ОСОБЛИВОСТІ ДІАГНОСИТКИ НЕКРОБАКТЕРІОЗУ КОРІВ МЕТОДОМ ПЛР-ПДРФ
DOI:
https://doi.org/10.37406/2706-9052-2020-1-3Ключові слова:
ген BОLA-DRB3, алелі, поліморфізм, некробактеріоз, ВРХ, електрофореграма, патерн.Анотація
Молекулярно-генетичні маркери дозволяють виявляти поліморфізм на рівні ДНК. Ця особливість визначає можливість їх широкого використання в генетиці та селекції. Алелі гена BoLA-DRB3(екзон 2) можуть виконувати роль таких маркерів, якщо встановлено статично значиму асоціацію між захворюванням і алелем. Наявність подібних ДНК-маркерів в генотипі тварин дає можливість судити про ймовірність прояву захворювання в постнатальному онтогенезі одразу ж після народження телички, на основі чого можна робити висновок про умови подальшого використання тварини в основному стаді. За результатами вивчення поліморфізму гена BoLA-DRB3 у корів української чорно-рябої молочної породи стійких і сприйнятливих до некробактеріозу, виявлено чотири «інформативних» алеля. Два з них *03 та *22 асоціюють з резистентністю, а два інших - *16 і *23 зі сприйнятливістю до некробактеріозу. Присутність в генотипі тварини означених алелів визначається тестуванням, яке здійснюється на ПЛР-ПДРФ. Метод займає багато часу, трудомісткий і вартісний. Для його спрощення запропоновано наступну методику. Рестрикційні фрагменти алелів *03, *16, *22 і *23 за ендонуклеазами RsaI, XhoII і HaeIII мають наступні ДНК-патерни: bbb, jbd, mba і nba. Зважаючи на особливість рестрикційних фрагментів, яка полягає в тому, що ендонуклеаза XhoII відкриває у цих алелів лише один патерн в довжиною 284 п.н., процес визначення інформативних алелів можна спростити. Виділення ДНК зі зразків крові та ампліфікація фрагменту гена BoLA-DRB3.2 розміром 284 п.н. проводиться за усталено методикою. Далі виконується рестрикція фрагмента ендонуклеазою XhoII та відбір зразків, які мають патерн b. Відібрані зразки обробляються ендонуклеазою RsaI і залишаються лише ті, які мають патерни b, j, m та n. Наступний етап полягає в рестрикції відібраних зразків ендонуклеазою HaeIII та відбір теличок з генотипами bbb (*03) і nba (*23). Після першої рестрикції з дослідної вибірки відсіюються зразки крові, в яких відсутній патерн b; після другої однозначно визначаються два алелі з патернами RsaI+XhoII jb (*16) і mb (*22); після третьої генотипи bbb і nba, які відповідають алелям *03 і *23. Сумарно типується лише 75% зразків крові, що зменшує матеріаломісткість, витрати часу і вартість робіт для виявлення теличок генетично сприйнятливих (резистентних) до некробактеріозу.
Посилання
Adams, A. E., Lombard, J. E., Fossler, C. P., Román-Muñiz, I. N., & Kopra, C. A. (2017). Associations between housing and management practices and the prevalence of lameness, hock lesions, and thin cows on US dairy operations. Journal of Dairy Science, 100, 2119-2136. https://doi.org/10.3168/jds.2016-11517.
Dolecheck, K., & Bewley, J. (2018). Animal board invited review: Dairy cow lameness expenditures, losses and total cost. Animal, 12(7), 1462-1474. doi: 10.1017/S1751731118000575.
Suprovych, T. M., Suprovych, M. P., & Kolinchuk, R. V. (2016). Naslidky "golshtynizacii'" ukrai'ns'koi' chorno-rjaboi' molochnoi' porody za genom BoLA-DRB3.2 [Consequences of “holsteinization” of Ukrainian black-pied dairy breed by gene BoLA-DRB3.2]. Animal breeding and genetics, 52, 114-119.
Stavec'ka R. (2015). Golshtynizacija: koly zupynytysja [Holsteinization: when to stop]. The Ukrainian Farmer, 12,144-145.
Sun, L., Song, Y., Riaz, H. & Yang, L. (2013). Effect of BoLA-DRB3 exon 2 polymorphisms on lameness of Chinese Holstein cows. Molecular Biology Reports, 40(2), 1081-1086. doi: 10.1007/s11033-012-2150-6.
Kulberg, S., Heringstad, B., Guttersrud, O., & Olsaker, I. (2007). Study on the association of BoLA-DRB3.2 alleles with clinical mastitis in Norwegian Red cows. Journal of Animal Breeding and Genetics, 124(4), 201-217. doi: 10.1111 /j. 1439-0388.2007.00662.x.
Juliarena, M., Poli, M., Sala, L., Ceriani, C., Gutierrez, S., Dolcini, G., Rodríguez, E., Mariño, B., Rodríguez-Dubra, C., & Esteban, E. (2008). Association of BLV infection profiles with alleles of the BoLA-DRB3.2 gene. Animal Genetics, 39(4), 432-438.
Nikbakht Brujeni, G., Ghorbanpour, R., & Esmailnejad, A. (2016). Association of BoLA-DRB3.2 alleles with BLV infection profiles (Persistent lymphocytosis / Lymphosarcoma) and Lymphocyte Subsets in Iranian Holstein Cattle. Biochemical genetics, 54(2), 194-207. doi: 10.1007/s10528-016-9712-6.
Suprovych, T. M., Suprovych, M. P., Koval, T. V., Karchevska, T. M., Chepurna, V. A., Chornyi, I. O., & Berezhanskyi A. P. (2018). BoLA-DRB3 gene as a marker of susceptibility and resistance of the Ukrainian black-pied and red-pied dairy breeds to mastitis. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 9(3), 363-368. doi:10.15421/ 021853.
Lei, W., Liang, Q., Jing, L., Wang, C., Wu, X., & He, H. (2012). BoLA-DRB3 gene polymorphism and FMD resistance or susceptibility in Wanbei cattle. Molecular Biology Reports, 39(9), 9203-9209. doi: 10.1007/s11033-012-1793-7.
Duangjinda, M., Jindatajak, Y., Tipvong, W., Sriwarothai, J., Pattarajinda, V., Katawatin, S., & Boonkum, W. (2013). Association of BoLA-DRB3 alleles with tick-borne disease tolerance in dairy cattle in a tropical environment. Veterinary Parasitology, 196(3-4), 314-20. doi: 10.1016/j.vetpar.2013.03.005.
Suprovych, T. M., Suprovych, M. P., Karchevska, T. M., Kolinchuk, R. V., Chornyi, Ι. Ο., & Kolodiy, V. Α. (2020). Association of BoLA-DRB3.2 alleles with cow’s fusobacteriosis. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 11(2), 249-254. doi: doi.org/10.15421/022037.
Kumar, A., Gaur, G.K., Gandham, R.K., Panigrahi, M., Ghosh, S., Saravanan, B.C., Bhushan, B., Tiwari, A.K., Sulabh, S., Priya, B., Ma, V.N., Gupta, J.P., Wani, S.A, Sahu, A.R., & Sahoo, A.P. (2017). Global gene expression profile of peripheral blood mononuclear cells challenged with Theileria annulata in crossbred and indigenous cattle. Infection, Genetics and Evolution, 47, 9-18. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2016.11.009.
Juliarena, M., Poli, M., Sala, L., Ceriani, C., Gutierrez, S., Dolcini, G., Rodrıguez, E., Marino, B., Rodrıguez-Dubra, C., & Esteban, E. (2008). Association of BLV infection profiles with alleles of the BoLA-DRB3.2 gene. Animal genetics, 39, 432-439. doi: 10.1111/j.1365-2052.2008.01750.x. 15. Haikukutu, L., Itenge, T., Bosman, L., & Visser, C. (2017). Genetic variability of the major histocompatibility complex (MHC) class II (DRB3) in South African and Namibian beef cattle breeds. Advances in Animal Biosciences, 8(s1), 19-21. doi: 10.1017/S2040470017001625.
Ruzina, M. N., Shtyfurko, T. A., Mohammad Abad, M. R., Gendzhieva, O. B., Cedev, C., & Sulimova, G. E. (2010). Polymorphism of the BoLA-DRB3 Gene in the Mongolian, Kalmyk, and Yakut Cattle Breeds. Russian Journal of Genetics, 46(4), 517-525. doi: 10.1134/S1022795410040113. 17. Giovambattista, G., Ripoli, M.V., Peral-Garcia, P., & Bouzat, J.L. (2001). Indigenous domestic breeds as reservoirs of genetic diversity: the Argentinean Creole cattle. Animal genetics, 32, 240-247. https://doi.org/10.1046/j. 1365-2052.2001.00774.x.
Takeshima, S., Miyasaka, T., Matsumoto, Y., Xue, G., Diaz, V., Rogberg-Munoz, A., Giovambattista, G., Ortiz, M., Oltra, J., Kanemaki, M., Onuma, M., & Aida, Y. (2015). Assessment of biodiversity in Chilean cattle using the distribution of major histocompatibility complex class II BoLA-DRB3 allele. Tissue Antigens, 85(1), 35-44. doi: 10.1111/ tan.12481.
Takeshima, S., Miyasaka, T., Polata, M., Kikuya, M., Matsumoto, Y., Mingala, C., Villanueva, M., Salces, A., Onuma, M., & Aida, Y. (2014). The great diversity of major histocompatibility complex class II genes in Philippine native cattle. Meta Gene, 2, 176-190. doi: 10.1016/j.mgene.2013.12.005.
Das, D. N., Sri Hari, V. G., Hatkar, D. N., Rengarajan, K., Saravanan, R., Suryanarayana, V. V., & Murthy, L. K. (2012). Genetic diversity and population genetic analysis of bovine MHC class II DRB3.2 locus in three Bos indicus cattle breeds of Southern India. International journal of Immunogenetics, 39(6), 508-519. doi: 10.1111/j.1744-313X. 2012.01126.x.
Miyasaka, T., Takeshima, S.N., Sentsu, H., & Aida, Y. (2012). Identification and diversity of bovine major histocompatibility complex class II haplotypes in Japanese black and Holstein cattle in Japan. Journal of Dairy Science, 95(1), 420-431. doi: 10.3168/jds.2011-4621.
Nascimento, C. S., Machado, M. A., Martinez, M. L., Silva, M., Guimarães, M., Campos, A., Azevedo, A., Teodoro, R., Verneque, R., Guimarães, S., & Oliveira, D. (2006). Association of the bovine major histocompatibility complex (BoLA) BoLA-DRB3 gene with fat and protein production and somatic cell score in Brazilian Gyr dairy cattle (Bos indicus). Genetics and Molecular Biology, 29(4), 641-647. doi: 10.1590/S1415-47572006000400011.
Rupp, R., Hernandez, A., & Mallard, B. (2007). Association of bovine leukocyte antigen (BoLA) DRB3.2 with immune response, mastitis, and production and type traits in Canadian Holsteins. Journal Dairy Science, 90(2), 1029-1038. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(07) 71589-8.
Singh, U., Deb, R., Alyethodi, R., Alex, R., Kumar, S., Chakraborty, S., Dhama, K., & Sharma, A. (2014). Molecular markers and their applications in cattle genetic research: A review. Biomarkers and Genomic Medicine, 6, 49-58. doi: 10.1016/j.bgm.2014.03.001.
Sulimova G. E. (2004). DNK-markery v geneticheskih issledovanijah: tipy markerov, ih svojstva i oblasti primenenija [DNA markers in genetic research: types of markers, their properties and applications]. Uspehi sovremennoj biologii, 124, 260-271.
Van Eijk, M. J. T., Stewart-Haynes, J. A., & Lewin, H. A. (1992). Extensive polymorphism of the BoLA-DRB3 gene distinguished by PCR-RFLP. Animal Genetics, 23(6), 483-496. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1992. tb00168.x.
Gelhaus, A., Schnittger, L., Mehlitz, D., Horstmann, R. D., & Meyer, C. G. (1995). Sequence and PCR-RFLP analysis of 14 novel BoLADRB3 alleles. Animal Genetics, 26(3), 147-153. doi:10.1111/j.1365-2052.1995.tb03154.x.
Maillard, J.C., Renard, C., Chardon, P., Chantal, I., & Bensaid, A. (1999). Characterization of 18 new BoLA-DRB3 alleles. Animal Genetics, 30, 200-203. doi: 10.1046/j.1365-2052.1999.00446.x.
Kozlov, A. L. (2016). Polimorfizm gena BoLA-DRB3 kak marker ocenki geneticheskogo raznoobraziya i ustojchivosti k virusu lejkoza molochnogo skota Bryanskoj oblasti [BoLA-DRB3 gene polymorphism as a marker for assessing genetic diversity and resistance to leukemia virus in dairy cattle in the bryansk region]: Thesis for a degree in Biology Sciences (PhD), Stavropol (in Russian).
Suprovych, T. M., Karchevs'ka, T. M., Kolinchuk, R. V., & Mizyk, V. P. (2016) Vyjavlennja aleliv gena BOLA-DRB3.2, asocijovanyh z nekrobakteriozom u koriv ukrai'ns'koi' chorno-rjaboi' molochnoi' porody [Determination of alleles of BoLA-DRB3.2 gene associated withnecrobacteriosis of the cows of ukrainian black-and-white dairy cattle]. Animal breeding and genetics, 51, 205-213.
