Mapping the naked neck (NA) and polydactyly (PO) mutants of the chicken with microsatellite molecular markers

Frederique Pitel (1) , Romain Bergé (1) , Gérard Coquerelle (2) , R. Crooijmans , Martien A.M Groenen , Alain Vignal (1) , Michèle Tixier-Boichard (2)

1 LGC - Laboratoire de Génétique Cellulaire
2 GEDANIM - Génétique et Diversité Animales

The bulked segregant analysis methodology has been used to map, with microsatellite markers, two morphological mutations in the chicken: polydactyly (POPOPO) and naked neck (NANANA). These autosomal mutations show partial dominance for NANANA, and dominance with incomplete penetrance for POPOPO. They were mapped previously to different linkage groups of the classical map, POPOPO to the linkage group IV and NANANA being linked to the erythrocyte antigen CPPP. An informative family of 70 offspring was produced by mating a sire, heterozygous for each of the mutations, to 7 dams homozygous recessive for each locus. Three DNA pools were prepared, pool POPOPO included 20 chicks exhibiting at least one extra-toe, pool NANANA included 20 non-polydactyly chicks showing the typical phenotype associated with heterozygosity for the naked neck mutation, and pool NP included 20 chicks exhibiting neither of the mutant phenotypes. Typings were done on an ABI-373 automatic sequencer with 147 microsatellite markers covering most of the genome. An unbalanced distribution of sire marker alleles were detected between pool POPOPO, and pools NANANA and NPNPNP, for two markers of chromosome 2p, MCW0082 and MCW0247. A linkage analysis taking into account the incomplete penetrance of polydactyly (80% ) was performed with additional markers of this region and showed that the closest marker to the POPOPO locus was MCW0071 (5 cM, lod score = 9). MCW0071 lies within the engrailed gene EN2EN2EN2 in the chicken. In the mouse, the homologous gene maps on chromosome 5, close to the hemimelic extra-toes mutation HxHxHx. In the case of the NA locus, markers of chromosome 3 were selected because CPPP was mapped on this chromosome. Analysis of individual typings showed a linkage of 5.7 cM (lod score = 13) between the NA locus and ADL0237 in the distal region of chromosome 3q. These results contribute to connecting the former classical map to the molecular genetic map of the chicken, and open the way to the identification of the molecular nature of two developmental mutations of the chicken that are known to occur in many breeds of chickens.

Cartographie génétique des mutations " Cou Nu " et " Polydactylie " du poulet à l'aide de marqueurs microsatellites. Un protocole de localisation de gènes, qui utilise des typages moléculaires sur échantillons de mélanges, a été appliqué à la localisation de deux mutations morphologiques chez le poulet, " Cou Nu " (NANANA) et " Polydactylie " (POPOPO). Il s'agit de deux mutations autosomales, à dominance intermédiaire dans le cas de NANANA, à dominance avec pénétrance incomplète dans le cas de POPOPO. Elles étaient précédemment localisées dans la carte classique du poulet, sur le groupe de liaison IV pour le locus POPOPO, sur le groupe de l'antigène érythrocytaire CPPP pour le locus NANANA. Une famille informative de 70 descendants a été produite à partir d'un père double hétérozygote, accouplé à 7 mères homozygotes récessives pour chacun des locus POPOPO et NANANA. Trois mélanges d'ADN ont été préparés en fonction du phénotype des descendants : le mélange POPOPO comprenait 20 poulets portant au moins un doigt supplémentaire, le mélange NANANA comprenait 20 poulets non polydactyles montrant le phénotype cou nu attendu chez un hétérozygote, le mélange NPNPNP comprenait 20 poulets ne présentant aucun des deux phénotypes mutants. Les typages sur les mélanges et les parents ont été réalisés sur un séquenceur automatique ABI 373 pour 147 marqueurs microsatellites couvrant la plus grande partie du génome. Une distorsion de transmission des allèles paternels aux marqueurs a été détectée entre le mélange POPOPO d'une part et les mélanges NANANA et NPNPNP d'autre part, pour deux marqueurs localisés sur le chromosome 2p, MCW0082 et MCW0247. Les typages individuels ont permis de confirmer une liaison de 20 cM entre le locus POPOPO et MCW0082 (lod score = 5,75). L'utilisation de marqueurs supplémentaires de cette région a permis de localiser plus précisément le locus " Polydactylie " à une distance de 5 cM du marqueur MCW0071 (lod score = 9), en tenant compte d'un coefficient de 80 % de pénétrance du phénotype polydactyle. Le marqueur MCW0071 est situé dans le gène " engrailed " EN2EN2EN2, dont l'homologue murin est localisé sur le chromosome 5, très près du mutant HxHxHx associé à une polydactylie chez la Souris. En ce qui concerne le locus NANANA, les typages individuels ont été réalisés pour des marqueurs du chromosome 3, en raison de la localisation du locus CPPP sur ce chromosome, et d'une transmission anormale, dans le mélange NANANA, des allèles paternels du marqueur ADL0237 de ce chromosome. L'analyse de liaison a permis de localiser le locus " Cou Nu " à 5,7 cM de ADL0237 (lod score = 13), en position distale du chromosome 3q. Ces résultats contribuent à connecter l'ancienne carte génétique classique du poulet avec la carte moléculaire actuelle, et ouvrent la voie vers l'identification de la nature moléculaire de deux mutations du développement chez le poulet, qui sont présentes dans les races actuelles.

Domaines: Génétique

Frederique Pitel, Romain Bergé, Gérard Coquerelle, R. Crooijmans, Martien A.M Groenen, et al.. Mapping the naked neck (NA) and polydactyly (PO) mutants of the chicken with microsatellite molecular markers. Genetics Selection Evolution, 2000, 32 (4), pp.73-86. ⟨10.1051/gse:2000107⟩. ⟨hal-02696763⟩