شناسایی تنوع ژنوم در اکوتیپهای مختلف بزهای بومی ایران با استفاده از روش توالییابی کل ژنوم
نویسندگان
1 بخش مهندسی علومدامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران و بخش تحقیقات علومدامی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران
2 بخش مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید با هنر کرمان. کرمان، ایران
3 استاد بخش مهندسی علومدامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
4 آزمایشگاه ژنتیک، اصلاح نژاد و تولید مثل حیوانات استان شانگژی، دانشکده علوم و فنون حیوانات، دانشگاه شمال غرب چین، یانگلینگ، 712100 ، چین
doi
10.22103/jab.2023.20642.1447چکیده
هدف: به دلیل سازگاری با شرایط محیطی، اکوتیپهای متفاوتی از بز بومی در مناطق جغرافیایی مختلف کشور دیده میشوند که به لحاظ ویژگیهای ظاهری و تولیدی تنوع زیادی دارند. تاکنون مطالعه جامعی در سطح کل ژنوم برای شناسایی تنوع ژنتیکی بزهای بومی صورت نگرفته است. لذا هدف این مطالعه شناسایی ویژگیهای ژنومیکی این ذخایر بومی بمنظور سازماندهی برنامههای مناسب برای بهرهبرداری و حفاظت از آنها است. مواد و روشها: در این مطالعه توالیهای کل ژنوم 36 راس بز بومی ایران از پایگاه دادهNCBI دانلود و آنالیز شد. توالییابی کل ژنوم دادههای مطالعه شده به صورت Paired-End توسط شرکت ایلومینا و دستگاههای توالییاب Hiseq2500 و Hiseq2000 انجام شده است. کنترل کیفیت توالی دادههای خام توسط برنامهFastQC انجام شد. برای همردیفی توالی دادهها با ژنوم مرجع بز (ARS1, GCF_001704415.1) از الگوریتم BWA-MEM بکار برده شده در بسته نرم افزاری BWA استفاده شد. برای حذف PCR duplicates از خروجیهای همردیفی از برنامه Picard استفاده شد. پردازش خروجیهای همردیفی با ژنوم مرجع در دو مرجله شامل همردیفی مجدد حذف و اضافههای کوچک و کالیبرهکردن مجدد نمره کیفیت باز با استفاده از برنامه GATK انجام شد. میانگین عمق پوشش برای خروجیهای همردیفی با ژنوم مرجع با استفاده از دستور depth به کار برده شده در نرم افزارsamtools محاسبه شدند. چندریختیهای تکنوکلئوتیدی (SNPs) توسط ابزار UnifiedGenotyper بکار رفته در برنامه GATK شناسایی شدند. مقادیر تنوع نوکلئوتیدی و ضریب همخونی ژنومی بر اساسSNP های هموزیگوت برای هر فرد با استفاده از دستور het به کار رفته در برنامهVCFtools محاسبه شدند.نتایج: میانگین عمق پوشش دادههای استفاده شده در این مطالعه X 25/11 بود. میانگین تعداد چندریختیهای تک نوکلئوتیدی در ژنوم 36 راس بز بومی ایران 7495554 بود. مقادیر ضریب همخونی ژنومی در اکوتیپهای مختلف بزهای بومی ایران از 01/0 – تا 4/0 متغیر بود. کمترین مقدار ضریب همخونی ژنومی در ژنوم اکوتیپ بز بومی همدان مشاهده شد (01/0 –) و بیشترین مقدار ضریب همخونی در ژنوم اکوتیپ بز بلوچی سیستان و بلوچستان مشاهده شد. همچنین مقادیر میانگین درصد هتروزیگوسیتی مشاهده و مورد انتظار محاسبه شده برای چند ریختیهای تک نوکلئوتیدی در ژنوم اکوتیپهای بز بومی ایران از 27/10 تا 75/17 و 33/17 تا 57/17 متغیر بود.نتیجهگیری: این پژوهش بینش مهمی در مورد تنوع ساختاری ژنوم بزهای بومی ایران را نشان میدهد که تا کنون از نظر ژنتیکی مورد ارزیابی قرار نگرفتهاند. نتایج بدست از این تحقیق میتواند در طراحی برنامههای حفاظتی و اصلاح نژادی برای بزهای بومی ایران مورد استفاده قرار گیرند.