دوره 14، شماره 3 - ( پاییز 1402 )
جلد 14 شماره 3 صفحات 104-98 |
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:
Hosseini S M, Moradi Shahrbabak H, Moradi Shahrbabak M. (2023). Identification and Classification of Genome Variants of Khuzestan River Buffalos Using Sequencing Technology. Res Anim Prod. 14(3), 98-104. doi:10.61186/rap.14.41.98
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1385-fa.html
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1385-fa.html
حسینی سید میلاد، مرادی شهربابک حسین، مرادی شهربابک محمد. شناسایی و طبقه‌بندی واریانت‌های ژنومی گاومیش‌های رودخانه‌ای خوزستان با استفاده از فناوری توالی‌یابی پژوهشهاي توليدات دامي 1402; 14 (3) :104-98 10.61186/rap.14.41.98
1- پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
2- گروه علوم دامی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
2- گروه علوم دامی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
چکیده: (1420 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: توسعه سریع فناوری‌های توالی‌یابی کل ژنوم و ابزارهای بیوانفورماتیک، نقطه شروعی برای کشف تنوع ژنتیکی گستره در سطح کل ژنوم موجودات را فراهم می‌کند. گاومیش از جمله حیوانات اهلی مهم در سطح جهانی است که ارزش اقتصادی زیادی برای جوامع انسانی دارد که برای تولید محصولاتی مثل شیر، گوشت، چرم و نیز بهعنوان نیروی کار از آن‌ها استفاده میشود. گاومیش‌های نژاد خوزستانی یکی از مهمترین نژاد گاومیش در ایران هستند که در غرب و جنوبغربی ایران پراکنده شدهاند. بیشترین جمعیت این نژاد در استان خوزستان وجود دارد که با شرایط جغرافیایی این منطقه کاملاً سازگار شدهاند. در این مطالعه، شناسایی تنوع ژنتیکی در سطح کل ژنوم گاومیش‌های نژاد خوزستانی با استفاده از تکنیک توالی‌یابی انجام گرفت.
مواد و روشها: کنترل کیفیت خوانشهای توالی‌یابی شده با استفاده از پارامترهای مرتبط با کیفیت بهوسیلهی نرمافزار FastQC (v0.12.1) انجام شد. ارزیابی خوانشهای قطعات توالی‌یابی نشان داد که همهی نمونهها از کیفیت بالایی برخوردار بودند. برای هم ردیفی دادهها با ژنوم مرجع از بسته نرمافزاری BWA-MEMاستفاده شد. در ادامه واریانت‌های ژنومیک با استفاده از نرمافزار Freebayes بهدست آمد. سپس، فیلتراسیون نهایی روی فایل واریانتها انجام گرفت. این فیلتراسیون به‌منظور افزایش کیفیت آنالیز و حذف واریانت‌های با کیفیت پایین انجام گرفت.
یافتهها: درصد همردیفی برای همهی نمونهها بالاتر از 97/44 درصد و میزان همپوشانی در نمونههای توالی‌یابی شده بین 4/3x تا 12/9x بود که نشان دهندهی کیفیت مناسب خوانشها است. همچنین، در این مطالعه تعداد 76.676.529 میلیون واریانت شناسایی شده است که بهطور نسبتاً مساوی در بین کروموزومهای گاومیش‌های خوزستانی توزیع شده بودند. بیشترین و کمترین تعداد واریانتها بهترتیب روی کروموزوم شماره 1 و 28 مشاهده شد. در این مطالعه، تعداد جهشهای جابهجایی و معکوس شناسایی شده در سطح ژنوم بهترتیب برابر با 298.193.017 و 135.694.466 و نسبت جهشهای جابهجایی به معکوس بهمیزان 2/1989 (Ts/Tv) برآورد شد.
نتیجه‌گیری: وجود تنوع ژنتیکی در جمعیت گاومیش‌های بومی ایران، پارامترهای باارزشی هستند که با مطالعه آن‌ها می‌توان پتانسیل ژنتیکی صفات اقتصادی در این جمعیت‌ها را به‌منظور طراحی برنامه‌های مناسب اصلاح نژادی مورد ارزیابی قرار داد.
مقدمه و هدف: توسعه سریع فناوری‌های توالی‌یابی کل ژنوم و ابزارهای بیوانفورماتیک، نقطه شروعی برای کشف تنوع ژنتیکی گستره در سطح کل ژنوم موجودات را فراهم می‌کند. گاومیش از جمله حیوانات اهلی مهم در سطح جهانی است که ارزش اقتصادی زیادی برای جوامع انسانی دارد که برای تولید محصولاتی مثل شیر، گوشت، چرم و نیز بهعنوان نیروی کار از آن‌ها استفاده میشود. گاومیش‌های نژاد خوزستانی یکی از مهمترین نژاد گاومیش در ایران هستند که در غرب و جنوبغربی ایران پراکنده شدهاند. بیشترین جمعیت این نژاد در استان خوزستان وجود دارد که با شرایط جغرافیایی این منطقه کاملاً سازگار شدهاند. در این مطالعه، شناسایی تنوع ژنتیکی در سطح کل ژنوم گاومیش‌های نژاد خوزستانی با استفاده از تکنیک توالی‌یابی انجام گرفت.
مواد و روشها: کنترل کیفیت خوانشهای توالی‌یابی شده با استفاده از پارامترهای مرتبط با کیفیت بهوسیلهی نرمافزار FastQC (v0.12.1) انجام شد. ارزیابی خوانشهای قطعات توالی‌یابی نشان داد که همهی نمونهها از کیفیت بالایی برخوردار بودند. برای هم ردیفی دادهها با ژنوم مرجع از بسته نرمافزاری BWA-MEMاستفاده شد. در ادامه واریانت‌های ژنومیک با استفاده از نرمافزار Freebayes بهدست آمد. سپس، فیلتراسیون نهایی روی فایل واریانتها انجام گرفت. این فیلتراسیون به‌منظور افزایش کیفیت آنالیز و حذف واریانت‌های با کیفیت پایین انجام گرفت.
یافتهها: درصد همردیفی برای همهی نمونهها بالاتر از 97/44 درصد و میزان همپوشانی در نمونههای توالی‌یابی شده بین 4/3x تا 12/9x بود که نشان دهندهی کیفیت مناسب خوانشها است. همچنین، در این مطالعه تعداد 76.676.529 میلیون واریانت شناسایی شده است که بهطور نسبتاً مساوی در بین کروموزومهای گاومیش‌های خوزستانی توزیع شده بودند. بیشترین و کمترین تعداد واریانتها بهترتیب روی کروموزوم شماره 1 و 28 مشاهده شد. در این مطالعه، تعداد جهشهای جابهجایی و معکوس شناسایی شده در سطح ژنوم بهترتیب برابر با 298.193.017 و 135.694.466 و نسبت جهشهای جابهجایی به معکوس بهمیزان 2/1989 (Ts/Tv) برآورد شد.
نتیجه‌گیری: وجود تنوع ژنتیکی در جمعیت گاومیش‌های بومی ایران، پارامترهای باارزشی هستند که با مطالعه آن‌ها می‌توان پتانسیل ژنتیکی صفات اقتصادی در این جمعیت‌ها را به‌منظور طراحی برنامه‌های مناسب اصلاح نژادی مورد ارزیابی قرار داد.
فهرست منابع
1. Abyzov, A., Urban, A. E., Snyder, M., & Gerstein, M. (2011). CNVnator: an approach to discover, genotype, and characterize typical and atypical CNVs from family and population genome sequencing. Genome research, 21(6), 974-984. [DOI:10.1101/gr.114876.110]
2. AGRI. (2021). http://amar.maj.ir
3. Alkan, C., Coe, B. P., & Eichler, E. E. (2011). Genome structural variation discovery and genotyping. Nature reviews genetics, 12(5), 363-376. [DOI:10.1038/nrg2958]
4. Andrews, S. (2010). FastQC: a quality control tool for high throughput sequence data. Available online. Retrieved May, 17, 2018.
5. Bakhtiarizadeh, M. R., & Alamouti, A. A. (2020). RNA-Seq based genetic variant discovery provides new insights into controlling fat deposition in the tail of sheep. Scientific Reports, 10(1), 13525. [DOI:10.1038/s41598-020-70527-8]
6. Bolger, A. M., Lohse, M., & Usadel, B. (2014). Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics, 30(15), 2114-2120. [DOI:10.1093/bioinformatics/btu170]
7. Borghese, A., Chiariotti, A., & Barile, V. L. (2022). Buffalo in the World: Situation and Perspectives. In Biotechnological Applications in Buffalo Research (pp. 3-31). Springer. [DOI:10.1007/978-981-16-7531-7_1]
8. Cheng, Z., Lin, J., Lin, T., Xu, M., Huang, Z., Yang, Z., . . . Zheng, J. (2014). Genome-wide analysis of radiation-induced mutations in rice (Oryza sativa L. ssp. indica). Molecular BioSystems, 10(4), 795-805. [DOI:10.1039/c3mb70349e]
9. FAOSTAT, F. Agriculture Data 2019 Available online: http://www. fao. org/faostat/en/# data. QC (accessed on 10 May 2021.
10. Garrison, E., & Marth, G. (2012). Haplotype-based variant detection from short-read sequencing. arXiv preprint arXiv:1207.3907.
11. Hillier, L. W., Marth, G. T., Quinlan, A. R., Dooling, D., Fewell, G., Barnett, D., . . . Huang, W. (2008). Whole-genome sequencing and variant discovery in C. elegans. Nature methods, 5(2), 183-188. [DOI:10.1038/nmeth.1179]
12. Iamartino, D., Nicolazzi, E. L., Van Tassell, C. P., Reecy, J. M., Fritz-Waters, E. R., Koltes, J. E., Ajmone-Marsan, P. (2017). Design and validation of a 90K SNP genotyping assay for the water buffalo (Bubalus bubalis). PloS one, 12(10), e0185220. [DOI:10.1371/journal.pone.0185220]
13. Kierstein, G., Vallinoto, M., Silva, A., Schneider, M. P., Iannuzzi, L., & Brenig, B. (2004). Analysis of mitochondrial D-loop region casts new light on domestic water buffalo (Bubalus bubalis) phylogeny. Molecular phylogenetics and evolution, 30(2), 308-324. [DOI:10.1016/S1055-7903(03)00221-5]
14. Koopaee, H. K., & Koshkoiyeh, A. E. (2014). SNPs genotyping technologies and their applications in farm animals breeding programs. Brazilian Archives of Biology and Technology, 57, 87-95. [DOI:10.1590/S1516-89132014000100013]
15. Krausz, C., Chianese, C., Giachini, C., Guarducci, E., Laface, I., & Forti, G. (2011). The Y chromosome-linked copy number variations and male fertility. Journal of endocrinological investigation, 34, 376-382. [DOI:10.1007/BF03347463]
16. Li, H., Handsaker, B., Wysoker, A., Fennell, T., Ruan, J., Homer, N., . . . Subgroup, G. P. D. P. (2009). The sequence alignment/map format and SAMtools. bioinformatics, 25(16), 2078-2079. [DOI:10.1093/bioinformatics/btp352]
17. Lupski, J. R., & Stankiewicz, P. (2005). Genomic disorders: molecular mechanisms for rearrangements and conveyed phenotypes. PLoS genetics, 1(6), e49. [DOI:10.1371/journal.pgen.0010049]
18. Metzker, M. L. (2010). Sequencing technologies-the next generation. Nature reviews genetics, 11(1), 31-46. [DOI:10.1038/nrg2626]
19. Rehman, S. U., Shafique, L., Yousuf, M. R., Liu, Q., Ahmed, J. Z., & Riaz, H. (2019). Spectrophotometric calibration and comparison of different semen evaluation methods in Nili-Ravi buffalo bulls. Pak. Vet. J, 39(4), 2074-7764. [DOI:10.29261/pakvetj/2019.073]
20. Scherf, B. D., & Pilling, D. (2015). The second report on the state of the world's animal genetic resources for food and agriculture.
21. Shao, X., Hu, C., Sheng, O., Bi, F., Deng, G., Yang, Q., & Yi, G. (2018). Genomewide variations of triploid banana (AAA group)'grand Nain'by wholegenome resequencing. Plant Physiol J, 54(4), 581-593.
22. Shirasawa, K., Fukuoka, H., Matsunaga, H., Kobayashi, Y., Kobayashi, I., Hirakawa, H., Tabata, S. (2013). Genome-wide association studies using single nucleotide polymorphism markers developed by re-sequencing of the genomes of cultivated tomato. DNA research, 20(6), 593-603. [DOI:10.1093/dnares/dst033]
23. Zhou, L., Wang, C., Gao, X., Ding, Y., Cheng, B., Zhang, G., Zhang, L. (2020). Genome-wide variations analysis of sorghum cultivar Hongyingzi for brewing Moutai liquor. Hereditas, 157, 1-11. [DOI:10.1186/s41065-020-00130-4]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
