Assinaturas de seleção em três linhas de bovinos Nelore selecionados para características de crescimento

Abstract

Análises de assinaturas de seleção são ferramentas úteis para identificação de padrões genômicos estabelecidos devido às interações humanas com animais domésticos. Em algumas situações, a estratificação dentro de uma raça permite a comparações genômicas entre subpopulações para elucidar assinaturas de seleção. O presente estudo teve o objetivo de analisar a estratificação existente em uma população experimental de bovinos da raça Nelore com três linhas de seleção e revelar assinaturas de seleção pertinentes à seleção direcional para aumento no peso ao sobreano. Para estes fins, foram utilizados animais genotipados com o painel de alta densidade de SNPs (Illumina® BovineHD beadchip – 777K), sendo 674 animais pertencentes à duas linhas mantidas sob seleção direcional para aumento do peso ao sobreano e 89 animais pertencentes a uma linha mantida sob seleção estabilizadora, baseada na mesma característica. A estratificação populacional foi avaliada pela análise de escalonamento multidimensional da matriz de distâncias genômicas e também pela análise da ancestralidade individual estimada a partir da matriz de marcadores. As assinaturas de seleção foram avaliadas com três métodos complementares, o índice de fixação de Wright (FST), a homozigose do haplótipo estendido entre populações (XP-EHH) e o escore de integração dos haplótipos (iHS). As diferentes abordagens utilizadas na avaliação da estrutura de populações apresentaram elevada consistência, revelando separação da população em três subgrupos que caracterizam as três diferentes linhas de seleção. A linha sob seleção estabilizadora apresenta-se como um grupo isolado, enquanto as linhagens mantidas sob seleção direcional apresentam certo nível de sobreposição. Os três métodos utilizados na identificação de assinaturas de seleção não apresentaram resultados coincidentes entre si, dado que não foram observadas intersecções entre as regiões consideradas assinaturas de seleção por cada um deles. No entanto, cada método revelou assinaturas de seleção em regiões genômicas abrangendo QTL bovinos de características de crescimento, previamente relatados na literatura, assim como genes envolvidos em funções biológicas relacionada ao metabolismo do crescimento.

Analyses of selection signatures are valuable tools to identify genomic patterns formed by the interaction between humans and domestic animals. In some situations, the within-breed stratification enables genomic comparisons between groups of the same breed in order to study genetic mechanisms underlying given phenotypes under selection. The current study aimed to analyze the genomic stratification in an experimental population of Nellore cattle that keeps three selection lines, and highlight selection signatures pertinent to the practiced directional selection. To this end, was used a sample of animals genotyped with high density SNPs panel (Illumina® BovineHD beadchip – 777K), being 674 animals from two lines kept under directional selection for higher yearling body weight and 89 animals from one line kept under stabilizing selection based on the same trait. The population structure was assessed with multidimensional analysis based on the genomic distances matrix and with Admixture analyses based on genotype matrix. Selection signatures scans were based on three complementary methods the Wright’s fixation index (FST), Cross Population Extended Haplotype Homozygosity (XP-EHH) and the integrated Haplotype score (iHS). The different approaches used in order to assess the population structure were largely consistent, revealing the population separation in three clusters equivalent to the three selection lines. The line under stabilizing selection was represented by an isolated cluster, whilst the lines under directional selection presented some overlapping level. The three applied methods of selection signatures presented no accordance regarding found selection signatures. However, each of them highlighted selection signatures co-localized with previously known QTL affecting growth traits, as such as some genes already known as having a metabolic function important to growth metabolism.