Идентификация межпородных химер кур и перспективы их использования

Химерные птицы представляют интерес в селекции и генетической инженерии. Идентификация таких птиц изначально была фенотипической, для чего использовались породы с контрастным цветом оперения. Но этот метод несовершенен, и целью данной работы являлась разработка оптимального метода идентификации межпородных химер птиц.
Материалы и методы. На базе ЦКБ БК «Генетическая коллекция редких и исчезающих пород кур ВНИИГРЖ» были выбраны 4 породы: полтавская глинистая, суссекс, брама палевая и брама светлая в качестве доноров и реципиентов. Эти породы были подобраны, исходя из генетических различий: брама палевая и полтавская глинистая имеют аллель s+ гена Silver, брама светлая и суссекс имеют аллель S того же гена. При этом отличие между двумя аллелями обеспечивается однонуклеотидной заменой C\T, что заметно упрощает идентификацию. Химеры были получены методом трансплантации донорских клеток в эмбрионы-реципиенты. Среди полученных птиц некоторые демонстрировали мозаичный фенотип с проявлением признаков донорской породы, другие же имели фенотип реципиентной породы. После забоя птиц были взяты образцы тканей из яичников, семенников и печени. Из них выделяли ДНК стандартным фенольно-детергентным способом. Образцы ДНК исследовали методом амплификации с помощью аллелеспецифичных зондов по локусу гена SLC45A2 (Silver), расположенному на Z-хромосоме (аллели S и s+).
Результаты генотипирования показали, что среди проанализированных образцов ДНК из 12 экспериментальных птиц у 5 обнаружено наличие донорского и реципиентного генотипов. При этом у 4 химер донорский генотип обнаружен в органах размножения, т.е. данные химеры являются половыми и могли бы передать донорский генотип потомкам.

1. Marzullo G. Production of chick chimeras / G. Marzullo // Nature. — 1970. — № 225. — P. 72—73.

2. Petitte J. N. Production of somatic and germline chimeras in the chicken by transfer of early blastodermal cells / J. N. Petitte, M. E. Clark et al. // Development. — 1990. — № 108. — P. 185—189. doi: 10.1242/dev.108.1.185.

3. Thoraval P. Somatic and germline chicken chimeras obtained from brown and white Leghorns by transfer of early blastodermal cells / P. Thoraval, F. Lasserre, F. Coudert, G. Dambrine // Somatic and germline chicken chimeras obtained from brown and white Leghorns by transfer of early blastodermal cells. — 1994. — № 73(12). — P. 1897—1905. doi: 10.3382/ps.0731897.

4. Naito M. Localization of primordial germ cells or their precursors in stage X blastoderm of chicken and their ability to differentate into functional gametes in opposite-sex recipient gonads / M. Naito, A. Sano et al // Reproduction. — 2001. — № 121. — P. 547—552. doi: 10.1530/rep.0.1210547.

5. Etches R. J. Contributions to somatic and germline lineages of chicken blastodermal cells maintained in culture / R. J. Etches, M. E. Clark, A. Toner, G. Liu, A. M. Gibbins // Molecular Reproduction and Development. — 1996. — № 45(3). — P. 291—298. doi: 10.1002/(SICI)1098-2795(199611)45:3<291::AID-MRD5>3.0.CO;2-N.

6. Kino K. Production of chicken chimeras from injection of frozen-thawed blastodermal cells / K. Kino, B. Pain, S. P. Leibo, M. Cochran, M. E. Clark, R. J. Etches // Poultry Science. — 1997. — № 76(5). —P. 753—760. doi: 0.1093/ps/76.5.753.

7. Etches R. J. Manipulation of blastodermal cells / R. J. Etches, M. E. Clark, L. Zajchowski, G. Speknijder, A. M. Verringer Gibbins, K. Kino, B. Pain, J. Samaurt // Poultry Science. — 1997. —№ 76. — P. 1075—1083. doi: 10.1093/ps/76.8.1075.

8. Kagami H. Sexual differentiation of chimeric chickens containing ZZ and ZW cells in the germline / H. Kagami, M. E. Clark, A. M. Verrinder Gibbins, R. J. Etches // Molecular Reproduction and Development. — 1995. — № 42(4). — P. 379—387. doi: 10.1002/mrd.1080420403.

9. Naito M. Differentiation of donor primordial germ cells into functional gametes in the gonads of mixed-sex germline chimaeric chickens produced by transfer of primordial germ cells isolated from embryonic blood / M. Naito, Y. Matsubara et al // Journal of Reproduction and Fertility. — 1999. — № 117. — P. 291—298. doi: 10.1530/jrf.0.1170291.

10. Tajima A. Production of germ line chimera by transfer of primordial germ cells in the domestic chicken (Gallus domesticus) / A. Tajima, M. Naito, Y. Yasuda, T. Kuawana // Theriogenology. — 1993. — № 40. — P. 509—519. doi: 10.1016/0093-691x(93)90404-s.

11. Speksnijder G. A modified method of shell windowing for producing somatic or germline chimeras in fertilised chicken eggs / G. Speksnijder, R. Ivarie // Poult. Sci.. — 2000. — № 79. — P. 1430—1433. doi: 10.1093/ps/79.10.1430.

12. Gao J. Contribution of blastoderm cells to Japanese quail (Coturnix coturnix japonica)-Peking duck (Anas platyrhynchos) chimeras / J. Gao, F. Yuan, X. Tang, H. Han, J. Sha, J. Yuan, Y. Shao, X. Jin, H. Liu, L. Rui, Z. Li // Anim. Sci. J. — 2011. — № 82. — P. 729—734. doi: 10.1111/j.1740-0929.2011.00905.x.

13. Козикова Л. В. Создание фенотипических химер кур с использованием бластодермальных клеток пород брама светлая и брама палевая / Л. В. Козикова, Е. А. Полтева // Птицеводство. — 2021. — № 6. — С. 7—11. doi: 0/33845/0033-3239-2021-70-6-7-11.

14. Козикова Л. В. Химеры птиц, полученные методом трансплантации бластодермальных клеток пород суссекс светлый и полтавская глинистая / Л. В. Козикова, Е. А. Полтева // Птица и птицепродукты. — 2021. — № 3. — С. 21-23. doi: 10/30975/2073-4999-2021-23-3-21-23.

15. Bednarczyk M. Reconstitution of a chicken breed by inter se mating of germline chimeric birds / M. Bednarczyk, P. Lakota et al. // Poultry Sci. — 2002. — № 81(9). — P. 1347-1353. doi: 10.1093/ps/81.9.1347.

16. Han J. Y. PGC and genomic editing from laboratory to practice / J. Y. Han; — Paris: Worlds Poultry Congress, 2022. — 69 p.

17. Зиновьева Н. А. Трансгенные сельскохозяйственные животные: современное состояние исследований и перспективы / Н. А. Зиновьева, Н. А. Волкова, В. А. Багиров, Г. Брем // Экологическая генетика. — 2016. — № 6. — С. 657–668. doi: 10.1134/S2079059716060101.

18. Penno C. A. Production of recombinant human erythroprotein/Fc fusion protein by genetically manipulated chickens / C. A. Penno, K. Yoshinori, I. Akira, K. Masamichi // Transgenic Research. — 2010. — № 19(2). — P. 187-195. doi: 10.1007/s11248-009-9310-z.

19. Lillico S. G. Oviduct-specific expression of two therapeutic proteins in transgenic hens / S. G. Lillico, A. Sherman et al // Proc Natl Acad Sci U S A. — 2007. — № 104. — P. 1771–1776. doi: 10.1073/pnas.0610401104.

20. Nakamura Y. Poultry genetic resource conservation using primordial germ cells / Y. Nakamura // J. Reprod. Dev. — 2016. — № 62(5). — P. 431– 437. doi: 10.1262/jrd.2016-052.