Korean Journal of Poultry Science (한국가금학회지)

The Korean Society of Poultry Science (한국가금학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Association of SNPs from iNOS and TLR-4 Genes with Economic Trait in Chicken

닭의 iNOS와 TLR-4 유전자 내 변이와 경제 형질 간의 연관성 분석

  • Lim, Hee Kyong (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Han, Jung-Min (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Oh, Jae Don (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Lee, Hak Kyo (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Jeon, Gwang Joo (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Lee, Jun Heon (Department of Animal Science and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Seo, Dong Won (Department of Animal Science and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Cahyadi, Muhammad (Department of Animal Science and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Song, Ki Duk (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Choi, Kang Duk (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Kong, Hong Sik (Genomic Informatics Center, Hankyong National University)
  • 임희경 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 한정민 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 오재돈 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 이학교 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 전광주 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 이준헌 (충남대학교 농업생명과학대학 동물자원생명과학과) ;
  • 서동원 (충남대학교 농업생명과학대학 동물자원생명과학과) ;
  • ;
  • 송기덕 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 최강덕 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 공홍식 (한경대학교 유전정보연구소)
  • Received : 2013.03.04
  • Accepted : 2013.05.07
  • Published : 2013.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

iNOS (Inducible nitric oxide synthase) and TLR-4 (Toll-like Receptor-4) play crucial roles in innate immunity of poultry. iNOS has been mapped to chicken chromosome 14 and implicated in a variety of chicken diseases. iNOS possesses potent antimicrobial activity, including the inhibition of microbes replication in vitro. TLR-4 is a pathogen associated molecular-pattern receptor for bacterial product, such as LPS (lipopolysaccharides) found in Gram negative bacteria, that triggers pro-inflammatory cytokine expression after engagement with ligands. In the previous studies, genetic analysis of iNOS and TLR-4 revealed the possible association of mutation in these genes with the intestinal microflora of cecum when infected with Salmonella spp. This study was aimed to augment previous findings, which show the association of iNOS (C14513T) and TLR-4 (G4409T) polymorphisms with economic traits in Korean Native Black (KNB), Rhode Island Red (RIR) and Cornish chickens. Investigation in the effect of SNPs on economic traits (layday, layw, layno, bw150, bw270, layw270) was conducted. iNOS (C14513T) had a significant effect on the average body weight at 270 days of age (p<0.05) in both KNB and RIR, whereas TLR-4 (G4409T) showed no significant correlation with all traits (p>0.05). The results obtained from using the candidate genes can be useful for the genetic improvement of body weight in both KNB and RIR breeds.

iNOS(inducible nitric oxide synthase)와 TLR-4(toll-like receptor 4) 유전자는 모든 생물의 면역반응에 필요한 필수유전자로 알려져 있다. iNOS는 닭에서 19번 염색체에 위치하고 있으며, NO를 면역기관에서 생산되어 면역반응을 일으키는 것으로 알려져 있으며, TLR-4는 TLRs(toll-like receptors)중 하나로 알려져 있고, 그람 음성균의 LPS을 인식하여 초기 면역반응에 참여하는 것으로 알려져 있다. 이들의 유전적 변이는 살모넬라균에 감염되었을 때 맹장의 장내 균총에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 iNOS의 intron 24 영역 내 C14513T와 TLR-4의 exon 3 영역 내 G4409T 변이 지역을 대상으로 3품종(한국 재래닭, 코니쉬, 로드아일랜드 레드)을 이용하여 유전자형을 확인하고, 경제 형질 간의 연관성 분석을 실시하였다. 분석 결과, iNOS의 변이 지역(C14513T)은 한국 재래닭과 로드아일랜드 레드종에서 270일령 몸무게와 유의적인 연관성이 확인되었으며, TLR-4의 변이 지역(G4409T)은 경제 형질과의 연관성이 확인되지 않았다. 본 연구 결과는 면역 및 경제 형질 관련 표지인자 발굴을 위한 유용한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 추가적인 연구를 통해 분자 육종을 위한 유전표지인자 개발에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. Amaral AJ, Megens HJ, Crooijmans RP, Heuven HC, Groenen MA 2008 Linkage disequilibrium decay and haplotype block structure in the pig. Genetics 179:569-579. https://doi.org/10.1534/genetics.107.084277
  2. Gao Y, Feng CG, Song C, Du ZQ, Deng XM, Li N, Hu XX 2011 Mapping quantitative trait loci affecting chicken body size traits via genome scanning. Anim Genet 42:670-674. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2011.02193.x
  3. Gautier M, Faraut T, Moazami-Goudarzi K, Navratil V, Foglio M, Grohs C, Boland A, Garnier JG, Boichard D, Lathrop GM, Gut IG, Eggen A 2007 Genetic and haplotypic structure in 14 European and African cattle breeds. Genetics 177:1059-1070. https://doi.org/10.1534/genetics.107.075804
  4. Jayanthe RP, Rajapakse JR, Buddhika MD, Nagataki M, Nomura H, Watanabe Y, Ikeue Y, Agatsuma T 2010 Effect of Sophy ${\beta}$-glucan on immunity and growth performance in broiler chicken. J Vet Med Sci 72:1629-1632. https://doi.org/10.1292/jvms.10-0029
  5. Malek M, Lamont SJ 2003 Association of INOS, TRAIL, TGFbeta2, TGF-beta3, and IgL genes with response to Salmonella enteritidis in poultry. Genet Sel Evol 35:S 99-111. https://doi.org/10.1186/1297-9686-35-S1-S99
  6. Malek M, Hasenstein JR, Lamont SJ 2004 Analysis of chicken TLR4, CD28, MIF, MD-2, and LITAF genes in a Salmonella enteritidis resource population. Poultry Sci 83: 544-549. https://doi.org/10.1093/ps/83.4.544
  7. Megens HJ, Crooijmans RP, Bastiaansen JW, Kerstens HH, Coster A, Jalving R, Vereijken A, Silva P, Muir WM, Cheng HH, Hanotte O, Groenen MA 2009 Comparison of linkage disequilibrium and haplotype diversity on macroand microchromosomes in chicken. BMC Genet 10:86.
  8. Tohidi R, Idris IB, Panandam JM, Bejo MH 2012 The effects of polymorphisms in IL-2, $IFN-{\gamma}$, $TGF-{\beta}2$, IgL, TLR-4, MD-2 and iNOS genes on resistance to Salmonella Enteritidis in indigenous chickens. Avian Pathol 41:605-612. https://doi.org/10.1080/03079457.2012.739680
  9. 박준용 한동수 김보현 강은경 이영춘 이항락 김진배 손주현 최호순 강정옥 함준수 2003 Helicobacter pylori 감염증에서 위점막의 Toll-like Receptor 4 발현. 대한소화기학회지 41:171-176.
  10. 서성준 노병관 신봉주 홍창권 2002 Dendric Epidermal Tcell에서 iNOS mRNA의 발현과 IL-3 생산에 NO가 미치는 영향. 대한피부과학회지 40:1225-1234.
  11. 이상범 김병극 박창호 박건현 김영성 강한석 김영철 김윤칠 배승철 김선구 최윤재 이홍구 2011 토종육계에 있어서 복합 생균제 및 면역증강제의 항생제 대체효과. 한국동물자원과학회지 53:409-418.