Номенклатура маркеров и контроль ошибок первого и второго рода при проведении генетических экспертиз достоверности происхождения крупного рогатого скота с использованием фрагментного анализа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Ошибочные записи родословных снижают качество племенной работы с крупным рогатым скотом, поэтому проведение генетических экспертиз достоверности происхождения стало неотъемлемой частью племенной работы. В течение многих лет на территории Российской Федерации экспертизы проводили с использованием иммуногенетических маркеров, однако совершенствование технологий и ужесточение требований регулятора привело к тому, что в последние годы на смену иммуногенетике приходят микросателлитные маркеры. В настоящее время отечественный протокол, четко регламентирующий процедуру проведения генетической экспертизы достоверности происхождения крупного рогатого скота с использованием микросателлитных локусов, отсутствует, что затрудняет работу испытательных лабораторий. В частности, требования к числу и номенклатуре генетических маркеров, которые должны быть использованы при проведении экспертиз, имеются только для скота, эмбрионов и спермопродукции, перемещаемых между государствами-членами Евразийского экономического союза. Отсутствуют требования к контролю ошибок первого (ложноположительные результаты) и второго (ложноотрицательные результаты) рода, учет которых необходим при формировании заключений экспертизы. В настоящей работе мы рассмотрим подходы к решению этих вопросов, предложенные Международным обществом генетики животных (ISAG), Международным комитетом регистрации животных (ICAR), Коллегией Евразийской экономической комиссии, а также отечественными нормативными документами, регламентирующими производство судебно-медицинских экспертиз, связанных с установлением родительства. По результатам обзора будут предложены номенклатура микросателлитных маркеров и протокол экспертизы, в который заложен контроль ошибок первого и второго рода. Особое внимание будет уделено описанию источников ошибок второго рода и необходимости их контроля при выдаче заключений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. В. Модоров

Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Екатеринбург, 620142

И. В. Ткаченко

Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук

Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Екатеринбург, 620142

А. А. Клещева

Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук

Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Екатеринбург, 620142

М. Ю. Севостьянов

Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук

Email: mmodorov@gmail.com
Россия, Екатеринбург, 620142

Список литературы

  1. Методические рекомендации по исследованию и использованию групп крови в селекции крупного рогатого скота. Дубровицы.: Отдел научно-техн. информации, 1974. 40 с.
  2. Лазарева Ф.Ф., Сухова Л.Г. Использование групп крови для подтверждения достоверности происхождения крупного рогатого скота // Тр. УралНИИСХОЗА. 1983. Т. 35. С. 8–14.
  3. ISAG/FAO. Secondary Guidelines for Development of National Farm Animal Genetic Resources Management Plans. Measurement of Domestic Animal Diversity (MoDAD): Recommended Microsatellite Markers. FAO. Italy, Rome: 2004.
  4. FAO. Molecular Genetic Characterization of Animal Genetic Resources. FAO. Italy, Rome: 2011.
  5. ISAG Conference 2006. Cattle Molecular Markers and Parentage Testing Workshop. [Электронный ресурс] URL: https://www.isag.us/Docs/ISAG2006_CMMPT.pdf (дата обращения: 02.04.2024).
  6. ISAG Conference 2008. Cattle Molecular Markers and Parentage Testing Workshop. [Электронный ресурс] URL: https://www.isag.us/Docs/ISAG2008_CattleParentage.pdf (дата обращения: 02.04.2024).
  7. ISAG 2021. Cattle Molecular Markers and Parentage Testing. [Электронный ресурс] URL: https://www.isag.us/Docs/Workshop_report_CMMPT_2021.pdf (дата обращения: 02.04.2024).
  8. ICAR guidelines. Section 4 – DNA technology. Version: February 2022. [Электронный ресурс] URL: https://www.icar.org/Guidelines/04-DNA-Technology.pdf (дата обращения 02.04.2024).
  9. Решение Коллегии Евразийской экономической комиссии от 2 июня 2020 г. № 74 “Об утверждении Положения о проведении молекулярной генетической экспертизы племенной продукции государств – членов Евразийского экономического союза” [Электронный ресурс] URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/74125607 (дата обращения 02.04.2024).
  10. Приказ Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 02.06.2022 № 336 “Об утверждении требований к видам племенных хозяйств” [Электронный ресурс] URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202208300022 (дата обращения 02.04.2024).
  11. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 12 мая 2010 г. № 346н “Об утверждении Порядка организации и производства судебно-медицинских экспертиз в государственных судебно-экспертных учреждениях Российской Федерации” [Электронный ресурс] URL: https://base.garant.ru/12177987/ (дата обращения 02.04.2024).
  12. Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 25.09.2023 № 491н “Об утверждении Порядка проведения судебно-медицинской экспертизы” [Электронный ресурс] URL: http://publication.pravo.gov.ru/docu-ment/0001202310250009 (дата обращения 02.04.2024).
  13. Методические указания Минздрава РФ № 98/253 от 19.01.1999 года “Использование индивидуализирующих систем на основе полиморфизма длины амплифицированных фрагментов (ПДАФ) ДНК в судебно-медицинской экспертизе идентификации личности и установления родства” [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/556354310 (дата обращения 02.04.2024).
  14. Животовский Л.А. Критические замечания на “Методические указания” П.Л. Иванова “Использование индивидуализирующих систем на основе полиморфизма длины амплифицированных фрагментов (ПДАФ) ДНК в судебно-медицинской экспертизе идентификации личности и установления родства” // Сиб. мед. журн.”. 2001. № 2. С. 85–86.
  15. Пименов М.Г., Культин А.Ю., Кондрашов С.А. Научные и практические аспекты криминалистического ДНК-анализа: Учебное пособие. М.: ГУ ЭКЦ МВД России, 2001. 144 с.
  16. ISAG. Exclusion probability in parentage tests [Электронный ресурс] URL: https://www.isag.us/Docs/consignmentforms/Exclusion_probability.pdf (дата обращения 02.04.2024).
  17. Jamieson A., Taylor St.C.S. Comparisons of three probability formulae for parentage exclusion // Animal Genetics. 1997. V. 28. P. 397–400. doi: 10.1111/j.1365-2052.1997.00186.x
  18. Хедрик Ф. Генетика популяций. М.: Техносфера, 2003. 592 с. (Hedrick P.W. Genetics of population. Jones and Barlet Publ., Inc., 1999.)
  19. Peakall R., Smouse P.E. GENALEX 6: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research // Mol. Ecol. Notes. 2006. V. 6. № 1. P. 288–295. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
  20. Модоров М.В., Ткаченко И.В., Грин А.А. и др. Генетическая структура популяции голштинизированного черно-пестрого скота на территории Урала // Генетика. 2021. Т. 57. № 4. С. 437–444. https://doi.org/10.1134/S1022795421040104
  21. Van de Goor L.H.P., Koskinen M.T., van Haeringen W.A. Population studies of 16 bovine STR loci for forensic purposes // Int. J. Legal Med. 2011. V. 125. P. 111–119. doi: 10.1007/s00414-009-0353-8
  22. Steely C.J., Scot Watkins W., Baird L., Jorde L.B. The mutational dynamics of short tandem repeats in large, multigenerational families // Genome Biology. 2022. V. 23. Article number: 253. https://doi.org/10.1186/s13059-022-02818-4
  23. COrDIS Cattle. Набор реагентов для мультиплексного анализа 15-ти микросателлитных маркеров крупного рогатого скота [Электронный ресурс] URL: https://gordiz.ru/wp-content/uploads/2023/12/instrukcziya-cordis-cattle-231205.pdf (дата обращения 02.04.2024).
  24. Набор “Gene Profile Cattle” для генетической паспортизации и определения родства крупного рогатого скота [Электронный ресурс] URL: https://www.syntol.ru/catalog/reagenty-dlya-geneticheskikh-analizatorov/geneprofile-cattle.html (дата обращения 02.04.2024).
  25. Kozubska-Sobocińska A., Smołucha G., Danielak-Czech B. Early diagnostics of freemartinism in Polish Holstein-Friesian female calves // Animals. 2019. V. 9. № 11. Article number: 971. doi: 10.3390/ani9110971
  26. Модоров М.В., Файрушина К.Р., Клещева А.А. и др. Воспроизводство племенного голштинизированного черно-пестрого скота в Свердловской области // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. № 8. С. 67–71. doi: 10.53859/02352451_2022_36_8_67

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гипотетический пример ошибок второго рода (ложноотрицательное заключение о происхождении потомка от заявленных родителей), связанных с присутствием мутаций в последовательности ДНК, комплементарной последовательности праймера. В первом тесте при определении генотипа быка (♂), коровы (♀) и потомка (F1) был использован набор реагентов “a”, в состав которого входит праймер, в месте комплементарного связывания которого с матрицей ДНК у быка произошла мутация (показана стрелкой). В результате мутации фрагмент размером 66 пн не амплифицируется (нуль-аллель). Генотип быка, обозначенный числом мотивов во фрагменте, будет прочитан как “10 / 10” (гомозигота), хотя фактически его генотип “8 / 10” (гетерозигота). Генотип коровы с использованием этого набора реагентов читается без ошибок “4 / 12”. Потомок наследует аллель “8” быка и аллель “4” коровы. При расшифровке генотипа потомка этим же набором реагентов считывается генотип “4 / 4”, так как аллель “8” не амплифицируется из-за мутации в месте комплементарного связывания праймера с матрицей ДНК (вариант F1a). Получившиеся данные позволяют сделать заключение об отсутствии в данном локусе общих аллелей у быка и потомка. В другой лаборатории использовали генетические паспорта родителей, а генотип потомка анализировали с использованием другого набора реагентов “b”. В наборе реагентов “b” для анализа данного локуса разработчики включили другие праймеры, комплементарные иным последовательностям матричной ДНК, в результате чего у потомка читаются оба аллеля как “4”, так и “8” (F1ᵇ). Однако и в этой ситуации будет сделан вывод об отсутствии в данном локусе общих аллелей у быка и потомка.

Скачать (745KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты фрагментного анализа, проведенного с использованием набора реагентов COrDIS Cattle. а – предполагаемая мать (дизиготный близнец c химерными клетками крови); б – тестируемый потомок (одноплодная беременность). Для каждого фрагмента потомка можно подобрать фрагмент, присутствующий у предполагаемой матери, однако во многих локусах потомок наследовал аллель, высота фрагмента которого у матери была относительно низкой (такие аллели показаны красными стрелками).

Скачать (592KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024