エチオピアの先住民族のヤギのゲノムの変化とダイナミクスを明らかにする全ゲノムの再同盟は

エチオピアには、顕著な表現型の変動性を備えた約5,200万人の先住民ヤギがあり、これは自然選択と人工選択の結果です。ここでは、エチオピア北西部から3つのエチオピアの先住民のヤギ集（アラブ、フェラ、オロモ）の全ゲノム配列データを取得し、ゲノム全体の遺伝的多様性、人口構造、および選択署名を分析しました。他の4つのエチオピアヤギ集団（Abergelle、Keffa、Gumuz、およびWoyto-Guji）の遺伝子型データとアジアのヤギを含めました。ヨーロッパ;そして、東部、南、西部、および北アフリカ北部アフリカは、3つのエチオピア集団の遺伝的素因を調査し、比較ゲノム分析を実施しました。遺伝的多様性分析により、ヤギヤギは最低のヘテロ接合値を示したことが示されました（HO = 0.288±0.005およびHE = 0.334±0.0001）。最も高い値はアラブヤギで観察されました（HO = 0.310±0.010およびHE = 0.347±4.35E-05）。アラブで記録された0.105±0.030およびオロモヤギで記録された0.112±0.034よりも、フェラタヤギの場合、より高い近接係数（FROH = 0.137±0.016）を記録しました。これは、Fellata Goatの個体数が将来の保全活動で優先されるべきであることを示しています。3つのヤギの個体群は、短い（100〜150 kb）の長さのカテゴリでホモ接合性の走行の大部分（〜63％）を示し、古代の近親交配および/または小さな創設者効果を示しています。人口関係と構造分析により、エチオピアの先住民族のヤギを系統学的構造を欠く2つの異なる遺伝的クラスターに分離しました。アラブ、フェラタ、オロモ、アバーゲル、ケファは1つの遺伝クラスターを表しています。GumuzとWoyto-Gujiは別のクラスターを形成し、ケニアのボランヤギと共通の遺伝的背景を共有しました。ゲノム全体の選択シグネチャー分析により、乾燥および半乾燥環境への適応に影響を与える163個の遺伝子（HOXC12、HOXC13、HOXC4、HOXC6、およびMAPK8IP2）、免疫応答（IL18、TYK2、ICAM3、ADGRG1、およびADGRG3）、および生産と繁殖（RargおよびDNMT1）。私たちの結果は、半乾燥熱帯環境におけるエチオピアの先住民族ヤギの選択署名の根底にある遺伝的建築の完全な理解に関する洞察を提供し、ヤギの遺伝的改善、保存戦略、ゲノム全体の関連研究、およびマーカー支援育種のための貴重な情報を提供します。

Ethiopia has about 52 million indigenous goats with marked phenotypic variability, which is the outcome of natural and artificial selection. Here, we obtained whole-genome sequence data of three Ethiopian indigenous goat populations (Arab, Fellata, and Oromo) from northwestern Ethiopia and analyzed their genome-wide genetic diversity, population structure, and signatures of selection. We included genotype data from four other Ethiopian goat populations (Abergelle, Keffa, Gumuz, and Woyto-Guji) and goats from Asia; Europe; and eastern, southern, western, and northern Africa to investigate the genetic predisposition of the three Ethiopian populations and performed comparative genomic analysis. Genetic diversity analysis showed that Fellata goats exhibited the lowest heterozygosity values (Ho = 0.288 ± 0.005 and He = 0.334 ± 0.0001). The highest values were observed in Arab goats (Ho = 0.310 ± 0.010 and He = 0.347 ± 4.35e-05). A higher inbreeding coefficient (FROH = 0.137 ± 0.016) was recorded for Fellata goats than the 0.105 ± 0.030 recorded for Arab and the 0.112 ± 0.034 recorded for Oromo goats. This indicates that the Fellata goat population should be prioritized in future conservation activities. The three goat populations showed the majority (∼63%) of runs of homozygosity in the shorter (100-150 Kb) length category, illustrating ancient inbreeding and/or small founder effects. Population relationship and structure analysis separated the Ethiopian indigenous goats into two distinct genetic clusters lacking phylogeographic structure. Arab, Fellata, Oromo, Abergelle, and Keffa represented one genetic cluster. Gumuz and Woyto-Guji formed a separate cluster and shared a common genetic background with the Kenyan Boran goat. Genome-wide selection signature analysis identified nine strongest regions spanning 163 genes influencing adaptation to arid and semi-arid environments (HOXC12, HOXC13, HOXC4, HOXC6, and HOXC9, MAPK8IP2), immune response (IL18, TYK2, ICAM3, ADGRG1, and ADGRG3), and production and reproduction (RARG and DNMT1). Our results provide insights into a thorough understanding of genetic architecture underlying selection signatures in Ethiopian indigenous goats in a semi-arid tropical environment and deliver valuable information for goat genetic improvement, conservation strategy, genome-wide association study, and marker-assisted breeding.