1موسسه تحقیقات علوم دامی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
2گروه علوم دام- دانشکده کشاورزی- دانشگاه جیرفت- جیرفت-ایران
چکیده
تولید شیر بهعنوان یکی از مهمترین صفات اقتصادی در گاوهای شیری، نقش اساسی در سودآوری سیستمهای دامپروری دارد. هدف از مطالعه حاضر شناسایی ژنهای با بیان متفاوت مرتبط با تولید شیر در بین دو نژاد گاو شیری بود که بتوان مسیرها و فعالیتهای زیستی درگیر برای این صفت را شناسایی نمود. دادههای ترانسکریپتوم مورد استفاده در مطالعه حاضر با شماره دسترسی GSE54790 از پایگاه دادهGEO دانلود شدند. ژنهای با بیان متفاوت با استفاده از بسته limma در نرمافزار R شناسایی شدند و ژنهای مشترک بین دو نژاد تعیین گردیدند. بهمنظور بررسی تعاملات پروتئین–پروتئین، ژنهای مشترک در پایگاه داده STRING تحلیل شدند و مصورسازی شبکه، شناسایی ماژولها و ژنهای کلیدی با استفاده از نرمافزار Cytoscape انجام گرفت. همچنین برای تجزیه مسیر و فرآیندهای زیستی ژنهای موجود در ماژولهای معنیدار از نرمافزار DAVID استفاده شد. در مجموع 440 ژن در گاوهای هلشتاین-فریزین و 248 ژن در گاوهای قرمز لهستان بیان افتراقی معنیدار داشتند (p-value<0.05). نتایج نشان داد 3 ماژول معنیدار تشخیص داده شد که شامل ژنهای هاب HP، THBS1، PTX3، CAV1 بودند. مهمترین مسیرها و فرآیندهای مرتبط با تولید شیر در این ماژولها ساختار ماتریکس خارج سلولی، پاسخ به یون کلسیم،توسعه بافت پستان، پروتئولیز، چسبندگی کانونی، تعامل گیرنده ECM بودند. اطلاعات بهدستآمده از ژنهای هاب و مسیرهای کلیدی شناساییشده میتواند بهطور مستقیم برای توسعه نشانگرهای ژنتیکی و افزایش دقت انتخاب ژنومی بهکار رود و در نتیجه انتخاب دامهای با پتانسیل بالاتر تولید شیر را در برنامههای اصلاح نژادی امکانپذیر سازد.
Transcriptomic profiling of blood tissue to identify milk production–related genes in dairy cattle
نویسندگان [English]
Azadeh Torabi1؛ Zahra Roudbari2
1Animal science research institute of Iran (ASRI), Agricultural Research, Education, and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
2Department of animal science, faculaty of Agriculture, Jiroft university, Jiroft,Iran
چکیده [English]
Milk production is one of the most important economic traits in dairy cattle and plays a crucial role in the profitability of livestock production systems. The aim of the present study was to identify differentially expressed genes associated with milk production between two dairy cattle breeds and to characterize the biological pathways and functional activities involved in this trait. The transcriptomic data used in this study were obtained from the GEO database under accession number GSE54790. Differentially expressed genes (DEGs) were identified using the limma package in R, and the shared DEGs between the two breeds were determined. To investigate protein–protein interactions, the shared genes were analyzed in the STRING database, and network visualization, module detection, and hub gene identification were performed using Cytoscape. Furthermore, functional enrichment and pathway analysis of genes within significant modules were conducted using DAVID. In total, 440 DEGs were identified in Holstein–Friesian cattle and 248 DEGs in Polish Red cattle (p-value<0.05). The results revealed three significant modules, containing the hub genes HP, THBS1, PTX3, and CAV1. The most important pathways and biological processes associated with milk production in these modules included extracellular matrix organization, calcium ion response, tissue development, proteolysis, focal adhesion, and ECM–receptor interaction. The information obtained from the identified hub genes and key biological pathways can be directly applied in breeding programs by supporting the development of genetic markers and improving the accuracy of genomic selection, thereby facilitating the identification of animals with higher milk production potential.