Genome-Wide Association Studies for Important Economic Traits in Animals: A Review

Abstract

Genome-Wide Association Studies (GWAS) have proved to be an important tool to identify the important Quantitative Trait Loci (QTL) associated with production traits in farm animals. GWAS helps to identify the Single Nucleotide Polymorphism (SNP) present in the genome and then correlate those identified SNPs to economically important traits. In animal breeding, many SNPs related to milk production, meat production, fat and protein content, meat quality, litter size, growth rate, fertility, wool quality, etc have been identified previously. These important SNPs have been identified in economically important animals, such as sheep, cattle, goats, chicken, buffalo, and yak. GWAS help to scan large population genomes with the help of a DNA chip and identify genomic regions that are essential for the animal breeding program. These identified SNPs can provide information about the difference between the genomes of animals in a population to understand the production differences among the individual animals. The rapid increase in the human population and increasing per capita production requires a proper increase in the yield of animal products. Identification of these important QTLs is necessary for increasing animal product yield to meet the global food demand. This review will focus on the genomic studies related to GWAS in chicken, cattle, goats, and sheep. Furthermore, this study will emphasize how the GWAS has helped to increase the production level of important economic traits in animals to meet the increasing food demand.

Keywords

• Genomic studies
• Single nucleotide polymorphism (SNP)
• Genome-Wide Association Studies
• Animal breeding
• Quantitative trait loci (QTL).

Hayvanlarda Önemli Ekonomik Özellikler için Genom Çapında İlişkilendirme Çalışmaları: Derleme

Öz

Genom Çapında İlişkilendirme Çalışmaları (GWAS), çiftlik hayvanlarında üretim özellikleriyle ilişkili önemli Kantitatif Özellik Lokuslarını (QTL) belirlemek için önemli bir araç olduğunu kanıtlamıştır. GWAS, genomda bulunan Tek Nükleotid Polimorfizmini (SNP) tanımlamaya ve daha sonra tanımlanan SNP'leri ekonomik açıdan önemli özelliklerle ilişkilendirmeye yardımcı olur. Hayvan yetiştiriciliğinde süt üretimi, et üretimi, yağ ve protein içeriği, et kalitesi, yavru verimi, büyüme oranı, doğurganlık, yapağı kalitesi vb. ile ilgili birçok SNP daha önce tanımlanmıştır. Bu önemli SNP'ler koyun, sığır, keçi, tavuk, manda ve yak gibi ekonomik açıdan önemli hayvanlarda tanımlanmıştır. GWAS, bir DNA çipi yardımıyla büyük popülasyon genomlarının taranmasına ve hayvan ıslah programı için gerekli olan genomik bölgelerin belirlenmesine yardımcı olur. Belirlenen bu SNP'ler, bireysel hayvanlar arasındaki üretim farklılıklarını anlamak için bir popülasyondaki hayvanların genomları arasındaki fark hakkında bilgi sağlayabilir. İnsan nüfusundaki hızlı artış ve kişi başına düşen üretimin artması, hayvansal ürünlerin veriminde uygun bir artış gerektirmektedir. Bu önemli QTL'lerin tanımlanması, küresel gıda talebini karşılamak üzere hayvansal ürün veriminin artırılması için gereklidir. Bu derleme tavuk, sığır, keçi ve koyunlarda GWAS ile ilgili genomik çalışmalara odaklanacaktır. Ayrıca, bu çalışma GWAS'ın artan gıda talebini karşılamak için hayvanlarda önemli ekonomik özelliklerin üretim seviyesini artırmaya nasıl yardımcı olduğunu vurgulayacaktır.

Anahtar Kelimeler

• Genomik çalışmalar
• Tek nükleotid polimorfizmi (SNP)
• Genom Çapında İlişkilendirme Çalışmaları (GWAS)
• Hayvan Islahı
• Kantitatif özellik lokusları (QTL)

References

1. Araujo AC., Carneiro PL., Alvarenga AB., Oliveira HR., Miller SP., Retallick K., & Brito LF. Haplotype-based Single-step GWAS for Yearling Temperament in American Angus Cattle. Genes 2021; 13(1): 17.
2. Atashi H., Wilmot H., Vanderick S., Hubin X., Gengler N. Genome-wide association study for milk production traits in Dual-Purpose Belgian Blue cows. Livestock Science 2022; 256, 104831.
3. Bedhane M., van der Werf J., Gondro C., Duijvesteijn N., Lim D., Park B., Clark S. Genome-wide association study of meat quality traits in Hanwoo beef cattle using imputed whole-genome sequence data. Frontiers in genetics 2019; 10, 1235.
4. Bejarano Garavito DH. Estudio de asociación genómica para características de crecimiento en las razas bovinas Criollas Blanco Orejinegro y Romosinuano. Departamento de Ciencias para la Producción Animal. 2016.