دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایران مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 2228-6705 17 1 2025 03 21 Identification of genomic regions related to lactation persistency and milk production traits in different sheep breeds شناسایی مناطق ژنومی کاندیدای تحت انتخاب مثبت مرتبط با صفات تولید و تداوم شیردهی در نژادهای مختلف گوسفند 141 160 4737 10.22103/jab.2025.23541.1572 FA حسین محندی استادیار گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران. امیر حسین خلت آبادی فراهانی دانشیار گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران Journal Article 2024 05 31 Objective Lactation persistence and milk production are among the most economically important traits in the dairy sheep industry. Lactation persistency is defined as the ability of a sheep to maintain milk production at a high level after reaching peak production. Identifying selection signatures can provide valuable insights about the genes or genomic regions that have been under selection pressure, which in turn leads to a better understanding of genotype-phenotype relationships. This study aimed to identify genomic regions with positive selection signatures related to lactation persistency and milk production in sheep breeds using the FST method. Materials and Methods In this study, data from Zandi (96 samples), Chios (317 samples), and Valle del Belìce (481 samples) sheep, genotyped using a 50K BeadChip, were used to identify genomic regions under selection associated with milk traits. After quality control of the initial data using PLINK software, 36,605 SNP markers in 880 sheep were retained for further analysis. To identify the selection signatures, the statistical method of FST was employed using the FST software package. Candidate genes were identified by SNPs located in the top 0.1% of FST values. The GeneCards and UniProtKB databases were also used to interpret the functions of the identified genes. Results Using the FST approach, we identified ten genomic regions on chromosomes 1, 2, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 17, and 20 that were in the 99.9th percentile of all FST values. The identified candidate genes associated with milk and lactation persistency traits in these genomic regions included FAIM, CEP70, TLR4, SLC37A3, KDM7A, HERC6, NT5DC1, SPIDR, SMOX, and RNF144B. Genes located in these identified regions under selection were associated with milk production, milk fat synthesis, lactation persistency, inflammatory response, and immune system functions, which can be directly and indirectly related to milk production traits. Additionally, a review of the extracted QTLs showed that these QTLs are involved in economically important traits in sheep, such as milk yield, milk fat composition, milk fat percentage, and milk yield persistence. Conclusions The genes identified within these regions can be considered candidates under selection based on their functions. However, further association and functional studies are necessary to confirm the implications of the genes obtained from this analysis. The results of this research can be used to understand the genetic mechanisms controlling milk production and persistency traits. These findings could potentially support genetic selection in sheep for improved milk yield and lactation persistence following peak lactation. هدف: کل شیر تولیدی و تداوم شیردهی از مهمترین صفات اقتصادی در صنعت پرورش گوسفند می‌باشد. تداوم شیردهی بصورت توانایی حیوان جهت نگهداشتن تولید در سطح بالا بعد از اوج تولید تعریف می‌گردد. از طرف دیگر، شناسایی نشانه‌های انتخاب می‌تواند دیدگاه‌های ارزشمندی در مورد مناطق ژنومی که تحت انتخاب مثبت هستند فراهم کند. هدف از این مطالعه، شناسایی مناطق ژنومی تحت انتخاب مثبت و ژن‌های کاندیدای مرتبط با صفات تولید و تداوم شیردهی در نژادهای گوسفند شیری و غیر شیری از طریق روش‌‌های شناسایی ردپای انتخاب بود. مواد و روش‌ها: در این پژوهش از اطلاعات ژنوتیپی گوسفندان غیر خویشاوند مربوط به گوسفندان نژادهای زندی (96 رأس)، کایاس (317 رأس) و وال دِل بیلس (481 رأس) تعیین ژنوتیپ شده توسط آرایههای50K شرکت ایلومینا استفاده شد. پس از کنترل کیفیت دادههای اولیه تعیین ژنوتیپ شده در برنامه PLINK نهایتاً 36605 نشانگر SNP و 880 رأس دام وارد آنالیزهای بعدی شدند. برای شناسایی نواحی ژنومی تحت انتخاب از آزمون آماری برآوردگر نااریب FST (تتا) با کد نویسی در برنامه R استفاده شد. ژن‌‌های کاندیدا با استفاده از SNPهایی که در بازه‌ی 1/0 درصد ارزش بالای این آزمون واقع‌ شده بودند، شناسایی شدند. همچنین برای تفسیر بهتر عملکرد ژنهای به دست آمده از پایگاههای اطلاعاتی آنلاینGeneCards و UniProtKB استفاده شد. نتایج: نتایج حاصل از آماره تتا در این پژوهش منجر به شناسایی ده منطقه ژنومی روی کروموزومهای 1، 2، 4، 6، 8، 9، 11، 13، 17 و 20 بودند و در صدک 9/99 کل ارزش‌های تتا قرار داشتند. ژن‌های کاندیدای شناسایی شده مرتبط با صفات تولید و تداوم شیردهی در این مناطق ژنومی شامل ژن‌های FAIM، CEP70، TLR4، SLC37A3 ، KDM7A، HERC6، NT5DC1، SPIDR، SMOX و RNF144B بودند. آنالیز بیوانفورماتیکی نشان داد که مناطق ژنومی شناسایی شده با ژن‌های مؤثر بر در تولید شیر، سنتز و تولید چربی شیر، تداوم شیردهی، پاسخ التهابی و سیستم ایمنی بدن همپوشانی دارند. همچنین نتایج حاصل از بررسی QTL نشان داد مناطق ژنومی شناسایی شده با صفات عملکرد تولید، درصد چربی شیر، ترکیب اسیدهای چرب شیر و تداوم شیردهی در مطالعات پیشین همپوشانی دارند. نتیجه‌گیری: ژنهای متعددی که در نواحی شناسایی شده بر اساس عملکرد میتوانند بعنوان کاندیداهای تحت انتخاب مطرح باشند. به هر حال بررسی بیشتر ژنهای مرتبط با مناطق ژنومی بدست آمده از مطالعات جستجوی پویش ژنومی ضروری است. نتایج این تحقیق میتواند در درک ساز و کار ژنتیکی کنترل کننده صفات تولید شیر با هدف افزایش تولید شیر سالانه از طریق تداوم شیردهی بعد اوج شیردهی در طی یک دوره مورد استفاده قرار گیرد.

https://jab.uk.ac.ir/article_4737_fd258eadf7086809498e575c301d5c0a.pdf