Тестирование разработанного способа ПЦР-ПДРФ-генотипирования крупного рогатого скота по SNP-маркерам гена iNOS

Воспроизводство высокопродуктивного стада крупного рогатого скота с генетической устойчивостью к лейкозу — одна из важнейших задач племенного животноводства, достижимая комплексным подходом, включающим и генетико-селекционные исследования, в том числе направленные на изучение ассоциативной связи полиморфизма гена iNOS Bos taurus с племенной ценностью, а также с восприимчивостью и устойчивостью животных к данному заболеванию.
Цели исследования — картирование выявленных полиморфных сайтов рестрикции у 6 SNP-маркеров (AH13-1, AH13-2, AH13-3, AH13-4, AH13-5 и AH13-6) гена iNOS Bos taurus и программный расчет ПЦР-ПДРФ-профилей возможных генотипов с последующим тестированием разработанного способа генотипирования крупного рогатого скота по перечисленным маркерам.
Теоретико-аналитическая часть проведенного биоинформационного исследования расширила знания о полиморфных сайтах рестрикции 6 упомянутых SNP-маркеров и соответствующих ПЦР-ПДРФ-профилях их возможных генотипов, в том числе комплексных генотипов полиморфных маркеров AH13-1 и AH13-6, сгенерированных при рестрикционном картировании анализируемой последовательности ДНК, ограниченной праймерами iNOS-F и iNOS-R. Далее теоретическая возможность детектирования перечисленных маркеров анализом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов амплифицированной ДНК была подкреплена экспериментальными данными, полученными в результате тестирования разработанного способа ПЦР-ПДРФ-генотипирования крупного рогатого скота по перечисленным маркерам с 5 отобранными эндонуклеазами рестрикции и изошизомерами (HinfI, AspS9I, HpyAV, Sse9I и Bst4CI) преимущественно российского производства, что в конечном счете положительно сказалось на себестоимости проведенного исследования.

1. Lemal 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.2022-22727

2. Zhang W. et al. Nitric oxide synthase and its function in animal reproduction: an update. Frontiers in Physiology. 2023; 14: 1288669. https://doi.org/10.3389/fphys.2023.1288669

3. Adler H., Frech B., Thöny M., Pfister H., Peterhans E., Jungi T.W. Inducible nitric oxide synthase in cattle. Differential cytokine regulation of nitric oxide synthase in bovine and murine macrophages. Journal of Immunology. 1995; 154(9): 4710–4718.

4. Ohhashi T., Kawai Y., Maejima D., Hayashi M., Watanabe-Asaka T. Physiological Roles of Lymph Flow-Mediated Nitric Oxide in Lymphatic System. Lymphatic Research and Biology. 2023; 21(3): 253–261.

5. Bogdan 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)00052-7

6. Chakravortty D., Hensel 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)00096-0

7. Чичинина 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.

8. Beishova 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.2023.161-167

9. Wang M., Ibeagha-Awemu E.M. Impacts of Epigenetic Processes on the Health and Productivity of Livestock. Frontiers in Genetics. 2021; 11: 613636. https://doi.org/10.3389/fgene.2020.613636

10. Hashim 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.06.04.02

11. Yang W., Kang X., Yang Q., Lin Y., Fang M. Review on the development of genotyping methods for assessing farm animal diversity. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2013; 4: 2. https://doi.org/10.1186/2049-1891-4-2

12. Ota M., Fukushima H., Kulski J.K., Inoko H. Single nucleotide polymorphism detection by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism. Nature Protocols. 2007; 2: 2857–2864. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.407

13. Гильманов 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/urlbzl

14. Kuzhebaeva U.Zh., Donnik I.M., Petropavlovskiy 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/10.32417/1997-4868-2021-213-10-48-54

15. Вафин Р.Р., Гильманов Х.Х., Шастин П.Н., Супова А.В. Моделирование способа ПЦР-ПДРФ-генотипирования крупного рогатого скота по полиморфным маркерам гена iNOS. Аграрная наука. 2024; (1): 66–70. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-379-2-66-70

16. Heaton 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