A comparison of polymorphism of DQA genes in European bison belonging to two genetic lines: Lowland and Lowland-Caucasian

• Autorzy: Lopienska M. , Nowak Z. , Charon K. M. , Olech W.

Warianty tytułu

PL

Porównanie polimorfizmu genów DQA u żubrów należących do dwóch linii genetycznych: Białowieskiej i Białowiesko-kaukaskiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The currently living population of European bison (Bison bonasus) is divided into two genetic lines: Lowland line (LB) and Lowland-Caucasian line (LC). In order to compare the genetic diversity in two above mentioned lines the polymorphism of the major histocompatibility complex (MHC) DQA1 and DQA2 genes was analyzed. MHC genes are highly polymorphic and can therefore be used to asses genetic diversity in different species including endangered ones. The genetic polymorphism of exon 2 DQA1 and DQA2 genes was examined in 200 individuals of Lowland line and 56 individuals of Lowland-Caucasian line. The SSCP analysis revealed two alleles and two genotypes of exon 2 DQA1 gene and three alleles and four genotypes of exon 2 DQA2 gene. Frequency of genotypes of exon 2 DQA2 gene was significantly different (chi-square test p ≤ 0.05) between two genetic lines of European bison. Four haplotype configurations of DQA genes – DQA1, DQA2, DQA1/DQA2 and DQA1/DQA2_2 were observed. DQA1 haplotype confi guration was observed only in individuals belonging to LC and DQA1/DQA2_2 only in European bison from LB. Differences of frequency of haplotypes in two genetic lines were highly signifi cant (chi-square test p ≤ 0.01).

PL

Porównanie polimorfizmu genów DQA u żubrów należących do dwóch linii genetycznych: Białowieskiej i Białowiesko-kaukaskiej. Obecnie żyjąca populacja żubrów została podzielona na dwie linie genetyczne: białowieską (LB) i białowiesko-kaukaską (LC). W celu porównania zmienności genetycznej u żubrów należących do dwóch linii genetycznych badano polimorfizm genów DQA należących do głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC). Geny MHC cechuje wysoki polimorfizm i w związku z tym mogą być one wykorzystywane do szacowania zmienności genetycznej różnych gatunków, w tym zagrożonych wyginięciem. Analiza polimorfizmu eksonu 2 genów DQA1 i DQA2 objęła 200 żubrów należących do linii białowieskiej i 56 z białowiesko-kaukaskiej. Analiza SSCP ujawniła występowanie dwóch alleli i dwóch genotypów eksonu 2 genu DQA1 oraz trzech alleli i czterech genotypów eksonu 2 genu DQA2. Frekwencje genotypów eksonu 2 genu DQA2 różniły się istotnie (test chi-kwadrat p ≤ 0,05) pomiędzy dwoma liniami genetycznymi żubrów. Zaobserwowano występowanie czterech haplotypów DQA – DQA1, DQA2, DQA1/DQA2 i DQA1/DQA2_2. Haplotyp DQA1 był obecny jednie u osobników z LC a DQA1/DQA2_2 tylko u żubrów z LB. Analiza częstości występowania zidentyfikowanych haplotypów w dwóch liniach genetycznych żubrów wykazała wysoko istotne statystyczne różnice (test chi-kwadrat p ≤ 0,01).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Animal Science
• Rocznik: 2011
• Tom: 49
• Opis fizyczny: p.93-102,fig.,ref.

Twórcy

autor

Lopienska M.

• Department of Genetics and Animal Breeding, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Ciszewskiego 8, 02-786 Warsaw, Poland

autor

Nowak Z.

autor

Charon K. M.

autor

Olech W.

Bibliografia

• ANDERSSON L., DAVIES C.J., 1994: The major histocompatibility complex. In: B.M.L. God- deeris, W.I. Morrison, eds.: Cell-Mediated Im­munity in Ruminants, 37-57, CRC Press, Boca Raton 1994.
• BALLINGALL K.T., LUYAI A., McKEEVER D.J., 1997: Analysis of genetic diversity at the DQA loci in African cattle: evidence for a BoLA- DQA3 locus. Immunogenetics, 46: 237-244.
• BALLINGALL K.T., ELLIS S.A., MACHUGH N.D., ARCHIBALD S.D., McKEEVER D.J., 2004: The DY genes of the cattle MHC: ex­pression and comparative analysis of an unu­sual class II MHC gene pair. Immunogenetics, 55: 748-755.
• BURZYŃSKA B., OLECH W., TOPCZEWSKI J., 1999: Phylogeny and genetic variation of the European bison Bison bonasus based on mitochondrial DNA D-loop sequences. Acta Theriologica, 44 (3): 253-262.
• ELLIS S.A., BALLINGALL K.T., 1999: Cattle MHC: evolution in action? Immunological Re­views, 167: 159-168.
• ESCAYG A.P., HICKFORD J.G.H., MONT­GOMERY G.W., DODDS K.G., BULLOCK D.W., 1996: Polymorphism at the ovine major histocompatibility complex class II loci. Ani­mal Genetics, 27: 305-312.
• FELENSTEIN J., 1985: Confidence limits on phylogenies: an approach using the bootstrap. Evolution 39: 783-791.
• GELHAUS A., FORESTER B., WIPPERN CH., HORSTMAN R.D., 1999: Evidence for an ad­ditional cattle DQA locus, BoLA-DQA5. Im­munogenetics, 49: 321-327.
• GRALAK B., KRASIŃSKA M., NIEMCZEW- SKI C., KRASIŃSKI Z.A., ŻURKOWSKI M., 2004: Polymorphism of bovine microsatellite DNA sequences in the lowland European bi­son. Acta Theriologica, 49 (4): 449-456.
• HAIG S.M., (1998): Molecular contribution to conservation. Ecology, 79: 413-425.
• HARTL G.B., PUCEK Z., 1994: Genetic Deple­tion in the European Bison (Bison bonasus) and the Significance of Electrophoretic Het­erozygosity for Conservation. Conservation Biology, 8 (1): 167-174.
• HICKFORD J.G.H., RIDGWAY H.J., ESCAYG A.P, 2000: Evolution of the ovine MHC DQA region. Animal Genetics, 31: 200-205
• HICKFORD J.G.H., ZHOU H., SLOW S., FANG Q., 2004: Diversity of the ovine DQA2 gene. Journal of Animal Science 82: 1553­-1563.
• KUMAR S., TAMURA K., NEI M., 2004: MEGA 3: Integrated software for Molecular Evolutionary Genetics Analysis and Sequence Alignment. Briefings in Bioinformatics 5: 150-163.
• LEWIN H.A., RUSSEL G.C., GLASS E.J., 1999: Comparative organization and function of the major histocompatibility complex of domes­ticated cattle. Immunological Reviews, 167: 145-158.
• ŁOPIEŃSKA M., NOWAK Z., CHARON K.M., OLECH W., 2003: Estimation of polymorphism In chosen region of MHC In two genetic lines of European bison (Bison bonasus L.). Applied Science Reports, Cattle Production and Breed­ing, Polish Society of Animal Production, 68 (1): 17-24.
• McSHANE R.D., GALLAGER Jr. D.S., NEWKIRK H., TAYLOR J.F., BURZLAFF J.D., DAVIS S.K., SKOW L.C., 2001: Physi­cal localization and order of genes in the class I region of the bovine MHC. Animal Genetics, 32: 235-239.
• NOWAK Z., OLECH W., 2008: Zmieność mik- rosatelitarna w obrębie chromosomów płci u żubrów. European Bison Conservation Newsletter Vol. 1, 72-78.
• OLECH W., 1987: Analysis of inbreeding in Eu­ropean bison. Acta Theriologica 32: 373-387.
• OLECH W., 2003: The influence of individual and maternal inbreeding on calf survival in the European bison (Wpływ inbredu osobniczego i inbredu matki na przeżywalność cieląt żubra (Bison bonasus)). Treatises and monographs, Warsaw University of Life Sciences, pp. 78.
• OLECH W., 2009: The changes of founders’ number and their contribution to the Euro­pean bison population during 80 years of spe­cies’ restitution European Bison Conservation Newsletter Vol. 2, 54-60.
• RADWAN J., KAWAŁKO A., WÓJCIK M., BA­BIK W., 2007: MHC-DRB3 variation in a free- living population of the European bison, Bison bonasus. Molecular Ecology 16: 531-540.
• RUSSEL G.C., 2000: Sequence duplication at the 3’ end of BoLA-DQB genes suggests mul­tiple allelic lineages. Immunogenetics, 52: 101-106.
• SAMBROOK J., FRITSCH E.F., MANIATIS T.,1989: Molecular cloning: a laboratory manu­al. Second edition. Cold Spring Harbor Labo­ratory Press, Cold Spring Harbor, New York, USA.
• SCOTT P.C., GOGOLIN-EWENS K.J., ADAMS T.E., BRANDON M.R., 1991: Nucleotide se­quence, polymorphism, and evolution of ovine MHC class II DQA genes. Immunogenetics, 34 (2): 67-79.
• SHARIF S., MALLARD B.A., WILKIE B.N, SARGEANT J.M., SCOTT H.M., DEKKERS J.C.M., LESLIE K.E., 1998: Associations of the bovine major histocompatibility complex DRB3 (BoLA-DRB3) alleles with occurrence of disease and milk somatic cell score in Ca­nadian dairy cattle. Animal Genetics, 29: 185­-193.
• SIPKO T.P., RAUTIAN G.S., UDINA I.G., UKAHANOV S.V., BERENDIAEVA Z.I., 1995: UayueHHe nonHMop^roMa rpynn KpoBH y 3y6poB (Bison bonasus). Genetica 31 (1): 93-100.
• SLATIS H.M., 1960: An analysis of inbreeding in the European bison. Genetics, 45: 275-287.
• SNIBSON K.J., MADDOX J.F., FABB S.A., BRANDON M.R., 1998: Allelic variation of ovine MHC class II DQA1 and DQA 2 genes. Animal Genetics, 29: 356-362.
• TAKESHIMA S-N., AIDA Y., 2006: Structure, function and disease susceptibility of the bo­vine major histocompatibility complex. Ani­mal Science Journal, 77: 138-150.
• TIEDEMANN R., NADLINGER K., PUCEK Z., 1998: Mitochondrial DNA-RFLP analysis re­veals low levels of genetic variation in Euro­pean bison (Bison bonasus). Acta Theriologica, Suppl. 5: 83-87.
• TRAUL D.L., BHUSHAN B., ELDRIDGE J.A., CRAWFORD T.B., Li H., DAVIES CHJ., 2005: Characterization of Bison bison major histocompatibility complex class IIa haplo­types. Immunogenetics, 57: 845-854.
• UDINA I.G., SOKOLOVA S.S., SIPKO T.P., SULIMOVA G.E., 1994a: CpaBHHTentHaa xapaKrepncTHKa nojiHMop^roMa flHK noxycoB DQB u DRB maBHoro KOMnneKca racTocoBMecTHMocTH y npegcraBmeneft ceMeftcTBa BOVIDAE. Genetica, 30 (3): 356­-360.
• UDINA I.G., SIPKO T.P, RAUTIAN G.S., BADAGUEVA Y.N., SULIMOVA G.E., 1994b: The study of DNA-polymorphism of European bison by PCR-analysis of kappa-casein gene and loci DQB and DRB of the major histocom­patibility complex. 5th WCGALP/FAO Sympo­sium: 145-150.
• UDINA I.G., SHAIKHAEV O., 1998: Restric­tion fragment length polymorphism (RFLP) of exon 2 of Mhc-DRB3 gene in European bi­son Bison bonasus. Acta Theriologica, Suppl. 5: 75-82.
• WALSH PS., METZGER D.A., HIGUCHI R., 1991: Chelex 100 as a Medium for Simple Extraction of DNA for PCR-Based Typing from Forensic Material. BioTechiques, 10 (4): 506-513.
• ZHOU H., HICKFORD J.G.H., 2004: Allelic polymorphism in the ovine DQA1 gene. Jour­nal of Animal Science, 82: 8-16.
• http://www.projects.roslin.ac.uk/bola http://www.genomics.liv.ac.uk
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/
• http://cc.oulu.fi/~jaspi/popgen/popdown.htm