The Chromosomal Abnormalities as Causes of

Reproductive Failure in Cattle

Coordonator proiect: I.C.D.C.B. BALOTEŞTI

Director de proiect: Dr.ing.IOANA NICOLAE

Proiect Sectorial 5.3.3./2015-2018

Îmbunătăţirea capacităţii reproductive şi a sănătăţii genetice

a efectivelor de taurine şi bubaline prin

aplicarea măsurilor de profilaxie a bolilor ereditare

Faza VII - 2018

OBIECTIV GENERAL: Managementul durabil al resurselor genetice animale. Utilizarea măsurilor de profilaxie a bolilor ereditare în scopul îmbunătățirii capacității reproductive și a sănătății genetice la bovine.

OBIECTIVE SPECIFICE : Îmbunătăţirea indicatorilor de reproducţie la animalele de fermă prin utilizarea biotehnologiilor specifice prin:

● Investigarea citogenetică a unor efective din populaţia activă de taurine (de rasă Bălţată cu Negru Românească, Bălţată Românească și Brună) şi a unui efectiv din populația activă de Bivol românesc;

● Identificarea genotipurilor anormale în efectivele de taurine și bubaline investigate şi evaluarea efectelor anomaliilor cromozomale asupra capacităţii de reproducţie a purtătorilor;

● Conectarea cercetărilor naţionale la cele mai noi cercetări internaţionale de profil care vizează strategia de asigurare a sănătăţii genetice a animalelor de fermă.

OBIECTIVE

● Identificarea genotipurilor anormale şi evalurea acestora în diferite rase de taurine şi bubaline crescute în Romania;

● Identificarea şi cuantificarea anomaliilor cromozomale la rasele de taurine și bubaline investigate, în raport cu cazuistica internaţională;

● Evaluarea efectelor anomaliilor cromozomale asupra capacităţii de reproducţie a purtătorilor

REZULTATE SCONTATE

● Durata: 2015-2018

● 7 Faze de execuţie

● 350 capete animale investigate din care:

► 90 capete taurine de rasă BNR : 58 femele – ferma ICDCB Baloteşti; 20 femele – ferma SCDA Brăila; 12 tauri –Semtest Tg.Mureş;

►90 capete taurine de rasă BR: 68 femele SCDCB Tg.Mureş; 22 femele SCDCB Arad

►90 capete taurine de rasă Brună: 45 femele SCDCB Sighet; 45 femele SCDA Secuieni

► 80 capete Bivol românesc : 74 femele şi 6 masculi –ferma SCDCB Şercaia.

PLAN DE REALIZARE

Cadrul experimental de lucru

Coordonatele cercetărilor întreprinse

1. Identificarea genotipurilor normale şi anormale

2. Analiza activității de reproducție a purtătorilor de

instabilitate cariotipică

3. Aplicarea tehnicilor de marcaj cromozomal

Distribuția genotipurilor normale şi anormale

identificate în efectivul investigat

Ponderea instabilităţii cariotipice în efectivul investigat

Nr.

crt.

Rasa/

Specia

Efectiv

investigat

(nr.)

Cariotip

normal

(nr.)

Instabilitate cariotipică

(nr.) %

1. BNR 90 82 8 9%

2. BR 90 81 9 10%

3. Brună 90 81 9 10%

4. Bivol 80 72 8 10%

TOTAL 350 316 34 9,71%

◄ 2n=60,XX

2n=60,XY ►

◄ 2n=50,XX

2n=50,XY ►

TAURINE

Cariotip anormal

BUBALINE

Cariotip anormal

Rupturi cromozomale

Situaţia de reproducţie a femelelor de rasă BNR

cu instabilitate cariotipică

Situaţia de reproducţie a femelelor de rasă BR

cu instabilitate cariotipică

Situaţia de reproducţie a femelelor de rasă Brună

cu instabilitate cariotipică

Situaţia de reproducţie a femelelor de bivol

cu instabilitate cariotipică

◄ 9 SCEs

10 SCEs ►

Taurine

◄ 12 SCEs

16 SCEs ►

Taurine

◄ 11 SCEs

13 SCEs ►

Bubaline

◄ 13 SCEs

15 SCEs ►

Bubaline

350 Buletine de analiză cromozomală

Concluzii

◼ Investigația citogenetică a unui efectiv de 350 de animale, din specii (taurine şi bubaline) și rase diferite (BNR, BR, Brună, Bivol românesc), s-a finalizat cu identificarea genotipurilor anormale în 26 de cazuri la taurine şi 8 cazuri la bubaline;

◼ Prezenţa, localizarea şi frecvenţa rupturilor cromozomale pe autosomi şi heterosomi au indus instabilitate cromozomală, care , de regulă, afectează integritatea materialului genetic cu consecinţe grave asupra capacităţii reproductive a purtătorilor;

◼ În toate cazurile identificate de noi, la femelele cu instabilitate cariotipică, starea lor de reproducţie a fost caracterizată de monte repetate, avorturi şi interval foarte mare între montele fecunde;

◼ Rezultatele obţinute evidenţiază că există o corelație între tulburările de reproducție identificate și prezența complementului cromozomal anormal.

◼ Toate acestea demonstrează încă o dată importanţa investigaţiei citogenetice în elucidarea unor situaţii anormale la nivelul materialului genetic, cu atât mai mult cu cât acestea influenţează capacitatea reproductivă a purtătorilor, determină diferite grade de infertilitate, mergând până la sterilitate, și atrag după sine efecte zooeconomice nedorite.

◼ Depistarea purtătorilor, normali fenotipic, ai unor constituţii cromozomale anormale şi hotărârea măsurilor ce se impun, va conduce la creşterea natalităţii, asigurarea unui ritm normal al producţiilor zootehnice, reducerea tratamentelor şi intervenţiilor sanitar-veterinare.

Concluzii

◼ Având în vedere toate acestea este nevoie ca şi în ţara noastră să se realizeze cadrul legal pentru instituirea politicii de eradicare a anomaliilor cromozomale.

◼ Numai utilizarea testului citogenetic în controlul oficial, integrarea acestuia în strategia şi programele de creştere a efectivelor de taurine și bubaline poate să contribuie la asigurarea unui fond genetic valoros, la creşterea performanțelor de reproducție și a eficienţei economice în creșterea și exploatarea bovinelor din ţara noastră.

◼ Rezultatele obţinute pînă în prezent ne situează printre ţările cu o activitate susţinută în domeniul citogeneticii animale iar cazuistica întâlnită la rasele româneşti a constituit obiectul multor lucrări ştiinţifice, publicate în ţară şi străinătate.

Recomandări◼ Adoptarea unei metodologii de îmbunătăţire a

capacităţii reproductive la bovine prin investigaţie citogenetică.

◼ Aplicarea acestei metodologii se poate realiza pe următoarele coordonate tehnice:

◼ 1. Obiectivul general: Implementarea controlul citogenetic sistematic şi eliminarea genotipurilor anormale în scopul menţinerii sănătăţii genetice a efectivelor de taurine şi bubaline crescute în ţara noastră.

◼ 2. Obiective specifice: 2.1. Investigarea citogenetică a populaţiei active de taurine şi bubaline din diferite zone ale ţării; 2.2. Diagnosticul citogenetic și elucidarea etiologiei anomaliilor cromozomale;2.3. Identificarea cauzelor genetice și/sau teratogene și stabilirea impactului lor asupra performanţelor zootehnice şi implicit asupra sănătăţii şi bunăstării animalelor;

◼ 3. Obiective măsurabile:3.1. Eliberarea buletinelor de analiză citogenetică (BAC); 3.2. Aplicarea măsurilor de profilaxie adecvate.

◼ 4 Cadrul general de aplicare

4.1. Stabilirea fermelor de unde se va alege efectivul de taurine și bubaline ce va fi investigat;

4.2. Identificarea materialului biologic din rasele de taurine și bubaline, luate în studiu, și completarea datelor de origine necesare pentru buletinele de analiza citogenetică ce vor fi eliberate pentru fiecare individ în parte;

4.3.Stabilirea tehnicilor de lucru şi identificarea de noi mijloace și metode moderne, dezvoltarea și implementarea acestora în expertiza analizei citogenetice;

4.4. Evaluarea citogenetică a efectivului studiat pe baza unui protocol specializat, cu un nivel de performanță și calitate conform standardelor internaționale;

4.5. Prelucrarea datelor obținute în urma controlului de cariotip, sistematizarea acestora și crearea bazei de date și imagini, care va cuprinde informații privind numarul animalelor investigate, datele de origine, anomaliile identificate, măsurile de profilaxie recomandate, etc.;

4.6. Diseminarea rezultatelor cercetărilor întreprinse prin: a) participarea la simpozioane naționale și internaționale; b) publicarea de lucrări știintifice în reviste din țară și străinătate; c) organizarea de întâlniri cu crescătorii în scopul popularizării rezultatelor în randul potențialilor beneficiari; d) publicarea de broșuri, pliante, etc.

5. Metoda de lucru

6. Necesitatea implementării metodologiei de îmbunătăţire a capacităţii reproductive la bovine capătă o semnificaţie deosebită pentru asigurarea integrităţii materialului genetic, a performanţelor de reproducţie şi eficienței economice şi se realizează prin:

■ Examenul de cariotip obligatoriu pentru populaţia activă (masculi şi femele de reproducţie) în scopul evitării transmiterii în descendenţă a diferitelor anomalii cromozomale cu impact mare asupra generaţiilor viitoare.

■ Depistarea purtătorilor (masculi şi femele) de constituţii cromozomale anormale şi hotărârea măsurilor de profilaxie ce se impun constituie calea cea mai eficientă pentru creşterea natalităţii la nivel de fermă, prin : reducerea mortalităţii embrionare şi a nou-născuţilor; asigurarea ritmicităţii normale a producţiilor zootehnice; reducerea tratamentelor şi intervenţiilor sanitar-veterinar; evitarea pierderilor economice.

■ Selectarea genotipurilor valoroase prin efectuarea examenului de cariotip și identificarea genotipurile anormale.

■ Eliminarea purtătorilor de anomalii cromozomale, care va atrage în primul rând beneficii economice. Mai ales în cazul anomaliilor care afectează capacitatea reproductivă, care se manifestă, în principal, prin sterilitate sau fertilitate diminuată, se vor reduce cheltuielile efectuate pentru tratamentul tulburărilor de reproducţie, repetarea însămânţărilor la femele şi, implicit, cele ce decurg din neasigurarea unui ritm normal al însămânţărilor şi fătărilor. De asemenea, se vor evita cheltuielile cu întreţinerea masculilor în perioada premergătoare calificării lor pentru reproducţie. Unităţile care vor creşte animale libere de boli ereditare vor fi în măsură să crească cifra de afaceri şi profitabilitatea.

■ Creşterea calității materialului seminal recoltat şi lărgirea segmentului de piaţă căruia i se adresează.

■ Utilizarea pentru însămânţările artificiale doar a animalelor sănătoase, valoroase,întrucât din punct de vedere etic nu este corectă utilizarea unor animale purtătoare de aberaţii cromozomale, care produc un număr redus de descendenţi, un număr mare de produşi cu probleme de fertilitate, cu o rată mare a mortalităţii şi cu malformaţii congenitale.

■ Creșterea competenţei şi nivelului de pregătire a specialiştilor implicaţi, care contribuie la dezvoltarea în continuare a cercetărilor în domeniul citogeneticii animale, stimulează formarea şi pregătirea tinerilor precum şi crearea unei reţele de laboratoare cu profil de citogenetică animală.

Perfecţionare resurse umane implicate în proiect;

participare la simpozioane interne şi

internaţionale; parteneriat internaţional

Simpozionul ASAS 2016 “Preocupări actuale şi

de perspectivă în genetica vegetală şi animală “

Ioana Nicolae - Programul de monitorizare

citogenetică la bovine în

Romania.

22nd ICACG, Toulouse, Franța, 2-5 Iulie 2016

11th European Cytogenetics Conference

Florenţa, Italia, 1-4 iulie 2017

Stagii ştiinţifice

2-16 aprilie 2016 stagiu ştiinţific în Laboratorul de Citogenetică Animală şi Cartare Genică, ISPAAM (Istituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo) Napoli, Italia în scopul studierii prin metode moderne de citogenetică moleculară a efectivului de taurine investigat in cadrul proiectului 5.3.3.

9-19 mai 2017 la Third IBF Training Course on Buffalo Management and

Industry organizat de Federaţia Internaţională a Bivolului (IBF-International

Buffalo Federation) la Institutul de Cercetări pentru Producţia Animală,

Monterotondo, Roma, Italia.

Au fost prezenţi 32 de participanţi din Brazilia, Bulgaria, România, Canada, Guatemala,

Bolivia, Cuba, Thailanda, Iran, Costa Rica şi Grecia. Au avut loc întalniri cu reprezentanţi

ai mediului academic, ai institutelor de cercetări, ai fermelor de bivoli, de stat şi private,

precum şi ai industriei de prelucrare a laptelui de bivol din Italia.

Diseminarea şi valorificarea rezultatelor

Mulţumesc !