Investigation of the relationship between exon 2 of MHC-DMB2 polymorphism and humoral immune response in Japanese quail

Document Type : Research Paper

Authors

1 MSc Student of Animal Breeding and Genetics, Department of Animal Science, Faculty of Animal Science and Food Technology, Agricultural Science and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran

2 Assistant Professor, Department of Animal Science, Faculty of Animal Science and Food Technology, Agricultural Science and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran

3 Professor, Department of Animal Science, Faculty of Animal Science and Food Technology, Agricultural Science and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran

Abstract

The DMB2 gene is one of the MHC cluster genes that plays a role in the humoral immune response. This study was performed to identify the polymorphism of exon 2 of the MHC-DMB2 gene and its association with the humoral immune response in Japanese quail. For this purpose, on day 28, 0.2 mL of 5% saline suspension of sheep red blood cell (SRBC) was injected into 130 quail's breast muscle (65 males and 65 females). Seven days later, cervical vein blood sampling was performed on the 35th day. Afterward, the anti-SRBC titer antibody was determined using a micro hemagglutination technique. Also, genomic DNA was extracted from blood samples and a 333bp fragment of exon 2 was amplified using polymerase chain reaction and PCR products were digested by Hinf 1 restriction enzyme. The results showed that there were two types of C (333bp) and G (226, 107bp) alleles in this region with a frequency of 74.6% and 26.4% in the whole population, respectively. The results indicate high polymorphism and high homozygosity in the studied population. In addition, the results showed that genotype had a significant effect on antibody titers (P<0.01). The CC genotype showed the highest total antibody titer (2.13 mg/dL) and the GG genotype showed the lowest total antibody titer (0.33 mg/dL). It is suggested that the negative effects of this single nucleotide polymorphism be considered in breeding programs.

Keywords

Main Subjects

References

اشرفی ف.، هاشمی ع.، مردانی ک.، و خاکپور ک. 1391. تنوع ژنتیکی جایگاه اگزون دوم MHC- DRB1 در گوسفندان نژاد ماکوئی. پنجمین کنگره علوم دامی ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان.
اصغری اسفدن ب.، زره داران س.، جعفری آهنگری ی.، حسنی س.، و لطفی ا. 1395. پیش بینی پاسخ ایمنی همورال بر علیه گلبول قرمز گوسفندی بر اساس شمارش گلبول­های سفید خونی در بلدرچین ژاپنی. محیط زیست جانوری، 8(1): 17 -22.
الکار اوقلو ح.، نیکبخت بروجنی غ.، و اسماعیل نژاد ع. 1397. تنوع ژنتیکی MHC کلاس 2 بوقلمون و ارتباط با پاسخ ایمنی هومورال. طب دامی ایران، 12(4): 347-356.
پیش جنگ آقاجری ج.، رحیمی میانجی ق.، حافظیان س. ح.، و قلی زاده م. 1398. مطالعه چندشکلی تک نوکلئوتیدی ناحیه مجتمع عمده پذیرش بافتی مرتبط با سیستم ایمنی در مرغ تجاری گوشتی و تخمگذار. تحقیقات دامپزشکی، 74(4): 584-592.
حیدری م.، محمدی م.، و محیطی اصلی م. 1398. اثر مکمل غنی از نوکلئوتید بر عملکرد رشد و پاسخ های ایمنی جوجه­های گوشتی. تحقیقات تولیدات دامی، 8(3): 1-11.
رحیم نهال س.، فیاضی ج.، میرزاده خ.، بیگی نصیری م. ت.، و روشنفکر ه. 1391. بررسی چندشکلی اگزون 2 ژن BoLA- DRB3 در جمعیت گاومیش­های خوزستان با استفاده از روش PCR-RFLP. مهندسی ژنتیک و ایمنی زیستی، 1(2): 121-128.
لوچ ملکی ا.، هاشمی ع.، الیاسی زرین قبایی ق.، فرهادیان م.، و عرفانی اصل ز. 1396. بررسی چندشکلی اگزون 2 ژن گیرنده پرولاکتین در بلدرچین ژاپنی و مرغان مروارید. پژوهشهای تولیدات دامی، 8(16): 172-176.
محمدآبادی م. ر.، و دست‌افکن ک. 1391. چندشکلی اگزون 2 ژن MHC- DRB3 در بز سرخ جبال بارز. تحقیقات تولیدات دامی، 1(2): 1-8.
محمدآبادی م. ر.، و سولیمووا گ.1383. تعیین تنوع آللی ژن Bola-DRB3 در نژاد Yaroslavl گاوهای روسیه به روش PCR-RFLP. مجموعه مقالات اولین کنگره علوم دامی و آبزیان کشور، تهران.
محمدی ساردو خ.، اسماعیلی زاده کشکوییه ع.، و محمدآبادی م. ر. 1391. مطالعه چندشکلی ژن‌های آپولیپوپروتئین B1 و B2 در یک جمعیت آزمایشی بلدرچین ژاپنی با استفاده از تکنیک PCR-RFLP و PCR-SSCP . پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه باهنر کرمان.
نیکبخت بروجنی غ.، رنجبر م. ه.، قاسمی ف.، و اسدیان ف. 1391. شناسایی چندشکلی آلل‌های اگزون دو از ژن BoLA-DRB3 در جمعیت گاوهای هلشتاین ایران. تحقیقات تولیدات دامی، 1(2): 33-41.
Afanassieff M. and Goto R. M. 2001. At least one class I gene in restriction fragment pattern -Y (Rfp-Y) the second MHC gene cluster in the chicken is transcribed polymorphism and shows divergent specialization in antigen binding region. Journal of Immunology, 166(5): 3324-3333.
Afrache H., Tregaskes C. and Kafmane J. 2020. A potential nomenclature for the Immuno Polymorphism Database (IPD) of chicken MHC genes: progress and problems. Immunogenetics, 72: 9-24.
Chazara O., Tixier-Boichard M., Morin V., Zoorob R. and Bed-Home B. 2011. Organisation and diversity of the class II DM region of the chicken. Molecular Immunology, 48 (9-10): 1263-1271.
Ewald S. J., Ye X., Avendano S., McLeod S., Lamont S. J. and Dekkers J. C. 2007. Associations of BF2 alleles with antibody titres and production traits in commercial pure line broiler chickens. Animal Genetics, 38: 174-176.
Garcia-Briones M. M., Russell G. C., Oliver R. A., Tami C., Taboga O., Carrillo E., Palma E. L., Sobrino F. and Glass E. J. 2000. Association of bovine DRB3 alleles with immune response to FMDV peptides and protection against viral challenge. Vaccines, 19: 1167-1171.
Grasman K. A. 2010. In vivo functional test for assessing immune toxicity in birds (Ed.), Immunotoxicity testing: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology. Humana Press. pp. 387-397.
Hosomichi K., Shiina T., Suzuki S., Tanaka M., Shimizu S., Iwamoto S., Hara H., Yoshida Y., Kulski J., Inoko H. and Hanzawa K. 2005. Development of polymorphic genetic markers in the quail MHC (Coja) region. Major Histocompatibility Complex, 11 (3): 241-251.
Hunt H. D., Jadhao S. and Swayne D. E. 2010. Major histocompatibility complex and background genes in chickens influence susceptibility to high pathogenicity avian influenza virus. Avian Disease, 54: 572-575.
Liu L. B., Wu C. M., Wen J., Chen J. L., Zheng M. Q. and Zhao G. P. 2009. Association of SNPs in exon 2 of the MHC B-F gene with immune traits in two distinct chicken populations: Chinese Beijing-You and White Leghorn. Acta Agriculturae Scandinivica Section A, 59(1): 4-11.
Miller M. M. and Taylor R. L. 2016. Brief review of the chicken Major Histocompatibility Complex: the genes, their distribution on chromosome 16, and their contributions to disease resistance. Poultry Science, 95: 375-392
Nasirifar E., Talebi M., Esmailizadeh A., Askari N., Sohrabi S. S. and Moradian H. 2018. Genetic variability in growth hormone gene and association between RFLP pattern and quantitative variation of live weight, carcass, behavior, heterophil and lymphocyte trait in Japanese quails. Iranian Journal of Applied Animal Science, 8(1): 147-152.
Nikbakht G. and Esmailnejad A. 2015. Chicken MHC polymorphism and its association with production traits. Immunogenetics, 67: 247-252.
Parker A. and Kaufman J. 2017. What chickens might tell us about the MHC class II system. Current Opinion in Immunology, 46: 23-29.
Rammensee H. G. 1995. Chemistry of peptides associated with MHC class I and class II molecules. Current Opinion in Immunology, 7(1): 85-96.
Shiina T., Shimizu S., Hosomichi K., Kohara S., Watanabe S., Hanzawa K., Beck S., Kulski J. and Inoko H. 2004. Comparative genomic analysis of two avian (quail and chicken) MHC regions. Journal of Immunology, 172(11): 6751-6763.
Sommer S. 2005. The importance of immune gene variability (MHC) in evolutionary ecology and conservation. Frontiers in Zoology, 2(16): 2005.
Suzuki K., Matsumoto T., Kobayashi E., Uenishi H., Churkina I., Plastow G., Yamashita H., Hamasima N. and Mitsuhashi T. 2010. Genotypes of chicken major histocompatibility complex B locus associated with regression of Rous sarcoma virus J-strain tumors. Poultry Science, 89: 651-657.
Ye X., Zhu J., Vellemanm S. G., Bacon W. L. and Nestor K. E. 1999. Analysis of genetic polymorphisms in the major histocompatibility complex of Japanese quail. Poultry Science, 78(1): 8-11.
Yoshida T., Mukoyama H., Furuta H., Kondo Y., Takeshima S., Aida Y., Kosugiyama M. and Tomogane H. 2009. Association of the amino acid motifs of BoLA-DRB3 alleles with mastitis pathogens in Japanese Holstein cows. Animal Science Journal, 80(5): 510-519.
Vallejo R. L., Pharr G. T., Liu H. C., Cheng H. H., Witter R. L. and Bacon L. D. 1997. Nonassociation between Rfp-Y major histocompatibility complex-like genes and susceptibility to Marek’s disease virus-induced tumours in 6(3) x 7(2) F2 intercross chickens. Animal Genetics, 28(5): 331-337.
Warner C., Gerndt B., Xu Y., Bourlet Y., Auffray C., Lamont S. and Nordskog A. 1989. Restriction fragment length polymorphism analysis of major histocompatibility complex class II genes from inbred chicken lines. Animal Genetics, 20: 225-231.
Weigend S. and Lamont S. J. 1999. Analysis of MHC Class II and Class IV restriction fragment length polymorphism in chicken lines divergently selected for multi trait immune response. Poultry Science, 78: 982-973.
Animal Production Research
Volume 10, Issue 3
December 2021
Pages 45-55

Files

Share

How to cite

Statistics