تخمین پارامترهای اندازه مؤثر جمعیت و ضریب همخونی مبتنی بر اطلاعات تراشه‌های ژنومی در گاو‌های هلشتاین ایران

نویسندگان

1 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

2 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

doi
10.22034/as.2025.65489.1771
چکیده

چکیدهزمینه مطالعاتی: امروزه، بررسی ساختارهای جمعیتی هر گونه‌ی جانوری نقش حیاتی در جلوگیری از کاهش تنوع ژنتیکی و حفظ دینامیک جمعیت مورد مطالعه دارد. همچنین، اطلاعات استخراج شده می‌تواند به اجرای برنامه‌ی اصلاح نژادی در آن جمعیت کمک کند. هدف: در این پژوهش ساختار عدم تعادل پیوستگی ( LD)، اندازه‌ی مؤثر جمعیت و همخونی جمعیت‌های گاوهای هلشتاین ایران مورد بررسی قرار گرفت.روش‌کار: برای این پژوهش، داده‌های ژنومی 68 رأس گاو هلشتاین ایران از دو مجموعه داده استفاده شد. کنترل کیفی و غربالگری داده‌ها با نرم‌افزار Plink انجام گرفت. در این فرآیند، جایگاه‌های ژنی و حیوانات با بیش از 5درصد داده گمشده، نشانگرهای SNP با فراوانی اللی کمتر از 5درصد و نشانگرهای SNP خارج از تعادل هاردی-واینبرگ (HWE) حذف شدند. در نهایت، داده‌های ژنومی سری اول (IRI-S1) با 41 رأس و سری دوم (IRI-S2) با 25 رأس برای تجزیه و تحلیل‌ها با 40,105 و 41,535 نشانگر SNP مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر r² تصحیح شده تا فاصله 40 مگاباز و اندازه مؤثر جمعیت (Ne) در نسل‌های پیشین و حاضر با نرم‌افزار SNeP ver1.1 محاسبه شد. همچنین، ضرایب همخونی با چهار روش مختلف (FGRM، FHOM، FUNI و FROH) با استفاده از نرم‌افزارهای GCTA و PLINK ver1.9 محاسبه گردید.نتایج: مقادیر r² برای جمعیت‌های IRI-S1 و IRI-S2 به ترتیب 311/0 و 268/0 بود برای فاصله 43/34 مگاجفت‌باز به ترتیب به 03/0 و 047/0 کاهش یافت، این نشان‌دهنده کاهش فاز LD با افزایش فاصله بین نشانگرها است. اندازه مؤثر جمعیت (Ne) در نسل حاضر برای IRI-S1 و IRI-S2 به ترتیب 121 و 130 بود و کمترین مقدار Ne مربوط به پنج نسل پیشین، به ترتیب 103 و 99 بود. ضرایب همخونی با روش‌های FGRM، FHOM و FUNI برای جمعیت IRI-S1 برابر 035/0 و برای IRI-S2 در بازه 036/0 تا 047/0 بود. همچنین، بالاترین مقدار همخونی مبتنی بر FROH در IRI-S1 (095/0) و IRI-S2 (091/0) برای MAF کمتر از 01/0 به‌دست آمد. این نتایج نشان می‌دهند که با کاهش MAF، همخونی افزایش یافته و با افزایش MAF از 01/0 به 02/0، مقادیر FROH کاهش می‌یابد.نتیجه‌گیری نهایی: نتایج حاکی از کاهش معنادار عدم تعادل پیوستگی با افزایش فاصله نشانگرها در جمعیت‌های مورد مطالعه است. این روند کاهشی با مطالعات پیشین در نژادهای مختلف گاو و طیور همسوست که ناشی از تأثیر تاریخچه جمعیتی و برنامه‌های اصلاح نژاد است. اندازه مؤثر جمعیت در نسل‌های اخیر به‌طور چشمگیری کاهش یافته و در مقایسه با نژادهای بومی ایران (۱۵۰-200 رأس) پایین‌تر، اما بالاتر از برخی نژادهای اصیل است. سطح همخونی در ایران پایین‌تر از هلشتاین‌های کانادا و آمریکا گزارش شد، اما روند افزایشی سریع‌تری دارد. برای حفظ تنوع ژنتیکی و کنترل همخونی، استفاده از راهبردهای ژنومی (مانند مدیریت جفت‌گیری مبتنی بر ROH، افزایش تنوع گاوهای نر مولد) و پایش مستمر Ne ضروری است. این یافته‌ها زمینه‌ساز بهینه‌سازی برنامه‌های اصلاح نژاد در ایران به‌شمار می‌رود.