Prospecção de assinaturas de seleção em regiões de QTL associadas com características reprodutivas em novilhas Nelore
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Data
2016-03-24
Autores
Montes Vergara, Donicer Eduardo [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Características reprodutivas, como a ocorrência de prenhez precoce, são mais importantes economicamente ao comparar-se com as características de crescimento. Desta forma, o aumento da taxa de fertilidade e emprego de animais geneticamente superiores é determinante no progresso da produtividade nas fazendas comerciais de produção de carne bovina. A seleção modifica as frequências alélicas de uma população ao transmitir as variantes gênicas mais interessantes. Considerando o desequilíbrio de ligação, alguns locos adjacentes às mutações favoráveis são transmitidos ao longo das gerações. Estes são conhecidos como assinaturas de seleção e podem ser identificados com o uso de “chips” de SNP e metodologias estatísticas adequadas. Com o objetivo de identificar assinaturas de seleção recentes em QTL previamente mapeados para características reprodutivas de fêmeas bovinas ligadas à precocidade sexual, foram genotipadas 2.035 fêmeas da raça Nelore (Bos taurus indicus) com o chip “Illumina BovineHD BeadChip”. Posteriormente foi inferida a fase de ligação dos SNPs e a reconstrução dos haplótipos. A detecção de assinaturas de seleção foi realizada por meio da aplicação da metodologia “Relative Extended Haplotype Homozygosity” (REHH). A identificação de genes que contribuem para a importância da característica nestas regiões foi feita com a ferramenta Map Viewer do “National Center for Biotechnology Information”- NCBI e GBrowse carregada com o genoma bovino versão UMD 3.1. Foram detectadas 2.756 regiões núcleo, com tamanho médio 27,6 ± 29,1 Kb, abrangendo 70,1 Mb dos 25 cromossomos estudados. Dos SNPs utilizados, 17.312 participaram da formação das regiões núcleo, com o mínimo de 10 no BTA27 e o máximo de 20 SNPs nos cromossomos 1, 3-7, 9-15,18-21, e 23-24. Foram identificadas 40 assinaturas de seleção recentes com diferentes níveis de significância e 56 genes A maioria dos genes localizados nas regiões de assinaturas de seleção tem relação com os processos biológicos de metabolismo mitocondrial, desenvolvimento pós-embrionário, regulação da taxa de ovulação e fertilidade, resposta imune, metabolismo de triglicerídeo, proliferação celular e neurônios receptores olfativos. A investigação de mecanismos regulatórios da expressão dos genes associados aos processos biológicos descritos pode oferecer conhecimentos sobre os mecanismos moleculares que afetam a característica ocorrências de prenhez precoce, na raça Nelore.
Some reproductive traits such as early pregnancy are more profitable than those related to growth. Increasing fertility rate and using genetically superior animals are crucial in productivity of meat commercial farms. Artificial selection modifies allele frequencies of a cattle population by transmitting the most significant gene variants. Considering linkage disequilibrium, some loci adjacent to favorable mutations are transmitted across generations. Known as signatures of selection, such locations can be identified by the SNP chips, and appropriate statistical methods. To determine recent selection signature in quantitative trait loci (QTL) previously mapped for reproductive cow features linked to sexual precocity, 2,035 Nelore (Bos taurus indicus) females were genotyped by Illumina Bovine chip. After, inferring the connection phase of SNPs allowed haplotype reconstruction. Selection signatures were detected by Relative Extended Haplotype Homozygosity (REHH) method. Genes supposedly important were recognized by Map Viewer from the National Center for Biotechnology Information (NCBI), and also through a loaded GBrowse with bovine genome UMD, version 3.1. A total of 2,756 core regions were detected, with an average size of 27.6 ± 29.1 Kb, covering 70.1 Mb of 25 chromosomes. 17,312 SNPs are involved in the formation of core regions with at least 10 on BTA27, and a maximum of 20 SNPs on 1, 3-7, 9-15, 18-21, and 23-24 chromosomes. We identify 40 possible recent selection signatures, with different levels of significance, and 56 positional candidate genes. Most of genes located in selection signature regions are related to biological processes of mitochondrial metabolism, post-embryonic development, ovulation rate regulation and fertility, immune response, triglyceride metabolism, cell proliferation, and olfactory receptor neurons. The investigation of regulatory mechanisms of gene expression associated with biological processes described can provide knowledge on the molecular mechanisms affecting characteristic of early pregnancy occurrences in Nellore.
Some reproductive traits such as early pregnancy are more profitable than those related to growth. Increasing fertility rate and using genetically superior animals are crucial in productivity of meat commercial farms. Artificial selection modifies allele frequencies of a cattle population by transmitting the most significant gene variants. Considering linkage disequilibrium, some loci adjacent to favorable mutations are transmitted across generations. Known as signatures of selection, such locations can be identified by the SNP chips, and appropriate statistical methods. To determine recent selection signature in quantitative trait loci (QTL) previously mapped for reproductive cow features linked to sexual precocity, 2,035 Nelore (Bos taurus indicus) females were genotyped by Illumina Bovine chip. After, inferring the connection phase of SNPs allowed haplotype reconstruction. Selection signatures were detected by Relative Extended Haplotype Homozygosity (REHH) method. Genes supposedly important were recognized by Map Viewer from the National Center for Biotechnology Information (NCBI), and also through a loaded GBrowse with bovine genome UMD, version 3.1. A total of 2,756 core regions were detected, with an average size of 27.6 ± 29.1 Kb, covering 70.1 Mb of 25 chromosomes. 17,312 SNPs are involved in the formation of core regions with at least 10 on BTA27, and a maximum of 20 SNPs on 1, 3-7, 9-15, 18-21, and 23-24 chromosomes. We identify 40 possible recent selection signatures, with different levels of significance, and 56 positional candidate genes. Most of genes located in selection signature regions are related to biological processes of mitochondrial metabolism, post-embryonic development, ovulation rate regulation and fertility, immune response, triglyceride metabolism, cell proliferation, and olfactory receptor neurons. The investigation of regulatory mechanisms of gene expression associated with biological processes described can provide knowledge on the molecular mechanisms affecting characteristic of early pregnancy occurrences in Nellore.
Descrição
Palavras-chave
Desequilíbrio de ligação, Genotipagem, REHH, Reprodução, SNPs, Genotyping, Linkage disequilibrium, Reproduction