[go: up one dir, main page]

RU2791519C1 - Способ проведения ПЦР с аллель-специфичными зондами для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина - Google Patents

Способ проведения ПЦР с аллель-специфичными зондами для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина Download PDF

Info

Publication number
RU2791519C1
RU2791519C1 RU2021132788A RU2021132788A RU2791519C1 RU 2791519 C1 RU2791519 C1 RU 2791519C1 RU 2021132788 A RU2021132788 A RU 2021132788A RU 2021132788 A RU2021132788 A RU 2021132788A RU 2791519 C1 RU2791519 C1 RU 2791519C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
allele
kappa
csn3
alleles
cattle
Prior art date
Application number
RU2021132788A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Гаязович Зарипов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Плем-Анализ" (ООО "Плем-Анализ")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Плем-Анализ" (ООО "Плем-Анализ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Плем-Анализ" (ООО "Плем-Анализ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2791519C1 publication Critical patent/RU2791519C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии, молекулярно-генетической диагностики, генетики и селекции сельскохозяйственных животных, в частности к оценке аллельного полиморфизма гена, каппа-казеина (CSN3) крупного рогатого скота молекулярно-генетическим методом исследования. Предложен способ проведения ПЦР с аллель-специфичными зондами для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина. В способе используют: прямой общий праймер CSN3-RT-F-114 с нуклеотидной последовательностью 5'-agagcccacctgagatcaac-3'; обратный общий праймер CSN3-RT-R-114 с нуклеотидной последовательностью 5'-tcttggctgttattcattttgc-3'; В-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд Probe 1 с нуклеотидной последовательностью FAM-caactgcggtctaaatactctaaggag-BHQ1; А-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд Probe 2 с нуклеотидной последовательностью HEX-caactgcagtctaaaaactctaaggag-BHQ1. Изобретение позволяет расширить арсенал способов генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина (CSN3) на основе ПЦР в реальном времени и повышение их надежности. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, молекулярно-генетической диагностики, генетики и селекции сельскохозяйственных животных, в частности к оценке аллельного полиморфизма гена, каппа-казеина (CSN3) крупного рогатого скота молекулярно-генетическим методом исследования.
Каппа-казеин - белок молока, который отвечает за взаимодействие с сычужным ферментом и образование казеинового сгустка, тем самым являясь основным белком для сыроварения. От конформационной структуры данного белка зависит качество сыродельческой продукции и общий выход сыра и, соответственно, количество используемого сырья для его производства. Белок входящий в состав молока полученного от коров с гомозиготным генотипом ВВ гена каппа-казеина, обладает лучшими коагуляционными свойствами, что сказывается на сокращении времени образования казеинового сгустка на 24% и повышении общего выхода сыра из данного молока на 10% [Ng-Kwai Hang, K.F. Genetic variants of milk proteins and cheese yield / K.F. Ng-Kwai Hang // IDF Seminar Cheese yield and factors affecting its control. - Cork. - 1993. - P. 160-166]. Знание информации о генотипе животного по данному гену, позволит производителям молока формировать стада животных для получения узконаправленной продукции.
Ген каппа-казеина (CSN3) располагается в 6 хромосоме и на текущий момент имеет 13 аллелей, из которых А и В являются самыми часто встречаемыми [Grosclaude, F. Deterministe genetique des caseines kappa du lait de vasche; etroite liaison du locus kappa-casein avec les loci alfa S1-casein et beta-casein / F. Grosclaude, [et al.] // Comptes rendus de I academic des Sciences. - 1965. - P. 5299]. Основой, влияющей на технологические свойства белка каппа-казеина, являются замены в поз. 136 и 148 белковой цепи IV экзона. Это замена аминокислоты треонин (аллель А) на изолейцин (аллель В) вследствие нуклеотидной замены (SNP) С>Т и аспаргина на аланин вследствие нуклеотидной замены А>С в позициях 136 и 148, соответственно [Robitaille,G., Britten, M., Morisset, J. and Petitclerc, D. // Polymorphism in the bovine kappa-casein (CSN3) gene and the 5'-flanking region: sequence analysis of CSN3 A and В alleles// Anim. Genet. 36 (2), 184-185 (2005)]. При этом, по данным базы данных NCBI в IV экзоне имеются еще 2 синонимические мутации (SNP), отличающие аллель А от аллеля В, одна из которых, позиция 168 A>G (А1а>А1а) подтверждена Федерацией разведения крупного рогатого скота Ирландии [Matthew McClure, Jennifer McClure, //Genetic Disease and Trait Information for IDB Genotyped Animals in Ireland//ICBF, Highfield House, Shinagh, Bandon, Co. Cork, 2016].
Известен способ (прототип) проведения ПЦР в реальном времени для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена CSN3 (патент РФ №2701648, опубликован 01.10.2019). Согласно прототипу, способ проведения ПЦР в реальном времени для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена CSN3, состоит в том, что используют 5'-флуоресцентно-меченый прямой А-аллель-специфический праймер CSN3-A: 5'-FAM-ACTGTAGCTACTCTAGACGA-3', 5'-флуоресцентно-меченый прямой В-аллель-специфический праймер CSN3-B: 5-VIC-ACTGTAGCTACTCTAGATGC-3', обратный общий праймер CSN3-R: 5'-GCTCTCAATAACTTCTGGAGAA-3', анти-праймер CSN3-S, меченый гасителем флуоресценции с 3'-конца олигонуклеотида: 5'-TCTAGAGTAGCTACAGT-3'-BHQ1. В данном методе проведения ПЦР в реальном времени используются аллельспецифичные праймеры, которые имеют аллельспецифичный нуклеотид на 3' конце и мечены с 5' конца флюоресцентной краской, а также два дополнительных праймера, один из которых мечен флюоресцентным гасителем. В результате в данном способе аллельспецифичные праймеры подобраны к одной SNP в позиции 136 белковой цепи IV экзона.
Недостатком данного метода можно обозначить использование в реакции аллель-специфичных праймеров, которые при использовании неоптимальных условий проведения реакции способны неспецифично отжигаться на матрице ДНК, что может приводить к получению ложноположительных результатов и снижению надежности способа.
Техническим результатом патентуемого способа является расширение арсенала способов генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина (CSN3) на основе ПЦР в реальном времени и повышение их надежности.
Технический результат достигается тем, что способ проведения ПЦР с аллель-специфичными зондами для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина отличается тем, что используются:
- прямой общий праймер CSN3-RT-F-114: 5'-agagcccacctgagatcaac-3'
- обратный общий праймер CSN3-RT-R-114: 5'-tcttggctgttattcattttgc-3'
- В-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд Probe 1: FAM-caactgcggtctaaatactctaaggag-BHQ1
- А-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд Probe 2: HEX-caactgcagtctaaaaactctaaggag-BHQ1
Перечень графических материалов.
На фиг. 1 представлена схема расположения праймеров и ДНК-зондов в IV экзоне гена каппа-казеина (CSN3). Внешними границами отмечены последовательности праймеров. Жирным шрифтом отмечены последовательности зондов.
На фиг. 2 представлен результат ПЦР "в реальном времени" с применяемыми праймерами и ДНК-зондами.
На фиг. 3 представлена диаграмма распределения аллелей А и В в гене CSN3: по каналу HEX (ось Y, синие маркеры) результат исследования гомозиготного образца по аллелю А (генотип АА); по каналу FAM (ось X, оранжевый маркер) - результат исследования гомозиготного образца по аллелю В (генотип ВВ); в середине диаграммы (зеленые маркеры) - результат исследования гетерозиготного образца АВ; черные маркеры - отрицательный образец.
Патентуемый способ заключается в проведении ПЦР в реальном времени для генотипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам А/В гена каппа-казеина (CSN3). Заявленный способ отличается тем, что используются два общих для аллельных вариантов праймера: прямой общий праймер CSN3-RT-F-114: 5'-agagcccacctgagatcaac-3' и обратный общий праймер CSN3-RT-R-114: 5'-tcttggctgttattcattttgc-3' фланкирующие участок гена каппа-казеина длиной 114 п. н., и два аллель-специфичных флуоресцентно-меченых зонда типа TaqMan: Probe 1: FAM-caactgcggtctaaatactctaaggag-BHQ1 и Probe 2: HEX-caactgcagtctaaaaactctaaggag-BHQ1 (фиг. 1).
В отличие от прототипа (патент на изобретение 2701648 опубл. 01.10.2019), в заявленном изобретении точки мутации и детекция конечного результата иные: патентуемый способ осуществляется с помощью двух аллель-специфичных TaqMan зондов подобраных к участку IV экзона гена каппа-казеина, содержащего 2 синонимические мутации (SNP), располагающиеся на расстоянии друг от друга в 8 п.о., и отличающиеся друг от друга двумя mismatch-нуклеотидами. Использование данной конструкции олигонуклеотидных ДНК-зондов приводит к большей разнице в температурах плавления между mismatch и комплементарным ДНК-зондом и усилению конкурентных условий при одновременном присутствии обоих ДНК-зондов в реакционной смеси, что приводит к полному ингибированию неспецифического связывания олигонуклеотидных зондов.
Также в патентуемом способе используются контрольные материалы, искусственно сконструированные на основе плазмиды рЕТ-23b (+) и имеющие в своем составе участок гена каппа-казеина крупного рогатого скота, гомологичного к разработанным ДНК-зондам и олигонуклеотидным праймерам. Проводят выделение ДНК из биологического материала, постановку полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием указанных олигонуклеотидных праймеров и ДНК-зондов. Реакционную смесь для ПЦР готовят из расчета количества имеющихся образцов и дополнительно контрольные образцы в количестве 4 шт.: отрицательный, положительный с генотипом АА, положительный с генотипом АВ, положительный с генотипом ВВ. Смешанные реактивы содержащие 50 мМ KCl, 50 мМ TPIS-HCl, 200 нМ dNTP, 2,5 мМ MgCl2, праймеры (в концентрации 0,2 рМ/мкл), аллель-специфические зонды (в концентрации 0,1 рМ/мкл), разливают в ПЦР-пробирки или ПЦР-планшеты объемом 0,2 мл в количестве 19 мкл и добавляют 1 мкл выделенной ДНК или контрольных образцов. Пробирки помещают в амплификатор с функцией «real-time». Для анализа используется следующий протокол:
инициация: 37°С - 5 минут,
предварительная денатурация: 94°С - 5 минут,
цикл из 40 повторов,
денатурация: 94°С - 15 секунд,
совмещенный отжиг и элонгация: 60°С - 1 минута,
считывание уровня флюоресценции каждый цикл по окончанию этапа отжига и элонгации.
Интерпретация результатов осуществляется на основании пересечения кривой флюоресценции в соответствующих каналах детекции с пороговой линией и по конечному уровню флюоресценции. Пересечение пороговой линии и величина уровня флюоресценции в пределах 25-29 и 1200-1800, соответственно, в канале FAM и отсутствие в канале HEX, интерпретируется как гомозигота ВВ. Пересечение пороговой линии и величина уровня флюоресценции в пределах 22-27 и 1800-2300, соответственно, в канале HEX и отсутствие в канале FAM, интерпретируется как гомозигота АА. Пересечение пороговой линии и величина уровня флюоресценции в пределах 24-30 и 900-1500, соответственно, в обоих каналах, интерпретируется как гетерозигота АВ (фиг 2, 3).
Разработанный нами способ был апробирован на 250 образцах ДНК коров черно-пестрого голштинизированного скота. По результатам генотипирования 22% животных являлись гетерозиготами (генотип АВ), 68,8% - гомозиготами по аллелю А (генотип АА) и 9,2% животных - гомозитотами по аллелю В (генотип ВВ). Валидацию способа проводили с помощью классического метода ПЦР-ПДРФ анализа для диагностики аллельного полиморфизма гена каппа-казеина, основаного на применении рестриктазы Hinfl (Medrano, J.F. Genotyping of bovine kappa-casein loci following DNA sequence amplification / J.F. Medrano, E. Aguilar-Cordova // Bio. Technology. - 1990. - V.8. - P. 144-145). Результаты обоих способов генотипирования полностью совпали. На той же выборке патентуемый способ сравнивали со способом по прототипу: для 245-ти образцов результаты обоих способов и результаты ПЦР-ПДРФ анализа совпали. Пять образца с генотипом АВ определялись по методу прототипа как АА (ошибка составила 2%).
Таким образом, по результатам практических исследований, направленных на апробацию заявляемого способа, нами получен обеспечиваемый этим способом технический результат, выраженный в способности дифференциации аллельного полиморфизма гена каппа-казеина крупного рогатого скота (идентификация генотипов АА, ВВ, АВ).
Предлагаемое изобретение позволит перерабатывающим предприятиям повысить собственную производительность и снизить себестоимость конечной продукции, что позволит увеличить оборот на 20%.

Claims (6)

  1. Способ проведения ПЦР с аллель-специфичными зондами для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина, отличающийся тем, что используются:
  2. - прямой общий праймер CSN3-RT-F-114: 5'-agagcccacctgagatcaac-3',
  3. - обратный общий праймер CSN3-RT-R-114: 5'-tcttggctgttattcattttgc-3',
  4. - В-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд Probe 1: FAM-caactgcggtctaaatactctaaggag-BHQ1,
  5. - А-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд Probe 2: HEX-caactgcagtctaaaaactctaaggag-BHQ1,
  6. при этом пересечение пороговой линии и величина уровня флюоресценции в пределах 25-29 и 1200-1800, соответственно, в канале FAM и отсутствие в канале HEX интерпретируется как гомозигота ВВ; пересечение пороговой линии и величина уровня флюоресценции в пределах 22-27 и 1800-2300, соответственно, в канале HEX и отсутствие в канале FAM интерпретируется как гомозигота АА, пересечение пороховой линии и величина уровня флюоресценции в пределах 24-30 и 900-1500, соответственно, в обоих каналах интерпретируется как гетерозигота АВ.
RU2021132788A 2021-11-11 Способ проведения ПЦР с аллель-специфичными зондами для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина RU2791519C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791519C1 true RU2791519C1 (ru) 2023-03-09

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2337141C2 (ru) * 2006-09-25 2008-10-27 Рамиль Ришадович Вафин Способ проведения аллель-специфичной пцр для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям а и в гена каппа-казеина
RU2701648C2 (ru) * 2018-02-19 2019-10-01 Рамиль Ришадович Вафин Способ проведения ПЦР в реальном времени для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена CSN3

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2337141C2 (ru) * 2006-09-25 2008-10-27 Рамиль Ришадович Вафин Способ проведения аллель-специфичной пцр для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям а и в гена каппа-казеина
RU2701648C2 (ru) * 2018-02-19 2019-10-01 Рамиль Ришадович Вафин Способ проведения ПЦР в реальном времени для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена CSN3

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MEDRANO, J.F., et al., Genotyping of bovine kappa-casein loci following DNA sequence amplification Bio. Technology, 1990, v.8, p. 144-145. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2010200649B2 (en) Leptin promoter polymorphisms and uses thereof
EP2310528B1 (en) A genetic marker test for brachyspina and fertility in cattle
CN101215607B (zh) 一种检测鸡蛋鱼腥味突变等位基因的方法及其试剂盒
RU2791519C1 (ru) Способ проведения ПЦР с аллель-специфичными зондами для генотипирования крупного рогатого скота по аллелям А и В гена каппа-казеина
US20170058362A1 (en) Method of identifying the presence of foreign alleles in a desired haplotype
RU2788734C2 (ru) Набор последовательностей праймеров и аллель-специфических зондов для дифференциации аллелей каппа-казеина у крупного рогатого скота
MX2007008623A (es) Marcadores de adn para el crecimiento de ganado.
Kyseľová et al. Simultaneous identification of CSN3 and LGB genotypes in cattle by high-resolution melting curve analysis
CN117402977A (zh) 一种基于acox2基因snp标记检测奶牛产奶性状的方法及应用
KR20130128603A (ko) 한우의 육량 판정용 단일염기다형 및 이를 이용한 한우의 육량 판정 방법
US20060275793A1 (en) Association between markers in the leptin gene and carcass traits in commercial feedlot steer and heifers
Ladyka et al. Study of beta-casein gene polymorphism in dairy cattle populations of Ukraine
KR102001528B1 (ko) 한국 재래돼지 식별용 유전자 마커 및 이의 용도
RU2646140C1 (ru) Набор последовательности праймеров и аллельспецифических зондов для одновременной генодиагностики четырех мутантных аллелей каппа-казеина у крупного рогатого скота
US20250098650A1 (en) Selection method for domestic animal breeding
KR101845711B1 (ko) Ociad2 유전자 유래의 유전체 각인 판별용 snp 마커 및 이를 이용한 판별 방법
US20070026404A1 (en) Production characteristics of cattle
US8101354B2 (en) Method for screening for a tobiano coat color genotype
RU2734964C1 (ru) Способ определения продуктивности коров крупного рогатого скота по полиморфизму в гене lep
Santana et al. High-resolution melting (HRM) method for genotyping Kappa-Casein (CSN3) alleles in buffaloes
Viitala Identification of genes controlling milk production in dairy cattle: Doctoral Dissertation
RU2691995C2 (ru) Способ одновременной генодиагностики четырех мутантных аллелей каппа-казеина у крупного рогатого скота и тест-система для его осуществления
Remus-Alexandru et al. Analysis of Beta-Lactoglobulin and Kappa-Casein genotypes in cattle
CN117417990A (zh) 一种鉴定奶牛产奶量、乳脂量和乳蛋白量的方法