Genetic Diversity and Expression of the Chicken Toll-like Receptor 7 Gene in the Nigerian Unimproved Native and Isa Brown Commercial Layer Chickens

Abstract

The chicken toll-like receptor 7 (chTLR7) gene is a member of a multigene family that is responsible for recognition of pathogens in vertebrates. The toll-like receptor gene family has been investigated in different breeds of chicken, however, there is dearth of information on the diversity of the chTLR7 gene in the Nigerian native chicken population. This work was aimed at investigating the genetic diversity at the chTLR7 gene and its expression in the Nigerian unimproved native and ISA Brown commercial layer chickens. The chicken population used in this study were naked neck, frizzle and normal-feathered native chickens from Guinea savannah and rain forest regions, the Fulani ecotype chickens and ISA Brown commercial layer chickens. The Sanger sequencing approach was used to sequence the chTLR7 gene of DNA samples isolated from each of the chicken population. Total RNA was extracted from the thymus and the liver tissues from two chickens from each of the populations studied. Complementary DNA (cDNA) was synthesized from total RNA for qPCR assay using SensiFASTTM cDNA preparation kit. The expression of cTLR7 gene was evaluated using SYBR Green qPCR reaction, with β-actin as the reference gene. The estimates of nucleotide diversity, gene flow, genetic distance and nearest-neighbour statistics were in the ranges of 0 to 0.019, -0.096 to 0.400, 0.007 to 0.054 and 0.227 to 0.714, respectively. These suggest that the native chickens and ISA Brown layer chicken were not genetically differentiated at the chTLR7 gene, hence could belong to the same panmictic population. However, expression of the chTLR7 gene in the thymus and liver differed significantly (P<0.01) among the chicken populations, with the rain forest naked neck native chicken showing the highest chTLR7 gene expression. However, ISA Brown commercial layer chicken had the lowest chTLR7 expression. The observed differences in chTLR7 gene expression suggests that the Nigerian unimproved native chickens could have more antiviral response than ISA Brown commercial layer chicken.

Le gène du récepteur Toll-like 7 chez la poule (chTLR7) est un membre d'une famille multigénique responsable de la reconnaissance des pathogènes chez les vertébrés. La famille des gènes des récepteurs Toll-like a été étudiée dans différentes races de poules, cependant, il y a un manque d'informations sur la diversité du gène chTLR7 dans la population de poules indigènes nigérianes. Ce travail visait à étudier la diversité génétique du gène chTLR7 et son expression chez les poules indigènes nigérianes non améliorées et les poules commerciales ISA Brown. La population de poules utilisée dans cette étude comprenait des poules à cou nu, des poules frisées et des poules à plumes normales provenant des régions de savane guinéenne et de forêt tropicale, les poules écotypes Fulani et les poules commerciales ISA Brown. La méthode de séquençage Sanger a été utilisée pour séquencer le gène chTLR7 à partir d'échantillons d'ADN isolés de chaque population de poules. L'ARN total a été extrait des tissus du thymus et du foie de deux poules de chaque population étudiée. L'ADN complémentaire (ADNc) a été synthétisé à partir de l'ARN total pour le test qPCR en utilisant le kit de préparation SensiFAST™ ADNc. L'expression du gène cTLR7 a été évaluée à l'aide de la réaction qPCR avec SYBR Green, avec la β-actine comme gène de référence. Les estimations de la diversité desnucléotides, du flux génétique, de la distance génétique et des statistiques des plus proches voisins étaient dans les plages de 0 à 0,019, -0,096 à 0,400, 0,007 à 0,054 et 0,227 à 0,714, respectivement. Cela suggère que les poules indigènes et les poules commerciales ISA Brown n'étaient pas génétiquement différenciées au niveau du gène chTLR7, et pourraient donc appartenir à la même population panmictique. Cependant, l'expression du gène chTLR7 dans le thymus et le foie différait de manière significative (P<0,01) entre les populations de poules, avec les poules à cou nu de la forêt tropicale montrant la plus haute expression du gène chTLR7. En revanche, les poules commerciales ISA Brown avaient la plus faible expression du gène chTLR7. Les différences observées dans l'expression du gène chTLR7 suggèrent que les poules indigènes nigérianes non améliorées pourraient avoir une réponse antivirale plus forte que les poules commerciales ISA Brown.