E moltiplicarsi

Jul 03, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12664 (2023) Citare questo articolo

59 Accessi

5 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

L’infertilità o la subfertilità rappresentano un ostacolo critico alla produzione bovina sostenibile, comprese le manze. Lo sviluppo di manze che non producono vitelli entro un intervallo di tempo ottimale è un fattore critico per la redditività e la sostenibilità dell’industria del bestiame. Parallelamente, le manze rappresentano un eccellente modello biomedico per comprendere l’eziologia sottostante l’infertilità perché le manze ben nutrite possono ancora essere sterili, principalmente a causa di cause fisiologiche e genetiche intrinseche. Utilizzando un chip SNP (polimorfismo a singolo nucleotide) ad alta densità, abbiamo raccolto dati genotipici, che sono stati analizzati utilizzando un'analisi di associazione in PLINK con il test esatto di Fisher. Abbiamo anche prodotto dati quantitativi sul trascrittoma e dati sul proteoma. I dati del trascrittoma sono stati analizzati utilizzando il test di quasi verosimiglianza seguito dal test di Wald, mentre il test di verosimiglianza e i dati del proteoma sono stati analizzati utilizzando un modello misto generalizzato e il test t di Student. Abbiamo identificato due SNP significativamente associati alla fertilità della manza (rs110918927, chr12: 85648422, P = 6,7 × 10−7; e rs109366560, chr11:37666527, P = 2,6 × 10−5). Abbiamo identificato due geni con abbondanza differenziale di trascritto (eFDR ≤ 0,002) tra i due gruppi (fertile e sub-fertile): proteina associata alla membrana plasmatica degli adipociti (APMAP, abbondanza maggiore di 1,16 nel gruppo fertile) e catena intermedia assonemale della dineina 7 (DNAI7, 1.23 maggiore abbondanza nel gruppo Sub-Fertile). La nostra analisi ha rivelato che la proteina alfa-chetoglutarato-dipendente diossigenasi FTO era più abbondante nel plasma raccolto da manze fertili rispetto alle loro controparti subfertili (FDR < 0,05). Infine, un'analisi integrativa dei tre set di dati ha identificato una serie di caratteristiche molecolari (SNP, trascritti genetici e proteine) che hanno discriminato correttamente 21 manze su 22 in base alla loro categoria di fertilità. Le nostre analisi multi-omiche confermano la natura complessa della fertilità femminile. Cosa molto importante, i nostri risultati evidenziano anche differenze nel profilo molecolare delle manze associate alla fertilità che trascendono i vincoli del background genetico specifico della razza.

Gli ultimi dati della Food and Agriculture Organization mostrano che nel 2020 oltre il 46% dell’apporto proteico giornaliero nel mondo proveniva da alimenti di origine animale (FAO-STATS). La carne e il latte bovini rappresentavano il 12,8% dell’apporto proteico totale nel mondo nel 2020 (FAO-STATS). Questi numeri sottolineano l’importanza della produzione bovina per sostenere una crescente domanda di proteine ​​a livello globale1. L’infertilità o la subfertilità rappresentano un ostacolo critico alla produzione bovina sostenibile2, comprese le manze. Ad esempio, rispettivamente circa il 15%3 e il 5%4 delle manze da carne e da latte non partoriscono a 24 mesi di età. Le manze che partoriscono ad un'età ottimale hanno una maggiore produttività e longevità nella mandria5,6,7,8,9,10. Pertanto, identificare le manze con una fertilità ottimale è un approccio promettente per migliorare la sostenibilità della produzione bovina.

L'ereditabilità dei valori riproduttivi per la fertilità delle manze è spesso bassa per le manze da carne11,12,13,14,15,16,17 e da latte18,19,20,21,22,23, il che indica che esistono molteplici fattori genetici che influiscono su questo complesso caratteristica oltre gli effetti genetici additivi. Un'altra potenziale strada per la comprensione dell'infertilità è l'uso della fenotipizzazione molecolare24. Gli sforzi pionieristici si sono concentrati sugli studi di associazione sull'intero genoma (GWAS) per identificare i marcatori genetici associati alla fertilità delle manze4,12,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37, 38, ma solo pochi sembrano riproducibili tra le popolazioni37. Sforzi più recenti si sono concentrati anche sui set di dati del trascrittoma39,40,41 e del metaboloma42 che caratterizzano queste molecole nei campioni di sangue. Ancora una volta, sono stati identificati geni limitati con abbondanza di trascritti differenziali nei set di dati39. Sono necessarie molte ricerche per identificare le caratteristiche molecolari che possono aiutare a spiegare l’idoneità alla fertilità.