Genome-wide association studies for somatic cells count and their morphological differentiation in cows' milk | Полногеномный анализ ассоциаций с количеством соматических клеток и их дифференциацией по видам в молоке коров

English. The aim of the work is to search genome-wide associations with the somatic cells (SC) count and their differentiation in the milk of Holsteinized Black-and-White cows. 2814 samples of raw milk obtained during control milking sessions were studied. To determine the number of SC and their differentiation by morphological types (leukocytes and polymorphonuclear neutrophils), automatic analyzer Fossomatic 7 DC was used. For genotyping of 144 cows, a GGP Neogen 150K high-density biochip was used. After quality control of genotypes, 110884 single nucleotide polymorphisms per an animal were selected for further work. The dynamics of changes in daily milk yield and assessment of the number of SC in the milk of cows during lactation was analyzed. It is shown that the polynomial trend for SC had an inverse relationship with a similar trend for daily milk yield. A GWAS analysis for the number of SC, their normalized (logarithmic) evaluation and differentiation, showed common polymorphisms on chromosomes 1, 5, 8, 9, 14, 20, 21, 23, 26, and 29, while the number of annotated genes was 56. Comparison of own results and those confirmed by other authors made it possible to establish that 12 genes (P=0.000003–0.003130) were directly related to SC in milk, milk flow rate and resistance to mastitis. In addition, these genes were associated with milk production traits, reproductive features, conformation, productive longevity and susceptibility to diseases which indicates a genetic relationship of these traits to cow udder health. The largest number of loci of quantitative trait associated with somatics was found on cattle chromosome 20 which included 6 most significant genes: NPR3, ANKRD55, PTGER4, ADAMTS12, CTNND2, PDZD2. The results obtained can be used in a livestock breeding program after testing on a larger number of dairy cows.

Russian. Цель работы - поиск полногеномных ассоциаций с количеством соматических клеток (СК) и их дифференциацией в молоке коров голштинизированной черно-пестрой породы. Изучено 2814 образцов сырого молока, полученных при проведении контрольных доек. Для определения количества СК и дифференциации их по морфологическим видам (лейкоциты и полиморфно-ядерные нейтрофилы) использовали автоматический анализатор Fossomatic 7 DC. Для генотипирования 144 коров применяли биочип высокой плотности GGP Neogen 150K. После проведения контроля качества генотипов отобрали для дальнейшей работы по 110884 однонуклеотидных полиморфизма на каждое животное. Проанализирована динамика изменения суточного удоя и оценки количества СК в молоке коров в течение лактации. Показано, что полиномиальный тренд для СК имел обратную зависимость с аналогичным трендом для суточного удоя молока. При GWAS-анализе для количества соматических клеток, их нормированной (логарифмической) оценке и дифференциации наблюдались общие полиморфизмы на хромосомах 1, 5, 8, 9, 14, 20, 21, 23, 26 и 29, при этом число аннотированных генов составило 56. Сопоставление собственных результатов и подтвержденных другими авторами позволило установить, что 12 генов (P=0,000003-0,003130) имели непосредственную сопряженность с СК в молоке, скоростью молокоотдачи и устойчивостью к маститу. Кроме того, эти гены были сопряжены с показателями молочной продуктивности, репродуктивными качествами, экстерьером, продуктивным долголетием и восприимчивостью к заболеваниям, что указывает на генетическую взаимосвязь данных признаков с показателями здоровья вымени коров. Наибольшее число локусов количественных признаков, ассоциированных с соматикой, обнаружено на хромосоме 20 крупного рогатого скота, в которых находились 6 наиболее значимых генов: NPR3, ANKRD55, PTGER4, ADAMTS12, CTNND2, PDZD2. Полученные результаты после апробации на большем поголовье молочных коров могут быть использованы в программе разведения скота.