ارزیابی ژنتیکی و ساختار جمعیتی جایگاه ژنی دخیل در تنش گرمایی (HSP90β) در مرغ های بومی مازندران، آذربایجان غربی و مرغ‌های تجاری

فصلنامه زیست شناسی جانوری

دوره 16، شماره 1، آذر 1402، صفحه 175-185   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/ascij.2023.1982273.1477

نویسنده

جعفر پیش جنگ آقاجری^*

گروه علوم دامی، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی، مراغه، ایران

چکیده

در مناطق گرم و خشک، تنش گرمایی زیان­های اقتصادی زیادی را در تولید طیور به ­وجود می­آورد و منجر به کاهش چندین عامل فیزیولوژیکی و متابولیکی می­شود. این تحقیق به منظور بررسی چندشکلی‌های آللی و ژنوتیپی جایگاه ژنی دخیل در تنش گرمایی (HSP90β) در توده­های مرغ بومی مازندران، آذربایجان غربی و تجاری­های گوشتی و تخم­گذار با استفاده از تکنیک PCR-RFLP انجام شد. به ­طور تصادفی از 400 قطعه مرغ خون­گیری و DNAی ژنومی به روش شستشوی نمکی استخراج شد. جایگاه ژنی مورد نظر به طول 494 جفت باز به کمک آغازگرهای اختصاصی تکثیر و برای شناسایی جهش در جایگاه ژنی از هضم آنزیم MspI استفاده شد. برای این جایگاه ژنی، دو نوع ژنوتیپ M¹M¹ و M¹M² و دو آلل M¹ (با یک نوار 494 جفت بازی) و M² (با دو نوار 248 جفت بازی و 246 جفت بازی) شناسایی شد. توده­های مرغ­ بومی مازندران، آذربایجان غربی و تجاری گوشتی از نظر شاخص تعادل برای جایگاه ژنی مورد نظر در تعادل هاردی - واینبرگ قرار داشتند. برای توده­های مرغ بومی مازندران، آذربایجان غربی و تجاری گوشتی شاخص اطلاعات شانون به ترتیب 32/0، 28/0 و 40/0، شاخص تثبیت به ترتیب 12/0، 11/0- و 16/0- و شاخص هتروزیگوسیتی مشاهده ‌شده به ترتیب 19/0، 17/0 و 28/0 برآورد شدند. با توجه به وجود چندشکلی و جهش در این جایگاه ژنی، می­توان از این نشانگر در مرغ­های بومی مازندران، آذربایجان غربی با انتخاب ژنتیکی و در مرغ­های تجاری گوشتی با انتخاب ژنتیکی در سطح لاین، در حذف مرغ­های حساس به گرما و نگهداری مرغ­های مقاوم در برابر گرما استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

اصلاح نژاد ژنتیکی؛ تنوع ژنوتیپی؛ شوک حرارتی؛ مرغ بومی؛ نشانگر ژنی

مراجع

1. Asadollahpour Nanae H., Kharrati‑Koopaee H., Esmailizadeh A. 2022. Genetic diversity and signatures of selection for heat tolerance and immune response in Iranian native chickens. BMC Genomics, 23(1): 224.
2. Causton H.C., Ren B., Koh S.S., Harbiso C.T., Kanin E., Jennings E.G., Lee T.I., True H.L., Lander E.S., Young R.A. 2001. Remodeling of yeast genome expression in response to environmental changes. Molecular Biology of the Cell, 12(2): 323-337.
3. Chen Z.Y., Gan J.K., Xiao X., Jiang L.Y., Zhang X.Q., Luo Q.B. 2013. The association of SNPs in Hsp90β gene 5′ flanking region with thermo tolerance traits and tissue mRNA expression in two chicken breeds. Molecular Biology Reports, 40(9): 5295-5306.
4. Duangjinda M., Tunim S., Duangdaen C., Boonkum W. 2017. Hsp70 genotypes and heat tolerance of commercial and native chickens reared in hot and humid conditions. Brazilian Journal of Poultry Science, 19: 7-18.
5. Galal A., Radwan L.M., Rezik H.H., Ayoub H. 2019. Expression levels of HSP70 and CPT-1 in three local breeds of chickens reared under normal or heat stress conditions after the introduction of the naked neck gene. Journal of Thermal Biology, 80: 113-118.
6. Ghaderzadeh M., Mardani K., Hashemi A. 2013. Study of polymorphism in Intron 4 Ghrelin gene in West Azerbaijan native chicken using PCR-SSCP. Modern Genetics Journal, 8(4): 403-410. (In Persian).
7. Guerreiro E.N., Giachetto P.F., Givisiez P.E.N.J., Ferro A., Ferro M.I.T., Gabriel J.E. 2004. Brain and hepatic Hsp70 protein levels in heat-acclimated broiler chickens during heat stress. Brazilian Journal of Poultry Science, 6(4): 201-206.
8. Hao Y., Gu X.H. 2014. Effects of heat shock protein 90 expression on pectoralis major oxidation in broilers exposed to acute heat stress. Poultry Science, 93(11): 2709-2717.
9. Kapakin K.A.T., Gümüş R., Imik H., Kapakin S., Sağlam Y.S. 2012. Effects of ascorbic and α-lipoic acid on secretion of HSP-70 and apoptosis in liver and kidneys of broilers exposed to heat stress. Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 59(4): 279-287.
10. Levene H. 1949. On a matching problem in genetics. The Annals of Mathematical Statistics, 20: 91-94.
11. Leveque G., Forgetta V., Morroll S., Smith A.L., Bumstead N., Barrow P., Loredo-Osti J., Morgan K., Malo D. 2003. Allelic variation in TLR4 is linked to susceptibility to Salmonella enterica serovar Typhimurium infection in chickens. Infection and Immunity, 71: 1116-1124.
12. Lin H., Decuypere E., Buyse J. 2006. Acute heat stress induces oxidative stress in broiler chickens. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 144(1): 11-17.
13. Lin T.W., Lo C.W., Lai S.Y., Fan R.J., Lo C.J., Chou Y.M., Thiruvengadam R., Wang A.H.J., Wang M.Y. 2007. Chicken heat shock protein 90 is a component of the putative cellular receptor complex of infectious bursal disease virus. Journal of Virology, 81(16): 8730-8741.
14. Liu C.P., Fu J., Xu F.P., Wang X.S., Li S. 2014.  The role of heat shock proteins in oxidative stress damage induced by Se deficiency in chicken livers. Biometals, 28: 163-173.
15. Maiti S., Picard D. 2022. Cytosolic Hsp90 isoform-specific functions and clinical significance. Biomolecules, 12: 1166.
16. Mashaly M.M., Hendricks G.L., Kalama M.A., Gehad A.E., Abbas A.O., Patterson P.H. 2004. Effect of heat stress on production parameters and immune responses of commercial laying hens. Poultry Science, 83(6): 889-894.
17. Miller S.A., Dykes D.D., Polesky H.F. 1988. A simple salting out procedure for extracting DNA from human nucleated cells. Nucleic Acids Research, 16(3): 12-15.
18. Moazeni S., Sadeghi M., Mohamadabadi M., Moradi Shahrbabak H., Esmailizadeh Kashkoeiyeh A. 2012. Study of genetic structure of UCP gene in Mazandaran native chickens. Fifth Congress of Animal Science Iran, University of Technology Isfahan, 200-203. (In Persian).
19. Mohammadabadi M.R., Nikbakhti M., Mirzaee H.R., Shandi A., Saghi D.A., Romanov M.N., Moiseyeva I.G. 2010. Genetic variability in three native Iranian chicken populations of the Khorasan province based on microsatellite markers. Russian Journal of Genetics, 46(4): 505-509.
20. Morimoto R.I., Hunt C., Huang S.Y., Berg K.L., Banerji S.S. 1986. Organization, nucleotide sequence and transcription of the chicken HSP70 gene. Journal of Biological Chemistry, 261(27): 12692-12699.
21. Nazari M., Fatemeh S., Radpoor S. 2020. Investigation of Heat shock protein 70 gene polymorphism in Khuzestan native chicken. Agricultural Biotechnology Journal, 12(1): 81-100. (In Persian).
22. Nei M. 1973. Analysis of gene diversity in subdivided populations. Proceedings of the National Academy of Sciences, 70: 3321-3323.
23. Piryonesi A., Mardani K., Khakpour K., Ghaderzadeh M., Modaresi R. 2012. Study on the polymorphism of insulin-like growth factor1 gene (IGF1) in West Azerbaijan native chicken. Modern Genetics Journal, 7(4): 417-419. (In Persian).
24. Radwan L.M., Mahrous M.Y. 2019. Genetic selection for growth performance and thermal tolerance under high ambient temperature after two generations using heat shock protein 90 expression as an index. Animal Production Science, 59(4): 628-633.
25. Radwan L.M. 2020. Genetic improvement of egg laying traits in Fayoumi chickens bred under conditions of heat stress through selection and gene expression studies. Journal of Thermal Biology,89: 102545.
26. Sheraiba N.I., Hemeda S.A., Mahboub H.D.H., Heikal H.S. 2019. HSP70 and HSP90β genes polymorphism and its association with thermotolerance in Fayoumi and Leghorn chicken breeds. Journal of Current Veterinary Research, 2: 55-62.
27. Sigei C., Kariuki D., Ndiema E., Wainaina E., Maina S., Makanda M., Ommeh S. 2015. In silico detection of signatures for adaptive evolution at select innate immune and heat stress genes in indigenous poultry. JKUAT Scientific Conference, 161-173.
28. Soleimani A.F., Zulkifli I., Omar A.R., Raha A.R. 2011. Physiological responses of three chicken breeds to acute heat stress. Poultry Science, 90: 1435-40.
29. Surai P.F. 2015. Antioxidant systems in poultry biology: heat shock proteins. Journal of Science, 5(12): 1188-1222.
30. Tamzil M.H., Noor R.R., Hardjosworo P.S. 2013. Polymorphism of the Heat shock protein gene in kampong, Arabic and commercial chickens. Jurnal Veteriner, 14(3): 317-326.
31. Tohidi R., Nassiri M., Javadmanesh A. 2021. A study on the expression of HASPA2 and HSPB1 genes and gene ontology in the liver of Khorasan native chickens under acute heat stress. Animal science journal, 34(130): 53-62. (In Persian).
32. Wan Y., Ma C., Wei P., Fang Q., Guo X., Zhou B., Jiang R. 2017. Dynamic expression of HSP90B1 mRNA in the hypothalamus of two Chinese chicken breeds under heat stress and association analysis with a SNP in Huainan chickens. Czech Journal of Animal Science, 62(2): 82-87.
33. Weir B.S. 1990. Genetic data analysis: Methods for discrete population genetic data. 1rd edn, Sinauer Assoc., Sunderland, MA, USA, 377 pp.
34. Xie J., Tang L., Lu L., Zhang L., Xi L., Liu H.C., Odle J., Luo X. 2014. Differential expression of Heat shock transcription factors and heat shock proteins after acute and chronic heat stress in laying chickens (Gallus gallus). PLoS One, 29; 9(7): e102204.
35. Yeh F., Rongcal Y., Boyle T. 2000. POPGENE 1.32: A free program for the analysis of genetic variation among and within populations using co-dominant and dominant markers. Department of Renewable Resources, University of Alberta, Alberta, Canada.
36. Zhen F.S., Du H.L., Xu H.P., Luo Q.B. 2006. Tissue and allelic-specific expression of Hsp70 gene in chickens: basal and heat-stress-induced mRNA level quantified with real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction. British Poultry Science, 47: 449-455.