Full genome inbreeding assessment of dairy cattle | Полногеномная оценка инбридинга у молочного скота

English. Modern molecular genetics allows identifying runs of homozygosity (ROH) in the animal genome indicating the presence of closely related crosses in the pedigree. The purpose of the research was to calculate the inbreeding coefficient for cows based on the full genome ROH data of Holsteinized Black-and-White cows from four breeding farms of the Leningrad region. From each herd from 46 to 85 animals were selected, a total of 263 heads. DNA for genotyping with BovineSNP50 chip was isolated from the blood by the phenol-chloroform method. Criteria for editing genotypes were the following: SNPs (single nucleotide polymorphism) with the frequency of occurrence in the genome of cows less than 5% were removed; SNPs genotypes that did not satisfy the Hardy-Weinberg distribution with confidence p=0.0001 were removed. As a result of the editing of 54,609 SNPs, 43,298 SNPs remained. The quality of genotyping (QS) was 0.99. ROHs in the cow genome were identified using Plink 1.9 software. The ROH selection criteria were as follows: the scanning frame included 50 SNPs; heterozygous SNPs in ROH were banned; the number of missing SNPs in ROH was no more than two. The scanning of the genome of 263 cows showed that the average number of ROH per genome varied from 23 to 25. The average length of ROH in the cow genome varied from 6729 kbp to 7220 kbp (kilobase pairs). Thus, the total ROH length of individual animals ranged from 24 Mbp to 380 Mbp (megabase pairs). The calculated inbreeding coefficient for individual cows varied from 1.0 to 15.1%. The average inbreeding coefficient in four herds varied from 5.5% to 8.0%. Thus, molecular indicators based on ROH allow evaluating the inbreeding coefficient of cows in herds, and this method should be used in breeding.

Russian. Современная молекулярная генетика позволяет идентифицировать в геноме животных протяженные гомозиготные районы (ROH), свидетельствующие о наличии близкородственных скрещиваний в родословной. Целью исследования было рассчитать коэффициент инбридинга у коров, исходя из полногеномных ROH-данных голштинизированных черно-пестрых коров из 4племенных заводов Ленинградской области. Из каждого стада отбирали от 46 до 85 животных, всего 263 головы. ДНК для генотипирования чипом BovineSNP50 выделяли из крови фенол-хлороформным методом. Критерии редактирования генотипов были следующими: SNPs (Singlenucleotidepolymorphism – однонуклеотидный полиморфизм) c частотой встречаемости в геноме коров менее 5% удаляли; генотипы SNPs, не удовлетворяющие распределению Харди-Вайнберга с достоверностью p = 0,0001, удаляли. В результате редактирования из 54609 SNPs осталось 43298. Качество генотипирования (QS) составило 0,99. Выявление ROH в геноме коров осуществляли с использованием пакета программ Plink 1.9. Критерии отбора ROH следующие: рамка сканирования включала 50 SNPs; введен запрет на гетерозиготные SNPs в ROH; число пропущенных SNPs в ROH не более двух. В результате сканирования генома 263 коров среднее число ROH на геном составило от 23 до 25. Средняя длина ROH в геноме коров варьировала от 6729 до 7220 т.п.н. (тысяч пар нуклеотидов). При этом суммарная длина ROH у отдельных животных составляла от 24 до 380 м.п.н. (миллионов пар нуклеотидов). Рассчитанный коэффициент инбридинга у отдельных коров варьировал от 1,0 до 15,1%. Средний коэффициент инбридинга в 4стадах составлял от 5,5 до 8,0%. Таким образом, молекулярные показатели на основе ROH позволяют оценить коэффициент инбридинга у коров в стадах, и этот метод следует использовать в селекционной работе.