通过对Karan Fries牛进行全基因组范围的硬选择和软选择扫描，发现了不同的选择特征

《The Nucleus》：Genome wide identification of hard and soft selective sweeps reveals distinct selection signatures in Karan Fries cattle

　　

摘要

自然选择通过青睐有益突变来塑造基因组，进而通过“搭便车效应”引发选择性清除。识别这类选择性清除有助于了解影响生物适应性和重要经济性状的基因组区域。本研究旨在分析由荷斯坦弗里斯牛与塔尔帕卡尔牛杂交培育出的卡兰弗里斯牛中的硬选择清除和软选择清除现象。研究采用基于单倍型频率谱的T统计量方法来检测全基因组中的选择性清除特征。卡兰弗里斯牛的硬选择清除数量明显高于荷斯坦弗里斯牛（183个）和塔尔帕卡尔牛（136个），而三种品种的软选择清除数量则较为接近。卡兰弗里斯牛中较高的硬选择清除数量反映出，在九代高强度人工选择作用下，由欧洲牛和印度牛杂交产生的新等位基因组合得以快速固定，从而形成了功能多样的枢纽基因网络，这些基因网络涉及生殖功能（如GAS8）、基因组维持功能（如EXO1、ERCC1）以及免疫调节功能（如DBNDD1、DEF8），并非像亲本品种那样集中在单一功能路径上。荷斯坦弗里斯牛的硬选择清除相关枢纽基因（如POLR2E、RPL19、EIF4A3）与核糖体生物合成相关，有助于乳蛋白的合成；而塔尔帕卡尔牛的相应枢纽基因（如GABRA4、GABRA5、GABRB1、GABRB3、GABRG3、IFNAR1）则与热带环境下的神经功能和生殖功能适应有关。不同品种中的软选择清除相关枢纽基因则都集中在核糖体蛋白和线粒体核糖体蛋白上（卡兰弗里斯牛：MED1、MRPL16、MRPL22；荷斯坦弗里斯牛：RACK1、RPL27A、MRPS11；塔尔帕卡尔牛：MRPL1、MRPS12、MRPL24），这表明各品种在翻译效率方面存在共同的多元基因选择作用。QTL分析显示，产奶量是主要的性状类别。这些发现为构建用于支持可持续热带乳品生产的定制化基因组选择面板提供了候选基因位点。本文与联合国可持续发展议程中的SDG 2（消除饥饿）目标相契合。