Die Genomreaktion auf künstliche Selektion: Eine Fallstudie bei Milchkühen

Milchviehzucht wurde in den letzten fünfzig Jahren intensiver künstlicher Selektion zur Verbesserung der Milchproduktionseigenschaften unterzogen. In dieser Studie haben wir einen umfassenden Genomscan zur Differenzierung durchgeführt, indem wir 42.486 SNPs in den drei wichtigsten französischen Milchviehzüchten (Holstein, Normande und Montbéliarde) verwendet haben, um die Hauptwege und Regionen zu identifizieren, die von dieser Selektion betroffen sind. Nach der Analyse der Populationsstruktur schätzten wir F(ST) innerhalb und zwischen den drei Rassen für jeden SNP unter einem reinen Driftmodell. Darüber hinaus betrachteten wir zwei verschiedene Strategien, um den Selektionsdruck auf das Genomniveau zu bewerten. Erstens ermöglichte das Glätten der F(ST)-Werte über jedes Chromosom mit einem lokalen variablen Bandbreiten-Kernschätzer die Identifizierung von 13 hochsignifikanten Regionen, die starker und/oder jüngster positiver Selektion unterlagen. Einige von ihnen enthielten Gene, bei denen bereits kausale Varianten mit starkem Einfluss auf Milchproduktionseigenschaften (GHR) oder Färbung (MC1R) berichtet wurden. Um die beobachteten Signaturen der Selektion weiter zu interpretieren, konzentrierten wir uns anschließend auf die Annotation differenzierter Gene, die gemäß dem F(ST)-Wert von SNPs, die in ihrer Nähe oder innerhalb dieser lokalisiert sind, definiert wurden. Zu diesem Zweck führten wir eine umfassende Netzwerk-Analyse durch, die auf eine zentrale Rolle der somatotropen und gonadotropen Achsen bei der Reaktion auf Selektion hinwies. Insgesamt werfen diese Beobachtungen ein Licht auf den Antagonismus auf Genomebene zwischen Milchproduktion und Fortpflanzungseigenschaften bei hochleistenden Milchkühen.