Мульти

Apr 24, 2024

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 12664 (2023) Цитировать эту статью

59 доступов

5 Альтметрика

Подробности о метриках

Бесплодие или недостаточное оплодотворение является серьезным препятствием для устойчивого производства крупного рогатого скота, в том числе телок. Развитие телок, которые не производят телят в оптимальный период времени, является решающим фактором для рентабельности и устойчивости отрасли крупного рогатого скота. Параллельно с этим телки являются отличной биомедицинской моделью для понимания основной этиологии бесплодия, поскольку хорошо питающиеся телки все равно могут быть бесплодными, в основном из-за присущих им физиологических и генетических причин. Используя чип однонуклеотидного полиморфизма (SNP) высокой плотности, мы собрали генотипические данные, которые были проанализированы с использованием анализа ассоциации в PLINK с точным тестом Фишера. Мы также получили количественные данные транскриптома и данные протеома. Данные транскриптома анализировали с использованием теста квазиправдоподобия с последующим тестом Вальда, а тест правдоподобия и данные протеома анализировали с использованием обобщенной смешанной модели и t-критерия Стьюдента. Мы идентифицировали два SNP, значимо связанных с плодовитостью телок (rs110918927, chr12: 85648422, P = 6,7 × 10-7; и rs109366560, chr11:37666527, P = 2,6 × 10-5). Мы идентифицировали два гена с разным содержанием транскриптов (eFDR ≤ 0,002) между двумя группами (фертильные и субфертильные): белок, ассоциированный с плазматической мембраной адипоцитов (APMAP, содержание в 1,16 больше в фертильной группе) и динеин-аксонемальная промежуточная цепь 7 (DNAI7, 1,23 большая численность в субфертильной группе). Наш анализ показал, что белок альфа-кетоглутарат-зависимая диоксигеназа FTO был более распространен в плазме, собранной у фертильных телок, по сравнению с их субфертильными аналогами (FDR <0,05). Наконец, интегративный анализ трех наборов данных выявил ряд молекулярных особенностей (SNP, транскрипты генов и белки), которые позволили правильно распознать 21 из 22 телок на основе их категории плодовитости. Наш мультиомик-анализ подтверждает сложную природу женской фертильности. Очень важно то, что наши результаты также подчеркивают различия в молекулярном профиле телок, связанные с плодовитостью, которые выходят за рамки ограничений генетического фона, специфичного для породы.

Последние данные Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН показывают, что в 2020 году более 46% ежедневного потребления белка в мире приходилось на продукты животного происхождения (FAO-STATS). В 2020 году на долю говядины и молока пришлось 12,8% от общего объема поставок белка в мире (FAO-STATS). Эти цифры подчеркивают важность животноводства для поддержания растущего спроса на белок во всем мире1. Бесплодие или недостаточная фертильность является серьезным препятствием для устойчивого производства крупного рогатого скота2, в том числе телок. Например, примерно 15%3 и 5%4 телят мясного и молочного направления соответственно не телятся в возрасте 24 месяцев. Телки, отелившиеся в оптимальном возрасте, имеют большую продуктивность и долголетие в стаде5,6,7,8,9,10. Таким образом, выявление телок с оптимальной плодовитостью является многообещающим подходом к повышению устойчивости производства крупного рогатого скота.

Наследуемость племенных показателей плодовитости телок зачастую низкая у телок мясного11,12,13,14,15,16,17 и молочного направления18,19,20,21,22,23, что указывает на наличие множества генетических факторов, влияющих на этот комплекс. черта, выходящая за рамки аддитивных генетических эффектов. Еще одним потенциальным путем к пониманию бесплодия является использование молекулярного фенотипирования24. Новаторские усилия были сосредоточены на полногеномных ассоциативных исследованиях (GWAS) для выявления генетических маркеров, связанных с плодовитостью телок. 38, но лишь некоторые из них, похоже, воспроизводятся в разных популяциях37. Более поздние усилия также были сосредоточены на наборах данных транскриптома39,40,41 и метаболома42, характеризующих эти молекулы в образцах крови. Опять же, было выявлено ограниченное количество генов с разным количеством транскриптов в наборах данных39. Требуется много исследований для выявления молекулярных особенностей, которые могут помочь объяснить пригодность к фертильности.