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 Доступ платный или 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