Молекулярно-генетическое типирование генов, контролирующих скорость оперения крыла у кур (Gallus gallus L.), в связи с разделением по полу

Молекулярно-генетическое типирование генов, контролирующих скорость оперения крыла у кур (Gallus gallus L.), в связи с разделением по полу

Автор: Алексеев Я.И., Бородин А.М., Никулин А.В., Емануйлова Ж.В., Ефимов Д.Н., Фисинин В.И.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Птицеводство: наука и технологии

Статья в выпуске: 2 т.52, 2017 года.

Бесплатный доступ

Традиционная селекция животных длительна по времени и требует больших материальных затрат. Применение лабораторных молекулярно-генетических методов значительно ускоряет и удешевляет процесс создания пород и кроссов с нужными свойствами, отбор желательных генотипов. Молекулярное типирование по аллелям, сцепленным с полом, важно для получения исходных линий птицы, дающих аутосексное потомство. Разделение по полу при выращивании бройлеров - известный технологический прием, который обеспечивает более эффективное использование корма, лучшую выживаемость, сортность, повышенное сходство по массе. Нами разработан тест, позволяющий, используя технологию количественной ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ), различать у 1-суточных цыплят гомо- и гетерозиготное состояние сцепленных с полом аллелей К и k, отвечающих за скорость роста перьев крыла. Применение количественной ПЦР-РВ для анализа генотипов сводится к дискриминации содержания одной копии гена в геноме от двух. Для получения надежных результатов при проведении анализа необходимо придерживаться определенных правил: во-первых, эффективность ПЦР должна приближаться к максимуму, во-вторых, без надлежащей статистической обработки данных возможно получение ложных результатов. Для преодоления ограничений количественной ПЦР-РВ предложен новый алгоритм тестирования: все пробы подвергаются двум последовательным независимым анализам одновременно с референсными образцами (известные генотипы), а с пробами, давшими противоположные результаты, проводится повторный анализ без учета предыдущих данных. Такой подход исключает возможные ошибки. Предложена новая система из трех (вместо четырех) праймеров для амплификации двух генов и зонда, позволяющая эффективно дискриминировать генотипы КК, Кk и kk. Данные количественной ПЦР-РВ анализировали по методу ΔΔCt и обрабатывали при помощи пакета программ статистики SPSS с применением ROC-анализа. Использовав разработанный тест, мы определили процентное соотношение генотипов КК, Кk и kk среди 145 петухов исходных линий Б5, Б6, Б7 и Б9 отечественного мясного кросса Смена 8. Показано, что все протестированные 19 петухов линии Б5 и все 15 петухов линии Б6 имели генотип kk. Из 46 петухов линии Б7 ни у одного не обнаружили генотип kk, у 17 особей (37 %) выявили генотип Кk, у 29 особей (63 %) - генотип КК. Из 65 петухов линии Б9 ни один не был гомозиготным по аллелю k (генотип kk ), 17 особей (26 %) оказались гетерозиготами с генотипом Кk и 48 особей (74 %) имели генотип КК. Для исключения влияния возможной вариабельности нуклеотидных последовательностей ДНК на результаты анализа провели секвенирование и установили отсутствие каких-либо нуклеотидных замен в участках отжига праймеров и зондов. Полученные результаты определения пола у 1-суточных цыплят с помощью количественной ПЦР-РВ (на основании выявления аллелей К и k, отвечающих за скорость роста перьев крыла) позволяют ускорить селекцию кур с целью создания нового отечественного мясного кросса. Дальнейшая селекционная работа предполагает оценку птицы традиционными и молекулярно-генетическими методами.

Еще

Полимеразная цепная реакция в реальном времени, генотип, копийность генов, аутосексные куры, селекция птицы, мясной кросс

Короткий адрес: https://sciup.org/142214173

IDR: 142214173   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2017.2.367rus

Список литературы Молекулярно-генетическое типирование генов, контролирующих скорость оперения крыла у кур (Gallus gallus L.), в связи с разделением по полу

  • Serebrovsky A.S. Crossing-over involving three sex-linked genes in chickens. Amer. Nat., 1922, 56: 571-572 ( ) DOI: 10.1086/279898
  • Warren D.C. Inheritance of rate of feathering in poultry. J. Hered., 1925, 16(1): 13-18 ( ) DOI: 10.1093/oxfordjournals.jhered.a102502
  • Somes R.G. Jr. Delayed feathering, a third allele at the K locus in the domestic fowl. J. Hered., 1969, 60(5): 281-288 ( ) DOI: 10.1093/oxfordjournals.jhered.a107994
  • Jones D.G., Hutt F.B. Multiple alleles affecting feathering in the fowl. J. Hered., 1946, 37(7): 197-205 ( ) DOI: 10.1093/oxfordjournals.jhered.a105617
  • Warren D.C. Retarded feathering in the fowl. A new factor affecting manner of feathering. J. Hered., 1933, 24(11): 431-434 ( ) DOI: 10.1093/oxfordjournals.jhered.a103691
  • Warren D.C. Developing early-feathering strains in heavy breeds of poultry. Agricultural Experiment Station, Kansas State College of Agriculture and Applied Science, 1944.
  • McGibbon W.H. A sex-linked mutation affecting rate of feathering in chickens. Poult. Sci., 1977, 56(3): 872-875 ( ) DOI: 10.3382/ps.0560872
  • Elferink M.G., Vallee A.A.A., Jungerius A.P., Crooijmans R.P.M.A., Groenen M.A.M. Partial duplication of the PRLR and SPEF2 genes at the late feathering locus in chicken. BMC Genomics, 2008, 9: 391 ( ) DOI: 10.1186/1471-2164-9-391
  • Zhao J., Yao J., Li F., Yang Z., Sun Z., Qu L., Wang K., Su Y., Zhang A., Montgomery S.A., Geng T., Cui H. Identification of candidate genes for chicken early-and late-feathering. Poult. Sci., 2016, 95(7): 1498-1503 ( ) DOI: 10.3382/ps/pew131
  • Bu G., Huang G., Fu H., Li J., Huang S., Wang Y. Characterization of the novel duplicated PRLR gene at the late-feathering K locus in Lohmann chickens. J. Mol. Endocrinol., 2013, 51: 261-276 ( ) DOI: 10.1530/jme-13-0068
  • Bole-Feysot C., Goffin V., Edery M., Binart N., Kelly P.A. Prolactin (PRL) and its receptor: actions, signal transduction pathways and phenotypes observed in PRL receptor knockout mice. Endocrine Reviews, 1998, 19(3): 225-268 ( ) DOI: 10.1210/edrv.19.3.0334
  • Cui J.-X., Du H-L., Liang Y., Deng X.-M., Li N., Zhang X.-Q. Association of polymorphisms in the promoter region of chicken prolactin with egg production. Poult. Sci., 2006, 85(1): 26-31 ( ) DOI: 10.1093/ps/85.1.26
  • Juhn M., Harris P.C. Molt of capon feathering with prolactin. Exp. Biol. Med., 1958, 98(3): 669-672 ( ) DOI: 10.3181/00379727-98-24146
  • International Chicken Genome Sequencing Consortium. Sequence and comparative analysis of the chicken genome provide unique perspectives on vertebrate evolution. Nature, 2004, 432: 695-717 ( ) DOI: 10.1038/nature03154
  • Bubner B., Baldwin I.T. Use of real-time PCR for determining copy number and zygosity in transgenic plants. Plant. Cell Rep., 2004, 23: 263-271 ( ) DOI: 10.1007/s00299-004-0859-y
  • Mieog J.C., Howitt C.A., Ral J.P. Fast-tracking development of homozygous transgenic cereal lines using a simple and highly flexible real-time PCR assay. BMC Plant Biol., 2013, 13: 71 ( ) DOI: 10.1186/1471-2229-13-71
  • Stefano B., Patrizia B., Matteo C., Massimo G. Inverse PCR and quantitative pcr as alternative methods to Southern blotting analysis to assess transgene copy number and characterize the integration site in transgenic woody plants. Biochem. Genet., 2016, 54(3): 291-305 ( ) DOI: 10.1007/s10528-016-9719-z
  • Yuan J.S., Burris J., Stewart N.R., Mentewab A., Stewart C.N. Jr. Statistical tools for transgene copy number estimation based on real-time PCR. BMC Bioinformatics, 2007, 8(Suppl 7): S6 ( ) DOI: 10.1186/1471-2105-8-S7-S6
  • Huang Y., Yin X., Zhu C., Wang W., Grierson D., Xu C., Chen K. Standard addition quantitative real-time PCR (SAQPCR): a novel approach for determination of transgene copy number avoiding PCR efficiency estimation. PLoS One, 2013, 8(1): e53489 ( ) DOI: 10.1371/journal.pone.0053489
  • Sochivko D.G., Fedorov A.A., Varlamov D.A., Kurochkin V.E., Petrov R.V. Simulation of the PCR amplification as two-type-particle branching process. Dokl. Biochem. Biophys., 2010, 434: 239-241 ( ) DOI: 10.1134/S1607672910050054
  • Sochivko D.G., Fedorov A.A., Lavrov V.V., Varlamov D.A., Kurochkin V.E., Petrov R.V. Stochastic modeling of polymerase chain reaction kinetic curves. Dokl. Biochem. Biophys., 2011, 439: 188-191 ( ) DOI: 10.1134/S1607672911040119
  • Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCT method. Methods, 2001, 25(4): 402-408 ( ) DOI: 10.1006/meth.2001.1262
  • Bryman A., Cramer D. Quantitative data analysis with IBM SPSS 17, 18 and 19: A guide for social scientists. Routledge, NY, 2011 (ISBN 978-0-415-57918-6).
  • Fawcett T. An introduction to ROC analysis. Pattern Recognition Letters, 2006, 27(8): 861-874 ( ) DOI: 10.1016/j.patrec.2005.10.010
  • Saito T., Rehmsmeier M. The precision-recall plot is more informative than the ROC plot when evaluating binary classifiers on imbalanced datasets. PLoS ONE, 2015, 10(3): e0118432 ( ) DOI: 10.1371/journal.pone.0118432
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp