Etçi sığır ırklarında kalpastatin (Cast) genindeki polimorfizmlerin yeni nesil dizi analizi ile belirlenmesi
Determination of polymorphisms in the calpastatin (Cast) gene in beef cattle by next generation sequencing technology
Yazar: ESİN BALTACI
Danışman: PROF. DR. KEZBAN CANDOĞAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Genetik = Genetics ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Biyobelirteçler = Biomarkers ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic ; Protein polimorfizmi = Protein polymorphism ; Sığır eti = Beaf

Özet:
Çalışmada, Türkiye'de kesimi yaygın olan etçi sığır özellikleriyle Brangus ve Simmental ırklarına ait et örneklerinde, çok sayıda gen ya da gen bölgesini ve büyük DNA dizilerini aynı anda tarayabilen Yeni Nesil Dizileme (NGS) teknolojisi kullanılarak kalpastatin (CAST) geninin tüm gen dizi analiz yapılmıştır. Ayrıca, CAST genine ait belirlenen polimorfizmlerin duyusal özellikler (sertlik, sululuk, lezzet yoğunluğu) ve enstrümental sertlik arasındaki ilişki düzeyi değerlendirilmiştir.Çalışılan 52'şer Brangus ve Simmental ırkından toplam 104 hayvanda 13 varyasyon saptanmıştır. Bu 13 varyasyondan 5'i sadece Brangus'ta, 3'ü sadece Simmental'de, diğer 5 tanesi her iki ırkta da bulunmuştur. Sadece 2 Brangus'ta bulunan EKZON 8c.439C>G/p.L147LV ve 14 Simmental'de saptanan INTRON 18c.1335+6G>A önceden rapor edilmemiş olduğundan bu iki varyasyonun olası yeni varyantlar olarak literatüre kazandırılması mümkün olacaktır. Duyusal analizde, Simmental ırkına ait örneklerin Brangus örneklerine göre önemli ölçüde daha gevrek olduğu (p<0.05); sululuk ve lezzet yoğunluğu açısından Simmental örneklerinin Brangus gruptan daha yüksek puanlar (p<0.05) aldığı belirlenmiştir. Simmental ırkta 52'şer örnekten hesaplanan ortalama enstrümental sertlik değerinin (116.41 N), Brangus ırktan (196.97 N) önemli ölçüde daha düşük olduğu, yani Simmental et ürneklerinin daha gevrek olduğu tespit edilmiştir (p<0.05). Brangus ırka ait hiçbir hayvanda tespit edilmeyen, Simmental grupta ise 52 hayvandan 11'inde bulunan EKZON 26 c.1985G>C/p.S662T varyasyonunun, enstrümental ve duyusal gevrekliği iyileştirici etki gösterdiği saptanmıştır (p<0.05). Bu çalışmadan elde edilen bulgular, CAST geninde bugüne kadar belirlenmiş olan polimorfizmlerin dağılımları yanında, yeni polimorfizmlerin literatüre kazandırılması ve bu polimorfizmlerin et gevrekliği üzerinde öne sürülen etkisinin ortaya konulması açısından katkı sağlayacak, böylece etçi sığır yetiştiriciliğinde ırk ıslahı ve ırk tercihine rehber olacaktır.

Abstract:
In the current study, whole gene sequence analysis of the CAST gene for the samples of Brangus and Simmental beef cattle breeds that are widely slaughtered in Turkey, was carried out by using NGS (Next Generation Sequencing) technology which is capable of scanning multiple genes or regions and large DNA sequences simultaneously. In addition, the relationships between the polymorphisms detected in the CAST gene, and sensory characteristics (tenderness, juiciness, and flavor intensity) and instrumental hardness were evaluated. Thirteen variations were detected in a total of 104 animals, 52 from Brangus and 52 from Simmental cattle breeds. Among these 13 variations, 5 were found only in Brangus cattle breed, 3 only in the Simmental cattle breed while 5 of them were detected in both breeds. The variations, EXON 8c.439C>G/p.L147LV found in 2 Brangus cattle and INTRON18c.1335+6G>A in 14 Simmental cattle were not previously reported. Therefore, they could be brought to the literature as newly identified variants. In sensory evaluation, beef samples from Simmental cattle breed were significantly more tender, and received higher juiciness and flavor intensity scores in comparison to the beef samples from Brangus cattle breed (p<0.05). The average instrumental hardness value of samples from 52 Simmental cattle (116.41 N) was lower (p<0.05) than that of samples from 52 Brangus cattle breed (196.97 N), indicating that the beef samples of the Simmental cattle breed were more tender. EXON 26 c.1985G>C/p.S662T variation found in 11 animals of Simmental cattle breed, but not in Brangus cattle breed, exhibited tenderness increasing effect based on instrumental and sensory tenderness evaluations (p<0.05). The findings obtained in this study could contribute to justifying the polymorphisms in the CAST gene detected to date as well as introducing new polymorphisms to the literature. At the same time, by showing the influence of the stated polymorphisms on meat tenderness, these results could be a guide for eugenics and breed selection in beef cattle breeding.