Ocena frekwencji występowania uwarunkowań białka prionowego PRNP u merynosa polskiego starego typu na przykładzie regionu mazowieckiego

Transkrypt

1 Rocziki Naukowe Polskiego Towarzystwa Zootechiczego, t. (), r, - Ocea frekwecji występowaia uwarukowań białka prioowego PRNP u meryosa polskiego starego typu a przykładzie regiou mazowieckiego Roma Niżikowski, Grzegorz Czub, Krzysztof Głowacz, Magdalea Ślęzak, Marci Świątek Szkoła Główa Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Katedra Szczegółowej Hodowli Zwierząt, Zakład Hodowli Owiec i Kóz ul. Ciszewskiego, -7 Warszawa Badaiami objęto stad meryosa polskiego starego typu z tereu woj. mazowieckiego, zakwalifikowaych do programu ochroy zasobów geetyczych tej rasy. Maciorki i tryki były w wieku od do lat (łączie osobików, w tym tryków i maciorek), utrzymywao je systemem alkierzowym, żywioo paszami wyprodukowaymi w gospodarstwie. Od owiec pobrao krew (z żyły jarzmowej) do probówek zawierających EDTA, w celu izolacji DNA geomowego a potrzeby aaliz molekularo-geetyczych. W badaej populacji owiec wykazao występowaie pięciu alleli trzęsawki: ALRR, ALRQ, AFRQ, ALHQ i VLRQ. U maciorek stwierdzoo wysoką frekwecję allelu ALRR oraz stosukowo iską geotypu ALRR, których zakres występowaia powiie być zacząco zwiększoy. Stwierdzoo też dużą frekwecję allelu VLRQ u maciorek, a przede wszystkim u tryków, co powio skutkować usuięciem tych zwierząt ze stada. Wykazao, że ależy pilie sprowadzić do wszystkich stad meryosa polskiego starego typu tryki charakteryzujące się geotypem ALRR, co pozwoli a uzyskaie u potomstwa oporych geotypów białka prioowego. SŁOWA KLUCZOWE: owce / białko prioowe / geotypy W roku Parlamet UE ustaowił reguły prawe dotyczące zapobiegaia, kotroli i zwalczaia pasażowalych ecefalopatii gąbczastych (regulacja r //EC) [7]. W roku decyzją r //EC [] Komisja Europejska ustaowiła obowiązkowe tworzeie schematów hodowlaych skierowaych a zwiększaie geetyczej oporości a trzęsawkę u każdej z ras owiec w Europie. Poadto w regulacji r //EC [] postaowioo o zwalczaiu pasażowalej ecefalpatii gąbczastej (ag. TSE) u owiec i kóz oraz uregulowao kwestię hadlu żywymi owcami i kozami oraz embrioami bydła. Trzęsawka (ag. scrapie), podobie jak BSE u krów i choroba Creutzfeldta-Jakoba u ludzi, jest aturalie pojawiającą się formą TSE. Przypuszcza się, że białko prioowe (PrP) jest odpowiedziale za występowaie trzęsawki u owiec. W geie PRNP zaobserwowao sze-

2 R. Niżikowski i wsp. reg polimorfizmów w kodoach,, i 7, który wydaje się być odpowiedzialy za (geetyczą) oporość lub wrażliwość a trzęsawkę [,,, ]. Stwierdzoo, że allele AFRR i ALRR gwaratują ajmiejszą wrażliwość a trzęsawkę. Zaobserwowao, że w Wielkiej Brytaii i w Holadii allel VFRQ jest odpowiedzialy za duży stopień wrażliwości a tę jedostkę chorobową, atomiast allel AFRR lub ALRR występował ajrzadziej u owiec, u których stwierdzoo kliicze objawy trzęsawki. Dlatego też selekcja a te allel jest podstawowym arzędziem elimiowaia i kotroli trzęsawki u owiec [,,, ]. W związku z powyższym podjęto próbę ocey frekwecji geów i geotypów u owiec rasy meryos polski starego typu, obejmując badaiami stad utrzymywaych a tereie województwa mazowieckiego, zgodie z obowiązującymi dyrektywami UE oraz zobowiązaiami do działaia w tym kieruku. Materiał i metody Badaiami objęto stada maciorek meryosa polskiego starego typu z tereu woj. mazowieckiego, z powiatów: płockiego ( stada), ciechaowskiego ( stado) i grójeckiego ( stado), zakwalifikowae do programu ochroy zasobów geetyczych tej rasy. Maciorki i tryki były w wieku od do lat (łączie osobików, w tym tryków i maciorek), utrzymywao je systemem alkierzowym, żywioo paszami wyprodukowaymi w gospodarstwie. Od zwierząt pobrao krew (z żyły jarzmowej) do probówek zawierających EDTA, w celu izolacji DNA geomowego a potrzeby aaliz molekularo-geetyczych. DNA izolowao z leukocytów krwi owiec, przechowywaej z EDTA. W celu otrzymaia wysokiej jakości DNA, adającego się po zamrożeiu i rozmrożeiu do wielokrotego użycia, krew została wstępie oczyszczoa z powodujących modyfikacje w DNA związków hemu przez usuięcie produktów lizy erytrocytów. DNA było izolowae z leukocytów metodą chromatografii a miikolumach silikatowych firmy A&A Biotechology (Gdańsk, Polska; Frakcja otrzymaego w te sposób DNA posłużyła jako matryca do amplifikacji polimorficzego fragmetu geu dla białka prioowego. Geotypowaie alleli trzęsawki prowadzoo systemem KASPar. System KASPar oraz procedura geotypowaia ( polega a stosowaiu metody polimorfizmu puktowego SNP z zastosowaiem starterów wymieioych w tabeli. Tabela Table Startery oraz miejsca geotypowaia SNP dla locus białka pioowego The primers ad SNP geotypig of the locus of the prio protei Zmiay geotypowaia Locus SNP Chages Lokalizacja Locatio PRNP prio protei AY:g.7C>T C/T exo PRNP prio protei AY:g.C>T C/T exo PRNP prio protei AY:g.G>A G/A exo PRNP prio protei AY:g.A>G A/G exo PRNP prio protei AY:g.G>T G/T exo

3 Ocea frekwecji występowaia uwarukowań białka prioowego PRNP... Na podstawie odczytu geotypowaych prób DNA, w obrębie maciorek i tryków przedstawioo rozkłady frekwecji alleli i geotypów. Powyższe działaie staowiło czyość przygotowawczą do astępych etapów badań. Do obliczeń statystyczych wykorzystao pakiet programu SPSS wersja. []. Za pomocą testu χ oceioo zakres frekwecji alleli i geotypów u poszczególych płci w zależości od stada. Wyiki i dyskusja Frekwecję alleli trzęsawki w zależości od stada i płci przedstawioo w tabeli. U maciorek frekwecja występowaia allelu ALRR okazała się wysoka, szczególie w stadzie. (rys.). W pozostałych stadach wartość omawiaej cechy ależy poprawić a drodze selekcji. Wysoki udział allelu ALRQ jest często spotykay w populacjach owiec ie selekcjoowaych w kieruku zwiększeia częstotliwości występowaia alleli oporych a trzęsawkę. Pozostałe allele występowały sporadyczie. Allel VLRQ, stwierdzoy w czterech spośród pięciu badaych stad, powiie być bezwzględie wyelimioway, jako ieopory a trzęsawkę [,,,,, ]. Z kolei allel ALRQ, występujący ajczęściej, jest uważay za obojęty i powiie być elimioway w drugiej kolejości, tak aby jego frekwecja w stadzie stopiowo się obiżała a rzecz allelu ALRR. Za ciekawe uzać ależy występowaie allelu AFRQ w trzech stadach, w sumie u maciorek. Zgodie z dyrektywą UE [], zwierzęta takie też powiy być elimiowae ze stada, ze względu a prawdopodobieństwo podatości a trzęsawkę atypową. Jedak podatość tych uwarukowań oceiaa jest a o wiele iższym poziomie iż alleli zawierających w geotypie prioową walię (V). Rys. Rozkład frekwecji alleli białka PRNP u maciorek w zależości od stada Fig. Frequecy distributio of PRNP prioe protei alleles i ewes, depedig o the herd

4 R. Niżikowski i wsp. U tryków, ze względu a ich iewielką liczebość i ograiczeie występowaia tylko do stad, wskazać ależy jedyie a pilą koieczość usuięcia osobików posiadających allel VLRQ. Z daych zawartych w tabeli. wyika, że osicielami tego allelu były tryki i maciorki. W badaej populacji, spośród stwierdzoych dziewięciu geotypów dwa zawierały allel VLRQ (ALRQ/VLRQ i VLRQ) tabela. U maciorek zdecydowaie ajczęściej występowały geotypy ALRQ i ALRQ/ALRQ. U tryków atomiast, wśród czterech geotypów jakie udało się określić, ajczęściej występował ALRQ. Występowaie geotypu ALRR stwierdzoo jedyie u maciorek, co ie jest zadowalające. Stosukowo duży udział iych geotypów zawierających allel ALRR (z wyjątkiem owiec posiadających go w kombiacji z VLRQ) jest pocieszający, ze względu a możliwości uzyskaia wysokowartościowego potomstwa. Natomiast osicielstwo allelu VLRQ u dwóch tryków, użytkowaych w jedym stadzie, oraz brak rozpłodików homozygot ALRR we wszystkich stadach jest ie do przyjęcia we współczesej praktyce hodowlaej [,,,,, ]. Uwarukowaia trzęsawki w populacjach owiec, które ie były dotychczas poddawae selekcji w kieruku zwiększeia częstotliwości występowaia oporych a tę jedostkę chorobową geotypów [,, ], wskazują a zły sta populacji meryosa polskiego starego typu w aalizowaym regioie, co może ie pozostawać bez wpływu a hodowlę tej rasy a tereie całego kraju. Istieje koieczość podjęcia aprawczych działań hodowlaych, wyikających z wymieioych poiżej wiosków: w badaej populacji owiec stwierdzoo występowaie pięciu alleli trzęsawki: ALRR, ALRQ, AFRQ, ALHQ i VLRQ oraz dziewięć geotypów u maciorek i cztery u tryków. Najwyższą częstotliwość występowaia wykazał allel ALRQ, a astępie ALRR u obu płci oraz geotypy z imi powiązae; stwierdzoo u maciorek wysoką frekwecję allelu ALRR oraz stosukowo iską geotypu ALRR, których zakres występowaia powiie być zacząco zwiększoy we wszystkich badaych stadach; wykazao obecość allelu VLRQ zarówo u maciorek, jak i przede wszystkim u tryków, co powio skutkować bezwzględą koieczością usuięcia tych zwierząt. Wolym od tego allelu okazało się jedyie stado.; ależy pilie sprowadzić do wszystkich stad tryki charakteryzujące się geotypem ALRR, co pozwoli a uzyskaie u potomstwa oporych geotypów białka prioowego; przeprowadzoe prace badawcze wskazują a bezwzględą koieczość prowadzeia określaia uwarukowań geetyczych trzęsawki w całych stadach owiec, ze szczególym uwzględieiem tryków. Rozpłodiki posiadające allel VLRQ i ie posiadające allelu ALRR ie powiy być wpisywae do ksiąg zarodowych i wprowadzae do hodowli. PIŚMIENNICTWO. GOMBOJAV A., ISHIGURO N., HORIUCHI M., SERJMYADAG D., BYAMBAA B., SHI- NAGAWA M., Amio Acid Polymorphisms of PrP Gee i Mogolia Sheep. J. Vet. Med. Sci. (), 7-.

5 Ocea frekwecji występowaia uwarukowań białka prioowego PRNP... Tabela Table Frekwecja alleli trzęsawki w zależości od stada ( liczebość) Frequecy of scrapie alleles depedig o the herd ( umber) Wyszczególieie Specificatio Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Allel Allele ALRR ALRQ AFRQ ALHQ VLRQ,,,,, 7,, 7,,,,,,7 7,,,,,,7,,, 7,,, 7,, Maciorki Ewes,, 7,,,7,,, Tryki Rams,, 7 7, 77,,, Istotość statystycza: XX P ; NS brak istotości wpływu Statistical sigificace: XX P.; NS o sigificat,7,,,,,,,,,,,,, 7,, Istotość statystycza Statistical sigificace XX NS

6 R. Niżikowski i wsp. Tabela Table Frekwecja występowaia geotypów trzęsawki w zależości od stada ( liczebość) Frequecy of scrapie geotypes depedig o the herd ( umber) Wyszczególieie Specificatio ALRR ALRQ AFRQ ALHQ Geotyp Geotype ALRQ/ ALRQ 7 Maciorki Ewes Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd,,,,,,,,7 7,,,,,,,,7,,,,7 7, 7,,,, ALRQ/ AFRQ,7,,, Tryki Rams ALRQ/ ALHQ,7,, VLRQ,7,,,, ALRQ/ VLRQ,,,, 7 7, Istotość stat. Statistical sigif. NS NS

7 Ocea frekwecji występowaia uwarukowań białka prioowego PRNP... 7 Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd Stado. Herd,,,,,, 7,,,7,,,7,,7, NS brak istotości wpływu o sigificat,,,,,7,7,,7,,7,7, 7,,, 7,,7,,,,7,,,,,7,,,,,,,,,, 7, 7 NS 7

8 R. Niżikowski i wsp.. KAAL L., WINDIG J., Rare sheep breeds ad breedig for scrapie resistace i the Netherlads. th Zjazd Naukowy Europejskiej Federacji Zootechiczej (EAAP), - czerwca, Uppsala, Szwecja,, 7.. LÜHKEN G., BUSCHMANN S., GROSCHUP M.H., ERHARDT G., Prio protei allele A H Q 7 is associated with high susceptibility to scrapie i purebred ad crossbred Germa Meriolad sheep. Arch. Virol., 7-.. Matthews D., Scrapie a overview; polisy issues ad potetial eradicatio measures. th Zjazd Naukowy Europejskiej Federacji Zootechiczej (EAAP), - czerwca, Uppsala, Szwecja,, 7.. O DOHERTY E., AHERNE M., ENNIS S., WEAVERS E., ROCHE J. F., SWEENEY T., Prio protei gee polymorphisms i pedigree sheep i Irelad. Res. Vet. Sci. 7, -.. POLAK M.P, LARSKA M., LANGEVELD J.P., BUSCHMANN A., GROSCHUP M.H., ZMUDZINSKI J.F., Diagosis of the first cases of scrapie i Polad. Veteriary Joural, Regulacja r //EC Reguły prawe z zakresu zapobiegaia, kotroli i zwalczaia pasażowalych ecefalopatii gąbczastych. Uia Europejska, Bruksela.. Regulacja r //EC Decyzja Komisji Europejskiej w sprawie ustaowieia obowiązku tworzeia schematów hodowlaych prowadzących do zwiększeia geetyczej oporości a trzęsawkę u każdej z ras owiec w Europie. Uia Europejska, Bruksela.. Regulacja r //EC Ustaowioo obowiązek zwalczaia TSE u owiec i kóz oraz uregulowao hadel żywymi owcami i kozami rzeźymi. Uia Europejska, Bruksela.. Statistical Product ad Service Solutio base versio. for Widows. SPSS ic. USA.. VAN KAAM J.B.C.H.M., FINOCCIARO R., VITALE M., PORTOLANO B., VITALE F., CARACAPPA S., PrP allele frequecies i o-ifected Valle del Belice ad ifected cross-bred flocks. th Zjazd Naukowy Europejskiej Federacji Zootechiczej (EAAP), - czerwca, Uppsala, Szwecja,, 7. Roma Niżikowski, Grzegorz Czub, Krzysztof Głowacz, Magdalea Ślęzak, Marci Świątek Evaluatio of the frequecy of occurrece of the PRNP prio protei i old type Polish Merio i the Mazovia regio S u m m a r y The study ivolved herds of old type of Polish Merio qualified for the coservatio of geetic resources of the breed. Ewes ad rams were aged to years (total:, icludig rams, ad ewes), kept i the idoor system, ad fed the fodder produced o the farm. Blood samples were collected from the jugular vei of aimals ito EDTA-cotaiig tubes for the isolatio of geomic DNA for the geetic ad molecular aalysis. I the study populatio, the occurrece of five sheep scrapie alleles was revealed: ALRR, ALRQ, AFRQ, ALHQ ad VLRQ. I the group of ewes, the high frequecies of ALRR allele ad relatively low ALRR geotype were foud; the rage of these

9 Ocea frekwecji występowaia uwarukowań białka prioowego PRNP... latter should be substatially icreased. A high frequecy of VLRQ allele i both ewes ad rams was demostrated, that should lead to a absolute ecessity to remove such aimals from the herds. It has bee show that there is a urget eed to brig the rams with geotype ALRR to all herds i order to obtai a basis for raisig the offsprig with resistat prio protei geotypes i the old type of Polish Merio. KEY WORDS: sheep / prio protei / geotypes