Studying polymorphism in exon 17 of the DGAT1 gene and its association with milk fat percentage in the Kurdi sheep breed of Shirvan

Document Type : Research Paper

Authors

1 M.Sc. graduate and Associate Professor, Department of Animal and Poultry Breeding and Genetics, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.

2 Professor, Department of Animal Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.

3 Assistant Professor, Department of Animal Science, Gonbad University, Gonbad, Iran.

Abstract

Diacylglycerol acyltransferase 1 (DGAT1) is a microsomal enzyme that accelerates the final stage of the synthesis of triglycerides, means converting diacylglycerol to triacylglycerol. The aim of this study was to investigate polymorphism in exon 17 of the DGAT1 gene and their associations with milk fat percentage in Kurdi sheep breed in Hussein Abad breeding station of Shirvan. Hence, milk records of 100 ewes were randomly selected and milk fat percentage was measured by Total Eco milk device. Indeed, ewe DNA was extracted and amplified by specific primers for a 309 bp fragment of exon 17 of this gene. Genotypes were determined by PCR-RFLP digested with AluI endonuclease enzyme. Frequencies of C and T alleles were 0.65 and 0.35, respectively. Statistical analysis was conducted by GLM procedure of SAS 9.1 software and showed significant association of genotypes with milk fat percentage (PDGAT1 to increase sheep milk fat percentage in marker assisted selection programs.

Keywords


بررسی چند شکلی اگزون 17 ژن DGAT1 و ارتباط آن با درصد چربی شیر گوسفندان نژاد کردی ایستگاه اصلاح نژاد شیروان

 

زینب رحمانی*1، سعید حسنی1، سعید زره­داران2، سونیا زکی­زاده3، علیرضا خان­احمدی4

 

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد و دانشیار گروه ژنتیک و اصلاح نژاد دام و طیور دانشگاه ­علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان

2 استاد گروه علوم دامی دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشیار گروه علوم دامی و دامپزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی. سازمان تحقیقات و آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

4 استادیار گروه علوم دامی دانشگاه گنبد کاووس

تاریخ دریافت: 22/07/1393، تاریخ پذیرش: 27/09/1395

چکیده

دی­آسیل­گلیسرول ­آسیل­ترانسفراز 1 (DGAT1) یک آنزیم میکروزومی است که مرحله نهایی سنتز تری­گلیسرید­ها یعنی تبدیل دی آسیل گلیسرول به تری آسیل گلیسرول را تسریع می­کند. هدف از این پژوهش، مطالعه چندشکلی اگزون 17 ژن DGTA1 و بررسی ارتباط آن با رکوردهای درصد چربی شیر گوسفندان نژاد کردی ایستگاه اصلاح­نژاد حسین­آباد شیروان بود. بدین منظور از 100 رأس میش بطور تصادفی رکورد شیر گرفته شد و با دستگاه اکومیلک توتال، درصد چربی آن تعیین گردید. همچنین، DNA این میش­ها  استخراج و با استفاده از یک جفت آغازگر اختصاصی، یک قطعه­ی 309 جفت بازی اگزون 17 این ژن تکثیر شد. ژنوتیپ­ها به روش PCR-RFLP و هضم  با آنزیم اندونوکلئاز ALuI تعیین شدند. فراوانی آلل C و T این ژن به ترتیب 65/0 و 35/0 محاسبه شد. آنالیز آماری با رویه GLM نرم­افزار SAS 9.1 انجام شد و بیانگر ارتباط معنی­دار ژنوتیپ­ها با درصد چربی شیر میش­ها بود (05/0PDGTA1 می­توان برای افزایش درصد چربی شیر گوسفند در برنامه­های انتخاب به کمک نشانگر استفاده کرد.

واژه­های کلیدی: ژن DGAT1، چندشکلی، گوسفند، درصد چربی شیر.

 

 


مقدمه

با توجه به ظرفیت مراتع کشور، محدودیت و کمبود منابع خوراکی، افزایش تولیدات دامی از طریق افزایش جمعیت دامی منطقی و معقول به نظر نمی‌رسد. بنابراین، بالا‌بردن توان تولیدی دام با شرایط اقتصادی مطلوب، مهمترین و بهترین شیوه در جهت خودکفایی واقعی در تولیدات دامی است. لازمه بالا بردن توان تولیدی حیوانات مزرعه‌ای، بهبود شرایط محیطی و ساختار ژنتیکی دام­ها است، چرا که اصلاح ژنتیکی دام­ها از طریق تغییر نژاد یا عمل انتخاب قابل انجام است. نکته مهم این است که در شرایط اقلیمی ایران برای اصلاح نژاد گوسفند تاکید باید بر نژادهای بومی کشور باشد. لذا، توصیه می­شود ظرفیت گوسفندهای بومی در شرایط محیطی بهتر ارزیابی شود و هدف­های اصلاح نژادی تعیین گردد. بهبود شرایط محیطی برای همیشه نمی‌تواند تولید را بالا ببرد، بنابراین ناگزیر هستیم که با تغییر وفور ژن­های مطلوب، پتانسیل ژنتیکی افراد را بالا ببریم و این کار بدون اصلاح ساختار ژنتیکی گله و بهبود همزمان محیط با آن ممکن نخواهد بود (Rashidi, 1992). یکی از ژن­های مطلوب که به عنوان نشانگر مولکولی به طور مستقیم و غیر مستقیم بر صفات شیری و خصوصیات آن تأثیر گذار است، ژن دی آسیل گلیسرول آسیل ترانسفراز 1 (DGAT1) می­باشد که آنزیم میکروزومی است که مرحله نهایی سنتز تری­گلیسرید­ها یعنی تبدیل دی آسیل گلیسرول به تری آسیل گلیسرول را تسریع می­کند. علاوه بر نقش مهم DGAT1 در سنتز تری گلیسرید ها و ذخیره انرژی، این آنزیم در جذب چربی از روده، اتصال لیپید و پروتئین و تشکیل لیپوپروتئین­ها و تنظیم غلظت تری گلیسرید پلاسما، ذخیره چربی در سلول­های چربی و متابولیسم انرژی در ماهیچه پستانداران نیز نقش مهمی دارد (Cases, et al., 1998). این ژن در گاو در منطقه سانترومری کروموزوم 14 با اثرات عمده بر درصد چربی شیر در گاوهای شیری و ذخیره چربی در گاوهای گوشتی شناخته شده است (Schrooten; Bovenhuis, 2002; Taller et al., 2003). طول تقریبی این ژن 5/8 کیلو باز و دارای 17 اگزون و 16 اینترون است. یک جهش در اگزون 17 این ژن در جمعیت­های مختلف گوسفند چینی اتفاق افتاده است که توسط آنزیم AluI ، که توانایی شناسایی و هضم توالیAG/CT  را دارد، قابل شناسایی است، به طوری که جهش در باز 1461 و منجر به تغییر T به C در اسیدآمینه شماره 487  می­­گردد (Xu et al., 2009). پژوهش­هایی که در نژادهای گوسفند فرانسه (شامل Lacaune، Manech)، ایتالیا (شامل  Sarda، Massa) و اسپانیا (شامل Merino، Churra،Manehega و Segurena ) جهت برآورد تأثیر نواحی کاندیدای مؤثر بر صفات تولیدی انجام گرفته، نشان داده که مؤثرترین ژن کاندیدا بر مقدار و درصدچربی شیر روی کروموزوم 9 گوسفند (9OAR) قرار گرفته است که همولوگ آن در گاو روی کروموزوم 14 است (Barillet et al., 2005; Moioli et al., 2007). در پژوهشی که توسطScata et al. (2009)  انجام شد، کل ژن DGTA1 در 3 گوسفند نژاد ایتالیایی توالی یابی و پنج چندشکلی نوکلئوتیدی شناسایی گردید که SNP موجود در اگزون 17 را در تغییرات محتوای چربی شیر گوسفند Sarda مؤثر دانستند. به دلیل نقشDGAT1 در سنتز تری گلیسرید و کم بودن مطالعات موجود در مورد ارتباط این جایگاه با درصد چربی شیرگوسفند، هدف این پژوهش بررسی چند شکلی اگزون 17 ژنDGAT1 و ارتباط آن با درصد چربی شیر گوسفندان نژاد کردی ایستگاه اصلاح نژاد شیروان بود.

 

مواد و روش­ها

در این مطالعه از 100 رأس میش نژاد کردی با شکم زایش های متفاوت که به 5 گروه دسته بندی شدند، واقع در ایستگاه اصلاح نژاد حسین آباد شیروان به طور تصادفی خونگیری و رکوردبرداری درصد چربی شیر صورت گرفت. برای خونگیری از هر دام 5 میلی لیتر خون در لوله­های ونوجکتEDTA[1] (5/0 مولار) از سیاهرگ گردن (وداج) جمع آوری گردید و بلافاصله به درون یخ منتقل شد و برای استخراج DNA و سایر آزمایشات مولکولی به آزمایشگاه ژنتیک دانشکده علوم دامی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع­طبیعی گرگان منتقل شد. رکوردگیری از هر رأس میش در اردیبهشت ماه 91 شروع و تا پایان دوره شیردهی، هر 2 هفته یکبار تکرار شد، به طوری که از شیر میشی که یک هفته از تاریخ زایش آن گذشته بود، رکوردگیری صورت گرفت. سپس نمونه­های شیر برای تعیین درصد چربی شیر درون فالکون­های cc50 توسط دستگاه اکومیلک توتال به آزمایشگاه مورد نظر منتقل شد. استخراج DNA با استفاده از کیت استخراج با نامCinnaPure DNA (شرکت سیناژن) انجام گرفت. در این کیت روش استخراج مبتنی بر استفاده از ایزوتیوسیانات گوانیدین به عنوان یک عامل لیز کننده سلول‌های خونی و جمع­آوری DNA آزاد شده به کمک ذرات سلیکا[2] استخراج شده بود. کیفیت و کمیتDNA­های استخراج شده به روش اسپکتوفتومتری با استفاده از نسبت Error! Bookmark not defined.و نیز به کمک ژل آگارز 8/0% انجام گردید. جهت تکثیر قطعه 309 جفت بازی اگزون 17 ژن DGAT1 از آغازگرهای پیشنهادی (Yang et al., 2011) که شامل توالی های زیر بود استفاده شد (شماره بانک ژن: EU178818).

Forward: 5-GCA TGT TCC GCC CTC TGG-3

Reverse:5–GGA GTC CAA CAC CCC TGA-3

الگوی چرخهPCR برای تکثیر قطعه مورد نظر به صورت زیر بود: 94 درجه به مدت 5 دقیقه در یک چرخه و سه مرحله، واسرشته سازی ثانویه با 94 درجه به مدت 1 دقیقه، اتصال بازها با 56 درجه به مدت 1 دقیقه و 72 درجه به مدت 1 دقیقه در 35 چرخه و بسط نهایی در دمای 72

 

درجه و به مدت 5 دقیقه در یک چرخه. جهت تکثیر DNA در این پژوهش از دستگاه ترموسایکلر مدل Personal Cycler شرکت بیومترا (آلمان) و برای انجام واکنش زنجیره­ای پلیمراز از کیت شرکت سیناژن (ایران) استفاده شد. این کیت حاوی Master mix با ترکیب Taq DNAPolymeras با غلظت 04/0 واحد بر میکرولیتر، بافر PCR، MgCl2 با غلظت 3 میلی مولار، dNTPs هرکدام با غلظت 04/0 میلی مولار، آب دوبار تقطیر و روغن معدنی بود. حجم نهایی 25 میکرولیتر بود، به طوری که برای هر واکنش 5/12 میکرولیتر Mastermix، 5/1 میکرولیتر DNA  با غلظت 100-50 نانوگرم در میکرولیتر، 1 میکرولیتر از هر آغازگر با غلظت 10 پیکومول بر میکرولیتر استفاده شد و در نهایت برای رسیدن به حجم نهایی واکنش به 25 میکرولیتر از آب فاقد یون[3] استفاده شد. به منظور تشخیص محصولات PCR از ژل آگارز 5/1% با رنگ آمیزی اتیدیوم بروماید استفاده گردید. جهت تعیین ژنوتیپ حیوانات برای جایگاه مورد مطالعه ژن DGAT1، هضم آنزیمی محصولات PCR با استفاده از آنزیم برشی AluI (Fermentase آلمان) به مدت 12 ساعت و در دمای 37 درجه سانتی گراد انجام گرفت. واکنش هضم شامل 7 میکرولیتر محصول PCR، 1 میکرولیتر بافرX10 عرضه شده برای آنزیم، 4/0 میکرولیتر آنزیم AluI با غلظت10 بود. قطعات حاصل از هضم آنزیمی روی ژل آکریل آمید 8% الکتروفورز شدند و تعیین ژنوتیپ بعد از رنگ آمیزی  با روش نیترات نقره بطور مستقیم انجام شد. اثر ثابت ژنوتیپ بر درصد چربی شیر با استفاده از رویه GLM[4] نرم افزار SAS(9.1) و مدل آماری زیر مورد بررسی قرار گرفت.

 

که در آن:Error! Bookmark not defined.: درصد چربی شیر،: میانگین کل،  اثر ثابت تعداد بره متولد شده در هرزایش، اثر ثابت شکم زایش،  اثر ثابت ماه رکوردگیری، اثر ثابت ژنوتیپ و  اثر تصادفی عوامل باقیمانده بود. مقایسه میانگین­های حداقل مربعات درصد چربی شیر ژنوتیپ­های مختلف با آزمون توکی-کرامر و سطح معنی­دار 5% انجام شد.

 

نتایج و بحث

نمونه­های DNA استخراج شده کمیت و کیفیت بسیار خوبی داشتند و برای انجام کارهای مولکولی از جمله PCR  بسیار مناسب بودند. بعد از بهینه سازی شرایط واکنش PCR تکثیر قطعه 309 جفت بازی از ژن DGAT1 به وسیله واکنش زنجیره­ای پلیمراز و با استفاده از آغازگرهای اختصاصی به خوبی و بدون تکثیر باند غیراختصاصی صورت گرفت (شکل 1). نتیجه هضم الکتروفورز فرآورده­های حاصل از هضم قطعه 309 جفت بازی توسط آنزیم برشی AluI روی ژل آکریل آمید 8 درصد به صورت 3 ژنوتیپ CC،TC و TT در جمعیت مورد مطالعه بود (شکل 2).

گوسفندان با ژنوتیپ هتروزیگوت (TC) دارای قطعات 309، 272 و 37 جفت بازی بودند. در هموزیگوت TT قطعه 309 جفت بازی به دو قطعه 272 و 37 جفت بازی برش داده می شود و در هموزیگوت CC نیز قطعه 309 جفت بازی بدون برش باقی می­ماند.

 

 

 

شکل 1- کیفیت DNAهای استخراج شده روی ژل آگارز (8/0%).

Figure 1- Extracted DNA quality on agarose gel (0.8%).


 

 

                  

شکل 2 جداسازی الکتروفورزی محصولات تکثیر شده PCR ژن DGAT1 توسط آنزیم هضم کننده AluI روی ژل آکریلامید (8%)، مارکر M50.

Figure 3- Electrophoretic separation of DGAT1 gene PCR products digested with Alu1I on Acrylamid gel (8%), Ladder: M50.

 

 

ژنوتیپ­های مشاهده شده در جمعیت مورد مطالعه، فراوانی­های آللی و ژنوتیپی در جدول 1 نشان داده شده است. بعد از محاسبه فراوانی آللی بر اساس Falconer and MacKay (1998) آزمون مربع کا با استفاده از نرم­افزار PopGene (Yeh, et al., 1999) انجام و همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است، مشخص گردید که تعادل هاردی-واینبرگ در این جمعیت برای ژن DGAT1 برقرار نیست (05/0 Pet al. (2011) گزارش شده است. در آن پژوهش نیز بیشترین فراوانی برای آلل C و کمترین برای آلل T بدست آمده است و به طور متوسط 68/0 برای آلل C و 31/0 برای آلل T گزارش کردند.


 

جدول 1- فراوانی ژنی و ژنوتیپی DGAT1 در حیوانات مورد بررسی با روش PCR-RFLP.

Table 1- Gene and genotypic frequency of DGAT1 in studied animals using PCR-RFLP.

Allele Frequency

فراوانی آللی

Genotype Frequency

فراوانی ژنوتیپی

number

تعداد

Genotype

ژنوتیپ

0.65(C)

0.35

35

CC

0.35(T)

0.6

60

TC

 

0.05

5

TT

 

 

جدول 2- نتیجه آزمون مربع کا برای ژنوتیپ­های ژن DGAT1 به روشPCR-RFLP.

     Table 2- Chi-square test for Genotypes of DGAT1 gene using PCR-RFLP technique.

Genotype

ژنوتیپ

Observed number

تعداد مشاهده شده (O)

Expected number

تعداد مورد انتظار (E)

 

E/(O-E)2

Average of Heterozygosis

 متوسط هتروزیگوسیتی

 

X2

 

CC

35

42.15

1.208

 

 

TC

60

45.73

4.45

0.45

9.85806*

TT

5

12.14

4.195

 

 

*:05/0P<

 

 


ارتباط چندشکلی ژن DGAT1 با درصد چربی شیر

میانگین­های حداقل مربعات درصد چربی مربوط به ژنوتیپ­های مختلف در گله مورد مطالعه به همراه خطای استاندارد در جدول 3 نشان داده شده است. ارتباط بین ژنوتیپ­ها با درصد چربی شیر در ناحیه اگزون 17 ژن DGAT1  متفاوت بود، به طوری که میش­های با ژنوتیپ TT بیشترین درصد چربی شیر را داشتند. اختلاف بین میانگین درصد چربی شیر ژنوتیپ­های TT و CC معنی­دار بود ولی بین هموزیگوت CC و هتروزیگوت TC تفاوت معنی­داری وجود نداشت (05/0P>). به نظر می­رسد آلل T باعث افزایش درصد چربی شیر می­گردد. در پژوهشی توسطYang et al.(2011)  چندشکلی DGAT1 در اگزون 17 در 4 نژاد بومی چین بررسی شد و در پژوهش آنها آلل C بیشترین فراوانی ژنوتیپی را داشت که با نتایج بدست آمده در این پژوهش مطابقت داشت. در دهه­ی اخیرQTL­های مختلفی برای صفات تولید شیر و پروتئین در جوامع مختلف گاو شیری گزارش شده­اند (Riquet et al., 1999; Taller et al., 2003). یکQTL با اثر قوی بر صفات تولیدی شیر به خصوص محتویات چربی شیر در ناحیه 3 سانتی­مورگانی پایانه سانترومری کروموزوم 14 گاوی (BTA14) توسط (Riquet, et al., (1999 و بعدها توسط Farnir, et al., (2002) گزارش شد. همچنین ارتباط ژن DGAT1  با صفات درصد چربی شیر و تولید شیر در گاوهای هلشتاین ایران  مورد بررسی قرار گرفت (Kharrati-Koopaei et al., 2011; Kharrati-Koopaei et al., 2012). علاوه بر آن در پژوهش­های متعددی تأثیر چندشکلی اگزون 8 ژن DGAT1 در اسیدآمینه شماره 232 که سبب تغییر اسیدآمینه آلانین به لیزین (K232A) می­­شود، به عنوان یک نشانگر کاندیدا بر صفات درصد چربی شیر نژادهای شیری معرفی گردید (Kapue, et al. 2004; Thaller, et al. 2003; Ripolia, et al. 2006).

 

 

جدول 3- مقایسه میانگین­های حداقل مربعات درصد چربی شیر ژنوتیپ­های مختلف ژن DGAT1 در گله مورد مطالعه.

Table 3- Comparison of Least square means of milk fat percent for different genotypes of DGAT1 gene in studied herd.

Standard Error ± LSMEAN

خطای استاندارد میانگین*

Genotype

ژنوتیپ

Probability levels

سطوح احتمال

 

 

CC                 TC                  TT

6.28a0.33

CC

0.032            0.51             ------

6.53 ab0.29

TC

0.092         ------         0.51

7.61 b0.48

TT

------      0.092           0.032

*: میانگین حداقل مربعات نشان داده شده با حروف مختلف، تفاوت معنی دار بین ژنوتیپ و درصد چربی شیر وجود دارد( 05/0 P<).

 

 

به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان می­دهد که روش PCR-RFLP برای مطالعه چندشکلی­های موجود در ژن DGAT1 و در بررسی ارتباط  آنها با صفات تولیدی مناسب است و از طرف دیگر اینکه در جمعیت مورد مطالعه ارتباط معنی­داری بین درصد چربی شیر با چندشکلی ناحیه مورد مطالعه از اگزون 17 ژن DGAT1 وجود دارد. بر اساس گزارشات قبلی در مورد گاوهای شیری و تاثیری که این ژن بر مرحله نهایی سنتز تری­گلیسرید دارد، و با توجه به معنی­دار بودن ارتباط بین این جایگاه و درصد چربی شیر گوسفند کردی شیروان، می­توان از این ارتباط برای افزایش درصد چربی شیر این نژاد با روش انتخاب به کمک نشانگر استفاده نمود.

 

 



منابع

Barillet F., Arranz JJ, Carta A (2005). Mapping quantitative trait loci for milk production and genetic polymorphisms of milk proteins in dairy sheep. Genetic Selection and evaluation 37: S109–S123.

Bovenhuis H, Schrooten C (2002). Quantitative trait loci for milk production trait in dairy cattle. Proc. of 7th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production. Volume II, Sept. 11-14, 2002. Montpellier, France. pp. 212-214.

Cases S, Smith SJ, Zhang YW, Meyers HM, Lear SR, Novak SS, Welch CC, Lusis AJ, Erickson SK (1998). Identification of a gene encoding an acyl CoA: diacylglycerol acyltransferase, a key enzyme intriacylglycerol synthesis. Proceedings of National Academy Sciences USA. 95: 13018-13023.

Falconer D S, Mackay TFC (1996). Introduction to Quantitative Genetics. 4th ed. London, Longman, 465pp.

Farnir F, Grisart B, Coppietersa W, Riqueta J,  Berzia P, Cambisanoa N, Karima L, Mnia M, Moisiob S, Simona P, Wagenaara D, Vilkkib J (2002). Simultaneous mining of linkage and linkage disequilibrium to fine mapquantitative trait loci in outbred half-Sib pedigrees: Revisiting the location of a quantitative trait locus with major effect on milk production on bovine chromosome 14. Genetics Society of America 161: 275-287.

Moioli B, Andrea MD, Pilla F (2007). Candidate genes affecting sheep and goat milk quality.

Small Ruminant Research 68: 179-192.

Kaupe B, Winter A, Fries R, Erhardt G (2004). DGAT1 polymorphism in Bos indicus and Bos Taurus cattle breeds. Journal of Dairy Research 71: 182–187.

Kharrati-Koopaei H, Mohammad Abadi MR, Ansari-Mahyari S, Esmailizadeh-Koshkoiyeh A, Tarang AR, Potki P (2012). Effect of DGAT1 variants on milk composition traits in Iranian Holstein cattle population. Journal of Animal Science 30: 231-239 (In Farsi).

Kharrati-Koopaei H, Mohammad Abadi MR, Ansari-Mahyari S, Esmailizadeh-Koshkoiyeh A, Tarang AR, Potki P (2011). Study of Genetic Diversity of DGAT1 gene locus and its relationship with milk production in the population of Holstein cows in Iran. Iranian Journal of Animal Science Research 3: 185-192 (In Farsi).

Rashidi A, (1992). Estimation of genetical and phenotypical parameters of economical traits in Moghani sheep. Msc thesis, Department of Animal Science, Mashhad Ferdowsi University (In Farsi).

Ripolia MV, Corva P, Giovambattista G (2006). Analysis of a polymorphism in the DGAT1 gene in 14 cattle breeds through PCR-SSCP methods. Research in Veterinary Science 80: 287–290.

Riquet J, Coppieters W, Cambisano N, Arranz J.  J, Berzi P, Davis SK, Grisart B, Farnir F, Karim L, Mni M,   Simon P, Taylor JF, Vanmanshoven P, Wagenaar D, Womack  JE, Georges M (1999).  Fine- mapping of quantitative trait loci by identity by descent in outbreed populations: application to milk production in dairy cattle. Proceedings of National Academy Sciences USA. 16: 9252–9257.

Scata MC, Napolitano F, Casu S, Carta A, Matteis GD, Signorelli F, Annicchiarico G, Catillo G, Moioli B (2009). Ovineacyl CoA:diacylglycerol acyltransferase 1–molecular characterization, polymorphisms and association with milk traits. Journal of Animal Genetics 40:737–742.

Thaller G, winter A, Ewald G, Bellmann O, Wegner J, Zuhlke, H, Fries R (2003). DGAT1, a new positional and functional candidate gene for intramuscular fat deposition in cattle. Animal Genetics 43: 354-357.

Xu QL, Chen YL, Ma RX, Xue P (2009). Polymorphism of DGAT1 associated with Intramuscular fat-mediated tenderness in sheep. Journal of the Science of Food and

Agriculture 89: 232- 237.

Yang JT, zang RX, Lin WY, Xu HW, Bai Y.L, Lu YX, Wu JP (2011). Polymorphism of a mutation of DGAT1 gene in four Chinese indigenous sheep breeds. Asian Journal of Animal and Veterinary Advances 6(5): 460-468.

Yeh FC, Yang RC, Timothy BJ, Ye Z, Judy M (1999). POPGENE, theuser-friendly shareware for population genetic analysis. Molec.Biolog and Biotech.Univ Alberta. 95: 615-712.

 


 

Studying polymorphism in exon 17 of the DGAT1 gene and its association with milk fat percentage in the Kurdi sheep breed of Shirvan

 

Rahmani Z.*1, Hassani S.1, Zerehdaran S.2, Zakizade S.3, Khan Ahmadi A.4

 

1 M.Sc. graduate and Associate Professor, Department of Animal and Poultry Breeding and Genetics, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.

2 Professor, Department of Animal Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.

3 Associate Professor, Animal Science and Veterinary Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran.

4 Assistant Professor, Department of Animal Science, Gonbad University, Gonbad, Iran.

Abstract

Diacylglycerol acyltransferase 1 (DGAT1) is a microsomal enzyme that accelerates the final stage of the synthesis of triglycerides, means converting diacylglycerol to triacylglycerol. The aim of this study was to investigate polymorphism in exon 17 of the DGAT1 gene and their associations with milk fat percentage in Kurdi sheep breed in Hussein Abad breeding station of Shirvan. Hence, milk records of 100 ewes were randomly selected and milk fat percentage was measured by Total Eco milk device. Indeed, ewe DNA was extracted and amplified by specific primers for a 309 bp fragment of exon 17 of this gene. Genotypes were determined by PCR-RFLP digested with AluI endonuclease enzyme. Frequencies of C and T alleles were 0.65 and 0.35, respectively. Statistical analysis was conducted by GLM procedure of SAS 9.1 software and showed significant association of genotypes with milk fat percentage (PDGAT1 to increase sheep milk fat percentage in marker assisted selection programs.

Key words: DGAT1 gene, Polymorphism, Sheep, milk fat percentage.

 

 



* نویسنده مسئول: زینب رحمانی                     تلفن: 09119184452                                      Zrrahmani2010@yahoo.com Email:                                    

[1]Ethylene Diamin Tetra Acetic Acid

 

[2]Silica Gel

[3]Deionized water

 

[4]General Linear Model (GLM)

* Corresponding Author: Rahmani Z.                Tel: 09119184452            Email: Zrrahmani2010@yahoo.com

Barillet F., Arranz JJ, Carta A (2005). Mapping quantitative trait loci for milk production and genetic polymorphisms of milk proteins in dairy sheep. Genetic Selection and evaluation 37: S109–S123.
Bovenhuis H, Schrooten C (2002). Quantitative trait loci for milk production trait in dairy cattle. Proc. of 7th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production. Volume II, Sept. 11-14, 2002. Montpellier, France. pp. 212-214.
Cases S, Smith SJ, Zhang YW, Meyers HM, Lear SR, Novak SS, Welch CC, Lusis AJ, Erickson SK (1998). Identification of a gene encoding an acyl CoA: diacylglycerol acyltransferase, a key enzyme intriacylglycerol synthesis. Proceedings of National Academy Sciences USA. 95: 13018-13023.
Falconer D S, Mackay TFC (1996). Introduction to Quantitative Genetics. 4th ed. London, Longman, 465pp.
Farnir F, Grisart B, Coppietersa W, Riqueta J,  Berzia P, Cambisanoa N, Karima L, Mnia M, Moisiob S, Simona P, Wagenaara D, Vilkkib J (2002). Simultaneous mining of linkage and linkage disequilibrium to fine mapquantitative trait loci in outbred half-Sib pedigrees: Revisiting the location of a quantitative trait locus with major effect on milk production on bovine chromosome 14. Genetics Society of America 161: 275-287.
Moioli B, Andrea MD, Pilla F (2007). Candidate genes affecting sheep and goat milk quality.
Small Ruminant Research 68: 179-192.
Kaupe B, Winter A, Fries R, Erhardt G (2004). DGAT1 polymorphism in Bos indicus and Bos Taurus cattle breeds. Journal of Dairy Research 71: 182–187.
Kharrati-Koopaei H, Mohammad Abadi MR, Ansari-Mahyari S, Esmailizadeh-Koshkoiyeh A, Tarang AR, Potki P (2012). Effect of DGAT1 variants on milk composition traits in Iranian Holstein cattle population. Journal of Animal Science 30: 231-239 (In Farsi).
Kharrati-Koopaei H, Mohammad Abadi MR, Ansari-Mahyari S, Esmailizadeh-Koshkoiyeh A, Tarang AR, Potki P (2011). Study of Genetic Diversity of DGAT1 gene locus and its relationship with milk production in the population of Holstein cows in Iran. Iranian Journal of Animal Science Research 3: 185-192 (In Farsi).
Rashidi A, (1992). Estimation of genetical and phenotypical parameters of economical traits in Moghani sheep. Msc thesis, Department of Animal Science, Mashhad Ferdowsi University (In Farsi).
Ripolia MV, Corva P, Giovambattista G (2006). Analysis of a polymorphism in the DGAT1 gene in 14 cattle breeds through PCR-SSCP methods. Research in Veterinary Science 80: 287–290.
Riquet J, Coppieters W, Cambisano N, Arranz J.  J, Berzi P, Davis SK, Grisart B, Farnir F, Karim L, Mni M,   Simon P, Taylor JF, Vanmanshoven P, Wagenaar D, Womack  JE, Georges M (1999).  Fine- mapping of quantitative trait loci by identity by descent in outbreed populations: application to milk production in dairy cattle. Proceedings of National Academy Sciences USA. 16: 9252–9257.
Scata MC, Napolitano F, Casu S, Carta A, Matteis GD, Signorelli F, Annicchiarico G, Catillo G, Moioli B (2009). Ovineacyl CoA:diacylglycerol acyltransferase 1–molecular characterization, polymorphisms and association with milk traits. Journal of Animal Genetics 40:737–742.
Thaller G, winter A, Ewald G, Bellmann O, Wegner J, Zuhlke, H, Fries R (2003). DGAT1, a new positional and functional candidate gene for intramuscular fat deposition in cattle. Animal Genetics 43: 354-357.
Xu QL, Chen YL, Ma RX, Xue P (2009). Polymorphism of DGAT1 associated with Intramuscular fat-mediated tenderness in sheep. Journal of the Science of Food and
Agriculture 89: 232- 237.
Yang JT, zang RX, Lin WY, Xu HW, Bai Y.L, Lu YX, Wu JP (2011). Polymorphism of a mutation of DGAT1 gene in four Chinese indigenous sheep breeds. Asian Journal of Animal and Veterinary Advances 6(5): 460-468.
Yeh FC, Yang RC, Timothy BJ, Ye Z, Judy M (1999). POPGENE, theuser-friendly shareware for population genetic analysis. Molec.Biolog and Biotech.Univ Alberta. 95: 615-712.