BACKGROUND Milk sialylated oligosaccharides (SOS) play crucial roles in many biological processes. The most abundant free SOS in goat's milk are 3'sialyllactose (3'-SL), 6'sialyllactose (6'-SL) and disialyllactose (DSL). The production of these molecules is determined genetically by the expression of glycosyltransferases and by the availability of nucleotide sugar substrates, but the precise mechanisms regulating the differential patterns of milk oligosaccharides are not known. We aimed to identify the complete cDNAs of candidate genes implicated in SOS biosynthesis (B4GALT1, LALBA, ST3GAL5, ST6GAL1) and to analyse their expression during lactation in the Garganica and Maltese goat breeds. Moreover, we analysed the colostrum and milk contents of 3'-SL, 6'-SL and disialyllactose (DSL) and the possible correlations between expressed genes and SOS. RESULTS We identified the complete coding cDNAs of B4GALT1 (HQ700335.1), ST3GAL5 (KF055858.2), and ST6GAL1 (HQ709167.1), the single nucleotide polymorphism (SNPs) of these genes and 2 splicing variants of the ST6GAL1 cDNA. RT-qPCR analysis showed that LALBA and ST6GAL1 were the genes with the highest and lowest expression in both breeds, respectively. The interaction effects of the breeds and sampling times were associated with higher levels of B4GALT1 and ST3GAL5 gene expression in Garganica than in Maltese goats at kidding. B4GALT1, LALBA, and ST3GAL5 gene expression changed from kidding to 60 and 120 days in Maltese goats, while in Garganica goats, a difference was observed only for the LALBA gene. Breed and lactation effects were also found for SOS contents. Positive correlations of B4GALT1, LALBA, ST3GAL5, and ST6GAL1 with 3'-SL/6'SL and DSL were found. CONCLUSIONS The genetic effect on the oligosaccharide content of milk was previously highlighted in bovines, and this study is the first to investigate this effect in two goat breeds (Garganica and Maltese) during lactation. The genetic variability of candidate genes involved in SOS biosynthesis highlights their potential role in affecting gene expression and ultimately biological function. The investigation of gene regulatory regions as well as the examination of other sialyltransferase genes will be needed to identify the genetic pattern leading to a higher SOS content in the autochtonous Garganica breed and to protect it using a focused breeding strategy.

中文翻译：

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Garganica和马耳他山羊品种的初乳和牛奶中完整编码cDNA的鉴定和B4GALT1，LALBA，ST3GAL5，ST6GAL1的表达分析，揭示了其对寡糖生物合成的可能影响。

背景技术乳唾液酸化低聚糖（SOS）在许多生物学过程中起关键作用。山羊奶中最丰富的游离SOS是3'唾液乳糖（3'-SL），6'唾液乳糖（6'-SL）和二唾液乳糖（DSL）。这些分子的产生在遗传上是由糖基转移酶的表达和核苷酸糖底物的可利用性决定的，但是调节乳寡糖差异模式的精确机制尚不清楚。我们旨在鉴定涉及SOS生物合成的候选基因（B4GALT1，LALBA，ST3GAL5，ST6GAL1）的完整cDNA，并分析它们在Garganica和马耳他山羊品种泌乳期间的表达。此外，我们分析了3'-SL，6'的初乳和牛奶含量 -SL和二唾液乳糖（DSL）以及表达的基因和SOS之间可能的相关性。结果我们确定了B4GALT1（HQ700335.1），ST3GAL5（KF055858.2）和ST6GAL1（HQ709167.1）的完整编码cDNA，这些基因的单核苷酸多态性（SNP）和ST6GAL1 cDNA的2个剪接变体。RT-qPCR分析表明，LALBA和ST6GAL1分别是两个品种中表达最高和最低的基因。在开玩笑时，Garganica中的品种B4GALT1和ST3GAL5基因表达水平高于马耳他山羊，与品种的相互作用和采样时间相关。在马耳他山羊中，B4GALT1，LALBA和ST3GAL5基因的表达从开玩笑变为60天和120天，而在Garganica山羊中，只观察到LALBA基因的差异。还发现了SOS含量的育种和泌乳作用。发现B4GALT1，LALBA，ST3GAL5和ST6GAL1与3'-SL / 6'SL和DSL正相关。结论以前已经在牛中强调了对牛奶中低聚糖含量的遗传效应，这项研究是首次在哺乳期间研究两种山羊品种（Garganica和马耳他）中这种效应的研究。参与SOS生物合成的候选基因的遗传变异性突显了它们在影响基因表达以及最终生物学功能方面的潜在作用。需要进行基因调控区域的研究以及其他唾液酸转移酶基因的检查，以鉴定导致自生Garganica品种中更高SOS含量的遗传模式，并采用集中育种策略对其进行保护。发现B4GALT1，LALBA，ST3GAL5和ST6GAL1与3'-SL / 6'SL和DSL正相关。结论以前已经在牛中强调了对牛奶中低聚糖含量的遗传效应，这项研究是首次在哺乳期间研究两种山羊品种（Garganica和马耳他）中这种效应的研究。参与SOS生物合成的候选基因的遗传变异性突显了它们在影响基因表达以及最终生物学功能方面的潜在作用。需要进行基因调控区域的研究以及其他唾液酸转移酶基因的检查，以鉴定导致自生Garganica品种中更高SOS含量的遗传模式，并采用集中育种策略对其进行保护。发现B4GALT1，LALBA，ST3GAL5和ST6GAL1与3'-SL / 6'SL和DSL正相关。结论以前已在牛中强调了对牛奶中低聚糖含量的遗传效应，这项研究是首次在泌乳过程中研究两种山羊品种（Garganica和Maltese）中这种效应的研究。参与SOS生物合成的候选基因的遗传变异性突显了它们在影响基因表达以及最终生物学功能方面的潜在作用。需要进行基因调控区域的研究以及其他唾液酸转移酶基因的检查，以鉴定导致自生Garganica品种中更高SOS含量的遗传模式，并采用集中育种策略对其进行保护。找到了SL和DSL。结论以前已经在牛中强调了对牛奶中低聚糖含量的遗传效应，这项研究是首次在哺乳期间研究两种山羊品种（Garganica和马耳他）中这种效应的研究。参与SOS生物合成的候选基因的遗传变异性突显了它们在影响基因表达以及最终生物学功能方面的潜在作用。需要进行基因调控区域的研究以及其他唾液酸转移酶基因的检查，以鉴定导致自生Garganica品种中更高SOS含量的遗传模式，并采用集中育种策略对其进行保护。找到了SL和DSL。结论以前已经在牛中强调了对牛奶中低聚糖含量的遗传效应，这项研究是首次在哺乳期间研究两种山羊品种（Garganica和马耳他）中这种效应的研究。参与SOS生物合成的候选基因的遗传变异性突显了它们在影响基因表达以及最终生物学功能方面的潜在作用。需要进行基因调控区域的研究以及其他唾液酸转移酶基因的检查，以鉴定导致自生Garganica品种中更高SOS含量的遗传模式，并采用集中育种策略对其进行保护。这项研究是第一个研究在哺乳期间对两个山羊品种（Garganica和马耳他）的这种作用的研究。参与SOS生物合成的候选基因的遗传变异性突显了它们在影响基因表达以及最终生物学功能方面的潜在作用。需要进行基因调控区域的研究以及其他唾液酸转移酶基因的检查，以鉴定导致自生Garganica品种中更高SOS含量的遗传模式，并采用集中育种策略对其进行保护。这项研究是第一个研究在哺乳期间对两个山羊品种（Garganica和马耳他）的这种作用的研究。参与SOS生物合成的候选基因的遗传变异性突显了它们在影响基因表达以及最终生物学功能方面的潜在作用。需要进行基因调控区域的研究以及其他唾液酸转移酶基因的检查，以鉴定导致自生Garganica品种中更高SOS含量的遗传模式，并采用集中育种策略对其进行保护。