پويش ژنگاني نشانه‌هاي انتخاب مرتبط با بيماري ورم پستان در گاو هلشتاين آلماني

Genomic scan for selection signatures associated with mastitis in German Holstein cattle

اهلي­ سازي و انتخاب به‌شدت در ويژگي‌هاي ظاهري و رفتاري حيوان‌هاي اهلي امروزي تغيير ايجاد كرده است. در اين مسير انتخاب­ هاي انجام‌شده توسط انسان نشانه ­هاي قابل شناسايي را در ژنگان (ژنوم) گاوهاي امروزي به جا گذاشته كه آشكار­سازي اين نشانه­ ها مي­تواند به اصلاح و بهبود ژنتيكي صفات مهم اقتصادي در اين دام‌ها كمك كند. امروزه بيماري ورم پستان يكي از مهم‌ترين چالش ­هاي اقتصادي در صنعت گاو شيري است كه به‌طور عمده به دليل انتخاب گسترده در دهه ­هاي اخير براي افزايش توليد شير به وجود آمده است. در اين تحقيق با هدف شناسايي مناطق ژنگاني مرتبط با ورم پستان، از اطلاعات طرح ملي گاو شيري هلشتاين آلمان استفاده شد. نمونه­ ها با استفاده از آرايه­ هاي Illumina Bovine 50K SNP تعيين نژادگان (ژنوتيپ) شدند. 133 راًس دام بيمار و 133 راًس دام سالم بر پايۀ اطلاعات ثبت‌شده در رابطه با ابتلا به ورم پستان در نخستين دورۀ شيردهي براي جستجوي نشانه­ هاي انتخاب با استفاده از آمارۀ تمايز جمعيتي تتا انتخاب شدند. با در نظر گرفتن صدك 99/9 كل ارزش­ هاي تتا، ده ناحيۀ ژنگاني روي كروموزوم­ هاي 1 (2 ناحيه)، 3، 5، 6، 14 (2 ناحيه)، 21 (2 ناحيه) و 28 شناسايي شد. بررسي­ هاي بيشتر داده‌هاي زيستي (بيوانفورماتيكي) نشان داد، ژن­ هاي موجود در اين مناطق با سامانۀ ايمني و بيماري­ هاي خود ايمني، شبكۀ عصبي، انواع سرطان از جمله سرطان پستان و توليد شير مرتبط هستند. در مجموع، نتايج اين تحقيق مي­تواند منبع اطلاعاتي ارزشمندي درزمينۀ شناسايي مناطق ژنگاني و درنتيجه ژن­هاي مرتبط با ورم پستان در گاو شيري فراهم آورد.

Domestication and selection has changed behavioral and phenotypic characteristics in modern domestic animals significantly. The selection of animals by humans left detectable signatures on the genome of modern cattle. The identification of these signals can help us to improve the genetic characteristics of economically important traits in cattle. Nowadays, mastitis is one of the main economically important diseases in dairy cattle that mostly caused by intense selection for milk production in recent decades. In this study the genomic regions associated with mastitis, the genomic data of national project in Germany Holstein dairy cattle was used to identify. The samples were genotyped using Illumina Bovine 50K SNP. 133 case and 133 control cows were chosen for investigating of selection signatures using Theta (θ) population differentiation statistics. With 99.90 percentile threshold of the obtained Theta (θ) values, 10 genomic regions on chromosomes 1 (2 regions), 3, 5, 6, 14 (2 regions), 21 (2 regions) and 28 were identified. Further investigation using bioinformatics tools showed these genomic regions overlapped with the genes associated with immune system, autoimmune diseases, different type of cancers expressly breast cancer and milk production. In conclusion, the results of this study may provide an important source to facilitate the identification of genomic regions and then, the genes affecting mastitis in dairy cows.