三倍体生物における倍数性と異常な遺伝を推測する遺伝的方法

倍数性は、真核生物系統全体で自然に発生し、多くの作物や脊椎動物の家畜化で利用されています。水産養殖では、三倍体は、現在業界にとって主要な保全問題である農場への遺伝子移入を防ぐ生殖障壁を作り出すため、生物節約戦略として誘発される可能性があります。しかし、最近の研究では、三倍性プロトコルが、時折、二倍体、異数性、異常な遺伝を示す「故障した三倍体」を生成する可能性があることを示唆しています。保全と動物の福祉に対する潜在的に否定的な結果は、生産プロセスの初期に倍率微小微分プロトコルの成功を評価する方法の必要性を動機付けています。MAC-PRの半自動バージョン（Microsatellite DNA対立遺伝子カウント - ピーク比）メソッドを開発して、倍数性、血統、相続継承の異常を推測するために使用できるマイクロサテライトマーカーのパネル全体で多数の個人の対立遺伝子構成を解決しました。。一連のアトランティックサーモン（サルモサラー）繁殖実験からの材料を使用したアプローチの適用を実証します。そこでは、静水圧処理を使用して倍数性が操作されました。血液塗抹標本に対する倍数性を推測するアプローチを検証し、これらの方法の間で99％を超える一致を見つけ、胚段階の早い段階で倍数性を推測する潜在的な有用性を実証しました。さらに、二倍体および三倍体の子孫を家族に割り当て、異常な継承を検出するツールを提示します。これは、倍数性操作技術を利用する繁殖プログラムに役立つ場合があります。このアプローチは、倍数性検証ツールボックスに追加されます。倍数性と相続の異常を検出する精度の向上は、農場への遺伝子移入を防ぐための三倍化プログラムの能力を促進します。

Polyploidy occurs naturally across eukaryotic lineages and has been harnessed in the domestication of many crops and vertebrates. In aquaculture, triploidy can be induced as a biocontainment strategy, as it creates a reproductive barrier preventing farm-to-wild introgression, which is currently a major conservation issue for the industry. However, recent work suggests that triploidisation protocols may, on occasion, produce 'failed triploids' displaying diploidy, aneuploidy and aberrant inheritance. The potentially negative consequences for conservation and animal welfare motivate the need for methods to evaluate the success of ploidy-manipulation protocols early in the production process. We developed a semi-automated version of the MAC-PR (microsatellite DNA allele counting - peak ratios) method to resolve the allelic configuration of large numbers of individuals across a panel of microsatellite markers that can be used to infer ploidy, pedigree and inheritance aberrations. We demonstrate an application of the approach using material from a series of Atlantic salmon (Salmo salar) breeding experiments where ploidy was manipulated using a hydrostatic pressure treatment. We validated the approach to infer ploidy against blood smears, finding a > 99% agreement between these methods, and demonstrate its potential utility to infer ploidy as early as the embryonic stage. Furthermore, we present tools to assign diploid and triploid progeny to families and to detect aberrant inheritance, which may be useful for breeding programmes that utilise ploidy manipulation techniques. The approach adds to the ploidy verification toolbox. The increased precision in detecting ploidy and inheritance aberrations will facilitate the ability of triploidisation programmes to prevent farm-to-wild introgression.