Πολυμορφισμοί στα γονίδια BMP15 και GDF9 και η συσχέτισή τους με αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά στο πρόβατο

Abstract

Τα τελευταία χρόνια έχει ανακαλυφθεί σημαντικός αριθμός γονιδίων που συνδέονται με αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά του προβάτου. Πιο συγκεκριμένα, τα γονίδια στα οποία κωδικοποιούνται η παραγόμενη από το ωάριο οστική μορφογενετική πρωτεΐνη 15 (BMP15) και ο αυξητικός παράγοντας διαφοροποίησης 9 (GDF9) έχει δειχθεί ότι σχετίζονται με τη γονιμότητα και την πολυδυμία στο συγκεκριμένο είδος ζώου. Πολυμορφισμοί στα γονίδια αυτά φαίνεται ότι προκαλούν αύξηση του αριθμού ωοθυλακιορρηξιών στα ετεροζυγωτά άτομα και στειρότητα στα ομοζυγωτά. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της ύπαρξης των πολυμορφισμών αυτών σε Ελληνικές φυλές προβάτων και η συσχέτισή τους με τον αριθμό ωοθυλακιορρηξιών και την πολυδυμία. ,είγματα αίματος συλλέχτηκαν από 92 προβατίνες φυλής Χίου και 96 Καραγκούνικης φυλής. Από τους πολυμορφισμούς του γονιδίου GDF9 εξετάστηκαν οι G1, G4, G7 και G8, ενώ από τους πολυμορφισμούς του γονιδίου BMP15 εξετάστηκαν οι FecXG και FecXB (Β2, Β4) με τη χρήση συνδυασμού της αλυσιδωτής αντίδρασης της πολυμεράσης (PCR) και πέψης των προϊόντων ενίσχυσης με κατάλληλες περιοριστικές ενδονουκλεάσες. Λόγω του ότι οι δειγματοληψίες δεν πραγματοποιήθηκαν την ίδια χρονική στιγμή, αλλά σε μεσοδιάστημα τεσσάρων ετών ελήφθη υπ’ όψιν κατά την ανάλυση η πιθανή διαστρωμάτωση του πληθυσμού των δειγμάτων κάθε φυλής. Τα αποτελέσματα έδειξαν διαφορές στις αλληλομορφικές συχνότητες μεταξύ των δύο φυλών με υψηλότερη συχνότητα των ευνοϊκών αλληλομόρφων Α των πολυμορφισμών G1 και G4 και του αλληλομόρφου Τ του πολυμορφισμού G8 για τη φυλή της Χίου. ,ιαφορές όμως παρατηρήθηκαν στις αλληλομορφικές συχνότητες και μέσα σε κάθε φυλή, όταν τα δείγματα εξετάστηκαν ανάλογα με την χρονολογία της δειγματοληψίας τους, γεγονός που υποδηλώνει διαφορετική γενετική σύσταση. ,υστυχώς, το μέγεθος του δείγματος που εξετάστηκε από κάθε φυλή ζώων καθώς επίσης και τα στοιχεία που ήταν διαθέσιμα για καθένα από αυτά δεν επέτρεψαν την καταγραφή στατιστικά σημαντικών διαφορών για το σύνολο των πολυμορφισμών που μελετήθηκαν. Παρόλα αυτά υπάρχουν βάσιμες ενδείξεις ότι στη φυλή Χίου υπάρχουν γονίδια με μείζονα δράση που επηρεάζουν την γονιμότητα, ενώ αντίθετα στην Καραγκούνικη φυλή τα αποτελέσματα συνηγορούν υπέρ της ύπαρξης πολλών γονιδίων με μικρή επίδραση το καθένα στο φαινότυπο, δεδομένου ότι δεν ανιχνεύτηκαν γονίδια με μείζονα δράση. Η πολυδυμία αποτελεί μια πολυγονιδιακή ιδιότητα και τα δύο γονίδια GDF9 και BMP15 αποτελούν ένα μικρό μόνο μέρος των γονιδίων που την επηρεάζουν. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα με σκοπό τον εντοπισμό και τη διερεύνηση της δράσης των γονιδίων που εμπλέκονται στην έκφραση της πολυδυμίας προκειμένου να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα τα οποία θα μπορούν να γενικευθούν και να εφαρμοστούν σε προγράμματα επιλογής.

Recent advances have revealed that single nucleotide polymorphisms (SNPs) in Growth Differentiating Factor 9 (GDF9) and Bone Morphogenetic Protein 15 (BMP15) genes are associated with infertility and increased ovulation rate in different sheep strains. This study aims to assess the presence of SNPs that have been involved with sheep ovulation rate, in GDF9 and BMP15 genes, in two well characterized Greek sheep breeds, Chios and Karagouniki, the former with significantly increased ovulation rate compared to the latter. The results will be used to assess the impact of specific genetic markers to ovulation rate in order to implement understanding of this physiology process. For this purpose we collected blood samples from 188 female animals of Chios breed (n=92) and Karagouniki breed (n=96). DNA was isolated with a standardized commercial procedure. The quantity and the integrity of the DNA extract were assessed by optical density counts, horizontal electrophoresis, and PCR assay. The animals of Chios breed emanated from the Agricultural University of Athens, while those of the Karagouniki emanated from the station of Genetic Improvement of Karditsa. Because of the fact that the samples collected in the meantime of 2005-2009 it was taken under consideration the propability of stratified sampling. For this reason the samples were examined not only as an overall of every breed, but also separated as two subpopulations in every breed, according to the year of the samples’ collection. When the samples were examined as overall, the results showed that variants G1, G4 and G8 were found in statistically important degree in the animals of high fertility (Chios). But there was a differentiation in the results when the samples were examined as subpopulations. Unfortunately, the size of the sample that was examined of each breed as well as the elements that were available for each one of them they did not allow the recording of statistically important differences for the total of polymorphisms that were studied. In conclusion it can be stated that there are major genes that affect the ovulation rate in Chios breed, contrary to Karagouniki breed where it seems that there are a lot of genes with small effect in ovulation rate. After all ovulation rate is affected by a large number of genes, and these two genes, GDF9 and BMP15 constitute only a small part of it. Further investigations are necessary in order to be able to come to safe conclusions.