تعیین چندشکلی ژن های POU1F1 و STAT5A و ارتباط آنها با صفات تولید شیر در گاو

نوع مقاله : علمی پژوهشی- ژنتیک و اصلاح دام و طیور

نویسندگان

1 موسسه آموزش عالی علمی کاربردی جهاد کشاورزی

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد کاشمر

3 دانشگاه آزاد کاشمر

چکیده

ژن های کاندیدا برای صفات خاص، ژن های توالی یابی شده ای هستند که فعالیت بیولوژیکی آنها شناخته شده است. در این میان نقش ژن های POU1F1 و STAT5A روی صفات تولید شیر گاو در تحقیقات مورد بررسی قرار گرفته است. ژن POU1F1 روی نسخه برداری پرولاکتین و هورمون رشد تأثیر دارد و ژن STAT5A به عنوان تنظیم کننده اصلی فعالیت هورمون رشد در سلول های هدف و مبدل سیگنال داخل سلولی پرولاکتین عمل می کند. از آنجا که این ژن ها برای توسعه و تکامل سیستم پستانی و تولید شیر مهم هستند، هدف از این تحقیق بررسی چندشکلی جایگاه آنها و ارتباطشان با ارزش اصلاحی صفات تولید شیر در گاوهای براون سوییس بود. بدین منظور 90 رأس گاو شیری بطور تصادفی خونگیری شدند. استخراج DNA از خون تام به روش نمکی تغییر یافته انجام گرفت و واکنش زنجیره ای پلی مراز (PCR) جهت تکثیر قطعات مورد نظر انجام شد. قطعات تکثیر شده با آنزیم های محدودالاثر اختصاصی هضم و ژنوتیپ ها تعیین شدند. فراوانی ژنی و ژنوتیپی، شاخص های هتروزیگوتی، تعداد آلل مؤثر و واقعی، برآورد ارزش اصلاحی صفات تولیدی و ارتباط ژنوتیپ با ارزش اصلاحی صفات، در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. فراوانی آلل های A و C ژن های POU1F1 و STAT5A به ترتیب 455/0 و 489/0 و آلل های B و T این جایگاه ها به ترتیب 545/0 و 511/0 برآورد شد. جمعیت مورد مطالعه در هر دو جایگاه در تعادل هاردی واینبرگ بود. ارتباط معنی داری بین جایگاه های مورد مطالعه و ارزش اصلاحی صفات پیدا نشد، اگرچه آلل POU1F1*B گرایش به تولید شیر بیشتر و POU1F1*A تمایل به تولید بالاتر درصد چربی شیر و پروتئین نشان دادند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Polymorphisms of POU1F1 and STAT5A genes and their associate on with milk production traits in cattle

نویسندگان [English]

  • Sonia Zakizadeh 1
  • Ramin Haeri 2
  • Akbar Soleimani 3
1 Dept. of Animal Science, Higher Applied Science-Technology Institute
2 M.Sc. Graduated, Dept. of Animal Science, Islamic Azad University, Kashmar Branch
3 Islamic Azad University, Kashmar Branch
چکیده [English]

Specific trait candidate genes are sequenced genes with known biological activity. The effects of POU1F1 and STAT5A on milk production traits have been studied in several studies. POU1F1 affects on transcription of prolactin and growth hormone gene, as well as, STAT5A is known as a main mediator of growth hormone action on target genes and intracellular mediator of prolactin signaling. Since these genes are essential for development of mammary system, the aim of this study was to determine association of their polymorphism with milk production breeding values in Brown Swiss cattle. Blood of ninety milking cow were randomly obtained. DNA was extracted from whole blood using modified salting out method, then the desired fragments were PCR amplified and digested by specific restriction endonuclease enzymes. Gene and genotype frequencies, heterozygosity indexes, the real and effective allele number were calculated by PopGene software; and the breeding values of production traits were estimated by DFREML. SAS software was used to analyze association between genotypes and breeding values. The frequency of 'A' and 'C' alleles of POU1F1 and STAT5A were 0.455 and 0.489, respectively. This population was in hardy-weinburg equilibrium for both loci. There was no significant association between genotypes and breeding values, although POU1F1*B tended to produce higher milk and POU1F1*A showed higher fat and protein percent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • POU1F1
  • STAT5A
  • breeding value
  • Brown Swiss
  • milk production traits
1- صادقی، م.، م. مرادی شهر بابک.، ق. رحیمی میانجی.، ا. نجاتی جوارمی. 1389. اثر چندشکلی ژن STAT5A بر صفات تولید شیر در گاوهای نر هلشتاین. پژوهشهای تولیدات دامی. جلد 2. شماره1. 37- 44.
2- Bao B., C. Zhang., X. Fang., R. Zhang., C. Gu., C. Lei., and H. Chen. 2010. Association between polymorphism in STAT5A gene and milk production traits in Chinese Holstein cattle. Anim. Sci. Papers and Reports. (28)1: 5 -11.
3- Beigi Nassiri M.T., Z. Biranvand., T. Hartatik., J. Fayazil.و and S. Tavakoli. 2010. The study of pit1 gene polymorphism in the Najdi cattle using PCR-RFLP method. J. of Anim. and Vet. Adv. 9(15):2001-2003.
4- Bole-Feysot C., V. Goffin., M. Edery., N. Binart., and PA. Kelly. 1998. Prolactin (PRL) and its receptor: actions, signal transduction pathways and phenotypes observed in PRL receptor knockout mice. Endocr. Rev. 19 (3):225-68.
5- Bona G., R. Paracchini., M. Giordano., and P. Momigliano-Richiardi. 2004. Genetic defects in GH synthesis and secretion. Eur. J. Endocrinol. 151(Suppl):1:S3-9.
6- Brym P., S. Kaminski., and A. Rusc. 2004. New SSCP polymorphism within bovine STAT5A gene and its associations with milk performance traits in Black-and-White and Jersey cattle. J Appl. Genet. 45(4):445-52.
7- Dario C., and M. Selvaggi. 2011. Study on the STAT5A/AvaI polymorphism in Jersey cows and association with milk production traits. Mol. Biol. Rep. 38:5387-5392
8- Di Stasio L., Sartore S., and A. Albera. 2002. Lack of association of GH1 and POU1F1 gene variants with meat production traits in Piemontese cattle. Anim. Genet. 33(1):61-64.
9- Dybus A., I. Szatkowska., E. Czerniawska-Piatkowska., W. Grzesiak., J. Wojcik., E. Rzewucka., and S. Zych. 2004. PIT1-HinfI gene polymorphism and its associations with milk production traits in polish Black-and-White cattle. Arch. Tierz., Dummerstorf 47(6): 557-563.
10- Flisikowski K., N. Strzałkowska., K. Słoniewski., J. Krzyżewki., and L. Zwierzchowski. 2004. Association of a sequence nucleotide polymorphism in exon 16 of the STAT5A gene with milk production traits in Polish Black-and-White (Polish Friesian) cows. Anim. Sci. Papers and Reports. (22)4: 515-522.
11- Flisikowski K., M. Szymanowska., and L. Zwierzchowski. 2003. The DNA-binding capacity of genetic variants of the bovine STAT5A transcription factor. Cell Mol. Biol. Lett. 8(3):831-40.
12- Freeman M.E., B. Kanyicska., and A. Lerant, G. Nagy. 2000. Prolactin: structure, function, and regulation of secretion. Physiol. Rev. 80(4):1523-631.
13- Hori-Oshima S., and A. Barreras-Serrano. 2003. Relationship between DGAT1 and PIT-1 gene polymorphism and milk yield in Holstein cattle. J. of Anim. Sci. (Suppl.) 1, 252
14- Javanrouh A., M.H. Banabazi., S. Esmaeilkhanian., C. Amirinia., H.R. Seyedabadi., and H. Emrani. 2006. Optimization on salting out method for DNA extraction from animal and poultry blood cells. The 57th Annual Meeting of the European Association for Animal Production. Antalya, Turkey.
15- Jawasreh I.Z., F. Awawdeh., I. Rawashdeh., F. Hejazeen., and M. Al-Talib. 2009. The allele and genotype frequencies of bovine pituitary specific transcription factor and LEPTIN gene in Jordanian cattle population by using PCR-RFLP. Aus. J. of Basic and Appl. Sci. 3(3):1601-6.
16- Kmiec M., L. Kowalewska., I. Uczak., K. Wojdak Maksymiec., H. Kulig., and T. Grzelak. 2008. STAT5A/AvaI Restriction Polymorphism in Cows of Polish Red and White Variety of Holstein Friesian Breed. Anim. Genet. 46(1):81-5.
17- Mattos K.K., S.N. Del Lama., M.L. Martinez., and A.F. Freitas. 2004. Association of bGH and Pit-1 gene variants with milk production traits in dairy Gyr bulls. Pesq. agropec. bras. Brasilia. 39(2):147-50.
18- Molenaar A., T.T. Wheeler., J.Y. McCracken., and H.M. Seyfert. 2000. The STAT3-encoding gene resides within the 40 kbp gap between the STAT5A- and STAT5B-encoding genes in cattle. Anim. Genet. 31(5):339-40.
19- Parmentier I., D. Portetelle., N. Gengler., A. Prandi., C. Bertozzi., L. Vleurick., R. Gilson., R. Renaville. 1999. Candidate gene markers associated with somatotropic axis and milk selection. Domest. Anim. Endocrinol. 17(2-3):139-148.
20- Renaville R., N. Gengler., I. Parmentier., F. Mriaux., S. Massat., C. Bertozzi., A. Burny., and D. Portetelle. 1997. Pit-1 gene HinfI RFLP and growth traits in double-muscled Belgian Blue cattle. J. Anim. Sci. 75 (suppl. 1) 148 (b).
21- Renaville R., N. Gengler., E. Vrech., A. Prandi., S. Massart., C. Corradini., C. Bertozzi., F. Mortiaux., A. Burny., D. Portetelle. 1997. Pit-1 gene polymorphism, milk yield, and conformation traits for Italian Holstein-Friesian bulls. J. Dairy Sci. 80(12):3431-8(a).
22- Seyfert H.M., C. Pitra., L. Meyer., R. M. Brunner., T.T. Wheeler., A. Molenaar., J. Y. McCracken., J. Herrmann., H. J. Thiesen., and M. Schwerin. 2000. Molecular characterization of STAT5A- and STAT5B-encoding genes reveals extended intragenic sequence homogeneity in cattle and mouse and different degrees of divergent evolution of various domains. J. Mol. Evol. 50(6):550-61.
23- Wakao H., F. Gouilleux., and B. Groner. 1994. Mammary gland factor (MGF) is a novel member of the cytokine regulated transcription factor gene family and confers the prolactin response. EMBO J. 13(9):2182-91.
24- Woolard J., C.K. Tuggle., and F. A. Ponce de Leon. 2000. Localization of POU1F1 to bovine, Ovine, and Caprine 1q21-22. J. Anim. Sci. 78: 242-243
25- Yeh, F.C., R. Yang., and T. Boyle. 1999. POPGENE. Version 1.31. Microsoft window–based freeware for population genetic analysis, Uni. of Alberta. Edmonton, AB, Canada.
26- Zakizadeh S., M. Reissmann., G. Rahimi., A. Njati-Javaremi., P. Reinecke., S. R. Mirae-Ashtiani., M. Moradisharbabak. 2007. Polymorphism of the bovine POU1F1 gene: allele frequencies and effects on milk production in three Iranian native breeds and Holstein cattle of Iran. Pak. J. Biol Sci. 10(15):2575-8.
27- Zhao Q., M.E. Davis., and HC. Hines. 2004. Associations of polymorphisms in the Pit-1 gene with growth and carcass traits in Angus beef cattle. J. Anim Sci. 82(8):2229-33.