Polymorphisms in Melanocortin Receptor 1 Gene in Goat Breeds: A Window for Coat Color Controling Mechanism

هدف کلی تحقیق حاضر، بررسی ماهیت چند شکلی ناحیه‪ای از ژن MC1R و ارتباط آن با رنگ پوشش بدن در هفت نژاد بز با تنوع رنگ پوشش بدن مختص نژادی مختلف می‪باشد. به این منظور، نمونه خون کامل از پنج نژاد بز بومی (خلخال، مرخز، نائینی، نجدی و تالی) و دو نژاد خارجی (کشمیر و سانن) جمع‪آوری شد. سپس از تکنیک مولکولی PCR-RFLP برای تشخیص چند‪شکلی نوکلئوتیدی در توالی ژن MC1R استفاده شد. هضم آنزیمی متعاقب واکنش زنجیره پلیمراز در محصولات حاصل از تکثیر با استفاده از آنزیم برشی (محدودگر) EarI دو آلل A و B، و سه ژنوتیپ AA، AB و BB را نشان داد. در این مطالعه، نتایج بررسی اندازه آلل‪های مشاهده شده، مشابه گزارش‪های مطالعات قبلی بود. فراوانی ژنوتیپی و اللی برای هر نژاد مورد بررسی در این تحقیق، تفاوت معنی داری را در بین نژادها نشان داد به طوری که در نژادهای بز با فنوتیپ سیاه و سفید / قهوه‪ای ژنوتیپ AA فراوانی بالاتری را نسبت به نژاد بز با پوشش بدن غالب سفید نشان داد. در بررسی بیشتر جزئیات نژاد بز بومی تالی(قهوه ای) تنها ژنوتیپ AA و AB و نژاد بز خارجی کشمیر (پوشش سفید) ژنوتیپ AB و BB بود. مقایسه اختلاف فراوانی ژنوتیپ بین هفت نژاد بز با استفاده از آزمون کای اسکور در سطح یک درصد تفاوت معنی داری را نشان داد (01/0P<). نتایج توالی یابی محصولات حاصل از تکثیر در گروه‪های حد آستانه‪ای رنگ پوشش سفید و رنگین وجود جهش نوکلئوتیدی (A676G)Lys226Arg  از MC1R تأیید مجدد نمود. رسم دندوگرام فیلوژنتیک بر مبنای ژنوتیپ‪های مشاهده شده در این نژادها دو گروه بزهای با رنگ پوشش بدن را تأیید کرد همچنین احتمالاً بتوان از این نتایج احتمالاً به عنوان ابزار برای شناسایی نژادها و شاید بازاریابی در جهت فروش موهر سفید و کرک استفاده کرد.  

The broad goal of this research was to examine the nature of the Melanocortin receptor 1 (MC1R) locus on the coat color phenotype of seven goat breeds with different color coat. Blood samples were collected from five Iranian indigenous (Khalkhal, Markhor, Naeini, Najdi and Tali) and two exotic (Cashmere and Saanen) goat breeds. Polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) technique and DNA sequencing were used to detect polymorphism of theMC1Rgene. Digestion of polymerase chain reaction products with EarI revealed two alleles of A and B and three genotypes of AA, AB and BB. The observed allele size was similar to previous reports. The genotype and gene frequencies for each breed were determined and shown to be variable among the breeds. In the goat breeds with black / brown coat color, AA genotype showed a higher frequency than white color goat breeds. In this aspect, Tali had only AA and AB genotypes and Cashmere had AB and BB genotypes. Comparison of genotype frequencies using χ2 test showed significant (P<0.01) differences between colored and white coat phenotypes. The Lys226Arg (A676G) mutation of the MC1R was verified by sequencing distinguished the B allele from the A allele. The phylogenetic tree also separated these breeds into two clusters, including exotic breeds with white / yellow coat color and indigenous breeds with black/brown phenotype. A replacement mutation was verified in Lys to Arg at position 676 bp. In conclusion, the results of this study confirmed the previous findings onMC1R gene as a useable tool for breed identification and white mohair marketing and production.