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

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 metodos de seleccion asistida de ovejas a traves de marcadores requieren la identificacion de los genes que afectan positiva o negativamente la calidad de la carne. Los genes con niveles mas altos de expresion podrian tener mayor impacto en el crecimiento y estructura de las fibras musculares. Objetivo: evaluar la expresion de los genes en el musculo del lomo de carneros de la raza Dzhalginsky Merino. Metodos: se utilizo RT-PCR cuantitativa en tiempo real (RT-qPCR) para investigar la expresion de 48 genes en el musculo 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 mas alta expresion. El grupo de genes con un nivel medio de expresion incluyo ATOX1, BAMBI, TLR6, IGF2, FOS, FST, GGTA2P, C-MET, FGF5, ACVR2A, CAPN2, GH, DGAT1 y IGF1. Se identificaron bajos niveles de expresion en los genes ABCG2, SPP2, PYGL, PPARG2, TGFB1, CXCR4, NTCR, CYP2J, LEPR, CDKN1A, IGFBP4 y SERT. Expresion traza fue detectada en los genes SST, TSHR, GDF9, FGF7 y BMP15. Para la mayoria de los genes investigados hubo una correlacion significativa entre el nivel de expresion y el peso vivo de los carneros. Conclusion: los resultados demuestran la factibilidad del uso de estos genes candidatos identificados recientemente como marcadores geneticos en ovejas. Palabras clave: analisis de micromatrices, caracteristicas de crecimiento, seleccion asistida por marcadores (MAS), transcripcion. Resumo Antecedentes: metodos que utilizam marcadores de selecao assistida em ovelhas exigem a identificacao de novos genes que afetam a qualidade da carne. Genes com maiores niveis de expressao podem ter maior impacto sobre o crescimento e a estrutura das fibras musculares. Objetivo: avaliar a expressao de genes no musculo lombar de ovinos da raca Merino Dzhalginsky. Metodos: foi utilizada a reacao em cadeia da polimerase-transcriptase reversa e em tempo real (RT-qPCR) para investigar a expressao de 48 genes em musculo do lombo da raca de ovinos Merino Dzhalginsky, que foram criados na Russia. Resultados: os genes GAPDH, PYGM, CAST, ATP5G1, CAPN3, SOD1, VEGFA, CALM2, YWHAZ, ASIP, MYOD1, CAPN1, GHR, OXTR, BEGAIN, SLC2A3 e SS18L2 apresentaram a maior expressao. O grupo de genes com um nivel medio de expressao incluiram ATOX1, BAMBI, TLR6, IGF2, FOS, FST, GGTA2P, C-MET, FGF5, ACVR2A, CAPN2, GH, DGAT1 e IGF1. Foram identificados baixos niveis de expressao para os genes ABCG2, SPP2, PYGL, PPARG2, TGFB1, CXCR4, MSTN, CYP2J, LEPR, CDKN1A, IGFBP4 e SERT. Foi detectado rastreamento de expressao nos genes SST, TSHR, GDF9, FGF7 e BMP15. Para a maioria dos genes investigados, houve uma correlacao significativa entre o nivel de expressao e o peso vivo dos carneiros Dzhalginsky Merino. Conclusao: os resultados demonstram a viabilidade do uso desses genes candidatos recentemente identificados como marcadores geneticos no desenvolvimento de novas racas de ovinos. Palavras chave: caracteristicas de crescimento, microarray analise, selecao assistida por marcadores (MAS), transcricao.