vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2024-379-2-66-70vetpress-2939Research ArticleВЕТЕРИНАРИЯVETERINARY MEDICINEМоделирование способа ПЦР-ПДРФ-генотипирования крупного рогатого скота по полиморфным маркерам гена iNOSModeling of PCR-RFLP genotyping of cattle by polymorphic markers of iNOS genehttps://orcid.org/0000-0003-0914-0053ВафинР. Р.VafinR. R.

Рамиль Ришадович Вафин – доктор биологических наук, профессор РАН, научный консультант 

Рязанский пр-т, 24, Москва, 109428

 

Ramil Rishadovich Vafin – Doctor of Biological Sciences, Professor of the Russian Academy of Sciences, Scientific Consultant

24/1 Ryazansky Prospekt, Moscow, 109428

vafin-ramil@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7053-6925ГильмановХ. Х.GilmanovKh. Kh.

Хамид Халимович Гильманов – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник 

Рязанский пр-т, 24, Москва, 109428

Khamid Khalimovich Gilmanov – Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher

24/1 Ryazansky Prospekt, Moscow, 109428

gilmanov.xx@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7360-927XШастинП. Н.ShastinP. N.

Павел Николаевич Шастин – кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник 

Рязанский пр-т, 24, Москва, 109428

Pavel Nikolaevich Shastin – Candidate of Veterinary Sciences, Senior Researcher 

24/1 Ryazansky Prospekt, Moscow, 109428

shastin.pasha@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0728-538XСуповаА. В.SupovaA. V.

Анастасия Владимировна Супова – младший научный сотрудник 

Рязанский пр-т, 24, Москва, 109428

Anastasia Vladimirovna Supova – Junior Researcher 

24/1 Ryazansky Prospekt, Moscow, 109428

supova.nastya@yandex.ruФедеральный научный центр — Всероссийский научноисследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наукРоссияFederal Scientific Centre VIEVRussian Federation202420022024026670Copyright © Вафин Р.Р., Гильманов Х.Х., Шастин П.Н., Супова А.В., 20242024Вафин Р.Р., Гильманов Х.Х., Шастин П.Н., Супова А.В.Vafin R.R., Gilmanov K.K., Shastin P.N., Supova A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2939Актуальность

Актуальность. Изучение полиморфизма гена iNOS Bos taurus и его ассоциативной связи с резистентностью к лейкозу крупного рогатого скота, а также с племенной ценностью по показателям молочной продуктивности является актуальным предметом исследования генетико-селекционной направленности.

Цели исследования — выявление и картирование полиморфных сайтов рестрикции у 4 SNPмаркеров (AH13-1, AH13-2, AH13-3, AH13-4) гена iNOS Bos taurus с последующим ПЦР-ПДРФпрофилированием встречаемых генотипов и моделированием способа генотестирования крупного рогатого скота по перечисленным полиморфным маркерам анализируемого локуса.

Методы

Методы. Действенным инструментом визуализации результата компьютерной симуляции эксперимента, поспособствовавшим прогнозированию применимости разрабатываемого способа генотестирования, стало in silico моделирование генерируемых ПЦР-ПДРФ-профилей встречаемых генотипов полиморфных маркеров гена iNOS Bos taurus. При этом сам результат картирования выявленных полиморфных сайтов рестрикции и последующего профилирования встречаемых генотипов свидетельствовал о технической возможности детектирования методом ПЦР-ПДРФ-анализа полиморфных позиций 4 SNP-маркеров гена iNOS Bos taurus. Это в свою очередь инициировало моделирование способа генотестирования крупного рогатого скота по перечисленным полиморфным маркерам с предусмотрением последовательных этапов выделения ДНК из цельной консервированной крови крупного рогатого скота, постановки ПЦР с олигонуклеотидными праймерами iNOS-F и iNOS-R, проведения ПДРФ с подобранными эндонуклеазами рестрикции (HinfI, Sau96I (изошизомер AspS9I), HpyAV и MluCI (изошизомер Sse9I), а также выполнения гель-электрофорезной детекции с визуализацией полученных электрофореграмм в УФ-трансиллюминаторе.

Relevance

Relevance. The study of the Bos taurus iNOS gene polymorphism and its association with resistance to bovine leukemia, as well as with breeding value in terms of milk productivity, is a topical subject of genetic selection research.

The purpose of this study was to identify and map polymorphic restriction sites in 4 SNP markers (AH13-1, AH13-2, AH13-3, AH13-4) of the Bos taurus iNOS gene, followed by PCR-RFLP profiling of the encountered genotypes and modeling of the method of gene testing of cattle by the listed polymorphic markers of the analyzed locus.

Methods

Methods. An effective tool for visualizing the result of computer simulation of the experiment, which contributed to predicting the applicability of the developed method of gene testing, was in silico modeling of the generated PCR-RFLP profiles of the encountered genotypes of polymorphic markers of the Bos taurus iNOS gene. At the same time, the very result of mapping the identified polymorphic restriction sites and subsequent profiling of the encountered genotypes indicated the technical feasibility of detecting polymorphic positions of 4 SNP markers of the Bos taurus iNOS gene by PCR-RFLP analysis. This, in turn, initiated the modeling of the method of gene testing of cattle by the listed polymorphic markers with the provision of successive stages of DNA isolation from whole preserved blood of cattle, PCR with oligonucleotide primers iNOS-F and iNOS-R, RFLP with selected restriction endonucleases (HinfI, Sau96I (AspS9I isoschizomer), HpyAV and MluCI (Sse9I isoschizomer), as well as performing gel electrophoresis detection with visualization of the obtained electrophoregrams in a UV transilluminator.

iNOSBos taurusSNP-маркерыПЦРПДРФгенотипированиеiNOSBos taurusSNP markersPCRRFLPgenotypingИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-76-10011. https://rscf.ru/project/22-76-10011/This research was funded by Russian Science Foundation No. 22-76-10011. https://rscf.ru/project/22-76-10011/ReferencesLemal P., May K., König S., Schroyen M., Gengler N. Invited review: from heat stress to disease — Immune response and – Candidate genes involved in cattle thermotolerance. Journal of Dairy Science. 2023; 106(7): 4471‒4488. https://doi.org/10.3168/jds.2022-22727Lemal P., May K., König S., Schroyen M., Gengler N. Invited review: from heat stress to disease — Immune response and – Candidate genes involved in cattle thermotolerance. Journal of Dairy Science. 2023; 106(7): 4471‒4488. https://doi.org/10.3168/jds.2022-22727Klebanoff S.J. Reactive nitrogen intermediates and antimicrobial activity: Role of nitrite. Free Radical Biology and Medicine. 1993; 14(4): 351‒360. https://doi.org/10.1016/0891-53.Klebanoff S.J. Reactive nitrogen intermediates and antimicrobial activity: Role of nitrite. Free Radical Biology and Medicine. 1993; 14(4): 351‒360. https://doi.org/10.1016/0891-5849(93)90084-8Bogdan C., Röllinghoff M., Diefenbach A. Reactive oxygen and reactive nitrogen intermediates in innate and specific immunity. Current Opinion in Immunology. 2000; 12(1): 64‒76. https://doi.org/10.1016/s0952-7915(99)00052-7Bogdan C., Röllinghoff M., Diefenbach A. Reactive oxygen and reactive nitrogen intermediates in innate and specific immunity. Current Opinion in Immunology. 2000; 12(1): 64‒76. https://doi.org/10.1016/s0952-7915(99)00052-7Chakravortty D., Hense M. Inducible nitric oxide synthase and control of intracellular bacterial pathogens. Microbes and Infection. 2003; 5(7): 621‒627. https://doi.org/10.1016/s1286-4579(03)00096-0Chakravortty D., Hense M. Inducible nitric oxide synthase and control of intracellular bacterial pathogens. Microbes and Infection. 2003; 5(7): 621‒627. https://doi.org/10.1016/s1286-4579(03)00096-0Чичинина С.В. Роль аллельной вариабельности генов цитокинов в формировании резистентности крупного рогатого скота к лейкозу. Диссертация на соискание ученой степени – кандидата биологических наук. Новосибирск. 2005; 110.Chichinina S.V. The role of allelic variability of cytokine genes in the formation of cattle resistance to leukemia. PhD (Biology) Thesis. Novosibirsk. 2005; 110Beishova I.S. et al. Genetic polymorphism of prolactin and nitric oxide synthase in Holstein cattle. Veterinary World. 2023; 16(1): 161‒167. https://doi.org/10.14202/vetworld.2023.161-167Beishova I.S. et al. Genetic polymorphism of prolactin and nitric oxide synthase in Holstein cattle. Veterinary World. 2023; 16(1): 161‒167. https://doi.org/10.14202/vetworld.2023.161-167Безбородова Н.А. и др. Оценка распространённости аллельных вариантов гена синтазы оксида азота iNOS в уральской популяции крупного рогатого скота. Проблемы биологии продуктивных животных. 2023; (1): 31–36. https://doi.org/10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2023.1.31-36Bezborodova N.A. et al. Assessment of the prevalence of allelic variants of nitric oxide synthase bovine gene iNOS in the Ural population. Problems of biology of productive animals. 2023; (1): 31–36 (in Russian). https://doi.org/10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2023.1.31-36Hashim H.O., Al-Shuhaib M.B.S. Exploring the Potential and Limitations of PCR-RFLP and PCR-SSCP for SNP Detection: A Review. Journal of Applied Biotechnology Reports. 2019; 6(4): 137‒144. https://doi.org/10.29252/JABR.06.04.02Hashim H.O., Al-Shuhaib M.B.S. Exploring the Potential and Limitations of PCR-RFLP and PCR-SSCP for SNP Detection: A Review. Journal of Applied Biotechnology Reports. 2019; 6(4): 137‒144. https://doi.org/10.29252/JABR.06.04.022Гильманов Х.Х., Вафин Р.Р., Каримова Р.Г., Тюлькин С.В. Способ проведения ПЦР-ПДРФ для генотипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам полиморфного маркера AH13-1 гена iNOS. Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2018; (4): 22‒28. https://www.elibrary.ru/urlbzlGilmanov Kh.Kh., Vafin R.R., Karimova R.G., Tyulkin S.V. Method of carrying out PCR-RFLP for cattle genotyping on allelic variants of polymorphic marker of iNOS gene. Veterinary, Zootechnics and Biotechnology. 2018; (4): 22‒28 (in Russian). https://www.elibrary.ru/urlbzlKuzhebaeva U.Z., Donnik I.M., Petropavlovsky M.V., Kanatbaev S.G., Nurgaliev B.E. Nitric oxide as an indicator for assessing the resistance and susceptibility of cattle to leukemia. Аграрный вестник Урала. 2021; (10): 48‒54. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2021-213-10-48-54Kuzhebaeva U.Z., Donnik I.M., Petropavlovsky M.V., Kanatbaev S.G., Nurgaliev B.E. Nitric oxide as an indicator for assessing the resistance and susceptibility of cattle to leukemia. Agrarian Bulletin of the Urals. 2021; (10): 48‒54. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2021-213-10-48-54Heaton M.P. et al. Selection and use of SNP markers for animal identification and paternity analysis in U.S. beef cattle. Mammalian Genome. 2002; 13(5): 272‒281. https://doi.org/10.1007/s00335-001-2146-3Heaton M.P. et al. Selection and use of SNP markers for animal identification and paternity analysis in U.S. beef cattle. Mammalian Genome. 2002; 13(5): 272‒281. https://doi.org/10.1007/s00335-001-2146-3

The authors declare that there are no conflicts of interest present.