تابستان
برگشت به فهرست مقالات |
برگشت به فهرست نسخه ها
1- دانشگاه اراک، اراک، ایران
2- تهران
2- تهران
چکیده: (18 مشاهده)
مقدمه و هدف: اردک در مقایسه با سایر طیور، در برابر عوامل نامساعد محیطی مقاومتر بوده و دارای سرعت رشد نسبتاً بالایی است. همچنین نسبت به پرورش مرغ نیاز به تأسیسات و تجهیزات کمتری برای دوره پرورشی دارد. از طرف دیگر، با دسترسی به دادههای توالییابی کل ژنوم در گونههای مختلف، شناسایی مناطق ژنومی که هدف انتخاب بودهاند، اطلاعاتی در مورد مراحل تکامل گونههای مختلف از جمله اردک را فراهم میکند. به عبارت دیگر اهلیسازی و انتخاب به شدت در خصوصیات ظاهری و رفتاری پرندگان اهلی امروز تغییر ایجاد کرده است. در این مسیر انتخابهای انجام شده توسط انسان نشانههای قابل شناسایی را در ژنوم اردکهای امروزی به جا گذاشته است که شناسایی این نشانهها میتواند به اصلاح و بهبود ژنتیکی صفات مهم اقتصادی در این پرندگان کمک کند. طی دهههای اخیر تمایل به شناسایی مناطق ژنومی که حاوی ژنهای کاندیدای که هدف انتخاب بودهاند، با توجه به دسترسی و هزینه پایین تعیین ژنوتیپ رو به افزایش بوده است. شناسایی نشانههای انتخاب میتواند دیدگاههای ارزشمندی در مورد ژنها 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 مناطق ژنومی تحت انتخاب مثبت و ژنهای کاندیدای مرتبط با صفات مهم اقتصادی در اردکهای نژاد پیکین از طریق روش آماری مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی میباشد.
مواد و روشها: در این پژوهش اطلاعات ژنوتیپی مربوط به 643 قطعه اردک با حداقل روابط خویشاوندی مربوط به نژاد پیکین که بوسیله پلتفرمHiseq 4000 شرکت ایلومینا به صورت paired-endو طول خوانش 150 جفتباز توالییابی کل ژنوم شده بودند، استفاده گردید. 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 1% بود حذف شدند. سپس نشانگرهایی که نرخ تعیین ژنوتیپ آنها در نمونهها کمتر از 90% بود شناسایی و حذف شدند. در گام بعدی برای شناسایی SNPهای مستقل از نرم افزارPLINK استفاده شد. برای این منظور با حذف SNPهایی که در حالت عدم تعادل پیوستگی بالایی با یکدیگر قرار داشتند، در پنجرههایی شامل SNP 25 و با حرکت SNP 5 رو به جلو در هر مرحله، SNPهای دارای r2 (معیار عدم تعادل پیوستگی) بیش از 2/0 (دستور --indep-pairwise 25 5 0.2) با یکدیگر از مجموعه دادهها حذف شدند .پس از کنترل کیفیت دادههای اولیه تعیین ژنوتیپ شده در برنامه PLINK (v1.90; http://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink) نهایتاً 67586 نشانگر SNP و 643 قطعه پرنده وارد آنالیزهای بعدی شدند. در مرحله بعدی به منظور شناسایی مناطق ژنومی و ژنهای کاندیدای مرتبط با صفات مهم اقتصادی توسط آزمون iHS که مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی است بهوسیله نرمافزار Selscan (نسخه 0/2) مورد استفاده قرار گرفت. ژنهای کاندیدا با استفاده از SNPهایی که در بازهی 1% ارزش بالای این آزمون واقع شده بودند، با استفاده از نرمافزارPlink شناسایی شدند. همچنین، برای آنالیز غنیسازی مجموعههای ژنی با استفاده از برنامه آنلاین KOBAS (https://bioinformaticshome.com/tools/rna-seq/descriptions/KOBAS.html#google_vignette) با هدف شناسایی مسیرهای هستیشناسی و مسیرهای بیوشیمیایی KEGG معنیدار مرتبط با صفات مهم اقتصادی انجام شد. در نهایت، برای تفسیر بهتر عملکرد ژنهای به دست آمده از پایگاههای اطلاعاتی آنلاینGeneCards http://www.genecards.org)) و (http://www.uniprot.org) UniProtKB استفاده شد.
یافتهها: نتایج این پژوهش منجر به شناسایی مناطق ژنومی مختلغی کاندیدا با بالاترین ارزش آزمون آماره iHS شد. در تفسیر مجموعههای ژنی، تعداد 14 مسیر هستی شناسی ژنی و بیوشیمیایی شناسایی شد (P˂0.05). از این بین، مسیرهای positive regulation of skeletal muscle fiber development، negative regulation of negative chemotaxis،release of sequestered calcium ion into cytosol ، positive regulation of transcription DNA-templated، cellular response to hormone stimulus و response to a peptide hormone stimulus بیشترین ضریب غنیسازی را داشتند. بررسی ژنهای گزارش شده در این مناطق نشان داد ژنهای CSMD1، THYN1، FOXO1، ACAD8، CALCR، TMEM161A و FRMPD3 در این مناطق حضور دارند که عملکردهای مهمی را در ارتباط با رشد و توسعهی عضلات بدن، فرآیند تخمکاندازی، تشکیل پوسته تخم، فسفریله کردن گلیکوپروتئینها، کیفیت گوشت و تفرق سلولهای استئوبلاست انجام میدهند.
نتیجه گیری: در هر صورت، ژنهای متعددی که در نواحی شناسایی شده بر اساس عملکرد میتوانند بعنوان کاندیداهای تحت انتخاب مطرح باشند. برخی از این ژنهای کاندیدا در مناطق تحت انتخاب مثبت با مطالعات قبلی پویش ژنومی گزارش شده بودند. به هر حال بررسی بیشتر ژنهای مرتبط با مناطق ژنومی بدست آمده از مطالعات جستجوی پویش کل ژنومی ضروری است. استفاده از یافتههای این تحقیق میتواند باعث تسریع در پیشرفت ژنتیکی برنامههای اصلاح نژادی شود. همچنین نتایج این تحقیق میتواند در درک ساز و کار ژنتیکی کنترل کننده صفات مهم اقتصادی شامل رشد بدن و تعداد تخم تولیدی مورد استفاده قرار گیرد و استفاده از یافتههای این پژوهش میتواند در انتخاب ژنتیکی اردک از طریق پرندگان برتر، باعث تسریع در پیشرفت ژنتیکی برنامههای اصلاح نژادی شود.
مواد و روشها: در این پژوهش اطلاعات ژنوتیپی مربوط به 643 قطعه اردک با حداقل روابط خویشاوندی مربوط به نژاد پیکین که بوسیله پلتفرمHiseq 4000 شرکت ایلومینا به صورت paired-endو طول خوانش 150 جفتباز توالییابی کل ژنوم شده بودند، استفاده گردید. 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 1% بود حذف شدند. سپس نشانگرهایی که نرخ تعیین ژنوتیپ آنها در نمونهها کمتر از 90% بود شناسایی و حذف شدند. در گام بعدی برای شناسایی SNPهای مستقل از نرم افزارPLINK استفاده شد. برای این منظور با حذف SNPهایی که در حالت عدم تعادل پیوستگی بالایی با یکدیگر قرار داشتند، در پنجرههایی شامل SNP 25 و با حرکت SNP 5 رو به جلو در هر مرحله، SNPهای دارای r2 (معیار عدم تعادل پیوستگی) بیش از 2/0 (دستور --indep-pairwise 25 5 0.2) با یکدیگر از مجموعه دادهها حذف شدند .پس از کنترل کیفیت دادههای اولیه تعیین ژنوتیپ شده در برنامه PLINK (v1.90; http://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink) نهایتاً 67586 نشانگر SNP و 643 قطعه پرنده وارد آنالیزهای بعدی شدند. در مرحله بعدی به منظور شناسایی مناطق ژنومی و ژنهای کاندیدای مرتبط با صفات مهم اقتصادی توسط آزمون iHS که مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی است بهوسیله نرمافزار Selscan (نسخه 0/2) مورد استفاده قرار گرفت. ژنهای کاندیدا با استفاده از SNPهایی که در بازهی 1% ارزش بالای این آزمون واقع شده بودند، با استفاده از نرمافزارPlink شناسایی شدند. همچنین، برای آنالیز غنیسازی مجموعههای ژنی با استفاده از برنامه آنلاین KOBAS (https://bioinformaticshome.com/tools/rna-seq/descriptions/KOBAS.html#google_vignette) با هدف شناسایی مسیرهای هستیشناسی و مسیرهای بیوشیمیایی KEGG معنیدار مرتبط با صفات مهم اقتصادی انجام شد. در نهایت، برای تفسیر بهتر عملکرد ژنهای به دست آمده از پایگاههای اطلاعاتی آنلاینGeneCards http://www.genecards.org)) و (http://www.uniprot.org) UniProtKB استفاده شد.
یافتهها: نتایج این پژوهش منجر به شناسایی مناطق ژنومی مختلغی کاندیدا با بالاترین ارزش آزمون آماره iHS شد. در تفسیر مجموعههای ژنی، تعداد 14 مسیر هستی شناسی ژنی و بیوشیمیایی شناسایی شد (P˂0.05). از این بین، مسیرهای positive regulation of skeletal muscle fiber development، negative regulation of negative chemotaxis،release of sequestered calcium ion into cytosol ، positive regulation of transcription DNA-templated، cellular response to hormone stimulus و response to a peptide hormone stimulus بیشترین ضریب غنیسازی را داشتند. بررسی ژنهای گزارش شده در این مناطق نشان داد ژنهای CSMD1، THYN1، FOXO1، ACAD8، CALCR، TMEM161A و FRMPD3 در این مناطق حضور دارند که عملکردهای مهمی را در ارتباط با رشد و توسعهی عضلات بدن، فرآیند تخمکاندازی، تشکیل پوسته تخم، فسفریله کردن گلیکوپروتئینها، کیفیت گوشت و تفرق سلولهای استئوبلاست انجام میدهند.
نتیجه گیری: در هر صورت، ژنهای متعددی که در نواحی شناسایی شده بر اساس عملکرد میتوانند بعنوان کاندیداهای تحت انتخاب مطرح باشند. برخی از این ژنهای کاندیدا در مناطق تحت انتخاب مثبت با مطالعات قبلی پویش ژنومی گزارش شده بودند. به هر حال بررسی بیشتر ژنهای مرتبط با مناطق ژنومی بدست آمده از مطالعات جستجوی پویش کل ژنومی ضروری است. استفاده از یافتههای این تحقیق میتواند باعث تسریع در پیشرفت ژنتیکی برنامههای اصلاح نژادی شود. همچنین نتایج این تحقیق میتواند در درک ساز و کار ژنتیکی کنترل کننده صفات مهم اقتصادی شامل رشد بدن و تعداد تخم تولیدی مورد استفاده قرار گیرد و استفاده از یافتههای این پژوهش میتواند در انتخاب ژنتیکی اردک از طریق پرندگان برتر، باعث تسریع در پیشرفت ژنتیکی برنامههای اصلاح نژادی شود.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
