RU2716116C1 - METHOD FOR CATTLE GENOTYPING BY 1401G/T ALLELES lhcgr (ss52050737) GENE BY PCR IN REAL TIME - Google Patents

METHOD FOR CATTLE GENOTYPING BY 1401G/T ALLELES lhcgr (ss52050737) GENE BY PCR IN REAL TIME Download PDF

Info

Publication number
RU2716116C1
RU2716116C1 RU2019118447A RU2019118447A RU2716116C1 RU 2716116 C1 RU2716116 C1 RU 2716116C1 RU 2019118447 A RU2019118447 A RU 2019118447A RU 2019118447 A RU2019118447 A RU 2019118447A RU 2716116 C1 RU2716116 C1 RU 2716116C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lhcgr
gene
allele
genotype
cattle
Prior art date
Application number
RU2019118447A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Светлана Николаевна Ковальчук
Анна Леонидовна Архипова
Ольга Александровна Скачкова
Артем Владимирович Бригида
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Центр экспериментальной эмбриологии и репродуктивных биотехнологий" (ФГБНУ ЦЭЭРБ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Центр экспериментальной эмбриологии и репродуктивных биотехнологий" (ФГБНУ ЦЭЭРБ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Центр экспериментальной эмбриологии и репродуктивных биотехнологий" (ФГБНУ ЦЭЭРБ)
Priority to RU2019118447A priority Critical patent/RU2716116C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2716116C1 publication Critical patent/RU2716116C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of biotechnology, molecular-genetic diagnostics, genetics and breeding of farm animals. Method of genotyping cattle by 1401G/T alleles of lhcgr gene (ss52050737) is carried out by PCR method in real time using forward primer 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3', reverse primer 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3', lhcgr-T-allele-specific fluorescently-labeled probe 5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3', lhcgr-G-allele-specific fluorescently-labeled probe, 5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3', wherein for homozygous samples on allele T (genotype 1401T/T) fluorescence increase is detected on FAM channel, for homozygous samples on allele G (genotype 1401G/G) signal is detected via VIC channel, for heterozygous sample (genotype 1401T/G) there is an increase fluorescence on both detection channels, and the presence of two dyes, FAM and VIC, enables unambiguous detection of the presence of each of the analyzed alleles of the lhcgr gene in the analyzed DNA sample and, accordingly, the animal's genotype.
EFFECT: invention simplifies the method of cattle genotyping by allelic versions 1401G/T (ss52050737) of the lhcgr gene, and reduces the analysis time.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, молекулярно-генетической диагностики, генетики и селекции сельскохозяйственных животных, в частности к оценке аллельного полиморфизма 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr, кодирующего рецептор лютеинизирующего гормона/хориогонадотропина (luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor, LHCGR) крупного рогатого скота молекулярно-генетическим методом исследования.The invention relates to the field of biotechnology, molecular genetic diagnosis, genetics and breeding of farm animals, in particular to the assessment of the 1401G / T allelic polymorphism (ss52050737) of the lhcgr gene encoding the luteinizing hormone / choriogonadotropin receptor (luteinizing hormone / choriogonadotropinGRorhor), molecular genetic research method.

Изучение процесса трансплантации эмбрионов началось примерно сто лет назад и уже в 1970-х годах перешло в коммерческую сферу деятельности на международном уровне. Так, в 2016 году было получено 632 638 эмбрионов от 93 815 коров-доноров, из которых 196 тысяч были пересажены сразу, а оставшаяся часть была криоконсервирована. Лидером в области трансплантации эмбрионов на протяжении многих лет остается Северная Америка - в США и Канаде получено 52,5% от всего числа эмбрионов полученных in vivo, в то время как в Европе только 20,4% [G.A. Во, R.J. Mapletoft, "Embryo Transfer Technology in Cattle", Animal Biotechnology 1. - Springer, Cham, pp. 107-133. 2018; G. Perry. "Statistics of embryo collection and transfer in domestic farm animals", Embryo Transfer Newsletter, vol. 32, pp. 14-26. 2014]. В связи с таким широким распространением технологии трансплантации эмбрионов, появилась необходимость отбора коров-доноров по генетическим показателям чувствительности к процедуре стимуляции овуляции гонадотропными гормонами для дальнейшей оценки по количеству полученных зрелых ооцитов [G.A. Во, R.J. Mapletoft, "Historical perspectives and recent research on superovulation in cattle", Theriogenology, vol. 81, №1, pp 38-48. 2014]. В основе процесса суперовуляции лежит введение животным гонадотропных препаратов, одним из которых является лютеинизирующий гормон [W.K. Kroeze, D.J. Sheffler, B.L. Roth, "G-protein-coupled receptors at a glance", Journal of cell science, vol. 116, №24, pp. 4867-4869, 2003].The study of the process of embryo transplantation began about a hundred years ago and already in the 1970s passed into the commercial sphere of activity at the international level. So, in 2016, 632,638 embryos were received from 93,815 donor cows, of which 196 thousand were transplanted immediately, and the rest was cryopreserved. For many years, North America has remained the leader in the field of embryo transplantation - 52.5% of the total number of embryos received in vivo was obtained in the USA and Canada, while in Europe only 20.4% [G.A. Waugh, R.J. Mapletoft, "Embryo Transfer Technology in Cattle", Animal Biotechnology 1. - Springer, Cham, pp. 107-133. 2018; G. Perry. "Statistics of embryo collection and transfer in domestic farm animals", Embryo Transfer Newsletter, vol. 32, pp. 14-26. 2014]. Due to the widespread use of technology for embryo transplantation, it became necessary to select donor cows according to genetic indicators of sensitivity to the procedure for stimulating ovulation with gonadotropic hormones for further assessment by the number of mature oocytes received [G.A. Waugh, R.J. Mapletoft, "Historical perspectives and recent research on superovulation in cattle", Theriogenology, vol. 81, No. 1, pp 38-48. 2014]. The superovulation process is based on the administration of gonadotropic drugs to animals, one of which is luteinizing hormone [W.K. Kroeze, D.J. Sheffler, B.L. Roth, "G-protein-coupled receptors at a glance", Journal of cell science, vol. 116, No. 24, pp. 4867-4869, 2003].

Рецептор лютеинизирующего гормона/хориогонадотропина (LHCGR) принадлежит к классу мембранных рецепторов, связанных с G-белкам [M.L. Dufau, С.Н. Tsai-Morris, Z.Z. Hu, Е. Buczko, "Structure and regulation of the luteinizing hormone receptor gene", The Journal of steroid biochemistry and molecular biology, vol. 53, №1-6, pp. 283-291, 1995]. У крупного рогатого скота (КРС) ген LHCGR локализован в 11 хромосоме и состоит из 11 экзонов [O.J. Ginther, D.R. Bergfelt, М.А. Beg, K. Kot, "Follicle selection in cattle: role of luteinizing hormone", Biology of reproduction, vol. 64, №1, pp. 197-205, 2001]. Полиморфизм данного гена может быть тесно связан с процессом суперовуляции [W.C. Yang, K.Q. Tang, S.J. Li, L.M. Chao, L.G. Yang, "Polymorphisms of the bovine luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor (LHCGR) gene and its association with superovulation traits", Molecular biology reports, vol. 39, №3, pp. 2481-2487, 2012; Y. Yu, Y. Pang, H. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J. Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers", Journal of animal science and biotechnology, 3:35. 2012]. Ген lhcgr рассматривается как ген-кандидат для прогнозирования ответа на индукцию суперовуляции. А выявленные в гене полиморфные варианты рассматриваются в связи с фертильностью крупного рогатого скота [N. Hastings, S. Donn, K. Derecka, А.Р. Flint, J.A. Woolliams, "Polymorphisms within the coding region of the bovine luteinizing hormone receptor gene and their association with fertility traits", Animal genetics, vol. 37, №6, pp. 583-585, 2006; S.D. Cochran, J.B. Cole, D.J. Null, P.J. Hansen, "Discovery of single nucleotide polymorphisms in candidate genes associated with fertility and production traits in Holstein cattle", BMC genetics, 14: 49,2013; W.K. Santos-Biase, F.H. Biase, J.Jr. Buratini, J. Balieiro, Y.F. Watanabe, M.F. Accorsi, C.R. Ferreira, P. Stranieri, A.R. Caetano, F.V. Meirelles, "Single nucleotide polymorphisms in the bovine genome are associated with the number of oocytes collected during ovum pick up", Animal reproduction science, vol. 134, №3-4, pp. 141-149, 2012; H. Berg, "Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis of PCR-Amplified Fragments (PCR-RFLP) and Gel Electrophoresis - Valuable Tool for Genotyping and Genetic Fingerprinting", in: Gel Electrophoresis - Principles and Basics: IntechOpen, 315-334, 2012]. Наиболее значимыми однонуклеотидными заменами (SNP) являются несинонимичные мутации, расположенные в экзонах гена, так как они ведут к замене аминокислотных остатков, что в свою очередь изменяет первичную структуру белка и может повлиять на его функции. Из всех найденных к настоящему времени SNP наибольший интерес представляет замена 1401G>T (ss52050737), так как было выявлено, что животные с генотипами GG или GT характеризуются более высокими показателями по общему количеству яйцеклеток, а по количеству выживших при трансплантации эмбрионов наилучшие показатели - у животных с генотипом GG. Так же животные с генотипом GG имеют наименьшее количество неоплодотворенных яйцеклеток по сравнению с носителями двух других генотипов [N. Hastings, S. Donn, K. Derecka, А.Р. Flint, J.A. Woolliams, "Polymorphisms within the coding region of the bovine luteinizing hormone receptor gene and their association with fertility traits", Animal genetics, vol. 37, №6, pp. 583-585, 2006]. Таким образом, ген lhcgr, кодирующий LHCGR, является одним из перспективных генетических маркеров репродуктивного статуса крупного рогатого скота.The luteinizing hormone / choriogonadotropin receptor (LHCGR) belongs to the class of membrane receptors associated with G-proteins [M.L. Dufau, S.N. Tsai-Morris, Z.Z. Hu, E. Buczko, "Structure and regulation of the luteinizing hormone receptor gene", The Journal of steroid biochemistry and molecular biology, vol. 53, No. 1-6, pp. 283-291, 1995]. In cattle (RED), the LHCGR gene is located on chromosome 11 and consists of 11 exons [O.J. Ginther, D.R. Bergfelt, M.A. Beg, K. Kot, "Follicle selection in cattle: role of luteinizing hormone", Biology of reproduction, vol. 64, No. 1, pp. 197-205, 2001]. The polymorphism of this gene may be closely related to the process of superovulation [W.C. Yang, K.Q. Tang, S.J. Li, L.M. Chao, L.G. Yang, "Polymorphisms of the bovine luteinizing hormone / choriogonadotropin receptor (LHCGR) gene and its association with superovulation traits", Molecular biology reports, vol. 39, No. 3, pp. 2481-2487, 2012; Y. Yu, Y. Pang, H. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J. Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone / choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers ", Journal of animal science and biotechnology, 3:35. 2012]. The lhcgr gene is considered as a candidate gene for predicting a response to superovulation induction. And the polymorphic variants identified in the gene are considered in connection with cattle fertility [N. Hastings, S. Donn, K. Derecka, A.P. Flint, J.A. Woolliams, "Polymorphisms within the coding region of the bovine luteinizing hormone receptor gene and their association with fertility traits", Animal genetics, vol. 37, No. 6, pp. 583-585, 2006; S.D. Cochran, J.B. Cole, D.J. Null, P.J. Hansen, "Discovery of single nucleotide polymorphisms in candidate genes associated with fertility and production traits in Holstein cattle", BMC genetics, 14: 49,2013; W.K. Santos-Biase, F.H. Biase, J.Jr. Buratini, J. Balieiro, Y.F. Watanabe, M.F. Accorsi, C.R. Ferreira, P. Stranieri, A.R. Caetano, F.V. Meirelles, "Single nucleotide polymorphisms in the bovine genome are associated with the number of oocytes collected during ovum pick up", Animal reproduction science, vol. 134, No. 3-4, pp. 141-149, 2012; H. Berg, "Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis of PCR-Amplified Fragments (PCR-RFLP) and Gel Electrophoresis - Valuable Tool for Genotyping and Genetic Fingerprinting", in: Gel Electrophoresis - Principles and Basics: IntechOpen, 315-334, 2012] . The most significant single nucleotide substitutions (SNPs) are nonsynonymous mutations located in the exons of the gene, since they lead to the replacement of amino acid residues, which in turn changes the primary structure of the protein and can affect its function. Of all the SNPs found to date, the most interesting is the replacement 1401G> T (ss52050737), since it was found that animals with the GG or GT genotypes are characterized by higher rates in the total number of eggs, and in the number of surviving embryo transplants, the best indicators are in animals with the genotype GG. Also, animals with the GG genotype have the smallest number of unfertilized eggs compared to carriers of two other genotypes [N. Hastings, S. Donn, K. Derecka, A.P. Flint, J.A. Woolliams, "Polymorphisms within the coding region of the bovine luteinizing hormone receptor gene and their association with fertility traits", Animal genetics, vol. 37, No. 6, pp. 583-585, 2006]. Thus, the lhcgr gene encoding LHCGR is one of the promising genetic markers of the reproductive status of cattle.

Из уровня техники известен способ генотипирования крупного рогатого скота по аллелям 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr, обеспечивающий их идентификацию на основе комбинации трех методов - полимеразной цепной реакции (ПЦР), анализа конформационного полиморфизма одноцепочечной ДНК на основе электрофоретического разделения полученных полиморфных фрагментов гена lhcgr (single-stranded conformation polymorphism - SSCP) и прямого секвенирования ДНК (прототип - Y. Yu, Y. Pang, Н. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J.Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers", Journal of animal science and biotechnology, 3:35. 2012]. Способ состоит в том, что для выявления аллелей 1401G/T гена lhcgr (ss52050737) на первом этапе анализа амплифицируют содержащий их участок гена lhcgr методом ПЦР с использованием праймеров sense: 5'-GCTCTACCTGCTGCTCAT-3' и anti-sense: 5'-TAATTGCTGACACCCACA-3'. Затем полученные ампликоны анализируют методом SSCP, а именно смешивают с 8 мкл денатурирующего раствора (95% формамида, 25 ммоль/л ЭДТА, 0,025% ксилол-цианола, 0,025% бромфенолового синего), нагревают в течение 10 мин при 98°С и охлаждают на льду. Денатурированную ДНК подвергают электрофорезу в 13% полиакриламидном геле (39: 1 акриламид/бисакриламид) в 1 × буфере ТВЕ при постоянном напряжении (120 В) в течение 8-10 ч. Гель окрашивают 0,1% раствором нитратом серебра. На последнем этапе продукты ПЦР с различной электрофоретической подвижностью секвенируют в обоих направлениях.The prior art method for the genotyping of cattle by the 1401G / T alleles (ss52050737) of the lhcgr gene, providing their identification based on a combination of three methods - polymerase chain reaction (PCR), analysis of conformational polymorphism of single-stranded DNA based on electrophoretic separation of the obtained polymorphic fragments of the lhcgrr gene (single-stranded conformation polymorphism - SSCP) and direct DNA sequencing (prototype - Y. Yu, Y. Pang, N. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J. Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone / choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers ", Journ al of animal science and biotechnology, 3:35. 2012]. The method consists in the fact that in order to detect 1401G / T alleles of the lhcgr gene (ss52050737), at the first stage of the analysis, the lhcgr gene region containing them is amplified by PCR using sense: 5 'primers -GCTCTACCTGCTGCTCAT-3 'and anti-sense: 5'-TAATTGCTGACACCCACA-3'. The resulting amplicons were then analyzed by SSCP, namely, mixed with 8 μl of denaturing solution (95% formamide, 25 mmol / L EDTA, 0.025% xylene-cyanol, 0.025% bromophenol blue), heated for 10 min at 98 ° C and cooled on ice. Denatured DNA was subjected to electrophoresis in 13% polyacrylamide gel (39: 1 acrylamide / bisacrylamide) in 1 × TBE buffer at constant voltage (120 V) for 8-10 hours. The gel was stained with 0.1% silver nitrate solution. At the last stage, PCR products with different electrophoretic mobility are sequenced in both directions.

Основными недостатками прототипа являются многостадийность способа гентипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcg, основанного на комбинации трех методов (амплификация полиморфного участка гена методом ПЦР, электрофоретическое разделение полученных полиморфных фрагментов гена lhcgr, секвенирование ДНК), его продолжительность и трудозатратность.The main disadvantages of the prototype are the multi-stage method for cattle-assisted allelic variants 1401G / T (ss52050737) of the lhcg gene based on a combination of three methods (amplification of the polymorphic region of the gene by PCR, electrophoretic separation of the obtained polymorphic fragments of the lhcgr gene, DNA sequencing, its duration) labor input.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в упрощении способа генотипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr, в сокращении времени проведения анализа.The technical result provided by the invention is to simplify the method of genotyping cattle according to the allelic variants of 1401G / T (ss52050737) of the lhcgr gene, in reducing the time of analysis.

Технический результат достигается тем, что способ генотипирования крупного рогатого скота по аллелям 1401G/T гена lhcgr (ss52050737) методом ПЦР в режиме реального времени состоит в том, что используются:The technical result is achieved by the fact that the method of genotyping cattle by the 1401G / T alleles of the lhcgr gene (ss52050737) by real-time PCR consists in the following:

прямой праймер 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3'direct primer 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCTCACA-3 '

обратный праймер 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3'reverse primer 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3 '

lhcgr-T-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зондlhcgr-T-allele-specific fluorescently-labeled probe

5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3'5 '- (FAM) -CACTAGAAAGATGTCACACC- (BHQ1) -3'

lhcgr-G - аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зондlhcgr-G - allele-specific fluorescently-labeled probe

5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3'5 '- (VIC) -CTAGAAAGATGGCACACC- (BHQ1) -3'

Перечень графических материалов.The list of graphic materials.

На фиг. 1 представлены нуклеотидные последовательности фрагмента гена lhcgr длиной 113 п.н., кодирующие аллели 1401G/T (ss52050737). Жирным шрифтом отмечены последовательности праймеров; жирным шрифтом и курсивом - последовательности зондов.In FIG. 1 shows the nucleotide sequences of a 113 bp lhcgr gene fragment encoding 1401G / T alleles (ss52050737). Primer sequences are marked in bold; in bold and italics are sequences of probes.

На фиг. 2 представлены: А - кривые флуоресценции для гомозиготных образцов по аллелю Т (генотип ТТ). В - кривые флуоресценции для гомозиготных образцов по аллелю G (генотип GG). С - кривые флуоресценции для гетерозигот (генотип TG). D - график распределения генотипов (ss52050737) гена lhcgr.In FIG. 2 presents: A - fluorescence curves for homozygous samples along the T allele (TT genotype). B - fluorescence curves for homozygous samples along the G allele (genotype GG). C - fluorescence curves for heterozygotes (TG genotype). D is a graph of the distribution of genotypes (ss52050737) of the lhcgr gene.

Патентуемый способ заключается в проведения ПЦР в режиме реального времени для генотипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr. Заявленный способ отличается тем, что используются два общих для аллельных вариантов праймера: прямой праймер lhcgr-F: 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3' и обратный праймер lhcgr-R: 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3', фланкирующие участок гена lhcgr длиной 113 п.н., и два аллель-специфичных флуоресцентно-меченых зонда lhcgr-T: 5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3' и lhcgr-G: 5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3' (фиг. 1).The patented method consists in real-time PCR for genotyping cattle according to the allelic variants of 1401G / T (ss52050737) of the lhcgr gene. The claimed method differs in that two common primers for allelic variants are used: the forward primer lhcgr-F: 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCTCACA-3 'and the reverse primer lhcgr-R: 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3' flanking the 113hr gene. n. and two allele-specific fluorescently-labeled probes lhcgr-T: 5 '- (FAM) -CACTAGAAAGATGTCACACC- (BHQ1) -3' and lhcgr-G: 5 '- (VIC) -CTAGAAAGATGGCACACC- (BHQ1) '(Fig. 1).

Точки мутаций те же, что и в прототипе, однако подход детекции иной: в заявленном изобретении осуществляется идентификация полиморфизма методом ПЦР в режиме реального времени с помощью флуоресцентно-меченых аллель-специфичных зондов.The mutation points are the same as in the prototype, however, the detection approach is different: in the claimed invention polymorphism is identified by real-time PCR using fluorescently-labeled allele-specific probes.

В патентуемом способе идентификации аллельных вариантов 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr на основе ПЦР в режиме реального времени используются два праймера, общие для обоих аллелей гена, и два аллель-специфичных флуоресцентно-меченых зонда типа TaqMan (Фиг. 1). Праймеры lhcgr-F и lhcgr-R инициируют амплификацию участка гена lhcgr крупного рогатого скота длиной 113 п.н. Реакцию амплификации проводили в 10 мкл смеси ПЦР, содержащей 5 мкл реактива LightCycler® 480 Probes Master («Roche», Швейцария), по 0.4 мкМ прямого праймера lhcgr-F: 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3' и обратного праймера lhcgr-R: 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3', по 0.2 мкМ аллель-специфичных зондов lhcgr-T: 5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3' (0.2 μМ) и lhcgr-G: 5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3', 10 нг ДНК. ПЦР проводили с помощью прибора LightCycler 96 («Roche», Швейцария) в оптимизированных условиях (95°С - 10 мин.; 95°С 15 сек., 58°С r 30 сек., 72°С 20 сек., 40 циклов). Детекция флуоресценции проводилась на стадии элонгации по каналам FAM и VIC. Для анализа результатов генотипирования по конечной точке использовали программное обеспечение к амплификатору LightCycler® 96 версии SW1.1. Идентификация аллелей 1401G/T (полиморфизм ss52050737) основана на сравнении интенсивности флуоресценции красителей VIC и FAM, соответственно. Для определения генотипа животного используются конечные значения флуоресценции красителей FAM и VIC. Программное обеспечение для амплификатора LightCycler® 96 версии SW1.1. представляет результаты генотипирования в виде распределения генотипов (Фиг. 2D). Для гомозиготных образцов по аллелю Т (генотип 1401Т/Т) детектируется нарастание флуоресценции по каналу FAM (Фиг. 2А). Для гомозиготных образцов по аллелю G (генотип 1401G/G) детектируется сигнал по каналу VIC (Фиг. 2В). Для гетерозиготного образца (генотип 1401T/G) наблюдается нарастание флуоресценции по обоим каналам детекции (Фиг. 2С). Наличие двух красителей, FAM и VIC, позволяют однозначно определить присутствие каждого из исследуемых аллелей гена lhcgr в анализируемом образце ДНК и, соответственно, генотип животного.In the patented method for identifying 1401G / T allelic variants (ss52050737) of the lhcgr gene based on real-time PCR, two primers are used that are common to both alleles of the gene and two allele-specific fluorescently-labeled probes of the TaqMan type (Fig. 1). Primers lhcgr-F and lhcgr-R initiate amplification of a 113 bp length section of the cattle lhcgr gene The amplification reaction was carried out in 10 μl of a PCR mixture containing 5 μl of LightCycler® 480 Probes Master reagent (Roche, Switzerland), 0.4 μM lhcgr-F: 5′-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3 ′ forward primer and lhcgr-R: 5 reverse primer '-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3', 0.2 μM allele-specific probes lhcgr-T: 5 '- (FAM) -CACTAGAAAGATGTCACACC- (BHQ1) -3' (0.2 μM) and lhcgr-G: 5 '- (VIC) -CGCAGA - (BHQ1) -3 ', 10 ng of DNA. PCR was performed using a LightCycler 96 instrument (Roche, Switzerland) under optimized conditions (95 ° C for 10 min; 95 ° C for 15 sec., 58 ° C for 30 sec., 72 ° C for 20 sec., 40 cycles ) Fluorescence detection was carried out at the stage of elongation through the FAM and VIC channels. To analyze the results of endpoint genotyping, the LightCycler® 96 version SW1.1 software was used. The identification of the 1401G / T alleles (ss52050737 polymorphism) is based on a comparison of the fluorescence intensities of the VIC and FAM dyes, respectively. To determine the genotype of the animal, the final fluorescence values of the FAM and VIC dyes are used. LightCycler® 96 Amplifier Software Version SW1.1. presents the results of genotyping in the form of a distribution of genotypes (Fig. 2D). For homozygous samples, the T allele (genotype 1401T / T) shows an increase in fluorescence through the FAM channel (Fig. 2A). For homozygous samples, a signal is detected on the G allele (genotype 1401G / G) via the VIC channel (Fig. 2B). For a heterozygous sample (genotype 1401T / G), an increase in fluorescence is observed along both detection channels (Fig. 2C). The presence of two dyes, FAM and VIC, make it possible to unambiguously determine the presence of each of the studied alleles of the lhcgr gene in the analyzed DNA sample and, accordingly, the genotype of the animal.

Разработанный метод на основе ПЦР в реальном времени был валидирован на 195 образцах ДНК коров черно-пестрого голштинизированного скота. Результаты генотипирования показали, что 43,2% животных являлись носителями обоих аллелей (генотип GT), 15,2% коров были гомозиготами по аллелю Т (генотип ТТ) и 41,6% % животных - гомозитотами по аллелю G (генотип GG). Таким образом, в изученной популяции крупного рогатого скота частота аллеля G, связанная с более высокими показателями общего числа ооцитов и числа выживших эмбрионов после трансплантации, а также с наименьшим числом неоплодотворенных ооцитов, составила 63,2%.The developed method based on real-time PCR was validated on 195 DNA samples of black-mottled Holsteinized cattle. Genotyping results showed that 43.2% of the animals were carriers of both alleles (GT genotype), 15.2% of the cows were homozygotes for the T allele (TT genotype) and 41.6% of animals were carriers of the G allele homozygotes (GG genotype). Thus, in the studied cattle population, the frequency of the G allele, associated with higher rates of the total number of oocytes and the number of surviving embryos after transplantation, as well as with the lowest number of unfertilized oocytes, was 63.2%.

Валидацию способа проводили с помощью анализа по прототипу (Y. Yu, Y. Pang, Н. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J.Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers", Journal of animal science and biotechnology, 3:35. 2012). Результаты обоих методов генотипирования полностью совпали. Однако, патентуемый способ позволяет упростить и значительно (до 1 часа) сократить время проведения анализа за счет проведения одновременно амплификации полиморфного участка гена lhcgr и детекции его алелльных вариантов 1401G/T (ss52050737) методом ПЦР в режиме реального времени, что выгодно отличает его от анализа, используемого в прототипе.Validation of the method was performed using the prototype assay (Y. Yu, Y. Pang, N. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J. Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone / choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers ", Journal of animal science and biotechnology, 3:35. 2012). The results of both genotyping methods are completely consistent. However, the patented method allows to simplify and significantly (up to 1 hour) reduce the analysis time by simultaneously amplifying the polymorphic region of the lhcgr gene and detecting its 1401G / T allelic variants (ss52050737) by real-time PCR, which distinguishes it from analysis used in the prototype.

Таким образом, разработан эффективный и надежный способ для экспресс-идентификации аллельных вариантов 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr крупного рогатого скота методом ПЦР в режиме реального времени с использованием аллель-специфичных флуоресцентно-меченых зондов. Разработанный метод позволяет проводить генотипирование до 480 животных по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr (в зависимости от модели амплификатора) в течение 1 часа и может быть использован для отбора перспективных коров-доноров эмбрионов.Thus, an effective and reliable method has been developed for the rapid identification of 1401G / T allelic variants (ss52050737) of the bovine lhcgr gene by real-time PCR using allele-specific fluorescently-labeled probes. The developed method allows genotyping of up to 480 animals according to the 1401G / T allelic variants (ss52050737) of the lhcgr gene (depending on the model of the amplifier) for 1 hour and can be used to select promising donor cows for embryos.

Claims (7)

Способ генотипирования крупного рогатого скота по аллелям 1401G/T гена lhcgr (ss52050737) методом ПЦР в режиме реального времени, отличающийся тем, что используются:Method for genotyping cattle by the 1401G / T alleles of the lhcgr gene (ss52050737) by real-time PCR, characterized in that they are used: прямой праймер 5'-ТСААСТСТСТСТСТАСАСССТСАСА-3',direct primer 5'-TSAASTSTSTSTSTASASSSTSASA-3 ', обратный праймер 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3',reverse primer 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3 ', lhcgr-T-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зондlhcgr-T-allele-specific fluorescently-labeled probe 5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3',5 '- (FAM) -CACTAGAAAGATGTCACACC- (BHQ1) -3', lhcgr-G-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зондlhcgr-G-allele-specific fluorescently-labeled probe 5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3'.5 '- (VIC) -CTAGAAAGATGGCACACC- (BHQ1) -3'.
RU2019118447A 2019-06-14 2019-06-14 METHOD FOR CATTLE GENOTYPING BY 1401G/T ALLELES lhcgr (ss52050737) GENE BY PCR IN REAL TIME RU2716116C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118447A RU2716116C1 (en) 2019-06-14 2019-06-14 METHOD FOR CATTLE GENOTYPING BY 1401G/T ALLELES lhcgr (ss52050737) GENE BY PCR IN REAL TIME

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118447A RU2716116C1 (en) 2019-06-14 2019-06-14 METHOD FOR CATTLE GENOTYPING BY 1401G/T ALLELES lhcgr (ss52050737) GENE BY PCR IN REAL TIME

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716116C1 true RU2716116C1 (en) 2020-03-05

Family

ID=69768469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019118447A RU2716116C1 (en) 2019-06-14 2019-06-14 METHOD FOR CATTLE GENOTYPING BY 1401G/T ALLELES lhcgr (ss52050737) GENE BY PCR IN REAL TIME

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2716116C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767996C1 (en) * 2021-04-29 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста" Method for cattle genotyping by beta-lactoglobulin a and b alleles (rs109625649 polymorphism) based on pcr with allele-specific probes
RU2826720C1 (en) * 2023-12-23 2024-09-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации METHOD FOR GENOTYPING POLYMORPHIC LOCUS rs1846936 (T>G) OF C11orf58 GENE IN HUMAN BY REAL-TIME PCR USING ALLELE-SPECIFIC FLUORESCENT PROBES

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2619167C1 (en) * 2016-08-29 2017-05-12 Рамиль Ришадович Вафин Method for real-time pcr for cattle genotyping for dgat1 gene a and alleles

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2619167C1 (en) * 2016-08-29 2017-05-12 Рамиль Ришадович Вафин Method for real-time pcr for cattle genotyping for dgat1 gene a and alleles

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EONG YU, et al, Association of missense mutation in the luteizing hormone/choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers, Journal of Animal Science and Biotechnology, 2012, p.1-5. *
КОСЯН Д.Б., и др., Использование метода ПЦР для генотипирования крупного рогатого скота по гену CAPN1 с использованием генетических маркеров, Вестник ОГУ, N6, 2012, с.26-29. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767996C1 (en) * 2021-04-29 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста" Method for cattle genotyping by beta-lactoglobulin a and b alleles (rs109625649 polymorphism) based on pcr with allele-specific probes
RU2826720C1 (en) * 2023-12-23 2024-09-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации METHOD FOR GENOTYPING POLYMORPHIC LOCUS rs1846936 (T>G) OF C11orf58 GENE IN HUMAN BY REAL-TIME PCR USING ALLELE-SPECIFIC FLUORESCENT PROBES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mastrangelo et al. Genome-wide identification of runs of homozygosity islands and associated genes in local dairy cattle breeds
Ahlawat et al. Designing, optimization and validation of tetra-primer ARMS PCR protocol for genotyping mutations in caprine Fec genes
EP2310528B1 (en) A genetic marker test for brachyspina and fertility in cattle
US20040018511A1 (en) Quantitative trait loci and somatostatin
Arishima et al. Maternal variant in the upstream of FOXP3 gene on the X chromosome is associated with recurrent infertility in Japanese Black cattle
WO2011118549A1 (en) Vertnin gene that controls number of vertebrae in pigs, and use of same
RU2716116C1 (en) METHOD FOR CATTLE GENOTYPING BY 1401G/T ALLELES lhcgr (ss52050737) GENE BY PCR IN REAL TIME
US20110054246A1 (en) Whole genome scan to discover quantitative trai loci (qtl) affecting growth, body composition, and reproduction in maternal pig lines
Majd et al. Polymorphism identification in ovine KISS1R/GPR54 gene among pure and crossbreeds of Iranian sheep
US20100009374A1 (en) Sire early selection for male fertility using single nucleotide polymorphisms (snps) of the dazl gene
KR101825497B1 (en) Kits for Detecting Equine Maternal lineage and Predicting Athletic Ability with Single Nucleotide Polymorphism and Method for Detection of Equine Maternal lineage and Prediction of Athletic Ability thereby
KR102269653B1 (en) A SNP marker composition and a method for diagnosis or prediction of osteochondrodyplasia in cats
Bozhilova-Sakova et al. Genetic polymorphism of the melatonin receptor (MTNR1A) gene in populations of fine-fleece sheep breeds in Bulgaria
Mokhtari et al. Association of novel polymorphisms in follicle stimulating hormone beta (FSHβ) gene with litter size in Mehraban sheep.
RU2708559C1 (en) Method for real-time pcr for cattle genotyping by alleles 337c/g of fshr (rs43745234) gene
Jang et al. Association of candidate genes with production traits in Korean dairy proven and young bulls
CA2653556A1 (en) Method for determining fatty acid content in bovine intramuscular fat based on genotype of fatty acid synthase
Kovalchuk et al. Development of the Real-Time PCR method for detection of ss52050737 polymorphism of lhcgr gene in cattle
Paraguison-Alili et al. Cross-Species Genetic Marker Adaptation: Enhancing Genetic Defect Screening in Water Buffaloes Using Cattle Genetic Markers
Trakovická et al. Impact of SNPs in candidate genes on economically important traits in Pinzgau cattle
RU2811140C1 (en) Method of detection of deletion in dat rat line
Debnath et al. Genetic polymorphism in fecundity gene (FecG) among Indian sheep breeds Balangir, Shahabadi and Bonpala
Bozhilova-Sakova et al. DETECTION OF POLYMORPHISM IN FecB GENE IN BULGARIAN SHEEP BREEDS
KR101997453B1 (en) Composition for diagnosis of Korean native cattle F11 deficiency and uses thereof
JP2018110540A (en) Method for selecting dog and determining their behavioral traits using genotype