AGRIS - 

2017

Kovalyuk, N.V., North-Caucasian Research and Development Inst. of Livestock Breeding, Krasnodar

Many reproductive problems in cattle, may be determined by genetic factors. There are known mutations associated with lethal hereditary diseases. Thus, the point mutation in the UBE3B gene of the Ayrshire livestock is accompanied by developmental defects and increased embryonic mortality and mortality of young animals; point mutations in the APAF1 and SMC2 genes lead to embryonic mortality at different times, but in Holstein cattle. The mutations listed above are quite common in the populations of Ayrshire and Holstein cattle. Using OMIA database and Gene Bank capabilities, there are developed test systems based on AC-PCR (allele-specific PCR), which allow us to identify the carriers of haplotypes (carriers of mutations): AN1 in Ayrshire cattle, HH1 and HH3 in Holstein one. A general principle in the design of all test systems was that one of the primers was chosen for a conservative area that is not affected by the mutation, and the other differs only in the last nucleotide on the 3'end. One of these two primers contained a nucleotide identical to the normal allele, and another primer - nucleotide identical mutant allele. The developed test systems allowed genotyping the servicing bulls (n=57), intensively used or planned for use in the artificial insemination system of the Krasnodar Territory. It was found that among the 30 Ayrshire bulls - 5 (17%) were carriers of the haplotype AN1; of the 27 Holstein bulls - 1 (4%) was the carrier of the HH1 haplotype, and 6 (22%) - carriers of the haplotype HH3. Given the relatively high incidence of haplotype AH1 and HH3, it is advisable to monitor their distribution in regional subspecies of livestock. | Генетические факторы часто лежат в основе проблем с репродукцией крупного рогатого скота. Известны мутации, связанные с летальными наследственными заболеваниями. Точечная мутация в гене UBE3B айрширского скота сопровождается дефектами развития и увеличением смертности эмбриональной и молодняка. Точечные мутации в генах APAF1 и SMC2 голштинского скота приводят к эмбриональной смертности на разных сроках. Перечисленные мутации широко распространены в популяциях айрширского и голштинского скота. С использованием данных базы OMIA и возможностей Gene Bank разработаны тест-системы на основе аллель-специфичной ПЦР, позволяющие выявлять носителей мутаций: АН1 - айрширского, НН1 и НН3 - голштинского скота. Общим принципом при конструировании всех тест-систем было то, что один из праймеров подбирался для консервативной области, не затронутой мутацией, а 2 других различались лишь последним нуклеотидом на 3'-конце: один из них содержал нуклеотид, идентичный нормальному аллелю, а другой - мутантному. Разработанные тест-системы позволили генотипировать быков-производителей (n=57), интенсивно используемых или планируемых к использованию в системе искусственного осеменения Краснодарского края. Установлено, что среди 30 айрширских быков 5 (17%) оказались носителями гаплотипа АН1; из 27 голштинских быков 1 (4%) являлся носителем гаплотипа НН1, а 6 (22%) - носителями гаплотипа НН3. Учитывая довольно высокую частоту встречаемости гаплотипов АН1 и НН3, целесообразно вести контроль за их распространением в региональных субпопуляциях скота.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Sinyushin, A.A. | Ash, O.A. | Khartina, G.A., Lomonosov Moscow State Univ.

The catalogue of the germplasm collection of cultivars, mutants, marker lines and recombinants of the garden pea (Pisum sativum L.) stored at the Genetics Dept. of Biological faculty of the Lomonosov Moscow State University is provided. The described collection was established mainly due to the work of Prof. Sergey Gostimskii (1939-2012). During his surveys on induced muta-genesis in pea, numerous original mutants were isolated which have heritable photosynthesis distortions, chromosome aberrations, morphological anomalies. Subsequently collection was enriched with the Russian and foreign cultivars of different use, marker lines, novel mutants. Different aspects of genetic control of photosynthesis were studied. New mutations, which alter the ontogeny of the compound leaf in pea together with interactions and features of phenotypic manifestation of previously known genes are described. During researches on genetic control of the stem apical meristem in pea, almost all known fasciated mutants were collected and analyzed. Work on these mutants resulted in chromosomal localization of two mutations, fas and sym28. Detailed analysis of floral mutants of pea led to conclusions concerning the gynoecium's evolution in Fabaceae when a multicarpellate state might arise from flower fusion or homeotic replacement of stamens with carpels. Work with cultivars of different origin and wild-growing varieties enabled to analyze intraspecific variability together with estimation of phylogenetic relations within the tribe Fabeae. For example, we managed to clarify the taxonomic position of Vavilovia formosa (Stev.) Fed. A detailed linkage map of pea was constructed to localize novel mutations. Some works on karyotype plasticity after mutagenic treatment and during space flight were carried out. The germplasm collection is also used for educational goals. | Представлен каталог генетической коллекции сортов, мутантов, маркерных линий и рекомбинантов гороха посевного (Pisum sativum L.), имеющейся в распоряжении кафедры генетики биологического факультета МГУ. Эта коллекция была создана в основном усилиями профессора Сергея Александровича Гостимского (1939–2012). В ходе работ по индуцированному мутагенезу были получены многочисленные оригинальные мутанты с наследуемыми нарушениями фотосинтеза, хромосомными перестройками, морфологическими аномалиями. В последующие годы коллекция была пополнена отечественными и зарубежными сортами различного направления, маркерными линиями, новыми мутантами. Были изучены некоторые аспекты генетической регуляции фотосинтеза. Описан новый мутантный аллель гена COCHLEATA, регулирующего развитие сложного листа у гороха, а также охарактеризованы взаимодействия и особенности фенотипического проявления ранее известных мутаций – afila, tendrilled acacia-A, crispa. В ходе работы по изучению генетического контроля активности апикальной меристемы побега в коллекции были собраны практически все известные мутанты с фасциацией. При работе с ними удалось установить хромосомную локализацию двух мутаций, приводящих к фасциации – fas и sym28. При изучении форм с наследственными нарушениями развития цветка был сделан вывод о роли гомеозисной замены тычинок на плодолистики и срастания отдельных цветков в эволюции гинецея в семействе Бобовых. На материале различных сортов и диких подвидов гороха проведен ряд работ по анализу внутривидовой изменчивости и родственных отношений внутри трибы Виковых (Fabeae) – например, уточнено таксономическое положение вавиловии красивой – Vavilovia formosa (Stev.) Fed. Построена детальная генетическая карта гороха, включающая новые мутации. Изучена динамика кариотипа под действием мутагенов и факторов космического полета. Коллекция также используется в учебном процессе.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Kuznetsov, A.V., OAO "Krasnodarskoye" (artificial insemination of farm animals), Russian Federation

The study involved the investigation of breeding records of 1166 dairy Simmentals, imported from Austria to Krasnodar region in 2010-2011, with the use of generally accepted method of calculation of mutation frequency. The article provides designations and the description of action of mutant genes specific to Austrian Simmentals. The study has determined that 25.1% heifers' fathers were carriers of specific mutations. There was a significant difference in specific rate of mutation carriers in different generations: the frequency rate of hemophilia carriers in fathers of heifers' mothers was significantly lower (8.1%) than in heifers' fathers (20.6%). Fathers of heifers' fathers were hemophilia carriers in 20.5% of cases, fathers of fathers of heifers' mothers - in 14.7% of cases. This is the indication of a targeted decrease of mutation carrier state in Austria. The frequency rate of zinc deficiency like syndrome (ZDL) in heifers' fathers was 2.5 times higher than the average for the breeding record. Consequently, there is a probability of the presence of the mutation not only in heifers but also in the progeny. In general symptoms of mutant gene action are nonspecific, for that reason, when curative interventions are planned, at first the pedigree records should be analyzed for the carrier state of ZDL mutation. If there is a genetic determination, the treatment will be not promising. The probability of the presence of hemophilia and zinc deficiency like syndrome in the imported cattle stock with a homozygous mutation form is virtually zero. However, the heterozygous form may well be present in cows of the herd though it has no effect on the safety of adult cattle. It is necessary to monitor a mutation carrier state in the progeny at the phenotypical level. | Изучены родословные 1166 симменталов молочного направления продуктивности, завезенных из Австрии в Краснодарский край в 2010-2011 гг. Использованы общепринятые методики расчета частот встречаемости мутаций. Приводятся обозначения и описание действия мутантных генов, специфичных для симменталов Австрии. Установлено, что 25,1% отцов нетелей являлись носителями специфических мутаций. Выявлена существенная разница удельного веса носителей мутаций в разных поколениях: частота встречаемости носителей гемофилии у отцов матерей нетелей существенно ниже (8,7%), чем у отцов нетелей (20,6%). Отцы отцов нетелей являются носителями гемофилии в 20,5% случаев, отцы отцов матерей нетелей - в 14,7% случаев. Это указывает на целенаправленное снижение носительства мутации в Австрии. Частота встречаемости синдрома дефицита цинка (ZDL) у отцов нетелей в 2,5 раза выше, чем в среднем по родословной. Следовательно, существует вероятность наличия данной мутации не только у нетелей, но и у потомства. В целом симптомы действия мутантных генов неспецифические, поэтому при планировании лечебных мероприятий следует в первую очередь проанализировать родословную на носительство мутации ZDL. При генетической обусловленности лечение будет неперспективным. Вероятность наличия в завезенном стаде коров с гомозиготной формой мутаций гемофилии и синдрома дефицита цинка практически нулевая. Но гетерозиготная форма, хотя и абсолютно не влияет на сохранность взрослых животных, вполне может присутствовать у коров в стаде. Необходим мониторинг носительства мутаций у потомства на фенотипическом уровне.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2015

Kochneva, M.L. | Zhidenova, A.N. | Zhuchaev, K.V., Novosibirsk State Agrarian Univ.

The paper explores somatic chromosome instability of Holstein black-and-white healthy cows when an animal was a carrier of reciprocal translocation rcp (13; 26) (q24; q11). The researchers observed high frequency of chromosome mutations of translocation carrier compared with half-sibs (P less than 0.05-0.01) and herdmates (P less than 0.05-0.001). Frequency of chromosome fragments of translocation carrier was 3 times higher than that of animals of the control group (P less than 0.01). The authors found out that multiaberrant cells containing two and more chromosome mutations of translocation carrier tend to be increased. Reciprocal translocation can be followed by growth of triploid chromosomes and this is not common for spontaneous mutagenesis. The research investigated aneuploid cells and revealed high features of herdmates and half-sibs compared with mutation carrier (P less than 0.01). The significant differences are explained by high frequency of hypoploid cells and exactly frequency of cells with deficiency chromosome (P less than 0.01). The authors suppose, that reciprocal translocation carrier suffers from reparative system of DNA damages that doesn't lead to elimination of mutation cells. | Изучена соматическая хромосомная нестабильность у фенотипически здоровых коров голштинизированной черно-пестрой породы, из числа которых одно животное являлось носителем реципрокной транслокации rcp (13;26) (q24; q11). Выявлена повышенная частота хромосомных мутаций у носительницы транслокации в сравнении с полусибсами (P менее чем 0,05-0,01) и сверстницами (P менее чем 0,05-0,001). Так, частота фрагментов хромосом у транслоканта была выше в 3 раза и более, чем у контрольных групп животных (P менее чем 0,01). Обнаружена тенденция к росту числа мультиаберрантных клеток, содержащих две и более хромосомных мутации у носительницы транслокации. Установлено, что наличие реципрокной транслокации может сопровождаться ростом числа клеток с триплоидным набором хромосом, что не является характерным для спонтанного мутагенеза. Анализ частоты анеуплоидных клеток у исследованных животных выявил превосходство групп сверстниц и полусибсов по этому показателю в сравнении с носительницей мутации (P менее чем 0,01). Достоверные различия формировались главным образом за счёт повышенной частоты гипоплоидных клеток и, в частности, по частоте клеток с нехваткой одной хромосомы (P менее чем 0,01). Высказано предположение, что у носительницы реципрокной транслокации отмечается сбой в репаративной системе повреждений ДНК, что не приводит к элиминации мутантных клеток.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2013

Khatefov, Eh.B. | Khachidogov, A.V., Kabardino-Balkaria Research and Development Inst. of Agriculture, Nalchik

Experiments were carried out in Kabardino-Balkaria in 1998-2010. Tetraploid population were distinguished in the degree of genetic polymorphism and the presence in genome of different portions of genome E. perennis. A description of 6 populations on the content of protein in the grain and oil, total sugars, calculated the energy value of corn. Found elevated in tetraploid weevil protein, oil versus diploid standard. Designed for the high-protein dynamics and high-oil content in tetraploid populations of maize. Comparison of the values of total sugar content in homozygous for the gene su2 Caryopsides revealed no significant differences between the 2n and 4n weevil. The sugar content in homozygous and heterozygous for the gene su2 weevil tetraploid and diploid maize may vary may vary widely depending on the condition and the number of alleles. The gene interallelic su2 interactions can change the values of various fractions of sugar content depending on the ratio of dominant and recessive alleles at a locus as 2n, 4n ofcorn. The study of new combinations endosperm mutations in tetraploid corn will allow changing within broader quantitative and qualitative composition of the chemical components of grains. At the same tetraploid sugar corn in comparison with the standard diploid protein content above 2.69% and 1.65% oil below. the corn tetraploid compared to deploid corn had a reduced content of water-soluble sugars and an increased content of hydrolyzable ones and there is no differences as to the content of total sugars. Thus, the tetraploid populations of corn significantly differ from the diploid standard in the biochemical composition and energy value of corn. The selection in the tetraploid corn populations is more efficient than diploid. when the selection is prolonged the dynamics of growth in oil content is higher than the protein. | Опыты проводили в предгорной зоне Кабардино-Балкарии в 1998-2010 гг. Тетраплоидные популяции различались по степени генетического полиморфизма и наличию в геноме разных долей генома E. perennis. Дана характеристика 6 популяций по содержанию в зерне белка и масла, общих сахаров, проведены расчеты энергетической ценности зерна. Установлено повышенное содержание в тетраплоидных зерновках белка, масла в сравнении с диплоидным стандартом. Рассчитана динамика отбора на высокобелковость и высокомасличность в тетраплоидных популяциях кукурузы. Сравнение значений содержания общего сахара в гомозиготных по гену su2 зерновках не выявило существенных различий между 2n и 4n зерновками. Содержание сахаров в гомозиготных и гетерозиготных по гену su2 зерновках диплоидной и тетраплоидной кукурузы может изменяться в широких пределах в зависимости от состояния и количества аллелей. Межаллельные взаимодействия гена su2 могут изменять значения содержания различных фракций сахаров в зависимости от соотношения доминантных и рецессивных аллелей в локусе как у 2n, так и у 4n кукурузы. Изучение новых сочетаний эндоспермовых мутаций у тетраплоидной кукурузы позволит изменять в более широких пределах количественный и качественный состав химических компонентов зерновки. При этом у сахарной тетраплоидной кукурузы в сравнении с диплоидным стандартом содержание белка выше на 2,69%, а масла на 1,65% ниже. У тетраплоидной кукурузы по сравненю с диплоидной снижено содержание водорастворимых сахаров и повышено содержание гидролизуемых, а по содержанию общих сахаров различий нет. Т.о., тетраплоидные популяции кукурузы существенно отличаются от диплоидного стандарта по биохимическому составу зерна и энергетической ценности. Проведение отбора в популяциях тетраплоидной кукурузы эффективнее, чем у диплоидной. При длительном отборе динамика роста содержания масла выше, чем белка.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2010

Rimareva, L.V. | Overchenko, M.B. | Serba, E.M. | Agashicheva, K.L., All-Russia Research and Development Inst. of Food Biotechnology, Moscow

The aim of the work was to obtain a strain of Aspergillus oryzae fungus having a high biosynthetic capability relative to enzymes of proteolytic and hemicellulase effect to produce a complex enzymatic preparation (CEP) for the purpose of processing raw materials with high content of protein and polysaccharides. Screening active variants the earlier selected strain AO F-929 was carried out by method multi-step breeding and mutagenesis. The selection of populations was performed by the features of biosynthesis intensity of the desired product – a complex of acid and low acid proteolytic and accompanying enzymes. As a result of screening, 3 active variants N15, 17 and 388 were selected whose proteolytic activity exceeded by 38-62% the activity of the initial strain AO F-929. The most active was N17 synthesizing proteolytic enzymes. The level of proteolytic activity of mutant strain AO N17 in a culture liquid was increased by 62%, beta-glucanase – by 2250%, mannanase – by 500%, chitinase – by 200 of the activity level of the parent strain. A technological scheme of producing CEP comprising a medium preparing unit using a continuous sterilization plant, a stage of fermentation by the method of submerged cultivation has been developed. To produce a concentrated CEP G 10x, by the method of alcohol precipitation the optimum conditions are selected: a ratio of a solvent and culture liquid 3:1, pH 5.5. The results of analytical fractioning CEP based on AO N17 confirmed the multi-component nature of the system whose maim enzymes were acid protease, peptidases, alpha-amylase, xylase and beta-glucanase. CEP is competitive, provides import substitution and perspective fro biocatalysis of grain, animal and human raw materials | Цель работы заключалась в получении штамма гриба Aspergillus oryzae (АО), обладающего высокой биосинтетической способностью по отношению к ферментам протеолитического и гемицеллюлазного действия для создания комплексного ферментного препарата (КФП) с целью переработки сырья с высоким содержанием белка и полисахаридов. Скрининг активных вариантов селекционированного ранее штамма АО F-929 с уровнем протеолитической активности (ПА) 12,0-15,0 ед. ПС/куб.см осуществляли методом многоступенчатой селекции и мутагенеза. Отбор популяций проводили по признакам интенсивности биосинтеза целевого продукта – комплекса кислых и слабокислых протеолитических и сопутствующих ферментов. В результате скрининга отобрано 3 активных варианта №15, 17 и 388, ПА которых на 38-62% превышала активность исходного штамма АО F-929. Наиболее активным являлся вариант №17, синтезирующий протеолитические ферменты с уровнем активности в культуральной жидкости 22,7 ед. ПС/см~3, бета-глюканазу – 3,5 ед. ГкС/куб.см, хитиназу – 0,03 ед. ХС/куб.см, маннаназы – 0,3 ед. МС/куб.см. нуклеазу – 1000 уЕА/мг белка. Т.о., уровень ПА мутантного штамма АО №17 в культуральной жидкости был повышен на 62%, бета-глюканазы – на 250%, маннаназы – на 500%, хитиназы – на 200% от уровня активности родительского штамма. Разработана технологическая схема получения КФП, включающая узел приготовления питательной среды с использованием установки непрерывной стерилизации, стадию ферментации методом глубинного культивирования (t 30-32 град. С, продолжительность 38-42 ч, скорость вращения мешалки 200-220 об./мин, расход воздуха 0,8-1,5 куб.м/куб.м среды/мин). Для получения концентрированного КФП Г 10х методом спиртоосаждения подобраны оптимальные условия: соотношение растворителя и культуральной жидкости – 3:1, pH -5,5.Результаты аналитического фракционирования КФП на основе АО №17 подтвердили многокомпонентность системы, основными ферментами которой явились кислая протеаза, пептидазы, альфа-амилаза, ксиланаза и бета-глюканаза. Полученный КФП конкурентоспособен, обеспечивает импортозамещение и перспективен для биокатализа зернового, животного и микробного сырья

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2009

Pokhmelnykh, G.A. | Shumnyj, V.K., Russian Academy of Sciences. Siberian Branch, Novosibirsk (Russian Federation). Institute of Cytology and Genetics

The following facts are considered in connection with the problem of population polymorphism at heterochromatic regions of maize chromosomes: (a) variation (1-3 micro m) of the heterochromatic region of nucleolus organizer (NO knob) in pollen mother cell at the pachytene stage; (b) presumably function-dependent variation of the degree of its compaction (from a compact state in the majority of plants to a puff-like state); (c) the presence of rearrangements in the NO knob region (duplications and deletion); and (d) homozygous (in all cases) state of the NO knob. Deletion is combined with alterations in the structure of chromosomal NO and the overall karyotype. It is assumed that inbreeding and MGEs influence the mutability of the NO locus and activation of the gene set controlling cytokinesis, chemical reduplication, and, possibly, rDNA amplification. The mutation was classified as a systemic mutation. The mechanisms of NO knob homozygotization in meiosis (mitosis) and the mechanisms of maintenance of the polymorphism at functionally inactive chromosome knob regions in maize populations are compared

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2009

Mikhajlova, E.I. | Lovtsyus, A.V. | Osina, O.A. | Sosnikhina, S.P., Russian Academy of Sciences, Moscow

A combination of methods, including fluorescent in situ DNA-DNA isation, sequencing of recombinogenic proteins and an immunocytochemical study of meiosis proteins allowed us to study the phenotypical distinctive features of microsporogenesis in both wild type rye Secale cereale L. and its synaptic mutants. The nuclear disposition of chromosomes, as well as their behaviour in early stages of male were analysed by labeling chromosome domains with fluorochromes. Abnormalities of centromere grouping and telomere clustering were revealed in the asynaptic mutant syl, and the specifity of chiasma formation and cases of nonhomologous recombination were uncovered in the desynaptic mutant sy10. Amplification of the maximal length fragments of RAD51 and DMCI genes was also performed. Defects were found in the sequences of clones obtained from anthers of the syl mutant. Antibodies generated to tomato proteins Rad51/Dmcl form numerous foci at early stages of meiosis in wild types and in the asynaptic mutant sy9 and the desynaptic sylO, but there are no foci at corresponding stages in the asynaptic syl. The absence of any Rad51/Dmcl signal in syl mutants could be the result of splicing defects leading to abnormal protein formation. It is supposed that sy1 disrupts the nuclear disposition of centromeres and telomeres at the end of pre-meiotic interphase, while the absence of Rad51/Dmcl foci at prophase 1 also indicates that recombination is affected by this mutation. Immunostaining was also used to reveal cynaptonemic complex proteins, the orthologues of which had already been characterised in other organisms. Antibodies to key meiosis proteins of Arabidopsis were used in combination with a three-dimensional (3D) analysis of meiocytes, imbedded in polyacrylamide, and performed and studied by means light and laser confocal fluorescent microscopy

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2009

Demurin, Ya.N.

In the result of genetic analysis the normal line RIL100 was shown to contain a high oleic mutation Ol in hypostatic condition. In the cross of LG28xRIL100 F2 recombinants were observed with the frequency of 8%. Inheritance of the high oleic mutation in the crosses of LG26 with K1587 and VIR721 fitted monogenic dominant model in F1, F2 and F3. This phenomenon is called as resistance of Ol mutation against a suppressor. Inheritance of the high oleic mutation in the crosses of VK508 with suppressors in F2 fitted a digenic model of epistatic action of Sup over Ol in the ratio of 13 normal : 3 mutant. Combination of Kl 587xVK508 showed in F3 the lack of homozygote high oleic populations whereas VIR721 xVK508 - the lack both of homozygote and segregating populations. In the last case the mutant seeds were disappeared.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2008

Provorov, N.A. | Vorobjev, N.I., All-Russia Research and Development Inst. of Agricultural Microbiology, St.-Petersburg

The mathematical model for evolution of legume rhizobia mutualism based on the partners live feedbacks resulted from metabolic (C-N) exchange is presented. Negative frequency dependent selection in rhizobia population, combined with the partners positive feedbacks ensure anchoring or even domination of the mutants which either acquired the mutualistic traits or changed the specificity in their expression with different host genotypes. The created model allows us to consider the mutualistic symbiosis as of a finely balanced population system in which the equilibrium may be shifted in favor of beneficial microbial genotypes due to natural selection for an improved symbiotic efficiency implemented in plant population

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation