شناسایی تنوع ژنوم در مرغ لاری با استفاده از روش توالی‌یابی کل ژنوم

نویسندگان

1 دانشگاه شهید باهنر بخش علوم دامی

2 دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 استادیار پژوهشی بخش تحقیقات علوم دامی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

4 دانشیار بخش مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

doi
10.22103/jab.2021.17102.1287
چکیده

هدف:ارزیابی و حفاظت از مرغان بومی به عنوان ذخایر ژنتیکی ارزشمند ضروری است. مطالعه حاضر اولین پژوهش برای شناسایی واریانت‌های ژنتیکی در مرغ لاری با اطلاعات توالی‌یابی کل ژنوم است. مطالعه تنوع ژنتیکی مرغ لاری در سطح ژنوم، می‌توانند اطلاعات مفیدی را در جهت حفظ و اصلاح نژاد آن فراهم سازد. در این تحقیق تنوع ژنومی پنج قطعه مرغ از نژادلاری با استفاده از تکنیک توالی‌یابی کل ژنوم بررسی شد. مواد و روش‌ها:نمونه خون پنج قطعه مرغ بومی لاری از شهرهای شیراز و زابل گرفته شد. ﺗﻮاﻟﯽ‌ﯾﺎﺑﯽ ﮐﻞ ژﻧﻮم ﺑﻪ ﺻﻮرت رفت و برگشتی ﺗﻮﺳﻂ ﺷﺮﮐﺖ اﯾﻠﻮﻣﯿﻨﺎ 2500 Hiseq در ﮐﺸﻮر ﭼﯿﻦ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ. کیفیت داده‌ها توسط برنامهFastQC  بررسی شد‌ند. داده‌ها به وسیله الگوریتم MEM به کار برده شده در برنامة BWA با ژنوم مرجع (Gallus_gallus-5.0/galGal) همردیف شد‌ند. پردارش bam فایل‌ها در چندین مرحله انجام شد. PCR duplicates توسط برنامه Picard حذف شدند. درصد همردیفی با ژنوم مرجع و کاوریج یا عمق پوشش با استفاده از دستورات flagstat و depth به کار برده شده در نرم افزار samtools  محاسبه شد‌ند. چندریختی‌های تک‌نوکلئوتیدی (SNPs) و حذف و اضافه‌های کوچک ژنوم با برنامة GATK شناسایی شد‌ند. مستند‌سازی چند‌ریختی‌های تک نوکلئوتیدی و حذف و اضافه‌های کوچک ژنوم با برنامة SnpEff انجام شد. تنوع ژنتیکی ژنوم پنج مرغ با برنامه VCFtools محاسبه شد. نتایج:میانگین درصد همردیفی توالی‌های کوتاه با ژنوم مرجع 85/ 99 درصد بود و میانگین عمق پوشش 65/7 X بود. در این پژوهش 9851731 چند‌ریختی تک نوکلئوتیدی و 1024139 حذف و اضافه کوچک بدست آمد که بیشترین مقدار آن در نواحی اینترون و بین ژنی مشاهده شد. میانگین درصد هتروزیگوسیتی مشاهده شده و مورد انتظار برای جایگاه‌های چند‌ریختی‌های تک‌نوکلئوتیدی شناسایی شده  برای ژنوم پنج مرغ به ترتیب 30/0 و 35/0 بود. نتیجه‌گیری:نتایج مستند‌سازی  نشان داد که درصد چندریختی‌های تک نوکلئوتیدی خاموش (38/%74)  بیشتر از درصد چندریختی‌های تک نوکلئوتیدی غیر­مترادف (بد معنی و بی معنی، 62/25%) در ژنوم مرغ است. کمتر بودن تنوع ژنتیکی مشاهده شده از تنوع ژنتیکی مورد انتظار، به وجود نیرو‌هایی مثل همخونی در جمعیت مرغ لاری می‌توان اشاره کرد. اطلاعات بدست آمده از این پژوهش، می‌تواند برای برنامه‌های حفاظت و اصلاح نژادی و نیز بررسی ساختار جمعیتی سودمند واقع شوند.