
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,607,755 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,199,696 |
شناسایی نشانگرهای تک نوکلئوتیدی مؤثر بر صفات مهم گوسفندان بومی ایران با استفاده از ردپای انتخاب | ||
نشریه پژوهش در نشخوار کنندگان | ||
دوره 11، شماره 4، دی 1402، صفحه 73-92 اصل مقاله (1.13 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejrr.2023.21393.1897 | ||
نویسندگان | ||
مریم مقدم1؛ سعید زره داران* 2؛ محمدحسین بنابازی3؛ علی جوادمنش4 | ||
1دانشجوی دکترا، گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد | ||
2استاد، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی؛ دانشگاه فردوسی مشهد | ||
3استادیار، محقق دانشگاه کشاورزی سوئد (SLU) | ||
4دانشیار، گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: شناسایی تعداد فراوان نشانگرهای ژنومی توالی یابی شده در ژنوم حیوانات اهلی ما را قادر به مطالعه ساختار ژنومی آنها می کند. معمولا برای توالی یابی نشانگرهای ژنومی حیوانات اهلی از نمونههای جمعآوری شده از نقاط مختلف دنیا استفاده می شود. شناسایی نشانگرهای ژنومی اختصاصی حیوانات بومی هر منطقه جغرافیایی میتواند منجر به بهبود اطلاعات مربوط به ساختار ژنومی آن گونه شود. تا به حال، برای جمعیت گوسفندان بومی ایران نشانگرهای ژنومی اختصاصی شناسایی نشدهاست. هدف این پژوهش شناسایی واریانتهای ژنتیکی موثر بر صفات مهم اقتصادی و فیزیولوژیکی گوسفندان اهلی و وحشی ایران و پیشنهاد آنها به عنوان نشانگر اختصاصی از طریق ردپای انتخاب بود. مواد و روش: برای شناسایی واریانتهای ژنتیکی نواحی تحت انتخاب گوسفندان اهلی و وحشی، ابتدا اطلاعات توالی یابی کل ژنوم 20 گوسفند اهلی (Ovis aries) و 14 گوسفند وحشی (Ovis orientalis) از پروژه Next Gene گرفته شدند. سپس واریانتهای ژنتیکی کنترل کیفیت شده و واریانتهای ژنتیکی نواحی تحت انتخاب با استفاده از روشهای آماری iHS و XP-EHH شناسایی شدند. برای این واریانتها واریانس ژنوتیپی برآورد شد. علاوه بر آن، واریانس ژنوتیپی نشانگرهای ژنومی شناخته شده در گوسفندان نژادهای مرینوس، سافوک، تکسل و افشاری جهت مقایسه با گوسفندان بومی ایران، نیز برآورد شدند. آستانه انتخاب واریانتهای ژنومی برای ضرایب iHS و XP-EHH در گوسفندان اهلی کران 999/0 و در گوسفندان وحشی کران 999/0 و 001/0 در نظر گرفتهشد. نهایتا از بین واریانتهای شناساییشده، آنهایی که واریانس ژنوتیپی بیشتر از 25/0 داشتند، به عنوان نشانگر اختصاصی این گونهها پیشنهاد شدند. یافته ها: در این پژوهش 170 واریانت ژنومی با ضرایب iHS و XP-EHH بالاتر از 83/3 و 44/3 در گوسفندان اهلی و 150 واریانت ژنومی با ضرایب iHS بالاتر از 05/3 و XP-EHH پایین تر از43/4- در گوسفندان وحشی شناسایی و انتخاب شدند. واریانس ژنوتیپی واریانتهای ژنومی شناسایی شده، در دامنه 27/0 تا 50/0 بود. واریانس ژنوتیپی نشانگرهای ژنومی شناخته شده در نژادهای مرینوس، سافوک و تکسل و نژاد بومی افشاری به صورت میانگین در دامنه 02/0 تا 50/0 برآورد شدند. این مقایسه بیانگر تاثیر قابلتوجه واریانت-های شناسایی شده در گوسفندان بومی ایران است. بسیاری از این واریانتها در نواحی ژنتیکی مرتبط با صفات اقتصادی گوسفند نظیر صفات لاشه، شیر و پشم قرار داشتند. علاوه بر این، هستی شناسایی ژنهای شناسایی شده مرتبط با واریانتهای ژنومی پیشنهادی نشان داد، این واریانتها در مجاورت نواحی ژنی مرتبط با فرآیندهای متابولیکی صفات تولیدی و تولیدمثلی هستند. نتیجهگیری: مطالعه حاضر نشان داد که تعداد قابل توجهی نشانگر معنیدار مرتبط با صفات مهم اقتصادی و فیزیولوژیکی در گوسفندان اهلی و وحشی ایران وجود دارد که در آرایههای تجاری موجود در بازار در نظر گرفته نشدهاست. تشخیص نشانگرهای جدید می تواند به بهبود اطلاعات ما در خصوص ساختار ژنومی گوسفندان بومی ایران کمک کند. همچنین، این نتایج در کنار مطالعات مشابه میتواند به طور موثری در تولید آرایههای تجاری برای گوسفند ایرانی مورد استفاده قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
آرایه ژنومی گوسفند؛ توالی یابی ژنومی؛ ردپای انتخاب؛ نشانگر ژنومی | ||
مراجع | ||
Ahmed, Z.M., Yousaf, R., Lee, B.C., Khan, S.N., Lee, S., Lee, K., Husnain, T., UrRehman, A., Bonneux, S., Ansar, M., Ahmad, W., Leal, S.M., Gladyshev, V.N, Belyantseva, I.A., VanCamp, G., Riazuddin, S., Friedman, T.B & Riazuddin, S. (2011). Functional null mutations of MSRB3 encoding methionine sulfoxide reductase are associated with human deafness DFNB74. The American Journal of Human Genetics, 88: 19-29. Anderson, S., Kusters, D.H., Clarke, I.J., Pow, D.V., & Curlewis, J.D. (2005). Expression of pituitary adenylate cyclase activating polypeptide type 1 receptor (PAC1R) in the ewe hypothalamus: distribution and colocalization with tyrosine hydroxylase immunoreactive neurones. Journal of Neuroendocrinology, 17: 298-305. Aoki-Kinoshita, K., & Kanehisa, M. (2007). Gene annotation and pathway mapping in KEGG, Methods in Molecular Biology, 396: 71-91. Aznar, N., Midde, K.K., Dunkel, Y., Lopez-Sanchez, I., Pavlova, Y., Marivin, A., Barbazán, J., Murray, F., Nitsche, U., Janssen, K.P., Willert, K., Goel, A., Abal, M., Garcia-Marcos, M., & Ghosh, P. (2015). Daple is a novel non-receptor GEF required for trimeric G protein activation in Wnt signaling. Elife, 4: e07091. Bathke, J., & Lühken, G. 2021. OVarFlow: a resource optimized GATK 4 based open source variant calling work flow. BMC Bioinformatics, 22, 1-18. Bindea, G., Mlecnik, B., Hackl, H., Charoentong, P., Tosolini, M., Kirilovsky, A., Fridman, W.H., Pagès, F., Trajanoski, Z., & Galon, J. (2009). ClueGO: a cytoscape plug-in to decipher functionally grouped gene ontology and pathway annotation networks. Bioinformatics, 25(8): 1091-1093. Closs, E.I., Gräf, P., Habermeier, A., Cunningham, J.M., & Förstermann, U. (1997). Human cationic amino acid transporters hCAT-1, hCAT-2A, and hCAT-2B: three related carriers with distinct transport properties. Biochemistry, 36: 6462-68. Djari, A.D., Esquerre, B., Weiss, F., Martins, C., Meersseman, M., Boussaha, C., Klopp, A., & Rocha D., 2013. Gene-based single nucleotide polymorphism discovery in bovine muscle using next-generation transcriptomic sequencing. BMC Genomics, 14(1): 307. Eydivandi, S., Sahana, G., Momen, M., Moradi, M.H., & Schönherz, A.A. (2020). Genetic diversity in Iranian indigenous sheep vis‐à‐vis selected exogenous sheep breeds and wild mouflon. Animal Genetics, 51(5), 772-787. Fan, B., Du, Z.Q., Gorbach, D.M. & Rothschild, M.F. (2010). Development and application of high-density SNP arrays in genomic studies of domestic animals. Asian-Australasian Journal of Animal Science, 23(7): 833-847. Gao, H. Wu, G., Spencer, T.E., Johnson, G.A., & Bazer, F.W. (2009). Select nutrients in the ovine uterine lumen. III. Cationic amino acid transporters in the ovine uterus and peri-implantation conceptuses. Biology of Reproduction, 80: 602-09. Gautier, M., Klassmann, A., & Vitalis, R. (2017). Rehh 2.0: a reimplementation of the R package rehh to detect positive selection from haplotype structure. Molecular Ecology Resources, 17(1): 78-90. Goddard, M.E., & Hayes, B.J. (2009). Mapping genes for complex traits in domestic animals and their use in breeding programs. Nature Reviews Genetics, 10(6), 381-391. Groenen, M.A.M., Megens, H.J., Zare, Y., Warren, W.C., Hillier, L.W., Crooijmans, R.P.M. A.,Vereijken, A., Okimoto, R., Muir, W.M. & Cheng, H.H. (2011). The development and characterization of a 60K SNP chip for chicken. BMC Genomics, 12(1):1-9. Hama, H. 2010. Fatty acid 2-Hydroxylation in mammalian sphingolipid biology. Biochimica et Biophysica Acta, 1801: 405–414. Helyar, S. J., Hemmer‐Hansen, J., Bekkevold, D., Taylor, M.I., Ogden, R., Limborg, M.T., Cariani, A., Maes, G. E., Diopere, E., Carvalho, G.R., & Nielsen, E.E. (2011). Application of SNPs for population genetics of nonmodel organisms: new opportunities and challenges. Molecular Ecology Resources, 11: 123-136. Kawano,Y., Sahin, I., Moschetta, M., Wang, J., Manier, S., Glavey, S., Mishima, Y., Kokubun, K., Tsukamoto, S., Sacco, A., Anderson, K. Roccaro, A.M., Gray, N.S., & Ghobrial, I.M. (2014). Citron rho-interacting serine/threonine kinase (CIT) is a novel therapeutic target in multiple myeloma cells. Blood, 124: 3430. McCulloch, R., & McWilliam, S. (2009). A genome wide survey of SNP variation reveals the genetic structure of sheep breeds. PloS ONE, 4: 46-68. Kim, H.Y., & Gladyshev, V.N. (2004). Methionine sulfoxide reduction in mammals: characterization of methionine-R-sulfoxide reductases. Molecular Biology of the Cell, 15: 1055-64. Koch, M., Murrell, J.R., Hunter, D.D., Olson, P.F., Jin, W., Keene, D.R., Brunken, W.J., & Burgeson, R.E. (2000). A novel member of the netrin family, β-netrin, shares homology with the β chain of laminin: identification, expression, and functional characterization. The Journal of Cell Biology, 151: 221-34. Kume, K., Iizumi,Y., Shimada, M., Ito, Y., Kishi, T., Yamaguchi,Y., & Handa, H. (2010). Role of N‐end rule ubiquitin ligases UBR1 and UBR2 in regulating the leucine‐mTOR signaling pathway. Genes to Cells,15: 339-49. Kwak, K.S., Zhou, X., Solomon, V., Baracos, V.E., Davis, J., Bannon, A.W., Boyle, W.J., Lacey, D.L., & Han, H. Q. (2004). Regulation of protein catabolism by muscle-specific and cytokine-inducible ubiquitin ligase E3α-II during cancer cachexia. Cancer Research, 64: 8193-98. Lammers, G., Gilissen, C., Nillesen, S.T., Uijtdewilligen, P.J., Wismans, R.G., Veltman, J.A., Daamen, W.F. & Van Kuppevelt, T.H. (2010). High density gene expression microarrays and gene ontology analysis for identifying processes in implanted tissue engineering constructs. Biomaterials, 31(32): 8299-8312. Larti, F., Kahrizi, K., Musante, L., Hu, H., Papari, E., Fattahi, Z., Bazazzadegan, N., Liu, Z., Banan, M., Garshasbi, M., Wienker, T.F., Ropers, H., Galjart, N., & Najmabadi, H. (2015). A defect in the CLIP1 gene (CLIP-170) can cause autosomal recessive intellectual disability. European Journal of Human Genetics, 23: 331-36. Matta-Camacho, E., Kozlov, G., Li, F.F, & Gehring, K. (2010). Structural basis of substrate recognition and specificity in the N-end rule pathway. Nature Structural & Molecular Biology, 17: 1182-87. Mahal, G.S., Johnston, A., & Burns, R.H. (1951). Types and dimensions of fiber scales from the wool types of domestic sheep and wild life. Textile Research Journal, 21(2), 83-93. Matukumalli, L., Lawley, C., Schnabel, R., Taylor, J., Allan, M., Heaton, M., O'Connell, J., Moore, S., Smith, T., Sonstegard, T. & Van Tassell, C. (2009). Development and characterization of a high density SNP genotyping assay for cattle. PLoS ONE, 4: 4:e5350. Meuwissen, T.H., Hayes, B.J., & Goddard, M. (2001). Prediction of total genetic value using genome-wide dense marker maps. Genetics, 157(4), 1819-1829. Mohammadi, H., Rafat, S.A., Moradi Shahrebabak, H., Shodja, J. & Moradi, M.A. (2017). Genome-wide analysis for detection of loci under positive selection in Zandi sheep breed. Iranian Journal of Animal Science, 48(4): 533-548. (In Persian). Moradi, M.H., Farahani, A.H. & Nejati-Javaremi, A. (2017). Genome-wide evaluation of effective population size in some Iranian sheep breeds using linkage disequilibrium information. Iranian Journal of Animal Science, 48(1), 39-49. (In Persian). Nenadic, I., Maitra, R., Scherpiet, S., Gaser, C., Schultz, C.C., Schachtzabel, C., Smesny, S., Reichenbach, J.R., Treutlein, J., Mühleisen, T.W., Deufel, T., Cichon, S., Rietschel, M., Nöthen, M.M., Sauer, H., & Schlösser, R. G. (2012). Glutamate receptor delta 1 (GRID1) genetic variation and brain structure in schizophrenia. Journal of Psychiatric Research, 46(12), 1531-1539. Purcell, S., Neale, B., Todd-Brown, K., Thomas, L., Ferreira, M. A., Bender, D., Maller, J., Sklar, P. de Bakker, P.I.W., Daly, M.J., & Sham, P.C. (2007). PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses. The American journal of human genetics, 81(3): 559-575. Ryder, M. L. (1964). The history of sheep breeds in Britain. The Agricultural History Review, 12(1), 1-12. Ryder, M. L. (1983). Sheep and man. London: Duckworth, 846 pp. Roshandel Ghalezo, M., Zerehdaran, S., & Javadmanesh, A. (2022). Selection signature and gene ontology for traits related to fat deposition in Afshari and Sunite fat-tailed sheep breeds. Journal of Ruminant Research.10: 47-62. (In Persian). Rupp, R., Mucha, S., Larroque, H., McEwan, J., & Conington, J. (2016). Genomic application in sheep and goat breeding. Animal Frontiers, 6(1):39-44. Sabeti, P.C., Varilly, P., Fry, B., Lohmueller, J., Hostetter, E., Cotsapas, C., & et al. (2007). Genome-wide detection and characterization of positive selection in human populations. Nature, 449(7164): 913-918. Sachajko, M., Herudzińska, M., Jaskowski, J.M., Szczepanek, J., Buszewska-Forajta, M., Feng, Y. Kumar D., & Pareek, C.S. (2019). Data set for transcriptome analysis of liver in cattle breeds. Translational Research in Veterinary Science, 2(2), 51-56. Sewe, S.O., Silva, G., Sicat, P., Seal, S.E., and Visendi, P. (2022). Trimming and validation of Illumina short reads using trimmomatic, trinity assembly, and assessment of RNA-seq data. Methods in Molecular Biology, 2443: 211-232. Taheri, S., Zerehdaran, S., and Javadmanesh, A. (2022). Genetic diversity in some domestic and wild sheep and goats in Iran. Small Ruminant Research, 209:106641. Tayara, H., and Chong, K.T. (2019). Improving the quantification of DNA sequences using evolutionary information based on deep learning. Cells, 8(12), 1635. Tang, K., Thornton, K.R., & Stoneking, M. (2007). A new approach for using genome scans to detect recent positive selection in the human genome. PLoS Biology, 5: 171. Tosser-Klopp, G., Bardou, P., Bouchez, O., Cabau, C., Crooijmans, R., Dong, Y., & et al. 2014. Design and characterization of a 52K SNP chip for goats. PLoS ONE, 9(1): 86227. VanRaden, P.M. (2008). Efficient methods to compute genomic predictions. Journal of Dairy Science, 91(11), 4414 - 4423. Voight, B.F., Kudaravalli, S., Wen, X., & Pritchard, J.K. (2006). A map of recent positive selection in the human genome. PLoS Biology, 4: 72. Wu, C., Li, J., Xu, X., Xu, Q., Qin, C., Liu,G., Wei, C., Zhang, G., Tian, K., & Fu, X. (2022). Effect of the FA2H gene on cashmere fineness of Jiangnan cashmere goats based on transcriptome sequencing. BMC Genomics, 23: 1-14. Wu, X.L., Xu, J., Feng, G., Wiggans, G.R., Taylor, J.F., He, J., Qian, C., Qiu, J., Simpson, B., Walker, J., and Bauck, S. (2016). Optimal design of low-density SNP arrays for genomic prediction: algorithm and applications. PLoS ONE, 1;11(9): e0161719. Xie, W., Chen, C., Han, Z., Huang, J., Liu, X., Chen, H., Zhang, T., Chen, S., Chen, C., Lu, M., Shen, X. &, X. (2020). CD2AP inhibits metastasis in gastric cancer by promoting cellular adhesion and cytoskeleton assembly. Molecular carcinogenesis, 59: 339-352. Yang, J., Li, W.R., Lv, F.H., He, S.G., Tian, S.L., Peng, W.F., & et al. (2016). Whole-genome sequencing of native sheep provides insights into rapid adaptations to extreme environments. Molecular Biology and Evolution, 33(10), 2576-2592. Zenker, M., Mayerle, J., Lerch, M.M., Tagariello, A., Zerres, K., Durie, P.R. & et al. (2005). Deficiency of UBR1, a ubiquitin ligase of the N-end rule pathway, causes pancreatic dysfunction, malformations and mental retardation (Johanson-Blizzard syndrome). Nature Genetics, 37: 1345-1350. Zeraatpisheh, Y., Zerehdaran, S., & Javadmanesh, A. (2023). Investigation of metabolic pathways related to the QTLs of parasite resistance trait in sheep genome using gene network and gene ontology. Veterinary Research and Biological Products, 36: 83-90. (In Persian). | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 192 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 166 |