AGRIS - 

2021

Bardukov, N.V. | Svezhentseva, N.A. | Fornara, M.S. | Kostyunina, O.V.

The routine use of genotyping results for DNA markers is regulated by the Order of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation in 2021, and it is carried out in a number of pig breeding enterprises. DNA markers of genes ESR1 (affects reproductive traits of pigs) and IGF2 (gene for insulin-like growth factor-2 associated with meat and fattening qualities of pigs) are among the most popular in practical work. Optimization of test systems and diagnostic kits in terms of reducing the cost and labor intensity, as well as increasing accuracy by leveling the subjectivity factor is characterized by practical significance. The progress achieved over the past decades in the field of polymorphism detection allows the use of alternative methods for the identification of genetic variants. One of these methods is real-time PCR (RT-PCR), which the authors used in the development of test systems for the analysis of polymorphism of the ESR and IGF2 genes. This article outlines the principles of creating test systems for detecting polymorphism of the above genes by RT-PCR. The design of the system provides for amplification and genotyping of DNA in both simplex and multiplex modes. The results of genotyping using the method are demonstrated. The proposed test systems provide for the use of reagents from domestic manufacturers, reduce time and material costs, and improve the accuracy of genotyping. Comparison of research results using the developed test system and those obtained using traditional genotyping methods (PCR-RFLP) showed 100% agreement. Thus, the proposed test systems for detecting polymorphism of the ESR1 and IGF2 genes by RT-PCR can be successfully used for genotyping pigs of various breeds. | Рутинное использование результатов генотипирования по ДНК-маркерам регламентировано Приказом Министерства сельского хозяйства РФ в 2021 г. и осуществляется в ряде племенных свиноводческих предприятий. Одними из наиболее востребованных в практической работе являются ДНК-маркеры генов ESR1 (оказывает влияние на репродуктивные признаки свиней) и IGF2 (ген инсулиноподобного фактора роста – 2, ассоциированный с мясными и откормочными качествами свиней). Оптимизация тест-систем и диагностикумов в части снижения себестоимости и трудоемкости, а также повышения точности за счет нивелирования фактора субъективности характеризуется практической значимостью. Прогресс, достигнутый за последние десятилетия в области детекции полиморфизмов, позволяет использовать альтернативные методы идентификации генетических вариантов. Одним из таких методов является ПЦР с детекцией результатов в режиме реального времени (ПЦР-РВ), который использовали при разработке тест-систем анализа полиморфизма генов ESR и IGF2. Изложены принципы создания тест-систем детекции полиморфизма вышеизложенных генов методом ПЦР-РВ, причем дизайн системы предусматривает амплификацию и генотипирование ДНК как симплексном, так и в мультиплексном режиме, и продемонстрированы результаты генотипирования с их использованием. Предложенные тест-системы предусматривают использование реактивов отечественных производителей, позволяют снизить временные и материальные затраты, повысить точность генотипирования. Сопоставление результатов исследований с использованием разработанной тест-системы и полученных посредством использования традиционных методов генотипирования (ПЦР-ПДРФ) продемонстрировали 100% совпадение. Таким образом, предложенные тест-системы детекции полиморфизма генов ESR1 и IGF2 методом ПЦР-РВ могут быть с успехом использованы для генотипирования свиней различных пород.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

D'yachenko, E.A. | Kulakova, A.V. | Kochieva, E.Z. | Shchennikova, A.V., Russian Academy of Sciences, Moscow (Russian Federation). Bioengineering Centre

Мультилокусное NBS-маркирование позволяет эффективно охарактеризовать геном растения с точки зрения представленности и вариабельности семейства R-генов, продукты которых имеют NBS-домен. В работе NBS-маркирование было использовано для генотипирования 60 сортов и 5 перспективных селекционных клонов картофеля Solanum tuberosum отечественной и зарубежной селекции, а также образца родственного вида Solanum stoloniferum (в качестве внешней группы). С помощью 2 комбинаций праймер/фермент (NBS7/MseI и NBS9/MseI) было сгенерировано 204 NBS-фрагмента, включая 144 (70,6%) полиморфных и один уникальный для сорта Гала. Для каждого сорта был определен индивидуальный, специфичный спектр NBS-фрагментов. Анализ матрицы генетических расстояний между сортами показал, что исследуемая выборка сортов высокополиморфна (GD = 0,18-0,45 при среднем значении 0,33). Генетические расстояния внутри анализируемой выборки варьировали больше, чем между сортами S. tuberosum и образцом S. stoloniferum (0,27-0,40). Наиболее близкими оказались сорта селекции Всероссийского НИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха Солнечный/Памяти Рогачева (GD = 0,18) и Великан/Вымпел (GD = 0,19), а наиболее удаленными - сорта Чароит/Ред Скарлетт (GD = 0,45). Был проведен статистический анализ результатов NBS-маркирования, который позволил кластеризовать изучаемые образцы картофеля по различным признакам, связанным с родословной и устойчивостью к фитопатогенам. На дендрограмме и графиках, построенных с помощью программ PAST и Structure 2.3.4, наблюдалась слабая тенденция к группировке сортов по признакам устойчивости к Y вирусу картофеля (Potato virus Y, Potyvirus, Potyviridae) и вирусу скручивания листьев картофеля (Potato leafroll virus, Polerovirus, Luteoviridae). Продемонстрировано, что использованные в работе системы праймер/фермент для NBS-анализа могут быть применены в дальнейшем для исследования механизмов устойчивости сортов картофеля к биотическим стрессам. | The method of multilocus NBS-profiling makes it possible to efficiently characterize the plant genome in terms of the representativeness and variability of the NBS-domain containing R-genes. In the work, NBS-profiling was used for genotyping 60 and 5 promising selectin clones of potato Solanum tuberosum cultivars of mainly modern domestic breeding, as well as the related species Solanum stoloniferum (as an outgroup). Using 2 primer/enzyme combinations (NBS7/MseI and NBS9/MseI), 204 NBS fragments were generated, of which 144 (70.6%) were polymorphic and one fragment was unique to cv. Gala. For each cultivar, a specific spectrum of NBS fragments was determined. Analysis of genetic distance matrix revealed a high level of polymorphism (GD = 0.18-0.45 with an average value of 0.33) among the studied cultivars. Genetic distances within the analyzed cultivars varied more than between the cultivars and the accession of S. stoloniferum (GD = 0.27-0.40). The most related cultivars were Solnechny/Pamyati Rogacheva (GD = 0.18) and Velikan/Vympel (GD = 0.19) originated from Lorch Potato Research Institute, and the most distant cultivars were Charoito/Red Scarlett (GD = 0.45). Statistical analysis of NBS-profiling data clustered studied potato cultivars in accordance with the pedigree and resistance to phytopathogens. On the dendrogram and graphs generated using the PAST and Structure 2.3.4, a pronounced tendency to group cultivars by traits of resistance to the Potato virus Y (Potyvirus, Potyviridae) and the Potato leafroll virus (Polerovirus, Luteoviridae) was shown. The primer/enzyme systems used in the study for NBS-profiling can be applied to study the mechanisms of potato resistance to biotic stresses.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Kalashnikova, L.A. | Trufanov, V.G. | Khabibrakhmanova, Ya.A. | Ganchenkova, T.B. | Ryzhova, N.V. | Pavlova, I.Yu., All-Russian Research and Development Inst. of Livestock Breeding, Moscow Region

Представлены результаты исследований частоты встречаемости аллельных вариантов А1 и А2 гена бета-казеина (CSN2) у животных голштинской породы (n=510), принадлежащих 5 племенным хозяйствам Российской Федерации. Анализ ДНК проводился методом полимеразной цепной реакции с искусственно созданным сайтом рестрикции (ACRS-ПЦР). В среднем, по всему исследованному поголовью частота генотипов составила: A1A1-15% (n=78), A1A2-41% (n=210), A2A2-44% (n=222). Частота желательного аллельного варианта А2 в среднем по всем стадам достигла 0,641 и превысила частоту аллеля А1 (0,359). Генотип А2А2 чаще встречается в группе племенных животных, импортированных из Дании. Им обладают 77% особей из 40 исследованных. Частота аллеля А2 в стаде исследуемого племенного хозяйства Курской области в 7 раз превысила частоту аллеля А1 и достигла 0,875. На 2-ом месте по частоте аллеля А2 находится маточное поголовье, завезенное из США. В племенном хозяйстве Московской области 42% животных из 354 исследованных имеют желательный генотип А2А2, частота аллеля А2 составила 0,640. В Камчатском крае отмечена сходная частота аллеля А2 (0,635) у племенных особей голштинской породы североамериканской селекции. В группе скота венгерской селекции, принадлежащей племенному хозяйству Рязанской области, частота аллеля А2 гена CSN2 ниже (0,611). В другом хозяйстве этого региона у голштинской породы канадского происхождения частота аллеля А1 (0,522) превысила частоту аллеля А2 (0,478). По исследованному поголовью оценки наблюдаемой (Ho) и ожидаемой (He) гетерозиготности имеют сходные значения и составляют 0,430 и 0,460 соответственно. | The results of studies of the frequency of occurrence of allelic variants A1 and A2 of the beta-casein gene (CSN2) in Holstein animals (n=510) belonging to 5 breeding farms of the Russian Federation are presented. DNA analysis was performed by polymerase chain reaction with an artificially created restriction site (ACRS-PCR). On average, the frequency of genotypes for the entire studied population was: A1A1-15% (n=78), A1A2-41% (n=210), A2A2-44% (n=222). The frequency of the desired A2 allele variant reached 0.641 on average across all herds and exceeded the frequency of the A1 allele (0.359). The A2A2 genotype is more common in a group of breeding animals imported from Denmark. It is possessed by 77% of the 40 individuals studied. The frequency of the A2 allele in the herd of the studied breeding farm of the Kursk region was 7 times higher than the frequency of the A1 allele and reached 0.875. On the 2-nd place in the frequency of the A2 allele is the breeding stock imported from the United States. In the breeding farm of the Moscow region, 42% of the 354 animals studied have the desired genotype A2A2, the frequency of the A2 allele was 0.640. In the Kamchatka Territory, a similar frequency of the A2 allele (0.635) was observed in cows of the Holstein breed of North American selection. In the group of Hungarian-bred cattle belonging to the Ryazan Region breeding farm, the frequency of the A2 allele of the CSN2 gene is lower (0.611). In another farm in this region, the Holstein breed of Canadian origin had the frequency of the A1 allele (0.522) higher than the frequency of the A2 allele (0.478). For the studied livestock, the estimates of observed (Ho) and expected (He) heterozygosity have similar values and are 0.43 and 0.460, respectively.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Safina, N.Yu. | Gajnutdinova, Eh.R. | Shakirov, Sh.K. | Fattakhova, Z.F.

Исследование проводили с целью изучения полиморфизма гена (Bos taurus TNF-альфа-824 A/G) фактора некроза опухоли альфа крупного рогатого скота голштинской породы. По итогам ДНК-тестирования 147 коров-первотелок методом ПЦР-ПДРФ татарстанской популяции крупного рогатого скота голштинской породы выявлено следующее распределение: аллели TNF-альфаG и TNF-альфаA – 0,816 и 0,184; генотипы TNF-альфаGG – 66,67%, TNF-альфаGA – 29,93% и TNF-альфаAA – 3,40%. В зависимости от ареала обитания и породы частота встречаемости аллелей и генотипов гена TNF-альфа варьирует. При рождении носители гомозиготного аллеля TNF-альфаG превосходили сверстниц с генотипом TNF-альфаAA по живой массе на 1,8 кг (p меньше 0,05), с генотипом TNF-альфаGA – на 1,2 кг. В возрасте 18 мес. величина этого показателя у животных с аллелем TNF-альфаG была минимальной – на 15,7 кг и 14,2 кг меньше, чем у животных с генотипами TNF-альфаAA и TNF-альфаGA соответственно (p меньше 0,05). Уровень абсолютного (кг) и среднесуточного (г) прироста в различные возрастные периоды превосходил величины этих показателей у особей с генотипами TNF-альфаAA и TNF-альфаGA. Удой за первую полную и стандартную лактацию (p меньше 0,001), содержание белка в молоке (p меньше 0,05) было статистически значимо выше у коров-первотелок с генотипом TNF-альфаAA, а содержание массовой доли жира – у группы с генотипом GG (p мменьше 0,01). У коров с генотипом TNF-альфаAA количество соматических клеток было статистически достоверно (p меньше 0,001) ниже, по сравнению с животными с другими генотипами, более чем на 50,0 Высокопродуктивные коровы с генотипом TNF-альфаAA характеризуются худшими показателями воспроизводительной способности в стаде по всем репродуктивным качествам (p меньше 0,05…0,001). | The purpose of the research was to study the polymorphism of the tumor necrosis factor alpha gene (Bos taurus TNF-alpha -824 A/G) in Holstein cattle. DNA testing of 147 Tatarstan Holstein first-calf cows by PCR-RFLP method revealed the following distribution: TNF-alpha(G) and TNF-alpha(A) alleles – 0.816 and 0.184, respectively; TNF-alpha(GG), TNF-alpha(GA), and TNF-alpha(AA) genotypes – 66.67%, 29.93%, and 3.40%, respectively. Frequencies of alleles and genotypes of TNF-alpha gene depended on the habitat and breed. At birth, carriers of the homozygous TNF-alpha(G) allele outperformed their contemporaries with TNF-alpha(AA) and TNF-alpha(GA) genotypes in live weight by 1.8 kg and 1.2 kg, respectively. At the age of 18 months, the value of this indicator in animals with the TNFalpha(G) allele was minimal – by 15.7 kg and 14.2 kg less than in animals with TNF-alpha(AA) and TNF-alpha(GA) genotypes, respectively. Absolute (kg) and average daily (g) gain in different age periods were higher in animals with TNF-alpha(AA) and TNF-alpha(GA) genotypes. Milk yield for the first full and standard lactation and protein content in milk was statistically significantly higher in first-calf cows with the TNF-alpha(AA) genotype; fat mass fraction was higher in the group with the GG genotype. In cows with the TNF-alpha(AA) genotype, the number of somatic cells was significantly lower than in animals with other genotypes – by more than 50.0. Highly productive cows with the TNF-alpha(AA) genotype were characterized by the worst reproductibility indicators in the herd for all reproductive qualities.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation