DE10155999A1 - Determining the condition of exo- and endo-skeleton in animals, for selecting animals for breeding, comprises a method based on genotype of the diastrophic dysplasia sulfate transporter gene - Google Patents
Determining the condition of exo- and endo-skeleton in animals, for selecting animals for breeding, comprises a method based on genotype of the diastrophic dysplasia sulfate transporter geneInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestim mung der Beschaffenheit und Qualität des Klauen- und Hufhorns und des Skelettsystems bei Huf- und Klauentieren - herkömm licherweise als Fundament und Exterieur bezeichnet - mittels Genomanalyse.The present invention relates to a method for determining of the nature and quality of the claw and hoof horn and the skeletal system in hoofed and hoofed animals - conventional referred to as foundation and exterior - by means of Genome analysis.
Nach dem Stand der Technik wird die Qualität des Fundaments und des Exterieurs eines Tieres zur Feststellung der Wider standsfähigkeit seiner Klauen bzw. Hufe gegenüber tier- und haltungsspezifischen Umweltbedingungen mit Hilfe von biomet rischen Methoden definiert. Hierbei wird insbesondere die Huf- bzw. Klauenwinkelung und -trachtenhöhe und die Diagonale des Huf- bzw. Klauengrundrisses vermessen (Huber et al., 1984). Man geht hierbei von der Annahme aus, dass eine unter durchschnittlich und unerwünscht weiche Klaue bzw. ein unter durchschnittlich und unerwünscht weicher Huf mit einer gegen über dem Durchschnitt verkleinerten Winkelung, vergrößerten Diagonale und verkürzten Trachtenhöhe korreliert. Diese An nahme basiert auf der Beobachtung, dass eine weiche Klaue stärkeren Abriebserscheinungen unterliegt und sich deshalb die Winkelung der Klauenspitze verkleinert. Um genauere Aus sagen über die Güte des Fundaments und des Exterieurs einer bestimmten Tierrasse treffen zu können, müssen eine Reihe von Tieren der betreffenden Rasse untersucht werden, um sicherzu stellen, dass die genetisch disponierten Fundamentqualitäten nicht durch extreme, zufällig aufgetretene oder systematisch einwirkende Umwelteinflüsse verfälscht worden sind.According to the state of the art, the quality of the foundation and the exterior of an animal to determine the contra Stability of its claws and hooves against animal and posture-specific environmental conditions with the help of biomet defined methods. Here, in particular Hoof or claw angle and heel height and the diagonal of the hoof or claw footprint (Huber et al., 1984). One assumes that one is under average and undesirably soft claw or an under average and undesirably soft hoof with one against angulation reduced above average, enlarged Diagonal and shortened heel height correlated. This to name is based on the observation that a soft claw is subject to stronger signs of abrasion and therefore the angulation of the claw tip is reduced. To be more precise say about the goodness of the foundation and the exterior of one To be able to meet certain animal breeds, a number of Animals of the breed in question are examined to be sure represent that genetically predisposed foundation qualities not through extreme, accidental or systematic environmental influences have been falsified.
Grundsätzlich gilt, dass die Maße von Winkelung, Trachtenhöhe und Diagonale eines Hufs bzw. einer Klaue und die mittels ma thematischer Beziehungen daraus gewonnenen Daten nur Indizien für eine gute oder schlechte Qualität von Fundament und Exte rieur liefern. Aussagen über die Vererbbarkeit der Klauengüte auf die Nachkommen sind nur schwer möglich, hierzu müssen Un tersuchungen in mehreren Generationen der Nachkommen eines jeden Probandentieres vorgenommen und umfangreiche statisti sche Berechnungen durchgeführt werden.Basically, the dimensions of angulation, heel height and diagonal of a hoof or a claw and the by means of ma data from thematic relationships only indicative for a good or bad quality of foundation and extent deliver interior. Statements about the inheritance of claw quality on the offspring are difficult, Un studies in several generations of the descendants of one each subject animal and extensive statistics cal calculations are carried out.
Darüber hinaus wird die Klauenfestigkeit vielfach aus Prakti kabilitätsgründen einfach nur anhand der Trachtenhöhe ge schätzt, was zu einer weiteren Ungenauigkeiten der daraus ab geleiteten Aussagen über die Qualität der Huf- bzw. Klauenbe schaffenheit führt.In addition, the claw strength is often from practice reasons of stability simply based on the heel height estimates what leads to further inaccuracies made statements about the quality of the hoof or hoof creativity leads.
Diese für Hufe und Klauen beschriebenen Probleme treffen in analoger Weise auf die Bestimmung/Ermittlung des Skelett systems (Exterieurs) anhand von Beckenbreite und Körpergröße zu.These problems described for hooves and claws meet in analogous to the determination / determination of the skeleton systems (exterior) based on pelvis width and height to.
Um zumindest die Festigkeitsbestimmung von Klauen und Hufen zu standardisieren, wurden bereits einige Meßmethoden vorge stellt, mit denen unter Einsatz spezieller Apparaturen die Härte, Abriebfestigkeit und die notwendige Scherkraft analy siert werden können (Kamara und Gravert, 1971). Das biometri sche Vermessen der Klauen bzw. Hufe sowie der Aufbau eines entsprechenden physikalischen Tests ist jedoch sehr zeitauf wendig und am lebenden Tier mit einem erhöhten Verletzungsri siko für Mensch und Tier verbunden. In der praktischen Tier zucht haben sich diese Verfahren deshalb bisher nicht durch setzen können. At least to determine the strength of claws and hooves To standardize, some measuring methods have already been proposed provides with which, using special equipment Hardness, abrasion resistance and the necessary shear force analy can be used (Kamara and Gravert, 1971). The biometri measuring the claws or hooves and building a corresponding physical tests is very time consuming agile and live animal with an increased injury risk connected to humans and animals. In the practical animal For this reason, these methods have not yet been bred can put.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Qualität des Funda ments und des Exterieurs eines Einzeltiers reproduzierbar be stimmt werden kann.The present invention is based on the object To provide procedures with which the quality of the Funda reproducible and the exterior of an individual animal can be voted.
Eine Lösung dieser Aufgabe besteht in der Bereitstellung ei nes Verfahrens der eingangs genannten Art, dass sich dadurch auszeichnet, dass man das Genom bzw. die DNA eines ausgewähl ten Tieres einer Genomanalyse unterwirft und das im Gen für den diastrophischen Dysplasie Sulfattransporter (DTDST-Gen) mittels direkter oder indirekter Nachweisverfahren hinsicht lich des Vorhandenseins von Nukleotidmutationen an Position 4117 und/oder Position 4259, jeweils gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1, analysiert.One solution to this problem is to provide egg nes procedure of the type mentioned above that distinguishes that one selects the genome or the DNA of one subjects the animal to a genome analysis and that in the gene for the diastrophic dysplasia sulfate transporter (DTDST gene) by means of direct or indirect verification procedures the presence of nucleotide mutations in position 4117 and / or position 4259, each according to the sequence listing SEQ ID NO. 1, analyzed.
Damit wird ein neues Verfahren zur Qualitätsprüfung von Klau enhorn, Hufhorn und Skelettsystems bei Huf- und Klauentieren zur Verfügung gestellt, das sich dadurch vom Stand der Tech nik abhebt, dass die zur Bewertung herangezogenen Parameter nicht wie bisher geometrische bzw. biometrische Größen sind, sondern die Nukleotidpositionen 4117 und 4259 im Rinder- DTDST-Gen gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1. Bei diesem Prüf- bzw. Bewertungsverfahren ist der Soll- oder Normwert die Wildtyp-Besetzung dieser Nukleotidpositionen, und Abwei chungen zeigen einen positiven oder negativen Zustand an. Welcher von beiden vorliegt, wird letztendlich für jede Rin der- bzw. Tierrasse separat ermittelt, und zwar dadurch, dass bei einer repräsentativen Gruppe von Tieren einer bestimmten Rasse mit übereinstimmendem Genomanalyseergebnis (in den Nukleotidpositionen 4117 und 4259 des Rinder-DTDST-Gens) die tatsächliche Beschaffenheit des Klauenhorn, Hufhorn und Ske lettsystems im Vergleich zum Wildtyp festgestellt wird.This is a new procedure for quality inspection of stealing enhorn, hoof horn and skeletal systems in hoofed and hoofed animals provided that this is different from the state of the art nik stands out that the parameters used for the evaluation are not geometric or biometric quantities as before, but the nucleotide positions 4117 and 4259 in bovine DTDST gene according to sequence listing SEQ ID NO. 1. With this The test or assessment procedure is the target or standard value the wild-type occupation of these nucleotide positions, and Abwei Indications indicate a positive or negative state. Which of the two is available ultimately becomes for each Rin the or animal breed determined separately, that in a representative group of animals of a certain Breed with the same genome analysis result (in the Nucleotide positions 4117 and 4259 of the bovine DTDST gene) actual condition of the claw horn, hoof horn and ske lettsystems compared to the wild type.
Die Positionsangaben 4117 und 4259 beziehen sich auf die Nukleotidsequenz gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1. Sollte sich in der Zukunft herausstellen, dass das Gen länger oder kürzer ist, kann der Fachmann durch Vergleich der neuen Se quenz mit der Sequenz gemäß SEQ ID NO. 1 eindeutig feststel len, welchen Positionen in der neuen Sequenz die Positionen 4117 und 4259 gemäß vorliegender Patentanmeldung entsprechen. Die Genomanalyse kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass man doppelsträngige oder einzelsträngige DNAs des zu untersu chenden DTDST-Gens im Vergleich zu der Wildtyp-Nukleotidsequenz gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1 oder dass man doppelsträngige oder einzelsträngige DNA-Fragmente des zu untersuchenden DTDST-Gens im Vergleich zu entsprechenden Teilsequenzen der Wildtyp-Nukleotidsequenz gemäß Sequenzpro tokoll SEQ ID NO. 1 in einem elektrischen Feld wandern lässt und einen vorhandenen Nukleotidpolymorphismus anhand der ab weichenden Wanderungsgeschwindigkeit der DNA oder DNA- Fragmente des zu untersuchenden DTDST-Gens im Vergleich zur Wildtypsequenz bzw. den Wildtypsequenzfragmenten feststellt (detektiert).The position information 4117 and 4259 refer to the Nucleotide sequence according to sequence listing SEQ ID NO. 1. Should it turns out in the future that the gene is longer or is shorter, the expert can by comparing the new Se sequence with the sequence according to SEQ ID NO. 1 clearly determine which positions in the new sequence the positions 4117 and 4259 according to the present patent application. The genome analysis can be carried out, for example, in that to examine double-stranded or single-stranded DNAs of the DTDST gene compared to the wild-type nucleotide sequence according to sequence listing SEQ ID NO. 1 or that to double-stranded or single-stranded DNA fragments of the investigating DTDST gene compared to corresponding Partial sequences of the wild-type nucleotide sequence according to sequence pro tokoll SEQ ID NO. 1 lets it wander in an electric field and an existing nucleotide polymorphism based on the dodging migration rate of DNA or DNA Fragments of the DTDST gene to be examined compared to Wild type sequence or the wild type sequence fragments (Detected).
Ebenso gut kann diese Analyse anhand eines von der Wildtyp- Nukleotidsequenz (gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1) abwei chenden Ligationsverhaltens oder Hybridisierungsverhaltens detektiert werden.This analysis can just as well be carried out using a wild-type Divide nucleotide sequence (according to sequence listing SEQ ID NO. 1) appropriate ligation behavior or hybridization behavior can be detected.
Dieses Verfahren basiert auf der Genanalyse des diastrophi schen Dysplasiesulfattransportergens (DTDST-Gen). Das DTDST-Gen des Menschen ist von Hästbacka et al. (1994) sequenziert und charakterisiert worden. Mutationen im DTDST-Gen führen zu schweren Störungen des zellulären Sulfattransports und zu schwerwiegenden Veränderungen des Knochenwachstums. (Homozy gote Mutanten sind nicht lebensfähig und sterben den embryo nalen Frühtod).This procedure is based on the genetic analysis of the diastrophi Dysplasia sulfate transporter gene (DTDST gene). The Human DTDST gene is from Hästbacka et al. (1994) sequenced and have been characterized. Mutations in the DTDST gene lead to severe disorders of cellular sulfate transport and too serious changes in bone growth. (Homozy Goth mutants are not viable and die the embryo nalen early death).
Im Verlauf der Entstehung vorliegender Erfindung ist es ge lungen, das DTDST-Gen von Rindern ebenfalls zu sequenzieren. Bei weitergehenden Untersuchungen dieses Rinder-DTDST-Gens wurden dann überraschenderweise bovine DTDST-Genmutanten ge funden, die einen Nukleotidaustausch an Position 4117 und Po sition 4259 im Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1 aufweisen, näm lich C4117 nach T4117 und T4259 nach G4259.In the course of the development of the present invention, it is ge were also able to sequence the DTDST gene from cattle. In further studies of this bovine DTDST gene then surprisingly bovine DTDST gene mutants were ge find a nucleotide exchange at position 4117 and Po sition 4259 in the sequence listing SEQ ID NO. 1, näm C4117 to T4117 and T4259 to G4259.
Darüber hinaus wurde ebenso überraschenderweise gefunden, dass diese Rindermutanten mit den heterozygoten Genotypen C4117/T4117 bzw. T4117/C4117 und T4259/G4259 bzw. G4259/T4259 sowie den homozygoten Genotypen T4117/T4117 und G4259/G4259 nicht die schwerwiegenden physiologischen Störungen zeigen, die beim Menschen gefunden werden, aber dass sie einen verän derten Schwefelstoffwechsel aufweisen, der mit einer verän derten Zusammensetzung des Klauenhorns bzw. des Hufs einher geht. Diese Veränderung ist ursächlich für die unterschiedli che Klauen- bzw. Huffestigkeit. Auch das Knochenwachstum ist bei diesen Rindermutanten gegenüber dem Wildtyp verändert, insbesondere ist das Größenwachstum und die Beckenbreite sig nifikant geringer.In addition, it was also surprisingly found that these cattle mutants with the heterozygous genotypes C4117 / T4117 or T4117 / C4117 and T4259 / G4259 or G4259 / T4259 as well as the homozygous genotypes T4117 / T4117 and G4259 / G4259 do not show the serious physiological disorders, that are found in humans, but that they change you have changed sulfur metabolism, which changes with a different composition of the claw horn or hoof goes. This change is the cause of the differences cheek or hoof strength. Bone growth is also changed in these cattle mutants compared to the wild type, in particular, the size growth and the pool width are sig significantly lower.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmals die Mög lichkeit aufgezeigt, die Beschaffenheit und Qualität des Fun daments, insbesondere des Klauen- und Hufhorns bei Huf- und Klauentieren, insbesondere Rindern, und/oder auch die prospektive Größe und Beckenbreite des Tieres anhand des Poly morphismus C/C, C/T, T/C und T/T an Position 4117 und des Po lymorphismus T/T, T/G, G/T, G/G an Position 4259 im Sequenz protokoll SEQ ID NO. 1 zu bestimmen.With the method according to the invention, the poss the quality and quality of the fun daments, especially the claw and hoof horn at hoof and Hoofed animals, especially cattle, and / or the prospective size and pelvic width of the animal based on the poly Morphism C / C, C / T, T / C and T / T at position 4117 and the Po Lymorphism T / T, T / G, G / T, G / G at position 4259 in the sequence protocol SEQ ID NO. 1 to determine.
Der Nachweis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der genannten Mutationen an den beiden Positionen 4117 und 4259 im bovinen DTDST-Gen kann entweder direkt oder indirekt er folgen. Als direktes Nachweisverfahren wird insbesondere die Sequenzierung der (aus dem zu untersuchenden Tier) isolierten DNA vorgeschlagen, ebenso gut eignen sich beispielsweise Ligationsverfahren und Hybridisierungsverfahren. Evidence of the presence or absence of the mutations at positions 4117 and 4259 in the bovine DTDST gene it can either directly or indirectly consequences. In particular, the Sequencing of the (from the animal to be examined) isolated DNA is suggested, for example Ligation procedures and hybridization procedures.
Ein besonders vorteilhaftes direktes Nachweisverfahren beruht auf der überraschenden Entdeckung, dass die beiden Nukleotid austausche von C4117 nach T4117 und von T4259 nach G4259 zu DTDST-Genmutanten führen, die im Vergleich zum DTDST-Wildtyp-Gen eine PstI-Schnittstelle weniger (Position 4117) und eine DdeI Schnittstelle zusätzlich (Position 4259) aufweisen. Eine enzymatische Spaltung dieses mutanten bovinen DTDST-Gens mit dem Restriktionsenzym PstI liefert folglich im Vergleich zum DTDST-Wildtyp-Gen weniger Spaltungsprodukte, während eine en zymatische Spaltung dieses mutierten bovinen DTDST-Gens mit dem Restriktionsenzym DdeI im Vergleich zum DTDST-Wildtyp-Gen ein zusätzliches Spaltungsprodukt liefert. Die Spaltungspro dukte können z. B. im Wege einer gelektrophoretischen Auftren nung problemlos nachgewiesen werden.A particularly advantageous direct detection method is based on the surprising discovery that the two nucleotides exchanges from C4117 to T4117 and from T4259 to G4259 DTDST gene mutants result in comparison to the DTDST wild-type gene one PstI interface less (position 4117) and one Have additional DdeI interface (item 4259). A enzymatic cleavage of this mutant bovine DTDST gene with the restriction enzyme PstI therefore provides in comparison to DTDST wild-type gene fewer cleavage products, while one zymatic cleavage of this mutated bovine DTDST gene with the restriction enzyme DdeI compared to the DTDST wild-type gene provides an additional cleavage product. The division pro products can e.g. B. by means of a gel electrophoretic appearance can be proven without any problems.
Die Mutation an Position 4259 führt außerdem zu einem Aus tausch der Aminosäure Isoleucin520 zu Serin520, und dieser Aminosäureaustausch kann ebenfalls zum indirekten Nachweis der erfindungsgemäßen Mutationen herangezogen werden. (Die Mutation an Position 4117 führt keine Veränderung in der Ami nosäuresequenz herbei).The mutation at position 4259 also results in an out swap the amino acid isoleucine520 to serine520, and this Amino acid exchange can also be used for indirect detection of the mutations according to the invention are used. (The Mutation at position 4117 does not change the Ami acid sequence).
Eine in der Praxis leicht, d. h. mit gängigen und relativ ein fachen Mitteln zu realisierende Ausführungsvariante des er findungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst aus einer DNA-haltigen Zell- oder Körperflüssig keitsprobe des Tieres, insbesondere aus einer Blut-, Sperma- oder Gewebeprobe, die DNA isoliert und reinigt, dass man die se isolierte und gereinigte DNA einer Polymerase-Ketten- Reaktion (PCR) unterwirft, wobei Primer eingesetzt werden, die dazu geeignet sind, die Nukleotidsequenz gemäß Sequenz protokoll SEQ ID NO. 1 wenigstens im Bereich der Position 4117 und im Bereich der Position 4259 zu amplifizieren, dass man die hierbei gewonnenen Amplifikate (d. h. Teilsequenzen Nukle otidsequenz gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1, die die Nukleotidpositionen 4117 und/oder 4259 enthalten) mit dem Restriktionsenzym DdeI oder Isoschizomeren dieses Enzyms oder mit dem Restriktionsenzym PstI oder Isoschizomeren dieses En zyms spaltet, und dass man die dabei erhaltenen Spaltungspro dukte gelelektrophoretisch auftrennt, durch Anfärben sichtbar (visualisierbar) macht und hinsichtlich des Vorhandenseins oder Fehlens (je nach Wahl des vorhandenen Restriktionsen zyms) von im Vergleich zum Wildtyp zusätzlichen Spaltungspro dukten auswertet. Bei dieser Verfahrensvariante kommt der für die Auswertung herangezogene Nukleotid-Polymorphismus (C/C, C/T, T/C und T/T an Position 4117 und T/T, T/G, G/T, G/G an Position 4259, jeweils im Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1) indi rekt in dem Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus nach Spaltung mit dem Restriktionsenzym zum Ausdruck. Die hetero zygoten und homozygoten Mutanten weisen aufgrund der (je nach Wahl des eingesetzten Restriktionsenzyms) zusätzlichen oder fehlenden Schnittstellen für die Restriktionsenzyme DdeI und PstI mehr oder weniger Spaltungsprodukte d. h. Restriktions fragmente auf als der homozygote Wildtyp.An easy in practice, i. H. with common and relative one fold means of realization variant of the he The method according to the invention is characterized in that first of all from a DNA-containing cell or body fluid samples of the animal, in particular from a blood or sperm or tissue sample that isolates and purifies the DNA that the isolated and purified DNA of a polymerase chain Subject to reaction (PCR) using primers which are suitable for the nucleotide sequence according to the sequence protocol SEQ ID NO. 1 at least in the area of position 4117 and to amplify in the area of position 4259 that one the amplificates obtained in this way (i.e. partial sequences nucleus otide sequence according to sequence listing SEQ ID NO. 1, the Nucleotide positions 4117 and / or 4259 included) with the Restriction enzyme DdeI or isoschizomers of this enzyme or with the restriction enzyme PstI or isoschizomers of this ene zyms cleaves, and that the resulting cleavage pro products separated by gel electrophoresis, visible by staining (visualizable) makes and with regard to the existence or missing (depending on the choice of restrictions zyms) of additional cleavage pro compared to the wild type products evaluates. In this variant of the method, the comes for the evaluation used nucleotide polymorphism (C / C, C / T, T / C and T / T at position 4117 and T / T, T / G, G / T, G / G on Position 4259, each in the sequence listing SEQ ID NO. 1) indi rectifies in the restriction fragment length polymorphism Cleavage expressed with the restriction enzyme. The straight zygote and homozygote mutants show (depending on Choice of the restriction enzyme used) additional or missing interfaces for the restriction enzymes DdeI and PstI more or less cleavage products d. H. restriction fragments than the homozygous wild type.
Als Primer werden vorzugsweise Vorwärtsprimer mit einer Nukleotidsequenz, welche die Nukleotidsequenz von Position 3858 bis Position 3877 gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1 zu mindest umfasst, und Rückwärtsprimer mit einer Nukleotidse quenz, welche die Nukleotidsequenz von Position 4321 bis Po sition 4339 gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1 zumindest um fasst, eingesetzt.Forward primers with a Nucleotide sequence, which is the nucleotide sequence of position 3858 to position 3877 according to sequence listing SEQ ID NO. 1 to at least includes, and reverse primer with one nucleotide sequence which the nucleotide sequence from position 4321 to Po sition 4339 according to sequence listing SEQ ID NO. 1 at least around summarizes, used.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Huf- und Klauentiere zu detektieren und zu selektieren, die sich durch eine hohe, genetisch bedingte Klauenhärte auszeichnen, und/oder die sich durch ihr Größenwachstum qualifizieren. Das Verfahren stellt damit eine neue Möglichkeit zur messbaren und standardisierbaren Bestimmung der Fundament- und Exterie urqualität bei Huf- und Klauentieren dar. Es ist mit einfa chen und im Stand der Technik geläufigen Methoden der moleku largenetischen Labordiagnostik durchführbar, liefert genauere Aussagen als die herkömmlichen biometrischen Verfahren und ist wesentlich kostengünstiger als diese. Da das Verfahren von zufälligen oder systematischen Umweltfaktoren des Proban dentieres unbeeinflusst ist, gelten die damit ermittelten Messergebnisse und die daraus gewonnenen Aussagen über Funda ment- und Exterieurqualität auch, wenn das betreffende Tier in eine andere Umgebung gebracht wird, und erlauben infolge dessen eine weitgehende Standardisierung.With the method according to the invention it is possible to hoof and To detect and select hoofed animals that are passing through have a high, genetically determined claw hardness, and / or who qualify through their growth in size. The The process thus represents a new possibility for measurable and standardized determination of the foundation and exterior original quality in hoofed and hoofed animals. It is simple chen and in the prior art methods of molecular Largenetic laboratory diagnostics feasible, delivers more precise Statements than the conventional biometric methods and is much cheaper than this. Because the procedure of random or systematic environmental factors of the proban dentieres is unaffected, the thus determined apply Measurement results and the resulting statements about Funda ment and exterior quality even if the animal in question is brought into another environment and allow as a result its an extensive standardization.
Als Untersuchungsmaterial können alle Arten von DNA-haltigen Geweben und Körperflüssigkeiten des Probandentieres verwendet werden.All types of DNA can be used as test material Tissues and body fluids of the test animal used become.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be steht darin, dass es eine pränatale Diagnostik ermöglicht. Bereits im pränatalen Zustand kann mit diesem Verfahren ange geben werden, wie sich die Fundament- und Exterieurqualität ausprägen wird. Dies ist für die praktische Zuchtarbeit von besonderem Interesse.A particular advantage of the method according to the invention is that it enables prenatal diagnosis. This procedure can be used even in the prenatal state will give how the foundation and exterior quality will express. This is for practical breeding work by of special interest.
Zur Feststellung, inwieweit die Fundamentqualität an die Nachkommen des Probanden vererbt werden, sind keine aufwendi gen Nachkommenprüfungen notwendig. Im bisherigen System wird die Beurteilung des Fundaments und der Klauen über die allge mein übliche lineare Exterieurbeschreibung vorgenommen.To determine the extent to which the quality of the foundation corresponds to the Descendants of the test person are inherited, are not expensive offspring exams necessary. In the previous system the assessment of the foundation and the claws over the general made my usual linear exterior description.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert. The invention is illustrated below with the aid of an embodiment explained in more detail.
Einem Probandentier wird Blut, Sperma oder anderes DNA-haltiges Gewebe entnommen und daraus die DNA isoliert und ge reinigt. Mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion wird der Ge nabschnitt des Rindergenoms zwischen Position 3858 und Posi tion 4339 gemäß Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1 unter Einsatz von Vorwärtsprimern mit der Nukleotidsequenz 5'-CATTGGGTTTGCTATCACTG-3' (entspricht Position 3858 bis 3877 im Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1) und Rückwärtsprimern (rever se primer) mit der Nukleotidsequenz 5'-ACTCAGAAGCCAAAGGCTT-3' (entspricht Position 4321 bis 4339 im Sequenzprotokoll SEQ ID NO. 1) amplifiziert. Das erhaltene Amplifikat wird mit dem Re striktionsenzym (DdeI) gespalten und die Reaktionsprodukte auf einem Agarosegel aufgetragen und visualisiert. Das Ban denmuster erteilt Auskunft über die Genotypen und damit über die eigene wie über die potentiell vererbbare Fundament- und Klauenqualität des Probanden.A subject animal gets blood, sperm or other DNA-containing Tissue removed and the DNA isolated and ge cleans. With the help of the polymerase chain reaction, the Ge Section of the bovine genome between positions 3858 and Posi tion 4339 according to sequence listing SEQ ID NO. 1 using of forward primers with the nucleotide sequence 5'-CATTGGGTTTGCTATCACTG-3 '(corresponds to positions 3858 to 3877 in the sequence listing SEQ ID NO. 1) and backward primers (rever se primer) with the nucleotide sequence 5'-ACTCAGAAGCCAAAGGCTT-3 ' (corresponds to positions 4321 to 4339 in the sequence listing SEQ ID NO. 1) amplified. The amplificate obtained is re restriction enzyme (DdeI) cleaved and the reaction products applied and visualized on an agarose gel. The ban denmuster provides information about the genotypes and thus about your own as well as the potentially inheritable foundation and The subject's claw quality.
Die Isolation der DNA aus Blut, Sperma oder Gewebe wurde mit tels gängiger Standardverfahren vorgenommen.The isolation of DNA from blood, sperm or tissue was done with carried out using common standard procedures.
In einen Reaktionsansatz von 25 µl werden folgende Komponen
ten pipettiert:
10 mmol/l KCl, 10 mmol/l (NH4)2SO4, 20 mmol/l Tris-HCl pH
8,75, 2 mmol/l MgSO4, 0,1% Triton™ X-100, 100 µm/ml BSA,
0,2 mmol/l dNTP, 20 µmol der unten angegebenen Primer 0,1 pmol
der gereinigten DNA des Probanden, 1 E Taq-DNA Polymera
se.
Vorwärtiger Primer: 5'-CATTGGGTTTGCTATCACTG-3',
Reverser Primer: 5'-AGGCCTTTGGCTTCTGAGT-3'.The following components are pipetted into a reaction mixture of 25 µl:
10 mmol / l KCl, 10 mmol / l (NH 4 ) 2 SO 4 , 20 mmol / l Tris-HCl pH 8.75, 2 mmol / l MgSO 4 , 0.1% Triton ™ X-100, 100 µm / ml BSA, 0.2 mmol / l dNTP, 20 µmol of the primers given below 0.1 pmol of the purified DNA of the test subject, 1 U Taq-DNA Polymera se.
Forward primer: 5'-CATTGGGTTTGCTATCACTG-3 ',
Reverse primer: 5'-AGGCCTTTGGCTTCTGAGT-3 '.
Das folgende Temperaturprofil wurde verwendet:
Initiale Denaturierung der Ausgangs-DNA durch Erhitzen auf 94°C
für 3 min. anschließend 30 Zyklen mit folgender Charakte
ristik: 94°C für 3 min. 56°C für 1 min. 72°C für 1 min.
Danach erfolgte eine Erhitzung auf 72°C für 5 min. Abschlie
ßend wurde der Reaktionsansatz auf 4°C heruntergekühlt.The following temperature profile was used:
Initial denaturation of the starting DNA by heating to 94 ° C for 3 min. then 30 cycles with the following characteristics: 94 ° C for 3 min. 56 ° C for 1 min. 72 ° C for 1 min. This was followed by heating to 72 ° C. for 5 minutes. Finally, the reaction mixture was cooled down to 4 ° C.
Reaktionspuffer 50 mmol/l Tris-HCl, 10 mmol/l MgCl2, 100 mmol/l NaCl. Die Spaltung der Amplifikationsprodukte erfolgte mit 5 E DdeI/µg DNA für 2 Stunden bei 37°C.Reaction buffer 50 mmol / l Tris-HCl, 10 mmol / l MgCl 2 , 100 mmol / l NaCl. The amplification products were cleaved with 5 U DdeI / µg DNA for 2 hours at 37 ° C.
Laufpuffer (10 × Konzentrat): 130 mmol/l Tris, 45 mmol/l Bor
säure, 2,5 mmol/l EDTA
Ladepuffer: 20% Saccharose, 0,05% Orange G.Running buffer (10 × concentrate): 130 mmol / l Tris, 45 mmol / l boric acid, 2.5 mmol / l EDTA
Loading buffer: 20% sucrose, 0.05% orange G.
Die Reaktionsprodukte werden in den Ladepuffer aufgenommen, auf einem 1,5% Agarosegel in 1 × TBE-Puffer aufgetragen und die DNA mit 0,05 µg/ml Dimidiumbromid visualisiert.The reaction products are taken up in the loading buffer, applied to a 1.5% agarose gel in 1 × TBE buffer and visualized the DNA with 0.05 µg / ml dimidium bromide.
Mit den vorliegenden Primern ergeben sich je nach Genotyp ei ne unterschiedliche Anzahl von Fragmenten. In dem amplifi zierten Bereich befinden sich beim Allel A, das dem DTDST-Wildtyp-Gen entspricht, drei DdeI Erkennungs-Sequenzen. Dar aus resultieren 4 Fragmente mit den Längen 18 bp, 30 bp, 156 bp und 279 bp, und dementsprechend 4 Banden. Beim Allel B, das die Mutationen enthält, werden durch die zusätzliche DdeI Schnittstelle an Position 4259 anstelle des Wildtypfrag ments mit der Länge 279 bp zwei Fragmente mit den Längen 212 bp und 67 bp erzeugt und infolgedessen 5 Banden erhalten.Depending on the genotype, the present primers result in ei ne different number of fragments. In the amplifi graced area are at the allele A, which the DTDST wild-type gene corresponds to three DdeI recognition sequences. Dar resulting in 4 fragments with the lengths 18 bp, 30 bp, 156 bp and 279 bp, and accordingly 4 bands. With the allele B, which contains the mutations, are identified by the additional DdeI interface at position 4259 instead of the wild type question elements with the length 279 bp two fragments with the lengths 212 bp and 67 bp were generated and consequently 5 bands were obtained.
Anhand des Bandenmusters lässt sich außerdem feststellen, ob das Probandentier bezüglich des mutierten DTDST-Gens hetero zygot oder homozygot ist: Die Präsenz von Banden mit Frag mentlängen von 18, 30, 67, 156, 212 und 279 bp indiziert den heterozygoten Status (mutantes Allel/Wildtyp-Allel), die Prä senz von Banden mit Fragmentlängen von 18, 30, 67, 156 und 212 bp indiziert den homozygoten Status (mutantes Al lel/mutantes Allel).The band pattern can also be used to determine whether the subject animal hetero regarding the mutated DTDST gene zygot or homozygous is: The presence of gangs with frag Ment lengths of 18, 30, 67, 156, 212 and 279 bp indicate the heterozygous status (mutant allele / wild-type allele), the pre presence of bands with fragment lengths of 18, 30, 67, 156 and 212 bp indicates the homozygous status (mutant Al lel / mutant allele).
In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Nachweis der Nukleotidvarian ten an Position 4259 (das mit Dimidiumbromid ge färbte Gel zeigt die Bandenmuster der einzelnen Ge notypen nach Spaltung mit dem Restriktionsenzym DdeI. M = 1 kB Leiter) und Fig. 1 the detection according to the invention the Nukleotidvarian th at position 4259 (the ge with dimidium bromide stained gel shows the band patterns of the individual Ge genotypes after cleavage with the restriction enzyme DdeI. M = 1 kB ladder) and
Fig. 2 den erfindungsgemäßen Nachweis der Nukleotidvarian ten an Position 4117 (das mit Dimidiumbromid ge färbte Gel zeigt die Bandenmuster der einzelnen Ge notypen nach Spaltung mit dem Restriktionsenzym PstI. M = 1 kB Leiter). Fig. 2 detection of the nucleotide variants according to the invention at position 4117 (the gel stained with dimidium bromide shows the band patterns of the individual gene types after cleavage with the restriction enzyme PstI. M = 1 kB ladder).
Mit dem Nachweis der Punktmutation an Position 4259 oder 4117 lässt sich wie beschrieben der Genotyp eines Tieres an diesen Positionen eindeutig bestimmen. Der Zusammenhang zwischen dem Genotyp und der Qualität des Klauen oder Hufhorns besteht in dem vorliegenden Genotyp. With proof of the point mutation at position 4259 or 4117 the genotype of an animal can be linked to it as described Clearly determine positions. The connection between the Genotype and the quality of the hoof or hoof horn consists of the present genotype.
Tiere, die den Genotyp AA besitzen (siehe Fig. 1 und 2), weisen flache (niedrige hintere Trachtenhöhe) und eher weiche Klauen oder Hufe auf (schlechte Qualität, nicht bevorzugt).Animals with the genotype AA (see Fig. 1 and 2) have flat (low rear heel height) and rather soft claws or hooves (poor quality, not preferred).
Tiere, die den Genotyp AB besitzen (siehe Fig. 1 und 2), zeigen eine mittelhohe hintere Trachtenhöhe und haben eine mittlere Hornhärte (mäßige Qualität, bedingt bevorzugt).Animals that have the genotype AB (see Fig. 1 and 2) show a medium high rear heel height and have a medium hardness (moderate quality, conditionally preferred).
Tiere mit dem Genotyp BB (siehe Fig. 1 und 2) dagegen haben eine steile Klaue oder Hufe (hohe hintere Trachtenhöhe) und das Horn ist hart (hohe Qualität, bevorzugt).Animals with the genotype BB (see Fig. 1 and 2), however, have a steep claw or hooves (high rear heel height) and the horn is hard (high quality, preferred).
Je nach Züchtungsziel kann also mit der Bestimmung des Geno typs AA, AB oder BB eine Aussage über die zu erwartende Qua lität des Horns und der hinteren Trachtenhöhe vorgenommen werden. Depending on the breeding goal, the geno can be determined types AA, AB or BB a statement about the expected Qua the horn and the heel height become.
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