Genome-wide association analysis and pathways enrichment for lactation persistency in Canadian Holstein cattle

Citation

Do DN, Bissonnette N, Lacasse P, Miglior F, Sargolzaei M, Zhao X & Ibeagha-Awemu EM 2017 Genome-wide association analysis and pathways enrichment for lactation persistency in Canadian Holstein cattle. J Dairy Sci 100(3) 1955-1970

Résumé en langage clair

L'objectif de cette étude était de trouver des marqueurs génétiques (biomarqueurs) associés à la persistance de la lactation. La persistance de la lactation est la capacité de maintenir un rendement laitier élevé après la production maximale de lait qu'on appelle aussi le pic de lactation. Cette étude faisait partie d'une grande étude visant à remodeler la courbe de lactation afin d'améliorer la production laitière. Cette étude a porté spécifiquement sur la détection des biomarqueurs qui serviront lors de la sélection génétique à améliorer la persistance de la lactation. L'information sur la persistance de la lactation pour 3 796 vaches Holstein canadiennes a été calculée à partir des relevés de lactation de première, deuxième et troisième parité. Cinquante mille biomarqueurs éparpillés dans le génome bovin (vache) (matériel génétique) ont été associés à des informations sur la persistance de la lactation en utilisant des méthodes statistiques. L'étude a révélé des biomarqueurs candidats potentiels et des gènes pour la persistance de la lactation, et les voies biologiques impliquées dans la biologie de la persistance de la lactation. Cette information peut être utilisée pour sélectionner des vaches avec une persistance de la lactation plus élevée (ou un rendement de lait plus élevé). Cette étude a fourni des informations de base pour explorer la biologie de la persistance de la lactation. Il a également ajouté à la liste des biomarqueurs pour la persistance de la lactation qui peut être utilisé pour la validation et pour l'intégration dans les programmes de sélection pour une forte persistance de l'allaitement.

Résumé

La persistance de la lacation (PL), définie comme le taux de diminution du rendement du lait après le pic du lait, est un facteur économiquement important pour l'industrie laitière. L'amélioration de PL est considérée comme une méthode alternative valable pour augmenter la production globale de lait. Elle ne cause pas le bilan énergétique negative et d'autres problèmes de santé que les vaches éprouvent lors de la production de lait de pointe. Cependant, on connaît peu la biologie de PL. Une étude d'association à l'échelle du génome (GWAS) et l'identification des voies métaboliques ont été utilisées pour explorer les mécanismes génétiques qui sous-tendent PL. Le GWAS a été réalisé en utilisant un modèle linéaire mixte de régression univariée sur des données LP de 3 796 vaches et 44 100 polymorphismes à un seul nucléotide (SNP). Huit et 47 SNP ont été associés de manière significative et suggestive à PL, respectivement. Les 2 régions de loci à caractère quantitatif les plus importantes pour PLont été (1) une région de 106 à 108 Mb sur Bostomurus autosome (BTA) 5, où se trouvait le SNP le plus important (ARS-BFGL-NGS-2399) et a également formé un Bloc de déséquilibre de liaison avec 3 autres SNP; Et (2) une région de 29,3 à 31,3 Mb sur BTA 20, qui contenait 3 SNP significatifs. Selon les positions physiques, MAN1C1, MAP3K5, HCN1, TSPAN9, MRPS30, TEX14 et CCL28 sont des gènes candidats potentiels pour PLcar le SNP significatif était localisé dans leurs régions introniques. Les analyses d'enrichissement d'une liste de 536 gènes dans des régions flanquantes de 0,5 Mb de SNP significatif et suggestif indiquent que la synthèse des composants du lait, la régulation des processus d'apoptose cellulaire et l'insuline, et les voies de signalisation de la prolactine sont importantes pour LP. Les régulateurs en amont pertinents pour les gènes candidat postaux LP étaient la prolactine (PRL), le récepteur activé par le proliférateur de peroxysome (PPARG) et le récepteur tyrosine kinase 2 d'Erb-B2 (ERBB2). Plusieurs réseaux liés au développement cellulaire, à la prolifération et à la mort ont été significativement enrichis pour les gènes candidats post positionnaires. En conclusion, cette étude a détecté plusieurs SNP, des gènes et des régions intéressantes pour la cartographie fine et la validation des gènes candidats et SNP pour une utilisation potentielle dans la sélection de LP améliorée. Cette étude a également permis de mieux comprendre la biologie de LP qui aidera à donner la priorité aux gènes candidats sélectionnés pour la validation et l'application fonctionnelles.