Correlation between gene expression pro les in muscle and live weight in Dzhalginsky Merino sheep

Valentin Skripkin, Andrey Kvochko, Alexander Kulichenko, Dmitry Kovalev, Sergey Pisarenko, Anna Volynkina, Marina Selionova, Magomet Aybazov, Alexander Krivoruchko

Abstract


Summary

Background: marker assisted selection methods of sheep require the identification of genes that positively and negatively affect meat quality. Genes with high expression levels could have the greatest impact on growth and structure of muscle fibers. Objective: this study evaluated the expression of genes in the loin muscle of Dzhalginsky Merino sheep. Methods: reverse transcription-quantitative real-time PCR (RT-qPCR) was used to investigate the expression of 48 genes in the loin muscle of Dzhalginsky Merino sheep bred in Russia. Results: genes GAPDH, PYGM, CAST, ATP5G1, CAPN3, SOD1, VEGFA, CALM2, YWHAZ, ASIP, MYOD1, CAPN1, GHR, OXTR, BEGAIN, SLC2A3, and SS18L2 showed the highest expression. The group of genes with a medium level of expression included ATOX1, BAMBI, TLR6, IGF2, FOS, FST, GGTA2P, C-MET, FGF5, ACVR2A, CAPN2, GH, DGAT1, and IGF1. Low levels of expression were identified for genes ABCG2, SPP2, PYGL, PPARG2, TGFB1, CXCR4, MSTN, CYP2J, LEPR, CDKN1A, IGFBP4, and SERT. Trace expression was detected in genes SST, TSHR, GDF9, FGF7 and BMP15. Significant correlation between expression level and live weight was observed for most of the investigated genes. Conclusion: our results demonstrate the feasibility of using these newly identified candidate genes as genetic markers in sheep.

Keywords: growth traits, marker assisted selection (MAS), microarray analysis, transcription.

 

Resumen

Antecedentes: los métodos de selección asistida de ovejas a través de marcadores requieren la identificación de los genes que afectan positiva o negativamente la calidad de la carne. Los genes con niveles más altos de expresión podrían tener mayor impacto en el crecimiento y estructura de las fibras musculares. Objetivo: evaluar la expresión de los genes en el músculo del lomo de carneros de la raza Dzhalginsky Merino. Métodos: se utilizó RT-PCR cuantitativa en tiempo real (RT-qPCR) para investigar la expresión de 48 genes en el músculo del lomo de ovejos raza Merino Dzhalginsky criados en Rusia. Resultados: los genes GAPDH, PYGM, CAST, ATP5G1, CAPN3, SOD1, VEGFa, CALM2, YWHAZ, ASIP, MYOD1, CAPN1, GHR, OXTR, BEGAIN, SLC2A3 y SS18L2 mostraron la más alta expresión. El grupo de genes con un nivel medio de expresión incluyó ATOX1, BAMBI, TLR6, IGF2, FOS, FST, GGTA2P, C-MET, FGF5, ACVR2A, CAPN2, GH, DGAT1 y IGF1. Se identificaron bajos niveles de expresión en los genes ABCG2, SPP2, PYGL, PPARG2, TGFB1, CXCR4, NTCR, CYP2J, LEPR, CDKN1A, IGFBP4 y SERT. Expresión traza fue detectada en los genes SST, TSHR, GDF9, FGF7 y BMP15. Para la mayoría de los genes investigados hubo una correlación significativa entre el nivel de expresión y el peso vivo de los carneros. Conclusión: los resultados demuestran la factibilidad del uso de estos genes candidatos identificados recientemente como marcadores genéticos en ovejas.

Palabras clave: análisis de micromatrices, características de crecimiento, selección asistida por marcadores (MAS), transcripción.

 

Resumo

Antecedentes: métodos que utilizam marcadores de seleção assistida em ovelhas exigem a identificação de novos genes que afetam a qualidade da carne. Genes com maiores níveis de expressão podem ter maior impacto sobre o crescimento e a estrutura das fibras músculares. Objetivo: avaliar a expressão de genes no músculo lombar de ovinos da raça Merino Dzhalginsky. Métodos: foi utilizada a reação em cadeia da polimerase-transcriptase reversa e em tempo real (RT-qPCR) para investigar a expressão de 48 genes em músculo do lombo da raça de ovinos Merino Dzhalginsky, que foram criados na Rússia. Resultados: os genes GAPDH, PYGM, CAST, ATP5G1, CAPN3, SOD1, VEGFA, CALM2, YWHAZ, ASIP, MYOD1, CAPN1, GHR, OXTR, BEGAIN, SLC2A3 e SS18L2 apresentaram a maior expressão. O grupo de genes com um nível médio de expressão incluíram ATOX1, BAMBI, TLR6, IGF2, FOS, FST, GGTA2P, C-MET, FGF5, ACVR2A, CAPN2, GH, DGAT1 e IGF1. Foram identificados baixos níveis de expressão para os genes ABCG2, SPP2, PYGL, PPARG2, TGFB1, CXCR4, MSTN, CYP2J, LEPR, CDKN1A, IGFBP4 e SERT. Foi detectado rastreamento de expressão nos genes SST, TSHR, GDF9, FGF7 e BMP15. Para a maioria dos genes investigados, houve uma correlação significativa entre o nível de expressão e o peso vivo dos carneiros Dzhalginsky Merino. Conclusão: os resultados demonstram a viabilidade do uso desses genes candidatos recentemente identificados como marcadores genéticos no desenvolvimento de novas raças de ovinos.

Palavras chave: características de crescimento, microarray análise, seleção assistida por marcadores (MAS), transcrição.


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