RU2847660C1 - Method for detecting the hh2 fertility haplotype in holstein cattle - Google Patents
Method for detecting the hh2 fertility haplotype in holstein cattleInfo
- Publication number
- RU2847660C1 RU2847660C1 RU2024134929A RU2024134929A RU2847660C1 RU 2847660 C1 RU2847660 C1 RU 2847660C1 RU 2024134929 A RU2024134929 A RU 2024134929A RU 2024134929 A RU2024134929 A RU 2024134929A RU 2847660 C1 RU2847660 C1 RU 2847660C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- amount
- del
- vic
- concentration
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к молекулярной генетике и предназначено для диагностики мутантного аллеля гена IFT80, ассоциированного с гаплотипом фертильности 2 (HH2) у крупного рогатого скота голштинской породы.The invention relates to molecular genetics and is intended for diagnosing a mutant allele of the IFT80 gene associated with the fertility haplotype 2 (HH2) in Holstein cattle.
Известен метод диагностики голштинского гаплотипа 2 (гаплотип фертильности HH2), который приводит к эмбриональной смертности у крупного рогатого скота голштинской породы на сроках до 100 суток у гомозиготных эмбрионов по мутантному аллелю. Установлено, что причинной мутацией НН2 является делеция тимина в позиции 107172616 на первой хромосоме, которая приводит к сдвигу рамки считывания и преждевременному образованию стоп-кодона, в результате аминокислотная последовательность сокращается с 760 до 383 аминокислот, что в значительной степени изменяет структуру и функцию белка IFT80 ( Ortega MS, Bickhart DM, Lockhart KN, Null DJ, Hutchison JL, McClure JC, Cole JB. Truncation of IFT80 causes early embryonic loss in Holstein cattle associated with Holstein haplotype 2. J Dairy Sci. 2022 Nov;105(11):9001-9011. doi: 10.3168/jds.2022-21853. Epub 2022 Sep 7. PMID: 36085107; Yang Y, Si J, Lv X, Dai D, Liu L, Tang S, Wang Y, Zhang S, Xiao W, Zhang Y. Integrated analysis of whole genome and transcriptome sequencing reveals a frameshift mutation associated with recessive embryonic lethality in Holstein cattle. Anim Genet. 2022 Feb; 53(1):137-141). Аллель голштинского гаплотипа 2 (HH2), который приводит к ежегодным потерям фертильности более чем на 2 миллиона долларов только в США, присутствует у 1,66% домашней популяции голштинской породы [Harmful recessive effects on fertility detected by absence of homozygous haplotypes / P. M. VanRaden, K. M. Olson, D. J. Null, J. L. Hutchison // Journal of Dairy Science, Volume 94, Issue 12, 6153 - 6161, doi: 10.3168/jds.2011-4624] и оказывает значительное негативное влияние на фертильность в виде ранних эмбриональных потерь. A diagnostic method for Holstein haplotype 2 (fertility haplotype HH2) is known, which leads to embryonic mortality in Holstein cattle at up to 100 days of gestation in embryos homozygous for the mutant allele. It has been established that the causative mutation of HH2 is a deletion of thymine at position 107172616 on chromosome 1, which results in a frameshift and premature stop codon formation, resulting in a shortening of the amino acid sequence from 760 to 383 amino acids, which significantly alters the structure and function of the IFT80 protein ( Ortega MS, Bickhart DM, Lockhart KN, Null DJ, Hutchison JL, McClure JC, Cole JB. Truncation of IFT80 causes early embryonic loss in Holstein cattle associated with Holstein haplotype 2. J Dairy Sci. 2022 Nov;105(11):9001-9011. doi: 10.3168/jds.2022-21853. Epub 2022 Sep 7. PMID: 36085107; Yang Y, Si J, Lv X, Dai D, Liu L, Tang S, Wang Y, Zhang S, Xiao W, Zhang Y. Integrated analysis of whole genome and transcriptome sequencing reveals a frameshift mutation associated with recessive embryonic lethality in Holstein cattle. Anim Genet. Feb 2022; 53(1):137-141). The Holstein haplotype 2 (HH2) allele, which causes annual fertility losses of more than $2 million in the United States alone, is present in 1.66% of the domestic Holstein population [Harmful recessive effects on fertility detected by absence of homozygous haplotypes / P. M. VanRaden, K. M. Olson, D. J. Null, J. L. Hutchison // Journal of Dairy Science, Volume 94, Issue 12, 6153 - 6161, doi: 10.3168/jds.2011-4624] and has a significant negative impact on fertility in the form of early embryonic losses.
В мировой практике для диагностики гаплотипа HH2 у крупного рогатого скота используется метод полногеномного секвенирования. Для этого применяют кастомные (смоделированные пользователем) биочипы, которые сканируют SNP, однако проведение ДНК-диагностики таким способом требует наличия дорогостоящего оборудования и высокой стоимости биочипов (VanRaden, P.M. & Olson, K.M. & Null, D.J. & Hutchison, Jana. (2011). Harmful recessive effects on fertility detected by absence of homozygous haplotypes. Journal of dairy science. 94. 6153-61. 10.3168/jds.2011-4624; McClure MC, Bickhart D, Null D, Vanraden P, Xu L, Wiggans G, Liu G, Schroeder S, Glasscock J, Armstrong J, Cole JB, Van Tassell CP, Sonstegard TS. Bovine exome sequence analysis and targeted SNP genotyping of recessive fertility defects BH1, HH2, and HH3 reveal a putative causative mutation in SMC2 for HH3. PLoS One. 2014 Mar 25; 9(3):e92769. doi: 10.1371/journal.pone.0092769. PMID: 24667746; PMCID: PMC3965462.).In global practice, the whole genome sequencing method is used to diagnose the HH2 haplotype in cattle. For this purpose, custom (user-designed) biochips are used that scan SNPs, however, DNA diagnostics using this method requires expensive equipment and the high cost of biochips (VanRaden, P.M. & Olson, K.M. & Null, D.J. & Hutchison, Jana. (2011). Harmful recessive effects on fertility detected by absence of homozygous haplotypes. Journal of dairy science. 94. 6153-61. 10.3168/jds.2011-4624; McClure MC, Bickhart D, Null D, Vanraden P, Xu L, Wiggans G, Liu G, Schroeder S, Glasscock J, Armstrong J, Cole JB, Van Tassell CP, Sonstegard TS. Bovine exome sequence analysis and targeted SNP genotyping of recessive fertility defects BH1, HH2, and HH3 reveal a putative causative mutation in SMC2 for HH3. PLoS One. 2014 Mar 25; 9(3):e92769. doi: 10.1371/journal.pone.0092769. PMID: 24667746; PMCID: PMC3965462.).
Недостатком указанных технических решений является то, что в этих работах использовались реагенты и смеси реактивов импортного происхождения, что создает трудности для проведения массового мониторинга наличия или отсутствия указанной генетической мутации у российского племенного скота голштинской породы. The disadvantage of these technical solutions is that these studies used reagents and reagent mixtures of imported origin, which creates difficulties in conducting mass monitoring of the presence or absence of the specified genetic mutation in Russian Holstein breeding cattle.
Задачей предлагаемого изобретения является выявление гаплотипа фертильности HH2 у крупного рогатого скота голштинской породы, с использованием ПЦР в реальном времени, обнаружение даже минимального количества генетического материала, что делает его более чувствительным методом, а результаты исследований доступны в течение одного рабочего дня, что значительно быстрее по сравнению с традиционными методами (ПЦР-ПДРФ) и секвенированием; применение разработанного состава (тест-системы) реагентов, доступных в Российской федерации для проведения мониторинга распространения генетической аномалии НН2 у крупного рогатого скота голштинской породы в племенных и товарных стадах..The objective of the proposed invention is to identify the HH2 fertility haplotype in Holstein cattle using real-time PCR, detecting even minimal amounts of genetic material, making it a more sensitive method, and making test results available within one business day, which is significantly faster than traditional methods (PCR-RFLP) and sequencing; using the developed composition (test system) of reagents available in the Russian Federation for monitoring the spread of the HH2 genetic anomaly in Holstein cattle in breeding and commercial herds.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в идентификации специфичной мутации сдвига рамки считывания в гене IFT80 хромосомы 1 КРС и выявления точечной мутации rs523422030 (Т>del), ассоциированной ассоциированного с гаплотипом фертильности 2 (HH2) у крупного рогатого скота голштинской породы, методом ПЦР в режиме реального времени в пробах крови крупного рогатого скота джерсейской породы.The technical result of the claimed invention consists in identifying a specific frameshift mutation in the IFT80 gene of chromosome 1 of cattle and detecting the point mutation rs523422030 (T>del), associated with the fertility haplotype 2 (HH2) in Holstein cattle, using the real-time PCR method in blood samples of Jersey cattle.
Технический результат достигается с помощью способа выявления гаплотипа фертильности HH2 у крупного рогатого скота голштинской породы, включающего выделение ДНК из биологического материала, постановку полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием реакционной смеси, состоящей из следующих компонентов:The technical result is achieved using a method for identifying the HH2 fertility haplotype in Holstein cattle, which includes isolating DNA from biological material and performing a real-time polymerase chain reaction using a reaction mixture consisting of the following components:
ДНК исследуемого образца, исходной концентрацией 10 нг/мкл, в количестве 1 мкл;DNA of the test sample, initial concentration of 10 ng/μl, in the amount of 1 μl;
10х буфер для TaqPol, в количестве 2,5 мкл;10x TaqPol buffer, 2.5 µl;
смесь растворов праймеров, включающая прямой праймер HH2-F 5'- AAATCCTACTTGAGAATGCA -3' и обратный праймер HH2-R 5'- GGAAGCGCCCTTCATAAGA -3', где концентрация каждого праймера в его растворе составляет 10 мкМ, в общем количестве 2,5 мкл;a mixture of primer solutions, including a forward primer HH2-F 5'- AAATCCTACTTGAGAATGCA -3' and a reverse primer HH2-R 5'- GGAAGCGCCCTTCATAAGA -3', where the concentration of each primer in its solution is 10 μM, in a total amount of 2.5 μl;
раствор HH2-T - аллель-специфичного флуоресцентно-меченого зонда FAM-TAG+ACATTT+TCTTC+TTGTAG-BHQ1 с концентрацией в растворе 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of HH2-T - allele-specific fluorescently labeled probe FAM-TAG+ACATTT+TCTTC+TTGTAG-BHQ1 with a concentration in solution of 10 μM, in an amount of 1 μl;
раствор HH2-del - аллель-специфичного флуоресцентно-меченого зонда VIC-TAG+ACATTTCTTC+TTGTAG-BHQ1 с концентрацией в растворе 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of HH2-del - allele-specific fluorescently labeled probe VIC-TAG+ACATTTCTTC+TTGTAG-BHQ1 with a concentration in solution of 10 μM, in an amount of 1 μl;
раствор смеси дезоксинуклеозидтрифосфатов (дНТФ), концентрацией 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of a mixture of deoxynucleoside triphosphates (dNTPs), with a concentration of 10 μM, in an amount of 1 μl;
полимераза TaqPol, активностью 5 ед/мкл, в количестве 0,5 мкл;TaqPol polymerase, activity 5 units/μl, in an amount of 0.5 μl;
вода для ПЦР до общего объема реакции 25 мклwater for PCR to a total reaction volume of 25 µl
затем проводят оценку результатов реакции по наличию и сочетанию сигналов флуоресценции по каналам Green (FAM) и Yellow (VIC) для определения генотипа: отсутствие мутации (генотип Т/Т, дикий тип) устанавливают при наличии сигнала флуоресценции по каналу Green (FAM) и отсутствии сигнала флуоресценции по каналу Yellow (VIC); наличие гетерозиготной мутации (генотип Т/del) устанавливают при наличии сигналов флуоресценции по обоим каналам – Green (FAM) и Yellow (VIC); наличие гомозиготной мутации (генотип del/del) устанавливают при отсутствии сигнала флуоресценции по каналу Green (FAM) и наличии сигнала флуоресценции по каналу Yellow (VIC).The reaction results are then assessed based on the presence and combination of fluorescence signals in the Green (FAM) and Yellow (VIC) channels to determine the genotype: the absence of a mutation (T/T genotype, wild type) is determined by the presence of a fluorescence signal in the Green (FAM) channel and the absence of a fluorescence signal in the Yellow (VIC) channel; the presence of a heterozygous mutation (T/del genotype) is determined by the presence of fluorescence signals in both channels – Green (FAM) and Yellow (VIC); the presence of a homozygous mutation (del/del genotype) is determined by the absence of a fluorescence signal in the Green (FAM) channel and the presence of a fluorescence signal in the Yellow (VIC) channel.
На фигуре 1 - Праймеры и зонды для амплификации целевых локусов крупного рогатого скота голштинской породы.Figure 1 - Primers and probes for amplification of target loci of Holstein cattle.
На фигуре 2 - Программа для проведения ПЦР в реальном времени.Figure 2 - Program for real-time PCR.
На фигуре 3 – Кривые накопления флуоресценции, полученные при исследовании образцов крови КРС на наличие однонуклеотидной делеции в гене IFT80, приводящей к эмбриональной смертности у крупного рогатого скота голштинской породы.Figure 3 – Fluorescence accumulation curves obtained during the study of cattle blood samples for the presence of a single-nucleotide deletion in the IFT80 gene, which leads to embryonic mortality in Holstein cattle.
Дизайн праймеров и зондов к подобранным ДНК-мишеням осуществляли с помощью сервиса «Primer BLAST» (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/). Предварительную оценку специфичности праймеров, ампликонов и зондов осуществляли с помощью on-line программы BLAST. Конструирование набора реагентов для выявления генетических аномалий у КРС методом ПЦР в режиме «реального времени».Primers and probes for the selected DNA targets were designed using the Primer BLAST service (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/). A preliminary assessment of the specificity of primers, amplicons, and probes was performed using the BLAST online program. Construction of a reagent kit for the detection of genetic anomalies in cattle using real-time PCR.
Определение молекулярных мишеней и фланкирующих последовательностей ДНК производили путем проведения поиска нуклеотидных последовательностей локусов генов, несущих генетические аномалии. Аналитические работы проводили путем мониторинга в банке аннотированных нуклеотидных последовательностей GenBank Национального Центра Биотехнологической Информации США (GenBank NCBI, США). В результате анализа литературных источников в качестве мишеней для исследования была выбрана точечная мутация для голштинской (HH2) породы в гене IFT80: 1: g.107172616delT, c.1140del, p.(L381Ffs*3). Assembly: ARS-UCD1.3 (GCF_002263795.2).Molecular targets and flanking DNA sequences were identified by searching for nucleotide sequences of gene loci carrying genetic abnormalities. Analytical work was performed by monitoring the GenBank annotated nucleotide sequence bank of the National Center for Biotechnology Information (NCBI, USA). Following an analysis of literary sources, a point mutation for the Holstein (HH2) breed in the IFT80 gene was selected as a target for the study: 1: g.107172616delT, c.1140del, p.(L381Ffs*3). Assembly: ARS-UCD1.3 (GCF_002263795.2).
Разработку дизайна праймеров и зондов для амплификации выбранных ДНК-мишеней проводили с помощью количественной полимеразной цепной реакции. Полученные реагенты использовали для мониторинга наличия или отсутствия генетической аномалии НН2 у крупного рогатого скота голштинской породы. Primers and probes for amplifying selected DNA targets were developed using quantitative polymerase chain reaction. The resulting reagents were used to monitor the presence or absence of the HH2 genetic abnormality in Holstein cattle.
1. Образцы ДНК. Получение образцов производилось из крови крупного рогатого скота голштинской породы1. DNA samples. Samples were obtained from the blood of Holstein cattle.
2. Дизайн праймеров и зондов к подобранным ДНК-мишеням осуществляли с помощью сервиса «Primer BLAST» (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/). Предварительную оценку специфичности праймеров, ампликонов и зондов осуществляли с помощью on-line программы BLAST. 2. Primers and probes for the selected DNA targets were designed using the Primer BLAST service (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/). A preliminary assessment of the specificity of primers, amplicons, and probes was performed using the online BLAST program.
3. Конструирование набора реагентов для выявления генетических аномалий у КРС методом ПЦР в режиме «реального времени»3. Design of a reagent kit for detection of genetic abnormalities in cattle using real-time PCR
3.1 Определение молекулярных мишеней и фланкирующих последовательностей ДНК3.1 Determination of molecular targets and flanking DNA sequences
Поиск нуклеотидных последовательностей локусов генов, несущих генетические аномалии, проводили в банке аннотированных нуклеотидных последовательностей GenBank Национального Центра Биотехнологической Информации США (GenBank NCBI, США). В результате анализа литературных источников в качестве мишеней для исследования была определена точечная мутация для крупного рогатого скота голштинской (HH2) породы в гене IFT80: 1: g.107172616delT, c.1140del, p.(L381Ffs*3). Assembly: ARS-UCD1.3 (GCF_002263795.2).A search for nucleotide sequences of gene loci carrying genetic abnormalities was performed in the GenBank annotated nucleotide sequence database of the National Center for Biotechnology Information (NCBI, USA). A literature review identified a point mutation in the IFT80 gene in Holstein (HH2) cattle as a target for the study: 1: g.107172616delT, c.1140del, p.(L381Ffs*3). Assembly: ARS-UCD1.3 (GCF_002263795.2).
3.2. Дизайн праймеров и зондов с флуоресцентными метками.3.2. Design of primers and probes with fluorescent labels.
При разработке нуклклеотидных последовательностей праймеров и зондов учитывали следующие параметры: размер (длину) ампликона, температуру отжига, нуклеотидный состав, распределение нуклеотидов по длине праймеров, длину праймеров и зондов, возможность образования шпилек и димеров. Проверку выбранных последовательностей праймеров и зондов с флуоресцентными метками на специфичность отжига проводили in silico с использованием on-line сервиса NCBI – Primer BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/), осуществляющего локальное попарное выравнивание каждого из праймеров с нуклеотидными последовательностями базы данных.When developing the nucleotide sequences of primers and probes, the following parameters were taken into account: amplicon size (length), annealing temperature, nucleotide composition, nucleotide distribution along the primer length, primer and probe length, and the possibility of hairpin and dimer formation. The selected primer and probe sequences with fluorescent labels were tested for annealing specificity in silico using the NCBI online service Primer BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/), which performs local pairwise alignment of each primer with the nucleotide sequences in the database.
Последовательности праймеров и зондов с флуоресцентными метками к четырем специфическим мишеням для выявления генетических аномалий у КРС джерсейской и голштинской пород представлены фиг. 1.Sequences of primers and probes with fluorescent labels to four specific targets for the detection of genetic abnormalities in Jersey and Holstein cattle are shown in Fig. 1.
4. Подбор состава реакционной смеси для проведения ПЦР4. Selection of the reaction mixture composition for PCR
Производилось определение возможного состава реакционной смеси, соотношение концентраций праймеры/зонды для мишени, обеспечивающие стабильное нарастание уровня флуоресценции по каналам специфической детекции.The possible composition of the reaction mixture and the ratio of primer/probe concentrations for the target were determined, ensuring a stable increase in the fluorescence level in the specific detection channels.
В целях разработки ПЦР тест-системы для детекции выбранной генетической аномалии в геноме КРС предложен следующий порядок приготовления реакционных смесей и учета результатов, требующий дальнейшей экспериментальной апробации и оптимизации. In order to develop a PCR test system for detecting a selected genetic anomaly in the cattle genome, the following procedure for preparing reaction mixtures and recording the results is proposed, requiring further experimental testing and optimization.
Для проведения анализа необходимо приготовить рабочий раствор смеси праймеров (F+R) и зондов с концентрацией 10 мкМ. Кроме того, для постановки реакции ПЦР необходимы следующие реагенты: 10мМ смесь четырех дезоксинуклеозидтрифосфатов (дНТФ), ДНК-полимераза Thermus aquaticus (TaqPol), 10х буфер для ДНК-полимеразы (концентрация MgCl2 – 1.5-2 мМ, присутствие ионов NH4+). Реакцию проводят в объеме 25 мкл. Реакционная смесь состоит из следующих компонентов:To perform the analysis, it is necessary to prepare a working solution of a mixture of primers (F+R) and probes with a concentration of 10 μM. In addition, the following reagents are required for the PCR reaction: a 10 mM mixture of four deoxynucleoside triphosphates (dNTPs), Thermus aquaticus DNA polymerase (TaqPol), and 10x DNA polymerase buffer (MgCl2 concentration of 1.5-2 mM, presence of NH4+ ions). The reaction is carried out in a volume of 25 μl. The reaction mixture consists of the following components:
ДНК исследуемого образца, исходной концентрацией 10 нг/мкл, в количестве 1 мкл;DNA of the test sample, initial concentration of 10 ng/μl, in the amount of 1 μl;
10х буфер для TaqPol, в количестве 2,5 мкл;10x TaqPol buffer, 2.5 µl;
смесь растворов праймеров, включающая прямой праймер HH2-F 5'- AAATCCTACTTGAGAATGCA -3' и обратный праймер HH2-R 5'- GGAAGCGCCCTTCATAAGA -3', где концентрация каждого праймера в его растворе составляет 10 мкМ, в общем количестве 2,5 мкл;a mixture of primer solutions, including a forward primer HH2-F 5'- AAATCCTACTTGAGAATGCA -3' and a reverse primer HH2-R 5'- GGAAGCGCCCTTCATAAGA -3', where the concentration of each primer in its solution is 10 μM, in a total amount of 2.5 μl;
раствор HH2-T - аллель-специфичного флуоресцентно-меченого зонда FAM-TAG+ACATTT+TCTTC+TTGTAG-BHQ1 с концентрацией в растворе 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of HH2-T - allele-specific fluorescently labeled probe FAM-TAG+ACATTT+TCTTC+TTGTAG-BHQ1 with a concentration in solution of 10 μM, in an amount of 1 μl;
раствор HH2-del - аллель-специфичного флуоресцентно-меченого зонда VIC-TAG+ACATTTCTTC+TTGTAG-BHQ1 с концентрацией в растворе 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of HH2-del - allele-specific fluorescently labeled probe VIC-TAG+ACATTTCTTC+TTGTAG-BHQ1 with a concentration in solution of 10 μM, in an amount of 1 μl;
раствор смеси дезоксинуклеозидтрифосфатов (дНТФ), концентрацией 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of a mixture of deoxynucleoside triphosphates (dNTPs), with a concentration of 10 μM, in an amount of 1 μl;
полимераза TaqPol, активностью 5 ед/мкл, в количестве 0,5 мкл;TaqPol polymerase, activity 5 units/μl, in an amount of 0.5 μl;
вода для ПЦР до общего объема реакции 25 мкл.water for PCR to a total reaction volume of 25 µl.
Учет и анализ результатов проводят с помощью программного обеспечения прибора на основании отсутствия или наличия сигнала флуоресценции в исследуемых пробах и контрольных образцах по детектируемым каналам. Интерпретацию результатов реакции проводят в соответствии со следующим алгоритмом:The results are recorded and analyzed using the instrument's software based on the absence or presence of a fluorescence signal in the test samples and control samples across the detected channels. The reaction results are interpreted in accordance with the following algorithm:
1. Регистрация экспоненциального роста уровня флуоресценции только по каналу FAM свидетельствует о наличии гомозиготы Т/Т.1. Registration of an exponential increase in the fluorescence level only in the FAM channel indicates the presence of a T/T homozygote.
2. Регистрация экспоненциального роста уровня флуоресценции только по каналу HEX свидетельствует о наличии гомозиготы del/del.2. Registration of an exponential increase in the fluorescence level only in the HEX channel indicates the presence of a del/del homozygote.
3. Регистрация экспоненциального роста уровня флуоресценции одновременно по двум каналам свидетельствует о наличии гетерозиготы Т/del.3. Registration of an exponential increase in the fluorescence level simultaneously in two channels indicates the presence of a T/del heterozygote.
Пример выполнения способа выявления гаплотипа фертильности HH2 у крупного рогатого скота голштинской породы.An example of the method for identifying the HH2 fertility haplotype in Holstein cattle.
В эксперименте в образцах цельной крови КРС определяли наличие мутантного аллеля гена IFT80, ассоциированного с гаплотипом фертильности 2 (HH2) у крупного рогатого скота голштинской породы.In the experiment, the presence of a mutant allele of the IFT80 gene associated with the fertility haplotype 2 (HH2) in Holstein cattle was determined in whole blood samples from cattle.
Выделение ДНК проводили методом спиртовой преципитации с использованием набора реагентов «РИБО-преп» (ООО «ИнтерЛабСервис», Россия), согласно инструкции производителя. Объем пробы крови для выделения ДНК – 100 мкл. Образцы крови КРС до проведения экстракции ДНК хранили при температуре -80°C. Образцы ДНК до момента исследования хранили при температуре -20 °C.DNA extraction was performed by alcohol precipitation using the RIBO-prep reagent kit (InterLabService LLC, Russia), according to the manufacturer's instructions. The blood sample volume for DNA extraction was 100 µl. Bovine blood samples were stored at -80°C until DNA extraction. DNA samples were stored at -20°C until analysis.
Для проведения реакции амплификации готовили реакционную смесь, состав реакционной смеси (на 1 реакцию): To carry out the amplification reaction, a reaction mixture was prepared, the composition of the reaction mixture (per 1 reaction):
10х буфер для TaqPol, в количестве 2,5 мкл;10x TaqPol buffer, 2.5 µl;
смесь растворов праймеров, включающая прямой праймер HH2-F 5'- AAATCCTACTTGAGAATGCA -3' и обратный праймер HH2-R 5'- GGAAGCGCCCTTCATAAGA -3', где концентрация каждого праймера в его растворе составляет 10 мкМ, в общем количестве 2,5 мкл;a mixture of primer solutions, including a forward primer HH2-F 5'- AAATCCTACTTGAGAATGCA -3' and a reverse primer HH2-R 5'- GGAAGCGCCCTTCATAAGA -3', where the concentration of each primer in its solution is 10 μM, in a total amount of 2.5 μl;
раствор HH2-T - аллель-специфичного флуоресцентно-меченого зонда FAM-TAG+ACATTT+TCTTC+TTGTAG-BHQ1 с концентрацией в растворе 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of HH2-T - allele-specific fluorescently labeled probe FAM-TAG+ACATTT+TCTTC+TTGTAG-BHQ1 with a concentration in solution of 10 μM, in an amount of 1 μl;
раствор HH2-del - аллель-специфичного флуоресцентно-меченого зонда VIC-TAG+ACATTTCTTC+TTGTAG-BHQ1 с концентрацией в растворе 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of HH2-del - allele-specific fluorescently labeled probe VIC-TAG+ACATTTCTTC+TTGTAG-BHQ1 with a concentration in solution of 10 μM, in an amount of 1 μl;
раствор смеси дезоксинуклеозидтрифосфатов (дНТФ), концентрацией 10 мкМ, в количестве 1 мкл;a solution of a mixture of deoxynucleoside triphosphates (dNTPs), with a concentration of 10 μM, in an amount of 1 μl;
полимераза TaqPol, активностью 5 ед/мкл, в количестве 0,5 мкл;TaqPol polymerase, activity 5 units/μl, in an amount of 0.5 μl;
вода для ПЦР до общего объема реакции 25 мкл.water for PCR to a total reaction volume of 25 µl.
Приготовленные смеси раскапывали по 20 мкл на дно амплификационных пробирок и вносили 5 мкл ДНК исследуемого образца. Общий объем реакционной смеси составлял 25 мкл.The prepared mixtures were pipetted, 20 µl at a time, into the bottom of amplification tubes, and 5 µl of the test sample's DNA was added. The total volume of the reaction mixture was 25 µl.
Для оценки правильности приготовления реакционной смеси осуществляли постановку контрольных реакций амплификации:To assess the correctness of the reaction mixture preparation, control amplification reactions were carried out:
а) отрицательного контроля амплификации (К-) – внесили в пробирку или лунку 5 мкл воды 1 типа.a) negative amplification control (K-) – 5 µl of type 1 water was added to a test tube or well.
б) положительного контроля амплификации (К+Т) – вносили в пробирку или лунку 5 мкл К+Т (препарата рекомбинантной плазмидной ДНК, содержащей аллель гена IFT80 дикого типа).b) positive amplification control (K+T) – 5 µl of K+T (a preparation of recombinant plasmid DNA containing the wild-type allele of the IFT80 gene) were added to a test tube or well.
в) положительного контроля амплификации (К+del) – вносили в пробирку или лунку 5 мкл К+del (препарата рекомбинантной плазмидной ДНК, содержащей аллель гена IFT80 содержащего искомую мутацию).c) positive amplification control (K+del) – 5 µl of K+del (a preparation of recombinant plasmid DNA containing the allele of the IFT80 gene containing the desired mutation) were added to a test tube or well.
ПЦР проводили в амплификаторах c детекцией результатов в режиме реального времени плашечного и роторного типа в соответствии с программой амплификации:PCR was carried out in plate-type and rotary-type amplifiers with real-time detection of results in accordance with the amplification program:
Результаты учитывали на основе анализа накопления флуоресценции в реакционных смесях по каналам FAM и VIC. Результаты интерпретировали на основании наличия или отсутствия пересечения кривой флуоресценции S-образной (сигмообразной) формы с установленной на соответствующем уровне пороговой линией. The results were calculated based on an analysis of fluorescence accumulation in the reaction mixtures via the FAM and VIC channels. The results were interpreted based on the presence or absence of an intersection of the S-shaped (sigma-shaped) fluorescence curve with a threshold line set at the appropriate level.
Уровень пороговой линии для каналов FAM и VIC устанавливали на уровне 10 - 20 % от максимального уровня флуоресценции положительного контрольного образца в последнем цикле амплификации.The threshold line level for the FAM and VIC channels was set at 10–20% of the maximum fluorescence level of the positive control sample in the last amplification cycle.
Результаты анализа учитывали, если:The results of the analysis were taken into account if:
- отсутствовал экспоненциальный рост уровня флуоресценции по двум каналам в пробирке с отрицательным контролем;- there was no exponential increase in the fluorescence level in two channels in the negative control tube;
- регистрировался экспоненциальный рост уровня флуоресценции по каналу FAM в пробирке с положительным контролем К+Т.- an exponential increase in the fluorescence level was recorded in the FAM channel in a test tube with a positive control K+T.
- регистрировался экспоненциальный рост уровня флуоресценции по каналу HEX в пробирке с положительным контролем К+ del.- an exponential increase in the fluorescence level was recorded in the HEX channel in a test tube with a positive control K+ del.
Регистрация экспоненциального роста уровня флуоресценции только по каналу FAM свидетельствовала о наличии гомозиготы Т/Т (дикий тип).The detection of an exponential increase in the fluorescence level only in the FAM channel indicated the presence of a T/T homozygote (wild type).
Регистрация экспоненциального роста уровня флуоресценции только по каналу HEX свидетельствовала о наличии гомозиготы del / del (мутация).The detection of an exponential increase in the fluorescence level only in the HEX channel indicated the presence of a del/del homozygote (mutation).
Регистрация экспоненциального роста уровня флуоресценции одновременно по двум каналам свидетельствовала о наличии гетерозиготы Т/ del.The registration of an exponential increase in the fluorescence level simultaneously in two channels indicated the presence of a T/del heterozygote.
Результаты, полученные при исследовании образцов, представлены в таблице 1. The results obtained from the study of samples are presented in Table 1.
Таблица 1 Значения Ct исследуемых образцовTable 1 Ct values of the studied samples
Кривые флуоресценции, полученные при исследовании образцов, представлены на фиг. 3.The fluorescence curves obtained during the study of the samples are shown in Fig. 3.
По сравнению с прототипом заявленное техническое решение имеет следующие преимущества: Compared to the prototype, the declared technical solution has the following advantages:
- длительность программы амплификации составляет 1,5 часа;- the duration of the amplification program is 1.5 hours;
- возможность исследования биологического материала от КРС на наличие специфической мутации без проведения секвенирования.- the ability to examine biological material from cattle for the presence of a specific mutation without sequencing.
--->--->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ST26SequenceListing PUBLIC "-//WIPO//DTD Sequence Listing <!DOCTYPE ST26SequenceListing PUBLIC "-//WIPO//DTD Sequence Listing
1.3//EN" "ST26SequenceListing_V1_3.dtd">1.3//EN" "ST26SequenceListing_V1_3.dtd">
<ST26SequenceListing dtdVersion="V1_3" fileName="Способ выявления <ST26SequenceListing dtdVersion="V1_3" fileName="Detection Method
гаплотипа фертильности HH2 у крупного рогатого скота голштинской fertility haplotype HH2 in Holstein cattle
породы.xml" softwareName="WIPO Sequence" softwareVersion="2.3.0" breeds.xml" softwareName="WIPO Sequence" softwareVersion="2.3.0"
productionDate="2025-06-10">productionDate="2025-06-10">
<ApplicationIdentification><ApplicationIdentification>
<IPOfficeCode>RU</IPOfficeCode> <IPOfficeCode>RU</IPOfficeCode>
<ApplicationNumberText>2024134929</ApplicationNumberText> <ApplicationNumberText>2024134929</ApplicationNumberText>
<FilingDate>2024-11-22</FilingDate> <FilingDate>2024-11-22</FilingDate>
</ApplicationIdentification></ApplicationIdentification>
<ApplicantFileReference>-</ApplicantFileReference> <ApplicantFileReference>-</ApplicantFileReference>
<EarliestPriorityApplicationIdentification> <EarliestPriorityApplicationIdentification>
<IPOfficeCode>RU</IPOfficeCode> <IPOfficeCode>RU</IPOfficeCode>
<ApplicationNumberText>2024134929</ApplicationNumberText> <ApplicationNumberText>2024134929</ApplicationNumberText>
<FilingDate>2024-11-22</FilingDate> <FilingDate>2024-11-22</FilingDate>
</EarliestPriorityApplicationIdentification> </EarliestPriorityApplicationIdentification>
<ApplicantName languageCode="ru">Федеральное государственное <ApplicantName languageCode="ru">Federal State
бюджетное образовательное учреждение высшего образования budgetary educational institution of higher education
«Ставропольский государственный аграрный университет» Stavropol State Agrarian University
</ApplicantName></ApplicantName>
<ApplicantNameLatin>Federalnoe gosudarstvennoe biudzhetnoe <ApplicantNameLatin>Federalnoe gosudarstvennoe biudzhetnoe
obrazovatelnoe uchrezhdenie vysshego obrazovaniia Stavropolskii Stavropolsky Higher Educational Institution
gosudarstvennyi agrarnyi universitet</ApplicantNameLatin>State Agrarian University
<InventorName languageCode="ru">Олейник Сергей Александрович <InventorName languageCode="ru">Oleynik Sergey Alexandrovich
</InventorName></InventorName>
<InventorNameLatin>Oleinik Sergei Aleksandrovich</InventorNameLatin> <InventorNameLatin>Oleinik Sergei Aleksandrovich</InventorNameLatin>
<InventionTitle languageCode="ru">Способ выявления гаплотипа <InventionTitle languageCode="en">Method for identifying a haplotype
фертильности HH2 у крупного рогатого скота голштинской HH2 fertility in Holstein cattle
породы</InventionTitle>breeds</InventionTitle>
<SequenceTotalQuantity>4</SequenceTotalQuantity> <SequenceTotalQuantity>4</SequenceTotalQuantity>
<SequenceData sequenceIDNumber="1"> <SequenceData sequenceIDNumber="1">
<INSDSeq><INSDSeq>
<INSDSeq_length>20</INSDSeq_length> <INSDSeq_length>20</INSDSeq_length>
<INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype> <INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype>
<INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division> <INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division>
<INSDSeq_feature-table><INSDSeq_feature-table>
<INSDFeature><INSDFeature>
<INSDFeature_key>source</INSDFeature_key> <INSDFeature_key>source</INSDFeature_key>
<INSDFeature_location>1..20</INSDFeature_location> <INSDFeature_location>1..20</INSDFeature_location>
<INSDFeature_quals><INSDFeature_quals>
<INSDQualifier><INSDQualifier>
<INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name> <INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>other DNA</INSDQualifier_value> <INSDQualifier_value>other DNA</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier></INSDQualifier>
<INSDQualifier id="q2"><INSDQualifier id="q2">
<INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name> <INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>synthetic construct</INSDQualifier_value> <INSDQualifier_value>synthetic construct</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier></INSDQualifier>
</INSDFeature_quals></INSDFeature_quals>
</INSDFeature></INSDFeature>
</INSDSeq_feature-table></INSDSeq_feature-table>
<INSDSeq_sequence>aaatcctacttgagaatgca</INSDSeq_sequence> <INSDSeq_sequence>aaatcctacttgagaatgca</INSDSeq_sequence>
</INSDSeq></INSDSeq>
</SequenceData></SequenceData>
<SequenceData sequenceIDNumber="2"> <SequenceData sequenceIDNumber="2">
<INSDSeq><INSDSeq>
<INSDSeq_length>19</INSDSeq_length> <INSDSeq_length>19</INSDSeq_length>
<INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype> <INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype>
<INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division> <INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division>
<INSDSeq_feature-table><INSDSeq_feature-table>
<INSDFeature><INSDFeature>
<INSDFeature_key>source</INSDFeature_key> <INSDFeature_key>source</INSDFeature_key>
<INSDFeature_location>1..19</INSDFeature_location> <INSDFeature_location>1..19</INSDFeature_location>
<INSDFeature_quals><INSDFeature_quals>
<INSDQualifier><INSDQualifier>
<INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name> <INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>other DNA</INSDQualifier_value> <INSDQualifier_value>other DNA</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier></INSDQualifier>
<INSDQualifier id="q4"><INSDQualifier id="q4">
<INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name> <INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>synthetic construct</INSDQualifier_value> <INSDQualifier_value>synthetic construct</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier></INSDQualifier>
</INSDFeature_quals></INSDFeature_quals>
</INSDFeature></INSDFeature>
</INSDSeq_feature-table></INSDSeq_feature-table>
<INSDSeq_sequence>ggaagcgcccttcataaga</INSDSeq_sequence> <INSDSeq_sequence>ggaagcgcccttcataaga</INSDSeq_sequence>
</INSDSeq></INSDSeq>
</SequenceData></SequenceData>
<SequenceData sequenceIDNumber="3"> <SequenceData sequenceIDNumber="3">
<INSDSeq><INSDSeq>
<INSDSeq_length>20</INSDSeq_length> <INSDSeq_length>20</INSDSeq_length>
<INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype> <INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype>
<INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division> <INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division>
<INSDSeq_feature-table><INSDSeq_feature-table>
<INSDFeature><INSDFeature>
<INSDFeature_key>source</INSDFeature_key> <INSDFeature_key>source</INSDFeature_key>
<INSDFeature_location>1..20</INSDFeature_location> <INSDFeature_location>1..20</INSDFeature_location>
<INSDFeature_quals><INSDFeature_quals>
<INSDQualifier><INSDQualifier>
<INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name> <INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>other DNA</INSDQualifier_value> <INSDQualifier_value>other DNA</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier></INSDQualifier>
<INSDQualifier id="q6"><INSDQualifier id="q6">
<INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name> <INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>synthetic construct</INSDQualifier_value> <INSDQualifier_value>synthetic construct</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier></INSDQualifier>
</INSDFeature_quals></INSDFeature_quals>
</INSDFeature></INSDFeature>
</INSDSeq_feature-table></INSDSeq_feature-table>
<INSDSeq_sequence>tagacattttcttcttgtag</INSDSeq_sequence> <INSDSeq_sequence>tagacattttcttcttgtag</INSDSeq_sequence>
</INSDSeq></INSDSeq>
</SequenceData></SequenceData>
<SequenceData sequenceIDNumber="4"> <SequenceData sequenceIDNumber="4">
<INSDSeq><INSDSeq>
<INSDSeq_length>19</INSDSeq_length> <INSDSeq_length>19</INSDSeq_length>
<INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype> <INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype>
<INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division> <INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division>
<INSDSeq_feature-table><INSDSeq_feature-table>
<INSDFeature><INSDFeature>
<INSDFeature_key>source</INSDFeature_key> <INSDFeature_key>source</INSDFeature_key>
<INSDFeature_location>1..19</INSDFeature_location> <INSDFeature_location>1..19</INSDFeature_location>
<INSDFeature_quals><INSDFeature_quals>
<INSDQualifier><INSDQualifier>
<INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name> <INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>other DNA</INSDQualifier_value> <INSDQualifier_value>other DNA</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier></INSDQualifier>
<INSDQualifier id="q9"><INSDQualifier id="q9">
<INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name> <INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>synthetic construct</INSDQualifier_value> <INSDQualifier_value>synthetic construct</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier></INSDQualifier>
</INSDFeature_quals></INSDFeature_quals>
</INSDFeature></INSDFeature>
</INSDSeq_feature-table></INSDSeq_feature-table>
<INSDSeq_sequence>tagacatttcttcttgtag</INSDSeq_sequence> <INSDSeq_sequence>tagacatttcttcttgtag</INSDSeq_sequence>
</INSDSeq></INSDSeq>
</SequenceData></SequenceData>
</ST26SequenceListing></ST26SequenceListing>
<---<---
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2847660C1 true RU2847660C1 (en) | 2025-10-15 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106319088A (en) * | 2016-11-15 | 2017-01-11 | 北京奶牛中心 | Specific kit for detecting cow HH5 haplotype and detecting method thereof |
| RU2639510C2 (en) * | 2015-11-20 | 2017-12-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста" (ВИЖ им. Л.К. Эрнста) | Method of diagnostics of smc2 polymorphism, associated with hh3 fertility haplotype of cattle stock |
| CN107099607B (en) * | 2017-06-12 | 2020-03-17 | 山东省农业科学院奶牛研究中心 | Primer combination and kit for simultaneously detecting 93 cattle genetic defect genes and lethal haplotypes |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2639510C2 (en) * | 2015-11-20 | 2017-12-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста" (ВИЖ им. Л.К. Эрнста) | Method of diagnostics of smc2 polymorphism, associated with hh3 fertility haplotype of cattle stock |
| CN106319088A (en) * | 2016-11-15 | 2017-01-11 | 北京奶牛中心 | Specific kit for detecting cow HH5 haplotype and detecting method thereof |
| CN107099607B (en) * | 2017-06-12 | 2020-03-17 | 山东省农业科学院奶牛研究中心 | Primer combination and kit for simultaneously detecting 93 cattle genetic defect genes and lethal haplotypes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10993418B2 (en) | Method for measuring tumor burden in patient derived xenograft (PDX) mice | |
| US20040115684A1 (en) | Method for genotype determination | |
| CN116377082B (en) | Application of sheep LCORL gene single nucleotide polymorphism marker in growth trait selection | |
| KR101777161B1 (en) | A Multiplex SNP marker composition and a method for diagnosis or prediction of canine hip dysplasia using same marker | |
| RU2847660C1 (en) | Method for detecting the hh2 fertility haplotype in holstein cattle | |
| CN113388672A (en) | Primer composition, product and method for detecting PKD1 variant monosperms | |
| CN119876405A (en) | Multiplex PCR primer probe combination and kit for human erythrocyte RHD genotyping detection | |
| RU2846092C1 (en) | Method for detecting a monogenic lethal disease - spinal muscular atrophy - in jersey cattle | |
| CN117144020A (en) | A SNP molecular marker of IDH2 gene related to dairy cow milk production traits and its application | |
| KR101728023B1 (en) | Detection of mutations in ATP7B gene using PCR-LDR | |
| US20090305268A1 (en) | Method of determining an amount of fatty acid contents in bovine intramuscular fat on the basis of genotype of fatty acid synthase gene and method of determining goodness of eating quality of beef on the basis of the results thereof | |
| RU2846091C1 (en) | Method for detecting dumps syndrome in cattle of the jersey breed | |
| RU2777091C1 (en) | Method for pre-implantation genetic testing of breast and ovarian cancer | |
| US20250098650A1 (en) | Selection method for domestic animal breeding | |
| RU2777084C1 (en) | Method for pre-implantation genetic testing of type 1 familial focal epilepsy | |
| CN119177295B (en) | A SNP site related to the strength of pig immune system, related molecular markers and their application | |
| RU2763933C1 (en) | Test system for identifying a mutation in the btpkd gene of the domestic dog (canis lupus familiaris), causing polycystic kidney disease | |
| RU2791878C1 (en) | Method for preimplantation genetic testing of non-syndromic sensorineural hearing loss | |
| RU2742956C1 (en) | Method of preimplantation genetic testing of metachromatic leukodystrophy | |
| US11306352B2 (en) | Nucleic acid amplification method and primers for use therein | |
| RU2773050C1 (en) | Test system for diagnosing hereditary diseases and method for application thereof | |
| RU2748289C1 (en) | Canavan disease preimplantation genetic testing method | |
| KR20210042614A (en) | A SNP marker composition and a method for diagnosis or prediction of osteochondrodyplasia in cats | |
| RU2777081C1 (en) | Method for pre-implantation genetic testing of louis-bar syndrome | |
| RU2772938C1 (en) | Method for pre-implantation genetic testing of familial hypertrophic cardiomyopathy |