Воспроизводство крупного рогатого скота

1. Таверне М., Бревелд-Дваркасинг В., ван Диссел-Эмилиани Ф., Беверс М., де Йонг Р., ван дер Вейден Г. Период между предродовым лютеолизом и началом изгнания плода. Domest Anim Endocrinol 2002;23:329–337.

2. Йылдыз А. Индукция родов у коров мизопростолом. J Anim Vet Adv 2009;8:876–879.

3. Пламб Д. Справочник ветеринарных лекарственных средств , 3-е изд. Эймс, Айова: Iowa State University Press, 1999.

4. Пурохит Г., Шекхер К., Кумар П., Соланки К. Искусственное прерывание беременности у сельскохозяйственных животных. Iranian J Appl Anim Sci 2012;2:1–12.

5. Кейпен К. Эндокринные железы. В кн.: Макси М. Г. (ред.) Патология домашних животных по Джаббу, Кеннеди и Палмеру , 5-е изд. Филадельфия: WB Saunders, 2007, с. 325–428.

6. Йылдыз А., Эрисир З. Влияние экзогенного окситоцина на выживаемость эмбрионов у коров. Acta Vet Brno 2006;75:73–78.

Наследственные врожденные дефекты у крупного рогатого скота

Брайан К. Уитлок¹ и Элизабет А. Коффман²

1 Кафедра клинических наук о крупных животных, Колледж ветеринарной медицины Университета Теннесси, Ноксвилл, Теннесси, США

2 Кафедра ветеринарных клинических наук, Колледж ветеринарной медицины Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо, США

Вступление

Этиологию врожденных дефектов у крупного рогатого скота можно разделить на наследственную, токсическую, пищевую и инфекционную категории. Наследственные врожденные дефекты распознаются по мере роста случаев и, скорее всего, передаются по наследству в результате отбора конкретных, но не связанных признаков. У некоторых видов крупного рогатого скота возникновение наследственных дефектов стало частым и экономически важным источником потерь стельности. Ветеринары, специалисты по животноводству и животноводы должны знать о наследственных дефектах и быть готовыми исследовать их и сообщать о животных, имеющих аномальные фенотипы.

Генетическое тестирование изменило воспроизводство скота не только с точки зрения признаков, полезных для производства, но также и в плане способности идентифицировать и управлять вредными генетическими дефектами. По мере того как отбор концентрирует генетику отдельных особей, вероятность появления наследственных дефектов возрастает. Надзор за такими расстройствами стал важной частью программ оздоровления стад крупного рогатого скота.

Аномалии плода очень часто сбрасывают со счетов как спонтанные «случаи во время беременности»; дефекты не считают подлежащими огласке, и соответственно не отбирают образцы для исследования. Неспособность идентифицировать или задержка в обнаружении наследственных дефектов может привести к дальнейшему распространению мутантной генетики. Очевидные дефекты, такие как пороки развития скелета, обширные аномалии мягких тканей, тяжелые неврологические расстройства и заболевания кожи, распознаются с большей вероятностью, тогда как дефекты, затрагивающие внутренние органы или связанные с абортами и мертворождениями, могут быть менее очевидными и их легче пропустить. Надзор может быть еще более скомпрометирован нежеланием фермеров сообщать о потенциально наследственных заболеваниях или нежеланием ассоциаций пород настойчиво расследовать случаи потенциально наследственных нарушений.

Было опубликовано несколько обзоров по наследственным заболеваниям у крупного рогатого скота^1–3 , а регулярно обновляемая электронная база данных «Он-лайн база менделевского наследования у животных» (OMIA) доступна по адресу http://omia.angis.org.au/.⁴ В этой главе описываются морфологические характеристики, тип наследования, затрагиваемые породные линии и доступность тестирования для отбора наследственных патологий плода крс. Подробное описание всех известных наследственных врожденных аномалий довольно обширно и выходит за рамки данной главы. Цель этого обзора - обсудить те наследственные фетальные аномалии крупного рогатого скота, которые были описаны в последнее время и для которых была идентифицирована мутация и доступен тест.

Множественный артрогрипоз

Множественный артрогрипоз (AM) представляет собой летальный аутосомно-рецессивный генетический дефект, впервые обнаруженный у крупного рогатого скота породы Ангус. Начиная с 2008 года, исследователи в сотрудничестве с Американской ассоциацией ангусов (ААА) исследовали аномальных телят ангусов, которые соответствуют описанию того, что тогда называлось AM или попросту «синдромом скрюченного теленка». В течение 2 месяцев исследователи, собирая образцы и родословные от пораженных телят и их родителей, идентифицировали мутацию, разработали и проверили тест ДНК, и определили статус более 700 ИО-быков.⁵

Телята с AM рождаются мертвыми или умирают вскоре после рождения. Они мелкие для своего гестационного возраста (15–25 кг) и имеют заметно меньшую мышечную массу, но дистоция все-равно встречается часто в результате врожденного артрогрипоза, сколиоза, кривошеи и, возможно, гидроамниона. По-видимому, при AM отсутствует необходимый белок, который обеспечивает связь между нервами и мышечной тканью, поэтому теленок (который не может двигаться внутриутробно) рождается с фиксированными суставами всех четырех конечностей и искривленными ногами. Существует несколько характерных особенностей AM, включая артрогрипоз (фиксированные согнутые суставы), кифосколиоз (искривленный позвоночник) и снижение мышечной массы⁵ (рис. 66.1).

Мутация представляет собой делецию (потеря участка хромосомы), включающую три гена; один из этих генов участвует в развитии нервов и мышц. У пораженных телят отсутствует около 23 kb (kilobase, тысяч нуклеотидов) . Эти отсутствующие пары оснований ( или пар нуклеотидов) приводят к полной потере функции всех трех генов у гомозиготных телят.⁶

Белок MOCS1 необходим для синтеза кофактора молибдопротеина, который образует активный сайт в SUOX (дефектный белок у швицкого скота, пораженного AS).⁷ Участие SUOX и MOCS1 в общем биохимическом пути взаимно подтверждает причинность этих мутаций у крупного рогатого скота швицкой и немецкой ФлекфиСимментальской пород.

Цитруллинемия

Цитруллинемия крупного рогатого скота является аутосомнорецессивно наследуемым заболеванием скота голштинской породы, впервые описанным в Австралии.¹⁴ Цитруллинемия крупного рогатого скота была распространена среди австралийской голштинской популяции после ввоза спермы от североамериканского производителя Линмака Криса Кинга.^15,16 Пораженные животные клинически нормальны при рождении, но в течение 24 часов они впадают в депрессию, бесцельно бродят, упираются головой в поверхности, кажутся слепыми, скрипят зубами и в течение 4–5 дней у них развивается проприоцептивный дефицит и атаксия, они становятся лежачими, конвульсивными, изнемогают и умирают. Поражения включают диффузный отек астроглии от легкой до умеренной степени в сером веществе головного мозга и гепатоцеллюлярную гидропическую дегенерацию от легкой до тяжелой степени.¹⁷ Цитруллинемия крупного рогатого скота вызвана переходом цитозина (CGA/аргинин) в тимин (TGA/стоп-кодон) в кодоне 86 гена, кодирующего аргининосукцинатсинтазу, что приводит к нарушению цикла мочевины (орнитиновый цикл, цикл Кребса—Гензелейта) и значительному повышению уровня цитруллина и аммиака в плазме пораженного организма.^17,18

Синдром бычьей арахномелии

Синдром арахномелии крупного рогатого скота (AS) является наследственным моногенетическим аутосомно-рецессивным заболеванием с полной пенетрантностью (частота проявления гена, т.е. процент особей из числа несущих ген, у которых он проявился - в данном случае 100%) . Пораженные телята, как правило, мертворожденные со скелетными аномалиями, включая «паучий» вид конечностей (долихостеномелия) с заметным истончением диафиза и черепом неправильной формы⁷ (рис. 66.2). Среди крупного рогатого скота есть два практически идентичных фенотипа AS у бурого швицкого скота и немецкого Флекфи-Симментал.

У бурого швицкого скота AS является результатом одиночной вставки основания (G) в экзон 4, что приводит к сдвигу рамки считывания и преждевременному стоп-кодону (тройка нуклеотидных остатков в РНК, кодирующая прекращение синтеза полипептидной цепи) в кодирующей последовательности гена бычьей сульфитоксидазы (SUOX), влияющей на экспрессию белка SUOX (молибдогемопротеинсульфитоксидаза, терминальный фермент в пути окислительной деградации серосодержащих аминокислот).⁷ Недостатки фермента SUOX у людей характеризуются основными неврологическими нарушениями и ранней смертью.^8–11 Крупный рогатый скот, гетерозиготный по мутации, не проявляет каких-либо клинических признаков. Из 302 не проявивших ген коров бурой швицкой породы 10 (3,3%) были идентифицированы как носители мутации в гене SUOX.⁷

Совсем недавно к 2008 году было зарегистрировано более 150 подтвержденных случаев AS у немецкого крупного рогатого скота породы Флекфи-Симментал, с предполагаемой распространенностью в популяции коров в 6%.¹² Мутация у этой породы представляет собой делецию длиной 2 b.r. в гене, кодирующем синтез молибденового кофактора 1 (MOCS1), что приводит к сдвигу рамки считывания и преждевременному прекращению синтеза бычьего белка MOCS1 (73 вместо 633 аминокислот). Когда из баварской симментальской популяции случайным образом отобрали коров, исключая родственников первого поколения, известных как носители данной мутации, то 17 из 616 (2,8%) были гетерозиготными по генетической мутации (делеция 2 b.r. в MOCS1), вызывающей AS у симментальского скота.¹³

Дварфизм

Дварфизм (карликовость) как наследственное заболевание был отмечен у многих млекопитающих, включая несколько пород крупного рогатого скота.^1,19–25 Сообщалось о нескольких типах наследственной хондродисплазии у крупного рогатого скота. Хотя степень их фенотипического проявления варьирует, все они характеризуются системными нарушениями скелета, включая укорочение и деформацию конечностей, головы и позвонков. Карликовость была обнаружена у пород ангус, бурая швицкая, красная датская, декстер, герефорд, голштинская, японский браун и шортгорнская.²⁵ Нет одного гена или мутации, ответственных за все зарегистрированные случаи карликовости крупного рогатого скота. Здесь мы опишем две уникальные формы бычьей карликовости. Карликовость типа "бульдог" была серьезной проблемой для породы Декстер с момента ее описания в начале девятнадцатого века.²⁶ Гомозиготность по мутации дварфизма Декстера является летальной, и плод обычно абортируется примерно на 7 месяце гестации. Клинически, дефектные плоды характеризуются крайне непропорциональной карликовостью, коротким позвоночным столбом, выраженной микромелией (укорочение конечностей) , большой абдоминальной грыжей, относительно крупной головой с втянутой мордой, расщепленным небом и выступающим языком.²⁷

Карликовость по типу "бульдога" у крупного рогатого скота Декстер вызвана двумя дискретными мутациями в гене (ACAN), ответственного за синтез аггрикана (протеогликан, важен в гиалиновых хрящах) , для этих мутаций доступно тестирование ДНК.²⁷ Когда это летальное заболевание определяли строго по фенотипу, его наследование описывается как аутосомно-рецессивное (то есть карлик-бульдог гомозиготен по генетической мутации). Однако, поскольку гетерозиготы имеют промежуточный карликовый фенотип, тип наследования признака также может быть описан, как неполное доминирование (8% экспрессии ACAN у гетерозигот по сравнению с гомозиготными нормальными особями).²⁷