Search for signatures of selection in the genomes of domestic goats (Capra hircus L.) raised in Russia using detection of ROH islands | Поиск следов селекции в геномах домашних коз (Capra hircus L.), разводимых в России, с помощью идентификации островков гомозиготности

English. The genomes of modern populations of farm animals were developed by long-term selection, signatures of which can be detected using bioinformatics approaches. The research aim is to search for the genes, which underlay selection pressure in the genomes of domestic goats bred in Russia based on identification of ROH islands. The goat sample included the following breeds: Altai White Down (n = 20), Altai Mountain (n = 33), Dagestan Downy (n = 34), Dagestan Wool (n = 20), Orenburg (n = 32) and Soviet Mohair (n = 29), as well as a population of Karachaev local goats (n = 36). Genomic studies of Saanen breed populations raised in Russia was performed earlier. Therefore, in this work, SNP profiles of the Saanen breed (n = 33) were used as a comparison group. DNA was extracted from ear notches using the DNA-Extran-2 kit (NPF Sintol LLC, Russia). SNP profiles were generated using the Illumina Goat SNP50 BeadChip DNA chip (Illumina, Inc., USA). ROH islands were found on the twelfth chromosome (CHI12) in the Altai Mountain, Soviet Mohair, and Dagestan Downy breeds, and on the eighteenth (CHI18) and twenty-fifth chromosomes (CHI25) in the Altai Mountain and Altai White Downy breeds. Genes were identified and annotated in all ROH islands. The ROH island on CHI12 included thirteen genes, which were common for four breeds, among which the most significant were the genes LATS2 (activation of lactogenesis and potential impact on reproduction), IL17D (immune function), IFT88 (association with cashmere fiber fineness), MRPL57 (regulation of the follicular phase of the estrous cycle), MICU2 and SAP18 (ovarian and embryonic development, spermatogenesis). Sixteen genes regulating lipid metabolism (LCAT, PLA2G15, and SMPD3), involved in the response to hypoxia (DDX28), and associated with muscle fiber development (SLC12A4) were localized within the ROH island on CHI18.

Russian. Геномы современных популяций сельскохозяйственных животных формировались под влиянием длительной селекции, следы которой можно детектировать с помощью биоинформатических подходов. Цель исследования — выявить геномные регионы, находящиеся под давлением селекции в российских популяциях коз, используя поиск островков ROH. Выборка коз включала следующие породы: алтайскую белую пуховую (n = 20), горноалтайскую пуховую (n = 33), дагестанскую пуховую (n = 34), дагестанскую шерстную (n = 20), оренбургскую (n = 32) и советскую шерстную (n = 29), а также популяцию местных карачаевских коз (n = 36). Геномные исследования популяций зааненской породы, разводимой в России, были проведены ранее, поэтому в представляемой работе SNP-профили зааненской породы (n = 33) были использованы как группа сравнения. ДНК выделяли из ушных выщипов с помощью набора ДНК-Экстран-2 (ООО НПФ Синтол, Россия). SNP-профили были сгенерированы с использованием ДНК-чипа Illumina Goat SNP50 BeadChip (Illumina, Inc., США). Островки ROH были обнаружены на 12-й хромосоме (CHI12) у горноалтайской, советской шерстной и дагестанской пуховой пород, а также на CHI18 и CHI25 у горноалтайской и алтайской белой пуховой пород. Во всех островках ROH были идентифицированы и аннотированы гены. Островок ROH на CHI12 включал 13 общих для четырех пород генов, среди которых наиболее значимыми были LATS2 (активация лактогенеза и потенциальное влияние на репродукцию), IL17D (функция иммунитета), IFT88 (ассоциация с тониной кашемировых волокон), MRPL57 (регуляция фолликулярной фазы эстрального цикла), MICU2 и SAP18 (развитие яичников и эмбрионов, спермиогенез). Внутри островка ROH на CHI18 были локализованы 16 генов, регулирующих липидный метаболизм (LCAT, PLA2G15 и SMPD3), вовлеченных в формирование реакции на гипоксию (DDX28) и связанных с развитием мышечных волокон (SLC12A4).