این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهش های تولیدات دامی، جلد ۱۵، شماره ۴، صفحات ۰-۰

عنوان فارسی شناسایی نشانه های انتخاب مثبت مرتبط با صفات مهم اقتصادی در بزهای نژاد بیتال
چکیده فارسی مقاله
مقدمه و هدف: شناسایی مناطق ژنومی که هدف انتخاب بوده­­ اند، یکی از راهکارهای اصلی تحقیقات زیستی است. به عبارت دیگر اهلی­ سازی و انتخاب به شدت در خصوصیات ظاهری و رفتاری حیوانات اهلی امروز تغییر ایجاد کرده است. در این مسیر انتخاب­های انجام شده توسط انسان نشانه ­های قابل شناسایی را در ژنوم بزهای امروزی به جا گذاشته است که شناسایی این نشانه­ ها می­تواند به اصلاح و بهبود ژنتیکی صفات مهم اقتصادی در این حیوانات کمک کند. طی دهه ­های اخیر تمایل به شناسایی مناطق ژنومی که حاوی ژن­ های کاندیدای که هدف انتخاب بوده­اند رو به افزایش بوده است. شناسایی نشانه­ های انتخاب می­ تواند دیدگاه ­های ارزشمندی در مورد ژن­ ها و یا مناطق ژنومی که تحت انتخاب مثبت بوده و یا هستند فراهم کند که به نوبه خود منجر به درک بهتر ارتباط ژنوتیپ با فنوتیپ می­شود. هدف از این مطالعه، شناسایی ژن‌های کاندیدای و مناطق ژنومی تحت انتخاب مثبت در بزهای نژاد بیتال از طریق روش‌های شناسایی ردپای انتخاب و هستی شناسی ژن می­باشد.
مواد و روش­ها: در این پژوهش اطلاعات ژنوتیپی مربوط به 631 رأس بزهای نژاد بیتال تعیین ژنوتیپ شده توسط آرایه­های Caprine 50K BeadChip  شرکت ایلومینا استفاده شد. ابتدا جهت اطمینان از کیفیت داده­های تعیین ژنوتیپ، مراحل مختلف کنترل کیفیت روی داده­های اولیه تعیین ژنوتیپ شده قبل از آنالیزهای ژنومی انجام شد. برای فیلتراسیون داده­های ژنوتیپ شده، ابتدا نمونه­هایی که فراوانی نرخ تعیین ژنوتیپ آنها کمتر از 90% بود، شناسایی و حذف شد. در مرحله بعد نشانگرهایی که حداقل فراونی آللی در آنها کمتر از 5% بود حذف شدند. سپس نشانگرهایی که نرخ تعیین ژنوتیپ آنها در نمونه­ها کمتر از 95% بود شناسایی و حذف شدند. در نهایت برای SNPهای باقیمانده آنهایی که بر روی کروموزوم جنسی و یا در تعادل هاردی-واینبرگ قرار نداشتند کنار گذاشته شدند. پس از کنترل کیفیت داده­های اولیه تعیین ژنوتیپ شده در برنامه PLINK (v1.90; http://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink) نهایتاً 36861 نشانگر SNP و 594 رأس دام وارد آنالیزهای بعدی شدند. برای شناسایی نشانه­های انتخاب از روش مبتنی بر عدم تعادل لینکاژی و آزمون نمره هاپلوتیپ تمایز یافته (iHS) در بسته نرم­افزاری REHH برنامه R انجام شد. ژن‌های کاندید با استفاده از SNP­هایی که در بازه‌ی 1% بالای iHS واقع‌ شده بودند، با استفاده از نرم‌افزارPlink  و توسط لیست ژنی شرکت ایلومینا در محیط R شناسایی شدند. همچنین، برای بررسی وجود QTL­های مرتبط با صفات مربوط به صفات مهم اقتصادی در مناطق شناسایی ‌شده معنی‌دار، از آخرین نسخه‌ی منتشر شده پایگاه genome  Animal استفاده شد. علاوه براین جهت شناسایی اینکه ژن­های شناسایی شده در مرحله قبل در چه مراحل بیولوژیکی درگیر هستند، عمدتاً از آنالیز هستی­شناسی استفاده می­شود. بدین منظور برای تجزیه هستی­شناسی ژن­های شناسایی شده از پایگاه برخط DAVID (http://david.abcc.ncifcrf.gov) استفاده گردید. همچنین برای تفسیر بهتر عملکرد ژن­های به دست آمده از پایگاه­های اطلاعاتی آنلاینGeneCards  http://www.genecards.org)) و (http://www.uniprot.org) UniProtKB استفاده شد.
یافته­ ها: از مجموع 53347 نشانگر SNP به کار رفته در این تحقیق، 36861 نشانگر توانستند مراحل مختلف کنترل کیفیت را بگذرانند. به طور کلی 3963 نشانگر به دلیل حداقل فراوانی آللی کمتر از 05/0، 1342 نشانگر به دلیل نرخ تعیین ژنوتیپ کمتر از 95% در هر نمونه، 9761 نشانگر به دلیل عدم تعادل هاردی واینبرگ و 1420 نشانگر با موقعیت ناشناخته و همچنین 37 نمونه به دلیل فراوانی تعیین ژنوتیپ کمتر از 90% حذف شدند. نتایج این پژوهش منجر به شناسایی ده منطقه ژنومی روی کروموزوم­ های 4، 6، 7، 11 (دو منطقه)، 13، 14، 15، 17 و 18 با آماره iHS شد. ژن­های شناسایی شده در مناطق مورد انتخاب با اندازه بدن (SPP1, TNPO2)، متابولیسم چربی (SDCBP)، رشد و توسعه استخوان (IBSP, MEPE) و متابولیسم انرژی (TRPC3 , UCP2, FBP1) مرتبط بودند. برخی از این ژن ­ها در مناطق تحت انتخاب با مطالعات قبلی هم خوانی داشتند. بررسی QTLهای گزارش شده در مناطق انتخابی و اورتولوگوس گاوی در مناطق شناسایی شده، QTLهای مرتبط با میانگین خوراک مصرفی، وزن لاشه و اندازه بدن قرار داشتند. از بین مسیرهای زیستی شناسایی شده، مسیرهای skeletal system development و calcium channel complex و مسیرهای KEGG شامل Glucagon signaling pathway و AMPK signaling pathway نقش مهمی در تنظیم یون کلسیم، متابولیسم مواد غذایی، هموستازی گلوکز و رشد و توسعه عضلات اسکلتی داشتند.
نتیجه ­گیری: در هر صورت، ژن­ های متعددی که در نواحی شناسایی شده بر اساس عملکرد می­توانند بعنوان کاندیداهای تحت انتخاب مطرح باشند. برخی از این ژن­ها در مناطق تحت انتخاب با مطالعات قبلی هم­ خوانی داشتند و بیشتر در مسیرهای بیولوژیکی مرتبط با رشد، وزن بدن، فرآیندهای متابولیکی، صفات تیپ نقش دارند. همچنین، بررسی QTL­های موجود در مناطق تحت انتخاب نشان داد که این QTL­ها با بعضی صفات اقتصادی مهم از قبیل وزن بدن، عمق بدن، وزن و ترکیبات لاشه ارتباط دارند. در هر حال نیاز به بررسی­های پیوستگی و عملکردی بیشتری جهت شناسایی عملکرد ژن­ ها می­ باشد. همچنین بررسی بیشتر QTL­های مرتبط با مناطق ژنومی انتخاب شده از مطالعات جستجوی نشانه­ های انتخاب و مطالعات پیوستگی ضروری است. استفاده از یافته­های این تحقیق می­تواند باعث تسریع در پیشرفت ژنتیکی برنامه­های اصلاح نژادی بز شود.
 
کلیدواژه‌های فارسی مقاله آماره iHS، رد پای انتخاب، بز، وزن بدن، پویش ژنومی

عنوان انگلیسی Identification of selective signatures associated with economic traits in Beetal goats
چکیده انگلیسی مقاله
Introduction and Objective: Identification of selection targeted genomic regions is one of the main aims of biological research. Domestication and selection has significantly changed the behavioral and phenotypic traits in modern domestic animals. The selection of animals by humans left detectable signatures on the genome of modern cattle. The identification of these signals can help us to improve the genetic characteristics of economically important traits in cattle. Over the last decade, interest in detection of genes or genomic regions that are targeted by selection has been growing. Identifying signatures of selection can provide valuable insights about the genes or genomic regions that are or have been under selection pressure, which in turn leads to a better understanding of genotype-phenotype relationships. The aim of this study was to identify effective genes and genomic region on positive signature of selection in Beetal goats using selection signature and gene ontology methods.
Material and Methods: In this study, data from 631 Beetal goat genotyped using Caprine 50 K BeadChip were used to identify genomic regions under selection associated with important traits in Beetal goat. Quality control measures were performed in Plink by setting animal call rate of 0.90, SNP call rate of 0.95 and SNPs with minor allele frequencies (MAF) lower than 0.05 or that do not conform to the Hardy–Weinberg expectation (P value ≤ 0.000001) and unknown position. After quality control of the initial data using plink software (v1.90; http://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink), 36,861 SNP markers in 594 animals of cattle were finally entered for further analysis. To identify the signatures of selection, statistical method iHS was used under REHH software packages. Candidate genes were identified by SNPs located at 1% upper range of iHS using Plink v1.9 software and the gene list of Illumina in R. Additionally, the latest published version of Animal genome database was used for defining QTLs associated with economic important traits in identified locations. In addition, the DAVID database (http://david.abcc.ncifcrf.gov) was used to determine biological routes. At this stage, it is assumed that genes that belong to a functional class can be considered as a group of genes that have some specific and common characteristics. GeneCards (http://www.genecards.org) and UniProtKB (http://www.uniprot.org) databases were also used to interpret the function of the obtained genes Also, Gene ontology analysis for identified genes was performed using DAVID online database.
Results: After quality control filters; 36,861 SNPs were left while 9761 SNPs were removed due to Hardy Weinberg Equilibrium, 1342 SNPs were removed due unknown position, 3963 removed due to minor allele threshold and 1342 removed due to missing genotypes and 37 individuals were removed after quality control measures. Using iHS approach, we identified ten genomic regions on chromosomes 4, 6, 7, 11 (two regions per chromosome), 13, 14, 15, 17, and 18 chromosome. Some of the genes located in identified regions under selection were associated with the body size (SPP1, SCN9A and TNPO2), fat metabolism (SDCBP), skeletal development (IBSP and MEPE), and energy metabolism (UCP2, TRPC3 and FBP1). Some of the genes under selection were found are consistent with some previous studies|. Results of gene ontology analysis identified two biological pathways namely skeletal system development and calcium channel complex with two important KEGG pathway including glucagon signaling pathway and AMPK signaling pathway which play an important role in the glucose metabolism and homeostasis and skeletal system development.
Conclusion:  By the way, various genes that were founded within these regions can be considered as candidates under selection based on function. Most of the genes under selection were found are consistent with some previous studies and to be involved in number of processes such as growth, body weight, metabolic pathways and domestication-related changes include system development and immune systems. Also, survey on extracted QTLs was shown that these QTLs involved in some economical important traits in goat such as feed conversion ratio, subcutaneous fat, Marbling score, meat tenderness, body weight, average daily gain, and conformation traits, length of productive life and carcass traits and composition carcass traits. However, it will be necessary to carry out more association and functional studies to demonstrate the implication of these genes. However, it will be necessary to carry out more association and functional studies to demonstrate the implication of these genes and survey on QTLs related to selected regions. However, will be necessary to carry out more association and functional studies to demonstrate the implication of genes obtained from association analyses. Using these findings can accelerate the genetic progress in the breeding programs and can be used to understand the genetic mechanism controlling this trait.
 
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Body weight, iHS statistics, goat, genomic scan, selective sweeps

نویسندگان مقاله حسین محمدی | Hossein Mohammadi
Arak University
دانشگاه اراک

ابوذر نجفی | Abouzar Najafi
University of Tehran
دانشگاه تهران


نشانی اینترنتی http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-928-6&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده ژنتیک و اصلاح نژاد دام
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات