Геномная стратегия

Генотипирование животных сельскохозяйственных и охотничьих видов методами молекулярной генетики и иммуногенетики

Услуги экосистемы «iДНК-ПЛЕМстат» предполагают генетический анализ отобранных животных и получение, статистическую обработку информации в рамках селекционных проектов и НИОКР на уточнение генетической структуры порода, определение породной и видовой принадлежности, улучшения молочной, мясной, шерстной продуктивности и охотничьих индексов животных сельскохозяйственных и охотничьих видов.

Оценка генетической изменчивости сельскохозяйственных животных и растений (микросателлитный STR и ISSR- межмикросателлитный анализ, SNP);
Установление родства и генетической дифференциации животных в селекционных группах;
Оценка генофонда, породной принадлежности крупного рогатого скота и других животных;
Результат внедрения: установление достоверности происхождения и родства крупного рогатого скота, согласно Федерального закона №123 «О племенном животноводстве» и Приказа Минсельхоза России от 17.11.2011 № 431 (ред. от 16.04.2013), ФЗ 490, ФЗ , ЕЭК.
Оценка возможности и реализации генетического потенциала по увеличению молочной, мясной и шерстной продуктивности животных;
Оценка возможности и реализации генетического потенциала по улучшению качества молочной, мясной и шерстной продукции, увеличение рентабельности производства;
Оценка возможности и реализации генетического потенциала по увеличению здоровья животных и продуктивного долголетия, устойчивости к неблагоприятным условиям производственной и окружающей среды;
Оценка возможности и реализации генетического потенциала по увеличению жизнеспособности молодняка и увеличению фертильности производителей;
Оценка возможности и реализации генетического потенциала по увеличению продуктивного долголетия животных.

Полногеномное секвенирование животных и растений

Обеспечит данными о геноме в высоком разрешении, даст возможность сформировать стратегию селекции и работы по здоровью и иммунитету растений и животных (DNAseq).

Метод позволяет получить данные о геноме и всех его вариантах для особенно ценных животных и сортов растений.

Можно выявить потенциальные молекулярные варианты генома для дальнейших исследований экспрессии генов и механизмов регуляции (RNAseq).

Еесли растение и животное аборигенное и уникальное, то можно получить данные о его геноме первично de novo.

Полногеномное секвенирование (DNAseq), секвенирование экзома (RNAseq) или целевое секвенирование (CHIPseq) как замена генетических чипов Illumina низкого, среднего и высокого разрешения, обеспечивают комплексное представление всего генома. Полногеномное секвенирование может обнаруживать генетические структурные варианты, маркеры, мутации, вставки/делеции, изменения числа копий.

Полногеномное секвенирование (WGS) - это комплексный метод анализа целых геномов. Геномная информация используется в выявлении наследственных заболеваний, характеристике мутаций, вызывающих изменения иммунитета.

Хотя этот метод ассоциируется с секвенированием геномов человека, масштабируемая и гибкая природа технологии секвенирования следующего поколения (NGS) делает его в равной степени полезным для секвенирования любых видов сельскохозяйственных животных, а также охотничьих и диких видов.

Полногеномное секвенирование как расширение возможностей чипирования

Секвенирование геномов может предоставить информацию по генетическим маркерам разметки генома для селекции и определения функций генов, а также анализ генетических аномалий по породам сельскохозяйственных животных, сортов растений, анализа ГМО, в т.ч. полученных по технологиям CRISPR.

Преимущества и выгоды полногеномного секвенирования

Можно получить научные данные и в результате исследований определение молекулярных структур обеспечивающих идентификацию (SNP), продуктивность, качество продукции и здоровье животных (SNV), обеспечение патентной и законодательной базы генетической экспертизы и генетических эталонов сравнения пород животных и сортов растений.
Обеспечивается представление идентификации генома в высоком разрешении.
сочетаются короткие вставки и длинные чтения, что позволяет охарактеризовать любой геном.
Выявляет аллели генетических аномалий любой природы.
Выявляет потенциальные причинные варианты для дальнейших исследований экспрессии генов и механизмов регуляции.

Преимущества секвенирования de novo

Генерируются точные эталонные последовательности даже для сложных или полиплоидных геномов;
позволяет картировать геномы организмов для селекции.
Можно определить очень похожие или повторяющиеся области генома.
идентификация структурных вариантов и сложных перестроек, таких как делеции, инверсии или транслокации.

Таргетное секвенирование

Поэтапное секвенирование, или фазирование генома, идентифицирует аллели на материнских и отцовских хромосомах при исследовании моделей экспрессии генов для оценки генетических заболеваний, гаплотипах, сложных признаках, влияния нескольких генов и аллелей:
Анализ сложных гетерозигот.
Аллель-специфическое измерение.
определение вариантных связей.
Генетические стандартные чипы и чипы высокого разрешения для картирования генома и анализа генетических аномалий можно полностью интегрировать в секвенирование нового поколения. Можно проводить глобальные исследования в масштабах пород и сортов на национальном уровне, выявляя мутации и структурные варианты в различных популяциях или образцах из биобанков.
Генотипирование животных и растений является основой генетической идентификации, современных исследований продуктивности в сельскохозяйственной селекции и обнаружении новых ассоциаций между маркерами SNP и признаками или заболеваниями.

Анализ генетической изменчивости сельскохозяйственных животных и растений

Анализ генома с использованием секвенирования следующего поколения (NGS) позволяет получить представление обо всех геномных изменениях по основаниям, включая однонуклеотидные варианты (SNV), вставки и делеции, изменения числа копий и структурные вариации, геномных перестройках, слияний генов.
Секвенирование de novo относится к секвенированию нового генома, для которого нет доступной эталонной последовательности. Прочтения последовательностей собираются в виде контигов, и качество охвата данными последовательностей de novo зависит от размера и их непрерывности (т. е. от количества пробелов в данных).
Секвенирование по Сэнгеру позволяет определить последовательности коротких фрагментов генома с высокой точностью.

Моногенные наследственные заболевания крупного рогатого скота

Моногенные заболевания - это наследственные заболевания, которые вызываются изменением (поломкой, мутацией) в одном гене. Моногенные заболевания могут встречаться как у нескольких членов одной семьи животных, так и только у одной особи.

Скачать брошюру геномной стратегии МСХ РФ

Это описание проекта. Скачать pdf

Государственная программа развития сельского хозяйства до 2025 г.

Это описание проекта. Скачать pdf.

Концепция перспективного развития
животноводства России

Это описание проекта.

Загрузить медиафайл, чтобы просмотреть результаты в файле проекта pdf.

Комплексное управление производственными объектами

Это описание проекта.

Загрузить медиафайл, чтобы просмотреть результаты в файле проекта pdf.

Работа с генофондом

Задачи по генетике для генофондных стад включают:

Проведение первичного учёта: зоотехнические оценки по экстерьеру, продуктивным качествам, воспроизводству и здоровью.

Генетическую идентификацию: использование иммуногенетических и микросателлитных маркеров для индивидуальной идентификации животных и установления их происхождения.

Описание генетических характеристик: анализ зоотехнических, иммуногенетических и генетических параметров для характеристики генетической структуры стада.

Оценку генетической дифференциации и кластеризации: определение степени генетической обособленности и формирование генетических кластеров в рамках породы.

Создание системы воспроизводства: переход на искусственное осеменение как основной метод размножения и формирование ресурса семени лучших производителей.

Оценку производственных факторов: анализ влияния условий содержания и кормления на реализацию генетического потенциала животных.

Формирование селекционных целей: определение приоритетных селекционных признаков и разработку селекционных индексов.

Экономический анализ: оценку затрат и выгод по ключевым селекционным признакам с учётом рыночной конъюнктуры.

Наша работа как иммуногенетиков

Наша работа - смотреть в будущее и видеть, что спросят владельцы скота и фермеры, а также общество с точки зрения технологий, а также в контексте глобальных изменений и экологических проблем. Наши исследования включают в себя создание проектов, которые позволят сельскому хозяйству адаптироваться и процветать в любых условиях мировой экономики с ориентацией на удовлетворение внутренних потребностей и экспорт генетических разработок.
Мы сосредоточены на поиске решений для повышения эффективности сельского хозяйства. Мы хотели бы сократить потребность хозяйств в ресурсах, одновременно улучшая здоровье и благополучие животных, сортов растений их экономической эффективности (продуктивность по сравнению с затратами) и воздействие сельского хозяйства на окружающую среду (меньшее потребление ресурсов, меньшее загрязнение). Мы сосредоточены на удовлетворении потребностей хозяйств в генетических ресурсах и разработках с акцентом на местные и национальные особенности.
Мы также работаем над улучшением животных и растений, чтобы продукция, которую компании доставляют потребителям, была максимально полезной для здоровья и максимально соответствовала требованиям биологической и экологической безопасности. образу жизни потребителей. Мы хотим двигаться в сторону агроэкологического земледелия.

Что генетика может предложить сельскохозяйственной промышленности?

Растительные продукты, молоко и мясо - продукты очень богатые и разнообразные, жирными кислотами, белками, минералами. Геномика поможет нам понять это разнообразие, чтобы можно было производить более качественный сыр и другие молочные продукты.
Даже когда мы говорим о работе в отрасли, в конечном итоге работа ведется над удовлетворением потребностей конечных потребителей, жителей нашей страны.
Мы изучаем фенотипы и генотипы, чтобы определить лучших животных и сорта растений, и условия для производства молока и агропродукции самого высокого качества непосредственно в хозяйствах. Мы разделяем животных и растения по типу продуктивности - питьевое молоко, молоко на сыр, мясная продукция, жиры, клетчатка, кормовые белки и сахара, чтобы в этом процессе ограничить аспекты обработки пищевых продуктов.
Например, если делается сыр, то всегда нужно будет превращать молоко в сыр, и даже если молоко специализировано, то оно будет и большей пищевой ценности как питьевое. В случае растений, например семеня могут использовать только для производства масел и белково-жировой кормовой добавки. Задача состоит в том, чтобы улучшать генетический потенциал животных и растений в направлении их способности производить продукт высочайшего качества.
С помощью генотипирования можно напрямую связать факторы производства, качество или вариант с точным геномом животного и растений. Это чрезвычайно полезно с точки зрения нашей способности предсказывать и предвидеть племенную и сортовую ценность в плане продуктивности растений и животных.

Как геномика влияет на развитие характеристик продукта.

Геномика привела к огромным изменениям в способности понимать функционирование организма животного и растений в отношении их способности производить продукцию с определенными качествами. С помощью генотипирования можно напрямую связать факторы производства, качество или вариант с точным геномом животного. Это чрезвычайно полезно с точки зрения способности предсказывать и предвидеть будущее о животных, растениях и их продуктах. Генотипирование произвело революцию в нашей способности работать с различными генетическими характеристиками.

Хотят ли заводчики и селекционеры работать с этими новыми технологиями?

Заводчики и селекционеры в семеноводстве являются частью общества и сами являются потребителями. Их потребности достаточно близки к ожиданиям общества в целом. Геномика поначалу пугает некоторых заводчиков. Однако, когда мы объясняем, что такое технология и на что она способна, и что мы не трансформируем живые существа или геномы, это перестает быть для них проблемой. Закладка основ понимания геномики обучение персонала, объяснение базовых принципов может занять время, но это того стоит, потому что так много приносит в сельское хозяйство.

Какова ценность генотипирования для заводчиков и селекционеров?

Во всем мире заводчики и селекционеры приняли технологию гипнотизирование, потому что они сразу видят преимущества в понимании селекции своих животных и растений. Это решающий фактор. Благодаря генотипированию они лучше узнают свои объекты исследования и если раньше они работали вслепую, пытаясь выяснить характеристики через наследование родоначальников, то сегодня они понимают, что требования к производству высококачественных натуральных продуктов растут, и видят, как генотипирование может привести к решениям их проблем.
Когда селекционеры разговаривают с нами, они смотрят на долгосрочную перспективу. Мы должны оправдать их ожидания и они удивляются каждый раз, когда мы объясняем им, что можно сегодня сделать и к чему эо приведет в будущем. Они понимают, что генотипирование - это более мощный и точный инструмент, чем то, что у них было раньше, что позволяет нам работать над внутренними качествами животных и растений.
Когда то генотипирование молодых животных и семян (или микроклонов) станет обычным делом, и у селекционеров будет на руках информация для внесения корректировок по питанию растений, либо адаптации состава кормов животных или их условий содержания.
Наши клиенты очень интересуются всем, что связано с благополучием и здоровьем животных. Это очень для них важно. Они работают с этими животными каждый день, и они не могут смотреть, как они страдают или рождаются с аномалиями. Мы работаем на будущее, чтобы улучшить способность животных сопротивляться болезням и неблагоприятной производственной среде по заболеваниям вымени, легких, пищеварения, копыт, слизистых и кожи. Что касается растений, то это определение устойчивости к вирусным, бактериальным, грибковым заболеваниям и получение стерильных культур. Мы сможем предоставить производителям решения для предотвращения наследственных заболеваний, и они будут очень в этом заинтересованы.

Над какими еще проектами стоит работать в будущем?

В будущем общество будет требовать, чтобы животные выращивались с минимальным воздействием на окружающую среду, получать таких производителей, у которых лучше конверсия корма, чтобы получить как можно больше пользы от травы на пастбище, которая растет естественным путем. При производстве кормов для животных требуется значительное изменение технологий переработки комбикормов, в т.ч. при помощи геномных технологий.
Нам нужно, чтобы животные были крепкими, чтобы обходились сами по себе и как можно меньше нуждались в ветеринарах. Растения должны быть устойчивыми к болезням и более засушливому климату, менее требовательны к качеству почвы, не требующим использование гербицидов и других ядохимикатов.
Разнообразие сельскохозяйственных и климатических условий влияет на пищевую промышленность. Нам нужно это разнообразие, и мы должны к нему адаптироваться. С помощью генетики мы можем посоветовать нашим членам, какие генетические профили лучше всего подходят для определенных условий.
Раньше мы никогда не могли этого сделать, за исключением очень общих характеристик породы или животного. В течение 5–6 лет посредством селекции мы сможем адаптироваться к этому разнообразию, чтобы найти наилучшее решение для определенных условий ведения хозяйства с учетом взаимодействия генома и среды.

Будут ли в будущем все животные будут генотипированы?

В будущем мы видим, что все животные и растения будут генотипированы или, возможно, систематически секвенированы при рождении или создании вариантов сортов. Через несколько часов или дней после рождения каждый теленок или линия растений получит идентификационную бирку. Генотипирование молодняка, семян, микроклонов, микроклубней и сортовых линий станет обычным делом, у нас быдет информация для внесения корректировок, либо путем адаптации их корма, почвы, либо путем адаптации условий, как мы используем и разводим каждого потомка, как мы выращиваем каждый сорт. Мы думаем, что однажды это станет стандартом, сначала для управления, а затем и для генетических целей точного земледелия.