دوره 14، شماره 2 - ( تابستان 1402 )
جلد 14 شماره 2 صفحات 120-110 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Asghari Esfedan B, Khan Ahmadi A, Dashab G R, lotfi farokhad E. (2023). Analysis of the Genetic and Phylogenetic Structure of the Mitochondrial Genome of Wild and Domestic Goat Species. Res Anim Prod. 14(2), 110-120. doi:10.61186/rap.14.40.110
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1378-fa.html
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1378-fa.html
اصغری اسفدن بتول، خان احمدی علیرضا، داشاب غلامرضا، لطفی فرخد الیاس. تجزیه و تحلیل ساختار ژنتیکی و فیلوژنتیکی ژنوم میتوکندریایی گونه های وحشی و اهلی بز پژوهشهاي توليدات دامي 1402; 14 (2) :120-110 10.61186/rap.14.40.110
1- گروه علوم دامی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
2- گروه علوم دامی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبدکاووس، ایران
3- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی گرگان، گرگان، ایران
2- گروه علوم دامی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبدکاووس، ایران
3- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی گرگان، گرگان، ایران
چکیده: (1939 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: DNA میتوکندریایی یکی از پرکاربردترین نشانگرهای مولکولی برای مطالعات فیلوژنتیک در حیوانات به علت ساختار ساده ژنوم آن است که یک مدل ایدهآل برای مطالعه تکامل و تشابه ژنتیکی ارائه می‌دهد. هدف از مطالعه حاضر، شناسایی شباهتها و تفاوتهای ژنتیکی و فیلوژنتیکی با استفاده از توالی کامل ژنوم میتوکندریایی به همراه توالی های جداگانه 13 ژن رمزگر پروتئین به طور جداگانه به ازای هر ژنوم، در بین هشت گونه بز وحشی و بز اهلی بود.
مواد و روش ها: در این مطالعه توالی های کامل ژنوم میتوکندریایی و همچنین توالی 13 ژن رمزگر پروتئین به‌طور جداگانه به ازای هر ژنوم مربوط به هفت نژاد بز وحشی شامل (Markhor (C. falcoeri, Capra,،Capra nubiana، Capra pyrenaica, Capra ibex sibirica, Capra caucasica,Capra aegagrus) و نژاد بز اهلی (Capra hircus) از پایگاه داده ها NCBI استخراج شدند. همردیفی چندگانه ژنوم ها و توالی نوکلئوتیدی 13 ژن رمزگر پروتئین به ازای هر ژنوم، با استفاده از نرم‌افزار DNASTAR بانام MegAlign و با روش Clustal W انجام شد؛ و برای محاسبه واگرایی و درصد شباهت ژنتیکی ژنوم ها و توالی های نوکلئوتیدی از بخش دیگر نرم‌افزار DNASTAR به نام Sequence Distances استفاده شد؛ برای آنالیز فیلوژنتیکی ژنوم کامل میتوکندریایی و توالی 13 ژن رمزگر با نرمافزاری MEGA7 همتراز شدند.
یافته ها: بر اساس آنالیزهای انجام‌شده مشخص شد که بیشترین شباهت در بین توالیهای نوکلئوتیدی ژنوم کامل میتوکندریایی (99/50) بین بز اهلی (Capra hircus) و بز وحشی Capra aegagrus و کمترین درصد شباهت (93/79) بین نژاد Capra nubiana با بز وحشی Capra sibirica وجود دارد. همچنین، بر اساس نتایج درخت فیلوژنتیکی مشخص شد که نژادهای بز اهلی (Capra hircus) و بز وحشی Capra aegagrus در یک گروه و نژاد وحشی Capra ibex و Capra pyrenaica در یک خوشه متمایز دیگر تقسیم‌بندی شدهاند.
نتیجه‌گیری: در این مطالعه، تمام نتایج بدست آمده از آنالیز توالی کل ژنوم میتوکندریایی با نتایج حاصل از توالی 13 ژن رمزگر پروتئین به ازای هر ژنوم مطابقت داشت که نشان‌دهنده خوشه بندی صحیح نژادهای بز وحشی و اهلی میباشد؛ بنابراین می‌توان از توالیهای ژنوم میتوکندری به‌عنوان یک نشانگر ژنتیکی مناسب در جهت تجزیه‌وتحلیل دقیق فیلوژنتیک و خوشه بندی گونه های مختلف بز استفاده کرد.
مقدمه و هدف: DNA میتوکندریایی یکی از پرکاربردترین نشانگرهای مولکولی برای مطالعات فیلوژنتیک در حیوانات به علت ساختار ساده ژنوم آن است که یک مدل ایدهآل برای مطالعه تکامل و تشابه ژنتیکی ارائه می‌دهد. هدف از مطالعه حاضر، شناسایی شباهتها و تفاوتهای ژنتیکی و فیلوژنتیکی با استفاده از توالی کامل ژنوم میتوکندریایی به همراه توالی های جداگانه 13 ژن رمزگر پروتئین به طور جداگانه به ازای هر ژنوم، در بین هشت گونه بز وحشی و بز اهلی بود.
مواد و روش ها: در این مطالعه توالی های کامل ژنوم میتوکندریایی و همچنین توالی 13 ژن رمزگر پروتئین به‌طور جداگانه به ازای هر ژنوم مربوط به هفت نژاد بز وحشی شامل (Markhor (C. falcoeri, Capra,،Capra nubiana، Capra pyrenaica, Capra ibex sibirica, Capra caucasica,Capra aegagrus) و نژاد بز اهلی (Capra hircus) از پایگاه داده ها NCBI استخراج شدند. همردیفی چندگانه ژنوم ها و توالی نوکلئوتیدی 13 ژن رمزگر پروتئین به ازای هر ژنوم، با استفاده از نرم‌افزار DNASTAR بانام MegAlign و با روش Clustal W انجام شد؛ و برای محاسبه واگرایی و درصد شباهت ژنتیکی ژنوم ها و توالی های نوکلئوتیدی از بخش دیگر نرم‌افزار DNASTAR به نام Sequence Distances استفاده شد؛ برای آنالیز فیلوژنتیکی ژنوم کامل میتوکندریایی و توالی 13 ژن رمزگر با نرمافزاری MEGA7 همتراز شدند.
یافته ها: بر اساس آنالیزهای انجام‌شده مشخص شد که بیشترین شباهت در بین توالیهای نوکلئوتیدی ژنوم کامل میتوکندریایی (99/50) بین بز اهلی (Capra hircus) و بز وحشی Capra aegagrus و کمترین درصد شباهت (93/79) بین نژاد Capra nubiana با بز وحشی Capra sibirica وجود دارد. همچنین، بر اساس نتایج درخت فیلوژنتیکی مشخص شد که نژادهای بز اهلی (Capra hircus) و بز وحشی Capra aegagrus در یک گروه و نژاد وحشی Capra ibex و Capra pyrenaica در یک خوشه متمایز دیگر تقسیم‌بندی شدهاند.
نتیجه‌گیری: در این مطالعه، تمام نتایج بدست آمده از آنالیز توالی کل ژنوم میتوکندریایی با نتایج حاصل از توالی 13 ژن رمزگر پروتئین به ازای هر ژنوم مطابقت داشت که نشان‌دهنده خوشه بندی صحیح نژادهای بز وحشی و اهلی میباشد؛ بنابراین می‌توان از توالیهای ژنوم میتوکندری به‌عنوان یک نشانگر ژنتیکی مناسب در جهت تجزیه‌وتحلیل دقیق فیلوژنتیک و خوشه بندی گونه های مختلف بز استفاده کرد.
فهرست منابع
1. Abadi, M.M., Askari, N., Baghizadeh, A. and Esmailizadeh, A.K., 2009. A directed search around caprine candidate loci provided evidence for microsatellites linkage to growth and cashmere yield in Rayini goats. Small Ruminant Research, 81(2-3), pp.146-151. [DOI:10.1016/j.smallrumres.2008.12.012]
2. Ahmadian, K., G. Rahimi Mianji, H. Sayahzadeh and H. Deldar. 2017. Assessment of Genetic diversity and phylogenetic relationship of Iranian indigenous chickens based on mitochondrial D-Loop sequences. Research on Animal Production, 8(17): 140-148. (In Persian). [DOI:10.29252/rap.8.17.140]
3. Alinaghizadeh, H., Mohammad Abadi, MR., Zakizadeh, S .2010. Exon 2 of BMP15 gene polymorphismin Jabal Barez Red Goat. Journal of Agricultural Biotechnology 2: 69-80. (In Persian).
4. Amills, M., Ramírez, O., Tomàs, A., Badaoui, B., Marmi, J., Acosta, J., Sánchez, A. and Capote, J., 2009. Mitochondrial DNA diversity and origins of South and Central American goats. Animal Genetics, 40(3), pp.315-322. [DOI:10.1111/j.1365-2052.2008.01837.x]
5. AsghariEsfeden, B., Dashab, G.R., Banabazi, M.H. and Rokouei, M., 2021. Analysis of Genetic Differences in Genes Associated with Immune Response Among Purebred and Crossbreed Sistani and Montebeliarde Cow Populations using RNA-Seq Data. Research on Animal Production (Scientific and Research), 12(31), pp.134-145. (In Persian). [DOI:10.52547/rap.12.31.134]
6. Askari, N., Baghizadeh, A. and Mohammadabadi, M.R., 2008. Analysis of the genetic structure of Iranian indigenous Raeni Cashmere goat populations using microsatellite markers. Biotechnol, 2(3), pp.1-4.
7. Askari, N., Baghizadeh, A., Mohammadabadi, MR .2010. Study of genetic diversity in four populations of Raeini Cashmere goat using ISSR markers. Modern Genetics Journal 5: 49-56. (In Persian).
8. Askari, N., Mohammadabadi, MR., Beygi Nassiry, MT., Baghizadeh, A., Fayazi, J .2009. Study of Genetic Diversity of Raeini Cashmere Goat Based on Microsatellite Markers. Journal of Agricultural Science 18: 155-161. (In Persian).
9. Bruford, M.W., Bradley, D.G. and Luikart, G., 2003. DNA markers reveal the complexity of livestock domestication. Nature Reviews Genetics, 4(11), pp.900-910. [DOI:10.1038/nrg1203]
10. Burland T. G. 2000. DNASTAR's Lasergene sequence analysis software. Methods in Molecular Biology, 132: 71-91. [DOI:10.1385/1-59259-192-2:71]
11. Cabrera, A., 1911, December. The subspecies of the Spanish ibex. In Proceedings of the Zoological Society of London (Vol. 81, No. 4, pp. 963-977). Oxford, UK: Blackwell Publishing Ltd. [DOI:10.1111/j.1096-3642.1911.tb01967.x]
12. Denver DR, Morris K, Lynch M et al. (2000) High direct estimate of the mutation rate in the mitochondrial genome of Caenorhabditis elegans. Sci 289, 23-42. [DOI:10.1126/science.289.5488.2342]
13. DiMauro S .2004. Mitochondrial diseases.BiochimicaetBiophysicaActa 1658:80-88. [DOI:10.1016/j.bbabio.2004.03.014]
14. DiMauro, S. and Davidzon, G., 2005. Mitochondrial DNA and disease. Annals of medicine, 37(3), pp.222-232. [DOI:10.1080/07853890510007368]
15. Excoffier L, Laval G, Schneider S .2005. Arlequin (version 3.0): an integrated software package for population genetics data analysis. Evolutionary Bioinformatics Online 1: 47-50. [DOI:10.1177/117693430500100003]
16. Graff, C., Clayton, D.A. and Larsson, N.G., 1999. Mitochondrial medicine-recent advances. Journal of internal medicine, 246(1), pp.11-23. [DOI:10.1046/j.1365-2796.1999.00514.x]
17. Han, L., Yu, H.X., Cai, D.W., Shi, H.L., Zhu, H. and Zhou, H., 2010. Mitochondrial DNA analysis provides new insights into the origin of the Chinese domestic goat. Small Ruminant Research, 90(1-3), pp.41-46. [DOI:10.1016/j.smallrumres.2009.12.011]
18. Hassani MN, Asadi Fozi M, Esmailizadeh AK, Mohammadabadi MR .2010.A genetic analysis of growth traits in raieni cashmere goat using multivariate animal model. Iranian Journal of Animal Science 41:323- 329. (In Persian).
19. Hiendleder, S., Lewalski, H., Wassmuth, R. and Janke, A., 1998. The complete mitochondrial DNA sequence of the domestic sheep (Ovis aries) and comparison with the other major ovine haplotype. Journal of Molecular Evolution, 47, pp.441-448. [DOI:10.1007/PL00006401]
20. Hilmia, N., Rahmat, D., Dagong, M.I.A., Bugiwati, S.R.A., Sutopo, S., Lestari, D.A., Setiaji, A., Matitaputty, P.R., Sutikno, S. and Mannen, H., 2023. Study of Kosta goat (Capra hircus) mitochondrial DNA and their phylogenetic based on whole genome sequensing. Small Ruminant Research, 221, p.106937. [DOI:10.1016/j.smallrumres.2023.106937]
21. Houshmand, M. 2014. Mitochondrial genome. Fourth National Biotechnology Conference of the Islamic Republic of Iran, pp124, Iran, Kerman.
22. Jia, C. and Wei, Z., 2016. The complete mitochondrial genome of Shaannan White goat (Capra hircus). Mitochondrial DNA Part A, 27(6), pp.4086-4087. [DOI:10.3109/19401736.2014.1003856]
23. Joshi, M.B., Rout, P.K., Mandal, A.K., Tyler-Smith, C., Singh, L. and Thangaraj, K., 2004. Phylogeography and origin of Indian domestic goats. Molecular biology and Evolution, 21(3), pp.454-462. [DOI:10.1093/molbev/msh038]
24. Luikart, G., Gielly, L., Excoffier, L., Vigne, J.D., Bouvet, J. and Taberlet, P., 2001. Multiple maternal origins and weak phylogeographic structure in domestic goats. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(10), pp.5927-5932. [DOI:10.1073/pnas.091591198]
25. Lulai, F. 2000. Investigation of genetic diversity of Barbus capito fish in Mazandaran and Gilan provinces. M.Sc. Tarbiat Modares University. Tehran, Iran. pp. (In Persian).
26. Meadows, J.R.S., Hiendleder, S. and Kijas, J.W., 2011. Haplogroup relationships between domestic and wild sheep resolved using a mitogenome panel. Heredity, 106(4), pp.700-706. [DOI:10.1038/hdy.2010.122]
27. Mohammadabadi MR (2012). Relationships of IGFBP-3 gene polymorphism with cashmere traits in raini Cashmere goat. Modern Genetics Journal 7:115-120. (In Persian).
28. Namgail, T., 2006. Winter habitat partitioning between Asiatic ibex and blue sheep in Ladakh, northern India. Journal of Mountain Ecology, 8(1), pp.7-13.
29. Niu, L., Hu, J., Zhang, H., Li, H., Duan, X., Wang, L., Li, L., Zhang, H. and Zhong, T., 2016. The complete mitochondrial genome of Boer goat (Bovidae; Caprinae). Mitochondrial DNA Part A, 27(2), pp.1523-1524. [DOI:10.3109/19401736.2014.953121]
30. Odahara, S., Chung, H.J., Choi, S.H., Yu, S.L., Sasazaki, S., Mannen, H., Park, C.S. and Lee, J.H., 2006. Mitochondrial DNA diversity of Korean native goats. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 19(4), pp.482-485. [DOI:10.5713/ajas.2006.482]
31. Petersen, D.C., Glashoff, R.H., Shrestha, S., Bergeron, J., Laten, A., Gold, B., van Rensburg, E.J., Dean, M. and Hayes, V.M., 2005. Risk for HIV-1 infection associated with a common CXCL12 (SDF1) polymorphism and CXCR4 variation in an African population. Journal of acquired immune deficiency syndromes (1999), 40(5), p.521. [DOI:10.1097/01.qai.0000186360.42834.28]
32. Pitt, D., Sevane, N., Nicolazzi, E.L., MacHugh, D.E., Park, S.D., Colli, L., Martinez, R., Bruford, M.W. and Orozco‐terWengel, P., 2019. Domestication of cattle: Two or three events?. Evolutionary applications, 12(1), pp.123-136. [DOI:10.1111/eva.12674]
33. Rout, P.K., Thangraj, K., Mandal, A. and Roy, R., 2012. Genetic variation and population structure in Jamunapari goats using microsatellites, mitochondrial DNA, and milk protein genes. The Scientific World Journal, 2012. [DOI:10.1100/2012/618909]
34. Shamsalddini, S., Mohammadabadi, M.R. and Esmailizadeh, A.K., 2016. Polymorphism of the prolactin gene and its effect on fiber traits in goat. Russian Journal of Genetics, 52, pp.405-408. [DOI:10.1134/S1022795416040098]
35. Sultana, S., Mannen, H. and Tsuji, S., 2003. Mitochondrial DNA diversity of Pakistani goats. Animal Genetics, 34(6), pp.417-421. [DOI:10.1046/j.0268-9146.2003.01040.x]
36. Takada, T., Kikkawa, Y., Yonekawa, H., Kawakami, S. and Amano, T., 1997. Bezoar (Capra aegagrus) is a matriarchal candidate for ancestor of domestic goat (Capra hircus): evidence from the mitochondrial DNA diversity. Biochemical Genetics, 35, pp.315-326. [DOI:10.1023/A:1021869704889]
37. Tamroosi, A., Dashab, G.R., Banabazi, M.H. and Maghsoudi, A., 2021. Bioinformatics Study of mtDNA Genes in Two Subspecies of Holstein (Bos taurus) and Cholistani (Bos indicus) Cattle Using RNA-Seq Data. Research on Animal Production (Scientific and Research), 12(34), pp.172-184. [DOI:10.52547/rap.12.34.172]
38. Tohidi nezhad F, Mohammadabadi MR, Esmailizadeh AK, Najmi Noori A .2015. Comparison of different levels of Rheb gene expression in different tissues of Raini Cashmir goat. Journal of Agricultural Biotechnology 6: 35-50. (In Persian).
39. Weinberg, P., 2020. Capra caucasica. The IUCN red list of threatened species.
40. Zeder, M.A., Emshwiller, E., Smith, B.D. and Bradley, D.G., 2006. Documenting domestication: the intersection of genetics and archaeology. TRENDS in Genetics, 22(3), pp.139-155. [DOI:10.1016/j.tig.2006.01.007]
41. Zhang, H., Duan, X., Li, H., Niu, L., Wang, L., Li, L., Zhang, H. and Zhong, T., 2016. The complete mitochondrial genome of Chinese Tibetan goat (Capra hircus). Mitochondrial DNA Part A, 27(2), pp.1161-1162. [DOI:10.3109/19401736.2014.936418]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
