výsledky uvádějí Ge et al. (2003) v
souvislosti s růstem u plemen angus, Di Stasio et al.
(2005) ve vztahu k masné užitkovosti u plemene piemont i
Viitala et al. (2006) ve vztahu k mléčné užitkovosti
plemene ayrshire. Z tohoto hlediska se tento konkrétní
polymorfismus nejeví jako využitelný marker pro
parametry růstu a mléčné užitkovosti.
Práce vznikla v rámci řešení výzkumného záměru MSM
6007665806.
Literatura
AGGREY, S.E. - YAO, J. - SABOUR, M.P. - LIN, C.Y. ZADWORNY, D. - HAYES, J.F. - KUNLEIN, U. 1999.
Markers within the regulatory region of the growth
hormone receptor gene and their association with milkrelated traits in Holsteins. J. Hered., 90, 148-151.
ARRANZ, J.J. - COPPIETERS, W. - BERZI, P. CAMBISANO, N. - GRISART, B. - KARIM, L. - MARCQ, F.
- MOREAU, L. - MEZER, C. - RIQUET, J. - SIMON, P. VANMANSHOVEN, P.- WAGENAAR, D. - GEORGES, M.
1998. A QTL affecting milk yield and composition maps to
bovine chromosome 20: a confirmation. Anim. Genet., 29,
107 - 115.
BLOTT, S. - KIM, J. - MOISIO, S. - SCMIDT-KUNTZEL, A.
- CORNET, A. - BERZI, P. - CAMBISANO, N. - FORD, C.
- GRISARD, B. - JOHNSON, D. - WONG, J. - VILKKI, J. GEORGES, M. - FARNIR, F. - COPPIETERS, W. 2003.
Molecular dissection of a quantitative trait locus: a
phenylalanine-to-tyrosine
substitution
on
the
transmembrane domain of the bovine growth hormone
receptor is associated with major effect on milk yield and
composition. Genetics, 163, 253-266.
FALAKI, M. - GENGLER, N. - SNEYERS, M. - PRANDI,
A. - MASSART, S. - FORMIGONI, A. - BURNY, A. PORTELLE, D. - RENAVILLE, R. 1996. Relationships of
polymorphisms for growth hormone and growth hormone
receptor genes with milk production traits for Italian
Holstein-Friesian bulls. J. Dairy Sci., 79, 1446 - 1453.
GE, W. - DAVIS, M.E. - HINES, H.C. - IRVIN, K.M. 1999.
Twoallelic DGGE polymorphism detected in a promoter
region of bovine GHR gene. Anim. Genet., 30, 71.
GE, W. - DAVIS, M.E. - HINES, H.C. - IRVIN, K.M. SIMMEN, R.C. 2003. Association of single nucleotide
polymorphism in the growth hormone and growth hormone
receptor genes with blood serum insuline-like growth
factor I concentration and growth in Angus cattle. J. Anim.
Sci., 81, 641-648.
GEORGES, M. - NIELSEN, D. - MACKINNON, M. MISHRA, A. - OKIMOTO, R. - PASQUINO, A.T. SARGEANT, L.S. - SORENSEN, A. - STEELE, M.R. ZHAO, X. - WOMACK, J.E. - HOESCHELE, I. 1995.
Mapping quantitative trait loci controlling milk production
by exploiting progeny testing. Genetics, 139, 907 - 920.
JIANG, H.A. - LUCY, M.C. 2001. Variants of the 5´ unstranslated region of the bovine growth hormone
receptor mRNA: isolation, expression and effects on
translational efficiency. GeneI, 265, 45 - 53.
MAJ, A. - PAREEK, C.S. - KLAUZIŃSKA, M. ZWIERZCHOWSKI, L. 2005. Polymorphism of 5´-region of
226
Vaclav REHOUT a kolektív
Acta fytotechnica et zootechnica – Mimoriadne číslo 2006
the bovine growth hormone receptor gene. J. Anim.
Breed. Genet., 122, 414 - 417.
MOODY,M.D.E. - POMP, D. - BARENDSE, W. WOMACK, J.E. 1995. Assignment of the growth hormone
receptor gene to bovine chromosome 20 using linkage
analysis and somatic cell mapping. Anim. Genet., 26, 341
- 343.
VIITALA, S. - SZYDA, J. - BLOTT, S. - SCHULMAN, N. LIDAUER, M. - MÄKI-TANILA, GEORGES, M. - VILKKI, J.
2006. The Role of the Bovine Growth Hormone Receptor
and Prolactin Receptor Genes in Milk, Fat and Protein
Production in Finnish Ayrshire Dairy Cattle. Genetics,
Published
Articles
Ahead
10.1534/genetics.105.046730
of
Print,
June
4,
Kontaktní adresa: Ing. Eva Hradecká, Ph.D., Katedra
genetiky, šlechtění a výživy, ZF JU v Českých
Budějovicích, Studentská 13, 370 05 České Budějovice;
e-mail: [email protected]
Acta fytotechnica et zootechnica – Mimoriadne číslo
Nitra, Slovaca Universitas Agriculturae Nitriae, 2006, s. 227
INFORMAČNÍ TECHNOLOGIE VE VÝUCE GENETIKY NA JIHOČESKÉ UNIVERZITĚ V ČESKÝCH
BUDĚJOVICÍCH
INFORMATION TECHNOLOGY IN TEACHING GENETICS AT THE UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN
THE CZECH REPUBLIC
V. ŘEHOUT 1, E. HRADECKÁ 1, J. ČÍTEK 1, A. KÚBEK 2
1 Jihočeská
univerzita, České Budějovice, Česká republika
poľnohospodárska univerzita, Nitra
2 Slovenská
Department of genetics, animal breeding and nutrition of AF USB in České Budějovice belongs to academic workplaces,
whose plans include also the field of pedagogy development. Three major projects, fundamental in term of genetics,
were presented this year. First of them is the realization of a genetic informative centre, which was supplied with
information technology gained from the winning project of Ministry of Education. The genetic informative centre offers
programs for genetic calculations, which either came of its own production, or were freely distributed via Internet.
Programs as PHYLIP, DISPAN or MANTIS software, used for students´ scientific work or/and exercising, belong to the
best established.Second project was the processing of multimedia text named “Genetically modified organisms – theory,
reality, ethics, risks and legislative”. Its several versions including the simplified one for lifelong learning classes are
accessible
on
web
pages
of
Department
of
genetics,
animal
breeding
and
nutrition
(http://home.zf.jcu.cz/public/departments/koz). Third project develops the incorporation of advanced biometrical methods
in teaching of animal breeding. It deals with the application of maximum likelihood, Bayesian analysis or survival analysis
in the estimation of genetic parameters and breeding values aimed at the formation of textbook and simple exercise
programs.
Key words: genetics; information technology; didactics
Součástí působení vysokoškolského akademického
pracovníka od lektora, přes asistentské funkce až po
docenta a profesora je vedle vědecké práce i povinnost
rozvíjet vysokoškolskou pedagogiku a hledat metody její
optimalizace, které přispějí ke zvýšení efektivnosti
pedagogické práce, validitě hodnocení studentů a
v konečném efektu i ke kvalitě poznání a úrovni
vzdělanosti vysokoškolských absolventů. Současná doba,
která je poznamenána bezuzdnou honbou za
impaktovanými publikacemi, vysokoškolské pedagogice a
natož jejímu rozvíjení nepřeje. Z činnosti vysokoškolského
pedagoga se vytrácí práce na učebních pomůckách,
rozvíjení pedagogických metod, hledání nových,
racionálních forem výuky a to zejména proto, že mnozí
akademičtí funkcionáři tuto snahu a její výsledky vůbec
nehodnotí. Vysokoškolští pedagogové jsou dokonce
oficiálně nabádáni k tomu, aby veškeré své konání
podřídili vědě a zajišťování kvalitní výuky ponechali
nejnižším pedagogickým funkcím.
Přes tyto obecně nepříznivé podmínky pro rozvoj
vysokoškolské pedagogiky je potřeba upozornit na tři,
přece jen příznivé skutečnosti. V České republice je to
především existence Fondu rozvoje vysokých škol, který
je institucí Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy a
který již řadu let podporuje rozvoj modernizace výuky na
což ročně rozděluje nemalé finanční prostředky. V České
republice není prakticky vysoká škola nebo univerzita,
která by v minulém období nezískala významné finanční
227