DE102009015719A1 - Genmarker zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht bei Rindern und Verfahren zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht unter dessen Verwendung - Google Patents

Genmarker zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht bei Rindern und Verfahren zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht unter dessen Verwendung Download PDF

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Kagoshima Prefecture
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Abstract

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht bei einem einzelnen Rind durch Verwendung von Genmarkern bereitzustellen. Gemäß dem Verder-NCAPG-Gens bestimmt. Wenn es sich dabei um G handelt, wird gefolgert, dass die genetische Fähigkeit zum Erhöhen des Schlachtkörpergewichts höher ist. Alternativ dazu wird die Aminosäure an der E9-Stelle des Rinder-NCAPG-Gens bestimmt. Wenn es sich dabei um Methionin handelt, wird gefolgert, dass die genetische Fähigkeit für das Erhöhen des Schlachtkörpergewichts höher ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität gegenüber der japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-91328 , eingereicht am 31. März 2008, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Genmarker zur Bewertung des Schlachtkörpergewichts bei Rindern und Verfahren zur Bewertung des Schlachtkörpergewichts unter deren Verwendung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Fleischqualität und Schlachtkörpergewicht von Schlachtvieh sind direkt mit Preisen verknüpfte ökonomische Merkmale. Um zu untersuchen, wie die erbliche Fähigkeit im Zusammenhang mit diesen Merkmalen auszuwerten ist und wie sie zur Verbesserung von Rindern zu verwenden ist, sind Verfahren wie zum Beispiel ein auf Zuchtwerten beruhendes erfunden und entwickelt worden.
  • Man geht davon aus, dass Fleischqualität und Schlachtkörpergewicht quantitative Merkmale sind, an denen eine Vielfalt von Genen beteiligt sind. Falls Gene oder genomische Bereiche, d. h. quantitative Merkmalsloci (”quantitative trait loci”, QTL), welche die Fleischqualität oder das Schlachtkörpergewicht relativ stark beeinflussen, identifiziert werden können und überlegene Genotypen ausgewählt werden können, könnten derartige Daten benutzt werden, um Rinder zu verbessern.
  • Bis heute ist, durch die QTL-Analysen unter Verwendung paternaler Halbgeschwister-Familien von Japanese Black (Wagyu) Rindern, berichtet worden, dass genomische Bereiche, die das Körpergewicht oder Schlachtkörpergewicht beeinflussen, auf dem Rinderchromosom 6 vorliegen (Takasuga et al. (2007) Mamm. Genome 18, 125 –136). Später wurde bei einer anderen Familie von Japanese Black Rindern ein QTL für Schlachtkörpergewicht in den identischen Bereichen auf Chromosom 6 gefunden (Abstrakt-Buch des zweiten jährlichen Meetings der japanischen Gesellschaft für Tierzucht und Genetik). Inzwischen wurden auch bei einem Japanese Brown Bullen und seinem männlichen Nachkommen, der seine überlegenen genetischen Merkmale geerbt hat, QTL für Schlachtkörpergewicht in zu den vorstehend beschriebenen beinahe identischen Bereichen nachgewiesen.
  • Da jedoch nicht bekannt war, welche Art der genetischen Variation tatsächlich für das überlegene genetische Merkmal verantwortlich ist, war es schwierig, die Information zur Zucht oder Produktion von Rindern zu benutzen.
  • Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht bei einem einzelnen Rind unter Verwendung genetischer Marker bereitzustellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Durch Analysieren genomischer Bereiche auf dem Rinderchromosom 6, die das Körpergewicht oder Schlachtkörpergewicht beeinflussen, stellten die Erfinder fest, dass, unter den SNPs im NCAPG-Gen, der an der e9-Stelle liegende SNP der verursachende SNP ist oder der SNP im Verknüpfungs-Ungleichgewicht mit dem verursachenden SNP für den QTL für Körpergewicht oder Schlachtkörpergewicht auf dem Rinderchromosom 6. Beruhend auf dieser Feststellung entdeckten die Erfinder, dass isolierte DNA, welche die e9-Stelle des NCAPG-Gens enthält und Guanin (G) als das Nucleotid an der e9-Stelle aufweist, als Genmarker zum Erhöhen des Schlachtkörpergewichts nützlich ist. Sie deckten ferner auf, dass es sich bei dem SNP von G an der e9-Stelle um eine dominante Mutation handelt und dass das NCAPG-Gen, welches diesen SNP enthält, ein mutiertes NCAPG-Protein kodiert, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt.
  • Daher handelt es sich bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um das Verfahren zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht bei einem einzelnen Rind, welches das Bestimmen des Nucleotids an der e9-Stelle des NCAPG-Gens oder der Aminosäure an der E9-Stelle des NCAPG-Proteins einschließt.
  • Ferner handelt es sich bei einer anderen Ausführungsform um das Rinder-NCAPG-Gen, das an der e9-Stelle ein G aufweist, oder das Rinder-NCAPG-Protein, das an der E9-Stelle ein Methionin aufweist.
  • Ferner handelt es sich bei einer anderen Ausführungsform um eine isolierte DNA, die einen Teil oder das ganze Rinder-NCAPG-Gen enthält, das die e9-Stelle des Rinder-NCAPG-Gens enthält. Bei dieser DNA handelt es sich bei dem Nucleotid an dieser e9-Stelle vorzugsweise um G.
  • Ferner handelt es sich bei einer anderen Ausführungsform um den Genmarker, der verwendet wird, um die genetische Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht bei einem einzelnen Rind zu bewerten, bei dem es sich um eine isolierte DNA handelt, die einen Teil oder das ganze Rinder-NCAPG-Gen enthält, das die e9-Stelle des Rinder-NCAPG-Gens enthält.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um das Verfahren zum Auswählen eines einzelnen Rinds mit höherer genetischer Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht, einschließlich der Schritte des Bestimmens des Nucleotids an der e9-Stelle des NCAPG-Gens in jedem einzelnen Rind und des Auswählens eines Einzeltiers, bei welchem es sich bei dem Nucleotid in mindestens einem der Allele des NCAPG-Gens um G handelt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform handelt es sich um das Verfahren zum Erhöhen des Schlachtkörpergewichts eines einzelnen Rinds durch Ändern des Nucleotids an der e9-Stelle zu G in mindestens einem der Allele des NCAPG-Gens oder durch Exprimieren des NCAPG-Proteins, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt, unter Verwendung von Gen-Rekombinations-Technologie anstelle von Kreuzung.
  • Bei einer anderen Ausführungsform handelt es sich um das einzelne Rind mit einer exogenen DNA, welche das NCAPG-Protein kodiert, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt. Bei dieser exogenen DNA kann es sich um einen Expressionsvektor handeln, der das NCAPG-Protein exprimiert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die beruhend auf den vorstehend beschriebenen Feststellungen erreicht wurden, werden hierin nachstehend durch Angeben von Beispielen im Detail beschrieben. Sofern nicht anderweitig erklärt, werden Verfahren, die in Standard-Protokoll-Sets, wie zum Beispiel J. Sambrook und E. F. Fritsch & T. Maniatis (Hrsg.), „Molecular Cloning, a Laborstory Manual (3. Auflage), Cold Spring Harbor Press und Cold Spring Harbor, N. Y. (2001); und F. M. Ausubel, R. Brent, R. E. Kingston, D. D. Moore, J. G. Seidman, J. A. Smith und K. Struhl (Hrsg.), „Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons Ltd., beschrieben sind oder alternativ dazu modifizierte/veränderte Verfahren von diesen verwendet. Wenn im Handel erhältliche Reagenz-Kits und Messgeräte verwendet werden, werden, sofern nicht anderweitig erklärt, ihnen beiliegende Protokolle verwendet.
  • Das Ziel, die Kennzeichen und die Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie deren Idee werden Fachleuten durch die hierin angegebenen Beschreibungen offensichtlich sein. Es soll selbstverständlich sein, dass die hierin nachstehend beschriebenen Ausführungsformen und spezifischen Beispiele der Erfindung als bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung angenommen werden sollen. Diese Beschreibungen dienen nur veranschaulichenden und erklärenden Zwecken und sollen die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen oder Beispiele beschränken. Es ist Fachleuten ferner offensichtlich, dass, beruhend auf den hierin angegebenen Beschreibungen, verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb der Absicht und Tragweite der hierin offenbarten Erfindung gemacht werden können.
  • – SNPs im Rinder-NCAPG-Gen –
  • Bei dem Nucleotid an der e9-Stelle im Wildtyp-Rinder-NCAPG-Gen handelt es sich um T. Wenn es sich jedoch, wie im Beispiel gezeigt werden wird, bei dem Nucleotid an der e9-Stelle im Rinder-NCAPG-Gen um G handelt, steigt das Schlachtkörpergewicht. Deshalb kann durch Bestimmen des Nucleotids an der e9-Stelle unter SNPs im Rinder-NCAPG-Gen das Schlachtkörpergewicht bewertet und/oder vorhergesagt werden.
  • Die wie hierin verwendete e9-Stelle bezieht sich auf das Nucleotid an der Position 1372 in der cDNA (NM_001102376) des in der SEQ ID NO: 1 gezeigten Rinder-NCAPG-Gens sowie auf jedes Nucleotid, das diesem Nucleotid im NCAPG-Gen auf dem Rinder-Genom, in NCAPG-Gen-Homologen, hnRNA und mRNA der NCAPG-Gene usw. entspricht.
  • Bei der Aminosäure an der E9-Stelle im Wildtyp-Rinder-NCAPG-Protein handelt es sich um Isoleucin, während das Rinder-NCAPG-Gen, bei dem das Nucleotid an der e9-Stelle G ist, ein NCAPG-Protein kodiert, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt. Deshalb kann anstelle des Nucleotids an der e9-Stelle in einem NCAPG-Gen die Aminosäure an der E9-Stelle im Rinder-NCAPG-Protein bestimmt werden.
  • Die wie hierin verwendete E9-Stelle bezieht sich auf die Aminosäure an der Position 442 im in der SEQ ID NO: 2 gezeigten Rinder-NCAPG-Protein (NP_001095846), sowie auf jede Aminosäure, die dieser Aminosäure in partiellen Peptiden, NCAPG-Homologen usw. entspricht.
  • – Genmarker –
  • Der wie hierin verwendete diagnostische Marker, der zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht in einzelnen Rindern bestimmt ist, bezieht sich auf einen mit einem Gen verwandten Stoff zum Nachweisen des SNPs an der e9-Stelle im Rinder-NCAPG-Gen. Beispiele für den diagnostischen Marker schließen DNA, die das NCAPG-Gen enthält, wie zum Beispiel cDNA; hnRNA und mRNA, bei denen es sich um Transkripte handelt; ein Peptid, bei dem es sich um ein Translationsprodukt handelt; ein Protein, bei dem es sich um das Endprodukt der Genexpression handelt; usw. ein.
  • Wenn es sich bei einem diagnostischen Marker um eine isolierte DNA, wie zum Beispiel eine genomische DNA oder synthetisierte DNA, wie zum Beispiel cDNA, die das NCAPG-Gen trägt, usw. handelt, kann das Nucleotid am SNP bestimmt werden, um den SNP nachzuweisen. Genauer gesagt, kann die Nucleotidsequenz direkt bestimmt werden; oder alternativ dazu können PCR oder RFLPs vewendet werden. Das Verfahren zum Nachweis ist nicht besonders beschränkt. Dementsprechend kann der SNP, wenn es sich bei einem diagnostischen Marker um hnRNA oder mRNA handelt, die ein Transkript des NCAPG-Gens ist, durch Bestimmen der RNA-Sequenz nachgewiesen werden. Wenn der SNP direkt nachgewiesen wird, ist es nicht erforderlich, dass die Nucleinsäure, deren Sequenz bestimmt werden soll, das NCAPG-Gen als Ganzes enthält, sondern sie kann einen Teil des NCAPG-Gens oder der cDNA enthalten, mindestens das den SNP an der e9-Stelle enthaltende Nucleotid, das bestimmt werden kann.
  • Wenn es sich bei einem diagnostischen Marker um ein isoliertes Peptid, wie zum Beispiel das NCAPG-Protein usw., handelt, kann die Aminosäure, die eine Mutation trägt, direkt durch das herkömmliche Verfahren, um die zuvor erwähnte Mutation nachzuweisen, bestimmt werden. Wenn diese Mutation direkt nachgewiesen wird, ist es nicht erforderlich, dass das Peptid das NCAPG-Protein als Ganzes enthält, sondern es kann einen Teil des NCAPG-Proteins enthalten, mindestens die Aminosäure an der e9-Stelle, welche die Mutation enthält, die bestimmt werden kann.
  • – Verfahren zum Interpretieren von SNPs –
  • Die Art des Nucleotids an der e9-Stelle kann molekularbiologisch bestimmt werden. Zum Beispiel wird genomische DNA aus Rinderzellen extrahiert und das Nucleotid an der e9-Stelle der genomischen DNA wird durch das herkömmliche Verfahren bestimmt. Wenn ein einzelnes Rind für G am Nucleotid der e9-Stelle homozygot oder heterozygot ist, kann man folgern, dass es eine höhere genetische Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht aufweist.
  • Dementsprechend kann die Aminosäure an der E9-Stelle zum Beispiel durch Reinigen von NCAPG-Protein aus Rinderzellen unter Verwendung eines Antikörpers oder dergleichen und Bestimmen der Aminosäuresequenz gemäß dem herkömmlichen. Verfahren bestimmt werden. Wenn es sich bei der Aminosäure an dieser E9-Stelle um Methionin handelt, kann man folgern, dass das Einzeltier einer höhere genetische Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht aufweist.
  • Ferner können unter Verwendung dieses Bewertungsverfahrens einzelne Rinder mit höherer genetischer Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht aus einer großen Anzahl Rindern ausgewählt werden. Das heißt, durch Bestimmen des Nucleotids an der e9-Stelle des NCAPG-Gens und Auswählen eines Einzeltiers, bei dem es sich bei dem Nucleotid in einem der Allele um G handelt, oder alternativ durch Bestimmen der Aminosäure an der E9-Stelle des NCAPG-Proteins und Auswählen eines Einzeltiers, bei dem es sich bei der Aminosäure um Methionin handelt, kann ein einzelnes Rind mit höherer genetischer Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht ausgewählt werden.
  • Es sollte angemerkt werden, dass, da das NCAPG-Gen in Rindern hochkonserviert ist, die zur Ausübung der vorliegenden Erfindung geeigneten Rinderzüchtungen Japanese Black Rinder, Japanese Brown Rinder, Holstein usw. einschließen, aber nicht besonders darauf beschränkt sind.
  • – Künstliche Manipulation von SNPs –
  • Bei den einzelnen Rindern, bei denen das Nucleotid an der e9-Stelle bei mindestens einem der Allele des NCAPG-Gens G ist und die ein NCAPG-Protein exprimieren, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt, steigt das Schlachtkörpergewicht, wie im Beispiel beschrieben werden wird. Im NCAPG-Gen ist keine Mutation an irgendeiner anderen Stelle als der e9-Stelle aufgetreten; oder, falls überhaupt, hängt sie nicht mit dem Schlachtkörpergewicht zusammen.
  • Deshalb können, um das Schlachtkörpergewicht von einzelnen Rindern nicht durch Kreuzung sondern durch allgemein bekannte Genrekombinationsverfahren, wie zum Beispiel Erzeugung von Knockout-Tieren, Knockdown-Tieren, transgenen Tieren usw. zu erhöhen, Einzeltiere, bei denen das Nucleotid an der e9-Stelle in mindestens einem der Allele des NCAPG-Gens durch G substituiert ist, oder Einzeltiere, die ein NCAPG-Protein exprimieren, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt, erzeugt werden.
  • Bis heute sind embryonale Stammzellen unter Verwendung von Rindern etabliert worden (Biochem. Biophys. Res. Commun. Bd. 309, S. 104–113, 2003) und Knockout-Rinder sind ebenfalls erzeugt worden (Nat. Genet. Bd. 36, S. 671–672, 2004). Unter Verwendung von Genrekombinationstechnologie kombiniert mit Entwicklungstechnik ist es auch möglich, bei einzelnen Rindern spezifische Nucleotide mit Nucleotiden von Interesse zu substituieren.
  • Daher können, um das Schlachtkörpergewicht von einzelnen Rindern zu erhöhen, die G als das Nucleotid an der e9-Stelle in keinem der Allele des NCAPG-Gens aufweisen, zum Beispiel Einzeltiere erzeugt werden, bei denen das Nucleotid in mindestens einem der Allele des NCAPG-Gens durch G substituiert ist. Da dieses G-Allel dominant ist, sollten bei dieser Erzeugung nicht unbedingt beide Allele substituiert werden: es ist ausreichend, dass nur ein Allel substituiert ist.
  • Da dies eine dominante Mutation ist, können alternativ dazu, wie im Beispiel beschrieben werden wird, einzelne Rinder mit erhöhtem Schlachtkörpergewicht durch gentechnische Herstellung von Rindern produziert werden, die ein mutiertes NCAPG-Protein exprimieren, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt. Genauer gesagt können zum Beispiel transgene Rinder erzeugt werden, in die ein Expressionsvektor eingeführt worden ist, der das mutierte Protein exprimiert.
  • BEISPIEL
  • Hierin nachstehend wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail mit Bezug auf Beispiele erklärt werden.
  • (1) Verfahren zum Extrahieren von DNA und Genotypisieren von Mikrosatelliten und SNPs
  • Genomische DNA wurde aus Samen, Fettgewebe um die Niere herum oder Blut durch das herkömmliche Verfahren extrahiert. Genomische Bereiche wurden durch das PCR-Verfahren unter Verwendung von Primern, mit denen genomische Fragmente von Interesse spezifisch amplifiziert werden können, amplifiziert.
  • Mikrosatelliten wurden durch PCR-Amplifikation unter Verwendung vorwärts gerichteter und fluoreszenzmarkierter rückwärts gerichteter Primer, gefolgt von Elektrophorese unter Verwendung eines ABI 3730 DNA-Analysators (Applied Biosystems) und einer Analyse unter Verwendung der GENESCAN und GeneMapper-Software (Applied Biosystems) genotypisiert. SNPs wurden durch direktes Sequenzieren von PCR-Produkten unter Verwendung des Big Dye Terminator c.3.1. Cycle Sequencing Kits (Applied Biosystems) nachgewiesen und genotypisiert. Da es sich bei dem in Tabelle 2 gezeigten SNP 19 um einen Tandem-Wiederholungs-Polymorphismus handelte, wurde er auf die gleiche Weise, die für Mikrosatelliten verwendet wurde, genotypisiert.
  • (2) Verfahren zum Messen des Schlachtkörpergewichts
  • Das Schlachtkörpergewicht wurde beruhend auf Schlachtkörper-Einstufungsdaten von Schlachtvieh an den Schlachthöfen gemessen.
  • (3) Statistische Analyse
  • In diesem Beispiel wird gezeigt, dass es sich bei dem G-Allel der e9-Stelle im NCAPG-Gen um eine dominante oder additive Mutation handelt, die das Schlachtkörpergewicht beeinflusst.
  • Genomische DNA von 3 Japanese Black Vatertieren (A–C) und 2 Japanese Brown Vatertieren (D, E), bei denen ein QTL für Schlachtkörpergewicht oder Körpergewicht auf dem Rinderchromosom 6 nachgewiesen worden war, wurden unter Verwendung einer großen Anzahl von Mikrosatelliten-Markern und SNP-Markern, die unter Verwendung der Rindergenom-Sequenzen erzeugt worden waren, genotypisiert und verglichen. Bei dieser Analyse wurden Nachkommen jedes Vatertiers auch genotypisiert, um die Phase der Chromosomen des Vatertiers zu bestimmen. Die verwendeten Primer werden in Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]
    Figure 00080001
    • cM: Position auf der Kopplungskarte (Ihara et al. (2004) Genome Res. 14, 1987–1998)
    • Base: Position auf dem Rinderchromosom 6, angegeben durch die Zahl des ersten Nucleotids des Primers in der Rindergenom-Sequenz (13. Sept. 2007) (http://www.hgsc.bcm.tmc.edu/). Die Base des SNP 0 gibt die Position des SNP an.
  • Die Ergebnisse deckten auf, dass der ungefähr 660 kb umspannende Bereich (SNP0-DIK9017), der das NCAPG-Gen enthält, unter den überlegenen Allelen von 5 Vatertieren gemeinsam war und Marker enthielt, die in allen 5 Vatertieren die überlegenen Allele von den unterlegenen Allelen unterscheiden.
  • Die kodierenden Bereiche von 4 Genen, die in dem 660 kb großen Bereich liegen, wurden auf SNPs durchmustert. Als Ergebnis wurden 5 SNPs identifiziert, die in Vatertier A heterozygot waren und eine Aminosäuresubstitution begleiteten. Untersuchungen dieser 5 SNPs in 5 Vatertieren deckten auf, dass nur der SNP an der e9-Stelle in allen 5 Vatertieren heterozygot war.
  • Neunzehn benachbarte SNPs (Tabelle 2) einschließlich dieses SNPs wurden auf die Wirkung auf das Schlachtkörpergewicht hin untersucht. [Tabelle 2]
    SNP ID Base Nucleotid der Sense-DNA Vatertier A (Q/q) Gen Bereich AS-Mutation von q zu Q MAF
    SNP 1 38055058 C G/C LOC523874 Intron (Exon 5–6) - 0,42
    SNP 2 38055970 A G/A Exon 4 Lys → Glu 0,42
    SNP 3 38058985 G A/G Exon 2 keine Änderung 0,43
    SNP 4 38121891 C G/C Exon 1 Ala → Gly 0,24
    SNP 5 38157198 G A NCAPG Exon 4 keine Änderung 0,32
    SNP 6 38157668 T TTT Intron (Exon 5–6) - 0,32
    SNP 7 38163729 A G Exon 8 keine Änderung 0,32
    SNP 8 38164388 A C Exon 9 keine Änderung 0,32
    SNP 9 38164403 T G/T Exon 9 Ile → Met 0,14
    SNP 10 38166283 C A/C Intron (Exon 9–10) - 0,24
    SNP 11 38166304 T T/A Intron (Exon 9–10) - 0,44
    SNP 12 38166927 T T/C Intron (Exon 11–12) - 0,45
    SNP 13 38180790 T C Exon 14 keine Änderung 0,32
    SNP 14 38195339 C A/C Exon 17 Leu → Met 0,24
    SNP 15 38195743 A G Intron (Exon 18–19) - 0,32
    SNP 16 38196233 T TT/T Intron (Exon 19–20) - 0,13
    SNP 17 38198882 G A Intron (Exon 20–21) - 0,32
    SNP 18 38231068 C C/T LOC540095 3'UTR - 0,44
    SNP 19 38378214-31 (GCC) 6 (GCC) 6/7 Exon 1 Deletion von Ala 0,44
    • Base: Position auf dem Rinderchromosom 6, angegeben durch die Zahl des ersten Nucleotids des Primers in der Rindergenom-Sequenz (13. Sept. 2007) (http://www.hgsc.bcm.tmc.edu/).
    • MAF: Häufigkeit des weniger häufigen Alles in 190 Japanese Black-Vatertieren GeneBank-Hinterlegungsnummer: LOC523874 XM_602183; NCAPG NM_001102376; LOC540095 XM_001250262
  • Tabelle 3 zeigt die für die PCR verwendeten Primer.
  • [Tabelle 3]
    Figure 00100001
  • Zuerst wurden 94 Ochsen (bis zu 5 Nachkommen vom gleichen Vatertier) in der Gruppe mit dem höchsten Schlachtkörpergewicht (570–670 kg; die oberen 4,7%) und 96 Ochsen (bis zu 5 Nachkommen vom gleichen Vatertier) in der Gruppe mit dem niedrigsten Schlachtkörpergewicht (290–410 kg; die unteren 4,6%) unter 7990 Japanese Black Ochsen genotypisiert und der exakte Fischer-Test für 2 × 2-Tabellen wurde durchgeführt (siehe „p-Wert” in Tabelle 3). Die Ergebnisse zeigten den höchsten Zusammenhang der e9-Stelle mit dem Schlachtkörpergewicht an (SNP 9 in Tabelle 4: p (Test unter Verwendung der Anzahl der Allele) = 1,2 × 10–11). [Tabelle 4]
    SNP-ID p (Test unter Verwendung der Anzahl der Allele) p (Test im dominanten Modell) p (Test im rezessiven Modell)
    SNP 1 9,9E-05 2,1E-04 0,011
    SNP 2 1,0E-04 6,1E-06 0,0072
    SNP 3 4,4E-05 3,1E-04 0,0035
    SNP 4 0,0016 0,0030 0,091
    SNP 5 1,0 ND ND
    SNP 6 1,0 ND ND
    SNP 7 0,91 ND ND
    SNP 8 0,82 ND ND
    SNP 9 1,2E-11 6,7E-11 0,012
    SNP 10 0,0037 0,0032 0,20
    SNP 11 0,012 0,0066 0,16
    SNP 12 0,0067 0,0041 0,12
    SNP 13 1,0 ND ND
    SNP 14 0,0016 0,0030 0,091
    SNP 15 0,82 ND ND
    SNP 16 1,6E-10 6,1E-10 0,024
    SNP 17 0,83 ND ND
    SNP 18 0,0091 0,0066 0,12
    SNP 19 0,0091 0,0066 0,12
    • ND: Da Vatertier A homozygote Allele aufweist, wurde der Test nicht durchgeführt.
  • Als Nächstes wurden Haplotypen, die aus den 19 SNPs bestanden, unter Verwendung des Programms fastPHASE (Scheet, P. und M. Stephens (2006) Am. J. Hum. Genet. 78, 629–644) abgeleitet. Als Ergebnis wurde nur der Haplotyp, bei dem die e9-Stelle G war, in der Gruppe mit dem höchsten Schlachtkörpergewicht mit höherer Häufigkeit nachgewiesen als in der Gruppe mit dem niedrigsten Schlachtkörpergewicht (Haplotypen 5 und 6 in Tabelle 5: der p-Wert des exakten Fischer-Tests unter Verwendung einer 2 × 2-Tabelle für diese Haplotypen und die anderen Haplotypen betrug p = 6,7 × 10–11).
  • [Tabelle 5]
    Figure 00120001
  • Diese Feststellungen zeigen an, dass es sich bei der genomischen Variation, die das Schlachtkörpergewicht beeinflusst, an der e9-Stelle des NCAPG-Gens um G handelt und dass dies eine dominante oder additive Mutation ist.
  • (4) Verwendung des SNPs als Marker
  • Die Nachkommen der Vatertiere A–D wurden genotypisiert und ihr Zusammenhang mit dem Schlachtkörpergewicht wurde untersucht. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 6 und 7 gezeigt.
  • [Tabelle 6]
    Figure 00130001
  • Alle Nachkommen außer Vatertier D (weibliche Nachkommen) sind Ochsen. [Tabelle 7]
    Familie p (t-Test) GG zu GT p (t-Test) GT zu TT Häufigkeit eines GAllels Beitragsverhältnis (%)
    Vatertier A 0,17 3,7E-10 0,20 8,7
    Vatertier B 0,070 3,3E-05 0,35 6,1
    Vatertier C 0,027 3,9E-03 0,31 2,9
    Vatertier D 0,34 7,5E-03 0,32 1,8
    D (weiblich) 0,17 1,1E-04 0,35 13,2
    Vatertier E 4,1E-05 1,5E-03 0,37 11,5
    375 0,22 1,7E-07 0,19 8,1
    • Beitragsverhältnis: die Proportion der Merkmalsvarianz, die durch den Genotyp in der gesamten Varianz der phänotypischen Werte erklärt wird.
  • Die durch den SNP von G an der e9-Stelle des NCAPG-Gens gefolgerte Wirkung einer Erhöhung des Schlachtkörpergewichts wurde durchgängig durch die Änderung in einem Allel ausgeübt (heterozygotes Einzeltier). Wenn es sich bei beiden Allelen um G handelt (homozygote Einzeltiere), neigte der Mittelwert des Schlachtkörpergewichts dazu, höher als der von heterozygoten Einzeltieren zu sein, aber der Unterschied war nur bei den Familien von Vatertier C und Vatertier E signifikant.
  • Da ein ähnliches Ergebnis aus dem Genotypisieren einer zufälligen Population, die aus 375 Nachkommen bestand, erhalten wurde, kann ferner geschlossen werden, dass dieser SNP weithin als ausgezeichneter Marker benutzt werden kann, mit dem Genotypen, die eine Erhöhung des Schlachtkörpergewichts verursachen, ausgewählt werden können.
  • Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2008-91328 [0001]
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    • - F. M. Ausubel, R. Brent, R. E. Kingston, D. D. Moore, J. G. Seidman, J. A. Smith und K. Struhl (Hrsg.), „Current Protocols in Molecular Biology”, John Wiley & Sons Ltd., [0016]
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    • - Nat. Genet. Bd. 36, S. 671–672, 2004 [0031]
    • - Ihara et al. (2004) Genome Res. 14, 1987–1998 [0039]
    • - http://www.hgsc.bcm.tmc.edu/ [0039]
    • - http://www.hgsc.bcm.tmc.edu/ [0042]
    • - Scheet, P. und M. Stephens (2006) Am. J. Hum. Genet. 78, 629–644 [0045]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Bewertung der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht bei einem einzelnen Rind, umfassend das Bestimmen des Nucleotids an der e9-Stelle des NCAPG-Gens oder der Aminosäure an der E9-Stelle des NCAPG-Proteins.
  2. Rinder-NCAPG-Gen, umfassend G an der e9-Stelle.
  3. Rinder-NCAPG-Protein, umfassend Methionin an der E9-Stelle.
  4. DNA, umfassend einen Teil oder das ganze Rinder-NCAPG-Gen, das die e9-Stelle des Rinder-NCAPG-Gens enthält, wobei es sich bei dem Nucleotid an der e9-Stelle um G handelt.
  5. Genmarker, der verwendet wird, um die genetische Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht bei einem einzelnen Rind zu bewerten, bestehend aus einer DNA, umfassend einen Teil oder das ganze Rinder-NCAPG-Gen, das die e9-Stelle des Rinder-NCAPG-Gens enthält.
  6. Verfahren zum Auswählen eines einzelnen Rinds mit einer höheren genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht, umfassend die Schritte: Bestimmen des Nucleotids an der e9-Stelle eines NCAPG-Gens in jedem einzelnen Rind; und Auswählen eines Einzeltiers, wobei es sich bei dem Nucleotid in mindestens einem der Allele des NCAPG-Gens um G handelt.
  7. Verfahren zum Erhöhen der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht eines einzelnen Rinds, umfassend das Erzeugen eines einzelnen Rinds, bei dem das Nucleotid an der e9-Stelle in mindestens einem der Allele eines NCAPG-Gens durch Genrekombinationstechnologie durch G ersetzt ist.
  8. Verfahren zum Erhöhen der genetischen Fähigkeit für Schlachtkörpergewicht eines einzelnen Rinds, umfassend das Erzeugen eines einzelnen Rinds durch Genrekombinationstechnologie, das ein NCAPG-Protein exprimiert, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt.
  9. Einzelnes Rind, umfassend eine exogene DNA, die ein NCAPG-Protein kodiert, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle um Methionin handelt.
  10. Einzelnes Rind nach Anspruch 9, wobei es sich bei dem exogenen Gen um einen Expressionsvektor handelt, der das NCAPG-Protein exprimiert.
  11. Expressionsvektor, der ein NCAPG-Protein exprimiert, in dem es sich bei der Aminosäure an der E9-Stelle des NCAPG-Proteins um Methionin handelt.
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