Colorimetría y asociación de los genes MC1R y ASIP con el color de vellón negro y marrón en alpacas huacaya

Abstract

Los objetivos de esta investigación fueron cuantificar la variación del color de fibra, determinar la asociación de los genes MC1R y ASIP y su respectiva interacción en la expresión del vellón negro y marrón en alpacas Huacaya. El color de la fibra se cuantificó mediante colorimetría, agrupándose el color negro y marrón-negro en una sola categoría, diferente al marrón oscuro, marrón claro y vicuña. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR), purificación de amplicones y secuenciación para los genes MC1R y ASIP se desarrolló de forma separada. Las secuencias de ambos genes fueron analizadas tomando como referencia la secuencia de vicuña. En el gen MC1R de alpaca se identificó una secuencia codificante de 954 pb con una deleción c.224_227del y nueve polimorfismos. De ellos cinco fueron no sinónimos: c.82A>G, c.259G>A, c.376G>A, c.587T>C, c.901C>T (p.T28A, p.M87V, p.G126S, p.F196S, p.R301C) y cuatro sinónimos: c.126C>T, c.354C>T, c.618G>A, c.933A>G. Basado en el análisis de haplotipos se propone el alelo dominante (E), recesivo (e) y silvestre (E+) para este gen. Las alpacas de color negro/marrón-negro presentan el alelo E en homocigosis y/o heterocigosis. En el exón 4 del gen ASIP se identificó dos polimorfismos no sinónimos (c.292C>T, c.353G>A) y una deleción de 57 pb (c.325_381del), en base a ello se propone tres alelos con pérdida de función a1, a2, a3 en alpacas negro/marrón-negro, marrón oscuro y claro, mientras que el alelo silvestre (A+) en homocigosis se presentó en 50 por ciento de alpacas blancas, 18.18 por ciento del marrón claro y 100 por ciento de vicuñas. Los alelos a1, a2, a3 del gen ASIP en combinación con el alelo E del gen MC1R definen los colores negro y marrón-negro. Las alpacas marrones tienen mayor variabilidad alélica en los genes MC1R y ASIP con genotipos heterocigotos que resultan en una gran diversidad fenotípica. En conclusión, el color del vellón de alpaca se debe a los diferentes alelos de los genes MC1R y ASIP, estos alelos y genotipos propuestos contribuirá en la selección de alpacas Huacaya de color negro y marrón y en el mejoramiento de la producción de vellones uniforme.

The objectives of this research were to quantify the fiber color variation, to determine the association of MC1R and ASIP genes and their respective interaction in the expression of black and brown fleece in Huacaya alpacas. Fiber color was quantified by colorimetry, grouping black and brown-black in a category, different from dark brown, light brown and vicuña. Polymerase chain reaction (PCR), amplicon purification, and sequencing of MC1R and ASIP genes were performed separately. The sequences of both genes were analyzed considering the vicuña sequences as reference. In alpaca MC1R gene, a coding sequence of 954 bp with c.224_227del and nine polymorphisms was identified. Five were non-synonymous: c.82A>G, c.259G>A, c.376G>A, c.587T>C, c.901C>T (p.T28A, p.M87V, p.G126S, p.F196S, p.R301C) and four synonyms: c.126C>T, c.354C>T, c.618G>A, c.933A>G. Based on haplotype analysis, the dominant allele (E), recessive (e) and wild type (E+) in this gene are proposed. Black/brown-black alpacas have E allele in homozygosis and/or heterozygosis. In exon 4 of ASIP gene, two non-synonymous polymorphisms (c.292C>T, c.353G>A) and 57 bp deletion (c.325_381del) were identified. Based on this, three alleles with loss of function a1, a2, a3 were proposed, they are present in black/brown-black, dark brown and light alpacas, while the wild allele (A+) in homozygosis was present in 50 percent of white alpacas, 18.18 percent of light brown and 100 percent of vicuñas. The a1, a2, a3 alleles of ASIP gene in combination with E allele of MC1R gene define the colors black and brown-black. Brown alpacas have greater allelic variability in MC1R and ASIP genes with heterozygous genotypes, resulting in a great phenotypic diversity. In conclusion, the color of alpaca fleece is due to different alleles of MC1R and ASIP genes, these proposed alleles and genotypes will contribute to selection of black and brown Huacaya alpacas, improving uniform fleece production.