Comparison of different DNA extraction methods from hair root follicles to genotype Finnish Landrace boars with the Illumina PorcineSNP60 BeadChip

Abstract

Viime aikoina uuden sukupolven sekvensointimenetelmät ovat mahdollistaneet useiden lajien koko genomin sekvensoinnin. Sekvenssitietoon perustuen on kehitetty genotyypityssiruja, joiden käyttö kuitenkin vaatii laadukasta DNA:ta. Perinteisesti DNA:n eristämiseen on käytetty veri-, sperma- tai kudosnäytteitä, joiden kerääminen kuitenkin on kallista, aikaa vievää ja stressaavaa eläimille. Karvanäytteitä on aiemmin käytetty yksittäisten geenimerkkien genotyypitykseen, mutta heikko DNA:n laatu on estänyt luotettavan sirugenotyypityksen karvanäytteistä. Mahdollisuus käyttää karvatupesta eristettyä DNA:ta sirutyypityksiin mahdollistaisi jo olemassa olevien näytteiden ja laajojen aineistojen genotyypityksen sirutekniikalla. Tässä tutkimuksessa olemme kehittäneet ja testanneet eri menetelmiä laadukkaan DNA:n eristämiseksi sikojen karvatupesta ja analysoitavaksi PorcineSNP60 Genotyping BeadChip-genotyypityssirulla (Illumina). Parhaan DNA konsentraation ja puhtauden antanut menetelmä valittiin 273n karvanäytteen analysointiin. Kun DNAn konsentraatio oli yli 30ng/µl, karvatupesta eristetty DNA tuotti sirugenotyypityksessä yhtä luotettavia tuloksia kuin spermasta eristetty DNA (onnistumisprosentti >99%). Tulokset myös todistavat PorcineSNP60-genotyypityssirun sopivuuden suomalaisen maatiaissikapopulaation analysointiin.

Recent developments in sequencing methods have enabled whole genome sequencing of several species and the available sequence information has allowed the development of high throughput genotyping chips. However, these genotyping methods require high quality DNA. The possibility to genotype samples based on DNA from non-invasive sources would permit retrospective genotyping of previously collected samples and also facilitate the analysis of large populations e.g. for genomic selection. In this study we have developed and evaluated different DNA preparation methods from porcine hair root follicles for high throughput genotyping with the PorcineSNP60 Genotyping BeadChip (Illumina). We describe a method for DNA extraction from porcine hair root samples, which produces results from high throughput genotyping with the same high degree of accuracy as previously reported for DNA extracted from sperm, blood or tissue samples. This method was used for the genotyping of 273 hair follicle samples. When the DNA concentration was > 30 ng/ìl all samples had the same high call rate ( > 99%) as sperm samples confirming the robustness of this DNA extraction method for high throughput genotyping. Our data also establishes the suitability of the PorcineSNP60 BeadChip for genotyping the Finnish Landrace population.