Proiectul TE-56/2010

Proiect TE-56/2010
51-122 / 2008 (PNCDI 2)

Director proiect: Rodica Stefania PELMUS

Analiza genetica asistata de markeri moleculari a caracterelor de productie si reproductie la oile din rasa Tigaie cu capul negru de Teleorman si utilizarea rezultatelor pentru selectie

I. Rezumatul proiectului
II. Obiectivele proiectului
III. Lucrari si comunicari stiintifice realizate in cadrul proiectului

I. Rezumatul Proiectului

Obiectivul principal strategic al prezentului proiect este formarea unei echipe interdisciplinare si interinstitutionale de tineri cercetatori, de la INCDBNA , Balotesti, specializati in domeniul geneticii si ameliorarii animalelor si de la Universitatea de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara, Bucuresti cu specializare in tehnologia de crestere a animalelor de ferma, nutritie, statistica si prelucrare matematica a datelor experimentale pentru a studia prin analiza genetica caracterele de productie si reproductie a unei populatii locale de ovine din Romania, Tigaia cu capul Negru de Teleorman, rasa inca neomologata, dar care raspunde cel mai bine cerintelor economice actuale: lapte, prolificitate, miel de lapte intarcat timpuriu. In acest sens cercetarile se vor efectua pe o populatie de Tigaie cu capul negru existenta in biobaza INCDBNA Balotesti la care se va estima pe intreaga perioada de derulare a proiectului dezvoltarea si conformatia corporala analizandu-se indicii corporali si de reproductie (natalitatea, fecunditatea si prolificitatea oilor din populatia Tigaie cu capul negru) precum si evolutia greutatii corporale a mieilor de la fatare pana la varsta de intarcare.Productia de lapte se va estima pe baza controalelor periodice in timpul carora se vor recolta probe de lapte pentru determinarea compozitiei chimice. Parametrii genetici, respectiv coeficientii de heritabilitate si corelatiile genetice, fenotipice si de mediu intre caracterele de productie si reproductie luate in studiu vor fi de asemenea analizate. Prin tehnici de biologie moleculara (PCR in timp real, electroforeza in gel de poliacrilamida, etc) se vor stabili markeri moleculari pentru calitatea laptelui (ex. caseina) si vor fi identificate genotipurile si frecventele alelelor in populatia de ovine Tigaie cu capul negru pentru caracterele privind calitatea laptelui. Prin utilizarea acelorasi tehnici se va aprecia de asemenea expresia unor gene implicate in calitatea carnii (leptina).

II. Obiectivele proiectului

Obiectivele proiectului in anul 2010:

• Studiu documentar privind rasele de ovine specializate pentru productiile de lapte si carne pe plan mondial si national. Aprecierea parametrilor morfo-productivi ai rasei Tigaie cu cap negru de Teleorman ;demarare experiment in vivo biobaza INCDBNA-Balotesti.
• Evaluarea si stabilirea indicilor de reproductie realizati la oile din rasa Tigaie cu cap negru de Teleorman in cadrul experimentului in vivo efectuat in biobaza INCDBNA-Balotesti. Stabilirea evolutiei greutatii corporale a mieilor de la fatare la intarcare la populatia de ovine Tigaie cu cap negru de Teleorman

Obiectivele proiectului in anul 2011:

• Estimarea parametrilor genetici pentru caracterele de reproductie si pentru productia de carne la rasa de ovine Tigaie cu cap negru de Teleorman in cadrul experimentului in vivo efectuat in biobaza INCDBNA-Balotesti.
• Controlul productiei de lapte la rasa de ovine Tigaie cu cap negru de Teleorman in cadrul experimentului in vivo efectuat in biobaza INCDBNA-Balotesti ; estimarea parametrilor genetici pentru caracterele productiei de lapte la rasa studiata.
• Studiu documentar privind polimorfismul unor proteine marker din laptele de oaie

Obiectivele proiectului in anul 2012:

• Determinarea polimorfismului unor proteine marker din lapte la oile din rasa Tigaie cu cap negru de Teleorman.
• Analiza prin PCR in timp real a expresiei unor gene implicate in calitatea carnii. Interpretarea statistica a rezultatelor obtinute; prezentarea si publicarea lor.

Obiectivele proiectului in anul 2013:

• Diseminarea si publicarea rezultatelor obtinute prin intermediul manifestarilor stiintifice

III. Lucrari si comunicari stiintifice realizate in cadrul proiectului

1. Pelmus R.S., Pistol G.C., Lazar C., Marin D.E., Gras M., Radu M., Ghita E. Studiu preliminar privind compozitia laptelui si polimorfismul proteinelor din lapte la rasa locala de oi Tigaie cu capul negru de Teleorman. Romanian Biotechnological Letters, vol 17, no.5, 2012, 7582-7591.

La nivel international exista un interes deosebit pentru prezervarea si ameliorarea raselor locale de animale datorita caracterelor lor biologice superioare: rusticitate, rezistenta si adaptabilitate la diferite conditii de mediu. Rasa locala Tigaie cu Cap Negru de Teleorman corespunde cerintelor economice in ceea ce priveste productia de lapte si prolificitatea. Scopul studiului nostru a fost determinarea indicilor de calitate ai laptelui si a polimorfismului proteinelor din lapte la aceasta rasa locala de oi utilizand 24 de probe de lapte. Diferitele proteine din lapte au fost determinate prin electroforeza in gel de poliacrilamida. Controalele productiei de lapte si determinarea compozitiei chimice a laptelui s-au realizat in timpul perioadei de lactatie, continutul de grasime si proteina a fost similar cu indicii de calitate specifici rasei (6, 56% grasime si 5,9% proteina) descrisi in literatura. S-a analizat polimorfismul proteinelor din probele de lapte si s-a observat prezenta a 4 tipuri de cazeina in lapte (as1-, as2-, si k-cazeina) si a doua proteine din zer (-lactoglobulina si a-lactalbumina). Studiul nostru privind proportia fractiunilor proteice a relevat faptul ca 74,16% din totalul proteinelor din laptele de oaie este reprezentata de cazeine restul fiind proteinele din zer. Majoritatea probelor sunt caracterizate de un nivel mediu de expresie al proteinelor (66,67% - 79,17%), urmat de probe cu un nivel ridicat de expresie (12,6- 29,17%). Studii de biologie moleculara (Real Time PCR) sunt necesare pentru certitudinea rezultatelor privind polimorfismul genelor pentru proteinele din laptele de oaie in scopul identificarii variantelor genetice pentru fiecare proteina.

2. Pelmus R.S., Pistol G.C., Lazar C., Grosu H., Gras M., Ghita E. Parametrii genetici ai caracterelor de crestere la rasa de oi Tigaie cu cap negru de Teleorman. Indian Journal of Animal Sciences. (trimisa pentru publicare).

Estimarea parametrilor genetici ai caracterelor de crestere la rasa locala de oi este necesara pentru estimarea valorii de ameliorare a animalelor si pentru determinarea obiectivelor de ameliorare. Scopul acestui studiu a fost estimarea parametrilor genetici pentru greutatea mieilor la diferite varste si a sporului mediu zilnic la o populatie locala Tigaie cu Capul Negru de Teleorman. Au fost folosite performantele inregistrate de la 545 miei provenind de la 210 oi si 18 berbeci. Urmatoarele caractere au fost analizate: greutatea corporala la nastere, la 30 si 60 de zile, sporul mediu zilnic de la nastere la 30 de zile, de la 30 la 60 de zile si de la nastere la 60 de zile. Pentru estimarea parametrilor genetici s-a folosit Metoda Restricted Maximum Likelihood cu un model cu efecte genetice materne. Rezultatele studiului nostru au relevat faptul ca valorile heritabilitatii directe si totale au fost mici pentru greutatea la 30 de zile (h²_m=0.169, h²_T=0.150), moderate pentru greutatea la nastere (h²_d=0.249, h²_T=0.230), greutatea la 60 de zile (h²_d=0.279, h²_T=0.250) in timp ce pentru sporul mediu zilnic de la nastere la 30 de zile (h²_d=0.448, h²_T=0.407), de la 30 la 60 de zile (h²_d=0.460, h²_T=0.407) si de la nastere la 60 de zile (h²_d=0.457, h²_T=0.409) au fost mari. Valorile heritabilitatii materne au fost mici pentru greutatea corporala la nastere (h²_m=0.150), 30 de zile (h²_m=0.102) si la 60 de zile (h²_m=0.167) si moderate pentru sporul mediu zilnic de la nastere la 30 de zile (h²_m=0.271), de la 30 la 60 de zile (h²_m=0.265) si de la nastere la 60 de zile (h²_d=0.274).

3. Pelmus R.S., Pistol G.C., Lazar C., Grosu H., Gras M., Ghita E. Estimarea parametrilor genetici pentru caracterele productiei de lapte la o rasa romaneasca locala de oi. Revista MVZ Cordoba. (trimisa pentru publicare).

Obiectiv. Scopul acestui studiu a fost determinarea parametrilor genetici pentru caracterele productiei de lapte la o populatie locala de oi din rasa Cap Negru de Teleorman. Material si metode. Performantele obtinute de la 262 de oi provenind de la 17 berbeci si 139 de oi au fost folosite in acest studiu. Urmatoarele caractere au fost analizate: productia de lapte, cantitatea de grasime si proteina, procentul de grasime si proteina. Parametrii genetici au fost estimati folosind metoda Restricted Maximum Likelihood, cu un model incluzand efecte materne. Rezultate. Rezultatele studiului nostru au aratat ca valorile heritabilitatii directe au fost moderate pentru productia de lapte (0,299), cantitatea de proteina (0,269) si procentul de proteina din lapte (0,380) in timp ce pentru cantitatea de de grasime (0,573) si procentul de grasime (0,623) au fost mari. Corelatii genetice mari intre efectele gentice directe si materne au fost intre productia de lapte si cantitatea de proteina (0,950; 0,973) si intre cantitatea de proteina si cantitateade grasime (0,894; 0,913) in timp ce corelatiile fenotipice intre productia de lapte si productia de grasime (0,937), productia de lapte si cantitatea de proteina (0,957), cantitatea de grasime si proteina (0,937) au fost pozitive si mari. Concluzii: Estimarea parametrilor genetici pentru oile din rasa locala Cap negru de Teleorman este necesara pentru a determina valorile de ameliorare ale animalelor si a stabili obiectivele ameliorarii.

Comunicari la simpozioane internationale:

The 62nd Annual Meeting of the European Federation of Animal Science, Stavanger, Norway 2011
Pelmus R.S., Pistol G.C., Lazar C., Marin D.E., Gras M., Radu M., Ghita E. Short study of major milk protein polymorphism in local sheep breed. Book of Abstracts, p. 49.

4th International Conference on Quantitative Genetics: Understanding Variation in Complex Traits, Edinburgh, 17-22 June 2012,
Pelmus R.S., Pistol G.C., Lazar C., Grosu H., Gras M.A., Ghita E., Taranu I. Estimation of (co)variance components for direct and maternal effects on body weight in Romanian Teleorman Black Head Tsigai lambs. Book of Abstract., p 107.

The 64th Annual Meeting of the European Federation of Animal Science, Nantes, France 2013
Gras M.A., Pistol G., Lazar C., Pelmus R., Grosu H., Ghita E. Effects of genetic markers on milk traits in Romanian sheep breed.

O atentie deosebita a fost atribuita structurii genetice a populatiilor locale de oi si relatiilor intre variantele genetice ale genelor proteinelor din lapte si caracterele productiei de lapte. Dintre principalele gene asociate cu caracterele productiei de lapte, beta-lactoglobulina, k-cazeina si prolactina joaca un rol important in productia de lapte. Scopul acestui studiu a fost de a gasi markeri moleculari asociati cu productia de lapte pentru a creste acuratetea selectiei la oaia Tigaie cu cap negru de Teleorman. Dupa extractia ADN genomic, s-a folosit tehnica PCR-RFLP pentru a identifica polimorfismele genetice ale genelor pentru beta-lactoglobulina, k-cazeina si prolactina. S-au estimat frecventele genelor si efectele genotipurilor. Dupa amplificarea prin PCR a genei pentru beta-lactoglobulina au fost identificate trei genotipuri: AA, AB si BB. Frecventa genei A a fost de 68% in populatia analizata iar frecventa genei B a fost de 32%. Pentru gena k-cazeinei au fost identificati doi produsi PCR cu lungimi diferite, 85 pb pentru alela T si 97 pb pentru alela C. S-a identificat un singur genotip heterozigot CT. Frecventa genelor a fost de 50% pentru alela C si 50% pentru alela T. La locusul prolactinei s-a observat prezenta a doua alele A si B. Au fost identificate trei genotipuri: AA, AB si BB. Frecventa alelei A a fost de 53% iar a alelei B de 47%. Analizand efectul genotipului asupra caracterelor productiei de lapte pentru gena beta-lactoglobulinei s-a constatat ca oile cu genotipul AA au avut performante mai bune decat oile cu genotipul BB. Pentru gena k-cazeinei nu s-a observat nici un efect asupra productiei de lapte. Efectul genotipului AA al prolactinei asupra productiei de lapte, grasime si proteina este pozitiv dar mai mic decat cel al beta-lactoglobulinei. S-a constatat ca laptele oilor cu genotipul BB la locusul pentru prolactina are un continut mai mare de grasime si proteina. In concluzie variantele genetice ale prolactinei pot fi folosite ca markeri genetici asociati cu productia de lapte la populatia de oi Tigaie cu capul negru de Teleorman.