Genome-wide association study of testes development indicators in roosters (Gallus gallus L.) | Полногеномные ассоциативные исследования показателей развития семенников у петухов (Gallus gallus L.)

Английский. Reproductive ability is one of the main indicators of the male breeding value that depends primarily on the functional state of testes cells. The research aim was to seek SNPs and identify genes associated with testes growth parameters in roosters. The object of the study were F2 roosters from a model resource population (n = 115) that was obtained by interbreeding two breeds, Russian White and White Cornish. DNA was extracted from feather pulp. At the age of 63 days, the experimental birds were slaughtered and the weight and morphometric indices of testes (length and thickness) were examined. Based on the obtained genotypic and phenotypic data, the GWAS analysis was performed in F2 resource population roosters using PLINK 1.9 software. The examined population was characterized by a high coefficient of variation in the measured indices, 96.1% for the testes mass and 39.1% for the linear measurements. The weight and linear measurements of the left testis were 5-14% higher compared to the right testis. The GWAS analysis revealed 36 significant SNPs associated with testes growth and development parameters in 63-day-old cockerels, in particular with the weight, length and thickness of the testes, 3, 26 and 7 SNPs, respectively. SNPs were localized on chromosomes GGA1, GGA3, GGA6, GGA7, GGA12, GGA15, and GGA18. A total of 156 genes were identified in the regions of the detected SNPs, including 16 genes that coincided with the positions of these SNPs. In particular, the latter were one gene (WNT7A) associated with the testis weight, 13 genes (LHFPL1, GALNT3, TMEM198, CACNA2D3, CCDC66, CACNA1D, DENND6A, CELSR3, WNT7A, IP6K2, ERC2, ABHD6, and DEPDC5) associated with the testis length, and three genes (ESR1, POLE, and RNFT2) associated with the testis thickness.

Русский. Репродуктивная способность — один из основных показателей, определяющих племенную ценность самцов. Он зависит преимущественно от функционального состояния клеток семенников. Целью работы был поиск и идентификация генов, ассоциированных с массой и морфометрическими параметрами семенников у петухов. Объектом исследований были петухи F2 модельной ресурсной популяции (n = 115), полученной посредством межпородного скрещивания двух пород — русская белая и белый корниш. Материалом для получения ДНК служила пульпа пера. После экспериментального убоя птицы в возрасте 63 сут определяли массу и изучали морфометрические показатели развития (длина, толщина) семенников. На основании полученных генотипических и фенотипических данных у петухов F2 ресурсной популяции был проведен GWAS-анализ с помощью программного обеспечения PLINK 1.9. Исследованная популяция петухов характеризовалась высоким коэффициентом изменчивости по изученным показателям. Коэффициент изменчивости по массе семенника достигал 96,1%, по линейным промерам — 39,1%. Масса и линейные промеры левого семенника были на 5-14% выше значений, полученных для правого. GWAS-анализ выявил 36 достоверно значимых SNPs, ассоциированных с показателями роста и развития семенников петушков в возрасте 63 сут, в частности с массой, длиной и толщиной семенника — соответственно 3, 26 и 7 SNPs. SNPs были локализованы на хромосомах GGA1, GGA3, GGA6, GGA7, GGA12, GGA15 и GGA18. В области выявленных SNPs идентифицировано 156 генов, в том числе 16 генов, совпадающих с позициями таких SNPs, в частности 1 ген (WNT7A), связанный с массой семенников, 13 генов (LHFPL1, GALNT3, TMEM198, CACNA2D3, CCDC66, CACNA1D, DENND6A, CELSR3, WNT7A, IP6K2, ERC2, ABHD6, DEPDC5) — с длиной семенника, 3 гена (ESR1, POLE, RNFT2) — с толщиной семенника. Результаты исследования могут быть использованы в геномной селекции на повышение репродуктивного потенциала петухов.