Určování pohlaví ptáků na základě DNA
Určování pohlaví ptáků je pro mnoho druhů zásadní v oblasti chovu či ochrany ohrožených druhů. Na rozdíl třeba od savců, kde lze pohlaví snadno určit podle vnějších pohlavních znaků, je u ptáků často obtížné rozeznat samce a samice pouze na základě jejich vzhledu (pohlavního dimorfismu). Tradiční metody, jako je pozorování chování nebo pohlavní dimorfismus, mohou být nepřesné nebo neúčinné. Díky moderním molekulárně-biologickým technikám lze dnes pohlaví ptáků určit rychle a spolehlivě na základě analýzy genu CHD1.
Pohlavní chromozomy u ptáků
Ptáci mají odlišný systém pohlavních chromozomů než savci. Zatímco u savců je určování pohlaví založeno na systému XY, kde samci mají pohlavní chromozomy XY a samice XX, u ptáků se používá systém ZW. V tomto systému mají samice pohlavní chromozomy ZW, zatímco samci mají chromozomy ZZ.
Proč se používá gen CHD1?
Gen CHD1 (Chromodomain Helicase DNA Binding Protein 1) se nachází jak na chromozomu Z, tak i na chromozomu W. To znamená, že samci, kteří mají dva chromozomy Z, budou mít dvě kopie genu CHD1 ze Z chromozomu, zatímco samice mají jednu kopii genu CHD1 z chromozomu Z a druhou z chromozomu W. Klíčovým rozdílem je, že CHD1 gen na chromozomu Z a W se od sebe liší v některých částech své sekvence. Toho lze využít k identifikaci pohlaví.
Metoda určování pohlaví pomocí CHD1
Určení pohlaví pomocí DNA je přesná a relativně jednoduchá metoda založená na rozdílech délky specifické části genu CHD1 u obou chromozomů Z a W. Spočívá v izolaci DNA, PCR metodě, která namnoží potřebnou část genu CHD1 a v tzv. elektroforéze, pomocí níž analyzujeme namnožený úsek.
Vzorek DNA se může izolovat z různých materiálů. Nejčastěji se u ptáků izoluje z peří a krve, ale mohou to být i skořápky vajec či stěr ze zobáčku. V případě peří se odebírá několik pírek z hrudníčku a pro izolaci DNA je důležitá folikulární část peří, tedy kořínek peří. Tato část obsahuje buňky s jádry, které obsahují genetický materiál. Někdy se po vytržení na kořínku peří objeví i stopa krve, která také obsahuje DNA a zvyšuje tedy množství materiálu pro izolaci DNA. Pak je nutné nechat pírko chvíli zaschnout. Krom této krve se pro izolaci DNA ptáků používá i krev odebraná z nožičky na sterilní vatový tampón či gázu. Tento odběr krve provádí veterinární lékař nebo osoba kvalifikovaná k takovým odběrům. Pro více informací o vzorcích pro dekódování DNA ptáků u nás se můžete podívat na odběrové sady nebo do sekce Vzorky.
Výhody metody
- Vysoká přesnost: Umožňuje přesné určení pohlaví i u druhů, kde je pohlaví vizuálně nerozlišitelné.
- Rychlost: Výsledky lze získat relativně rychle. V Dekódovně jsou výsledky zpravidla hotové do 5 pracovních dní.
- Univerzálnost: Funguje pro širokou škálu ptačích druhů.
- Do jisté míry šetrná k ptákům: Stačí malý vzorek peří nebo krve, což minimalizuje stres pro zvíře. U nás v Dekódovně jsme zastánci toho, aby byl odběr vzorku pro zvíře vždy co nejméně stresující a pokud možno bezbolestný.
Kdo může tuto metodu využít?
Metoda molekulárního určování pohlaví pomocí DNA je široce využitelná v různých oblastech:
- Ornitologové: Pro sledování populace nebo pro vědecký výzkum, kde je často důležité přesné rozlišení pohlaví jedinců ve volné přírodě.
- Chovatelé ptáků: V chovech papoušků, dravců nebo jiných ptáků, kde je důležité znát pohlaví pro správné párování a chovné programy.
- Zoologické zahrady a ochranářské organizace: Při snahách o zachování ohrožených druhů ptáků je určení pohlaví klíčové pro udržení genetické rozmanitosti a správného rozmnožování.
- Veterinární lékaři: V klinické praxi, kde je třeba rychle a přesně určit pohlaví u nově narozených nebo mladých jedinců, kteří nejsou ještě pohlavně dospělí.
Závěrem
Použití genu CHD1 pro určování pohlaví ptáků představuje spolehlivý a rychlý způsob, jak získat přesné informace o pohlaví ptáků. Tato metoda je široce využívána u chovatelů, v ochranářských projektech a vědeckém výzkumu, a to přispívá k lepšímu pochopení biologie ptáků i k jejich ochraně.
V Dekódovně pro vás rádi určíme pohlaví ptáků na základě jejich DNA a také připravíme odběrovou sadu, která obsahuje vše potřebné pro odběr vzorků. Pokud vás cokoliv zajímá, klidně se na nás obraťte, jsme tu od toho :-).
Zdroje:
Bello, N., Francino, O., & Sánchez, A. (2001). Isolation of genomic DNA from feathers. Journal of veterinary diagnostic investigation : official publication of the American Association of Veterinary Laboratory Diagnosticians, Inc, 13(2), 162–164. https://doi.org/10.1177/104063870101300212
Dawson Pell, F. S. E., Hatchwell, B. J., Ortega-Segalerva, A., Dawson, D. A., Horsburgh, G. J., & Senar, J. C. (2020). Microsatellite characterisation and sex-typing in two invasive parakeet species, the monk parakeet Myiopsitta monachus and ring-necked parakeet Psittacula krameri. Molecular biology reports, 47(2), 1543–1550. https://doi.org/10.1007/s11033-019-05215-6
Fridolfsson, A.-K., & Ellegren, H. (1999). A Simple and Universal Method for Molecular Sexing of Non-Ratite Birds. Journal of Avian Biology, 30(1), 116–121. https://doi.org/10.2307/3677252
Griffiths, R., Double, M. C., Orr, K., & Dawson, R. J. (1998). A DNA test to sex most birds. Molecular ecology, 7(8), 1071–1075. https://doi.org/10.1046/j.1365-294x.1998.00389.x
Huynen, L., Millar, C. D., & Lambert, D. M. (2002). A DNA test to sex ratite birds. Molecular ecology, 11(4), 851–856. https://doi.org/10.1046/j.1365-294x.2002.01483.x
Nate W. Kahn, St. John, J., & Quinn, T. W. (1998). Chromosome-Specific Intron Size Differences in the Avian CHD Gene Provide an Efficient Method for Sex Identification in Birds. The Auk, 115(4), 1074–1078. https://doi.org/10.2307/4089527
Russello, M. A., & Amato, G. (2001). Application of a noninvasive, PCR-based test for sex identification in an endangered parrot, Amazona guildingii. Zoo biology, 20(1), 41–45. https://doi.org/10.1002/zoo.1004