تابستان
برگشت به فهرست مقالات |
برگشت به فهرست نسخه ها
1- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و محیطزیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران
2- پژوهشکده کشاورزی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران
2- پژوهشکده کشاورزی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران
چکیده: (781 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: در مقایسه با سایر طیور، اردک در برابر عوامل نامساعد محیطی مقاومتر است 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، دسترسی به دادههای توالییابی کل ژنوم در گونههای مختلف، شناسایی مناطق ژنومی که هدف انتخاب بوده اند، اطلاعاتی در مورد مراحل تکامل گونه های مختلف از جمله اردک را فراهم می کند. بهعبارت دیگر، اهلی سازی و انتخاب به شدت در خصوصیات ظاهری و رفتاری پرندگان اهلی امروز تغییر ایجاد کرده اند. در این مسیر، انتخاب های انجام شده توسط انسان نشانه های قابل شناسایی را در ژنوم اردکهای امروزی به جا گذاشته اند که شناسایی این نشانه ها می تواند به اصلاح و بهبود ژنتیکی صفات مهم اقتصادی در این پرندگان کمک کند. طی دهه های اخیر، تمایل به شناسایی مناطق ژنومی که حاوی ژن های کاندیدایی که هدف انتخاب بوده اند، با توجه به دسترسی و هزینه پایین تعیین ژنوتیپ رو به افزایش بوده است. شناسایی نشانه های انتخاب می تواند دیدگاه های ارزشمندی را در مورد ژن ها و یا مناطق ژنومی که تحت انتخاب مثبت بوده اند و یا هستند فراهم کند که به نوبه خود منجربه درک بهتر ارتباط ژنوتیپ با فنوتیپ می شود. 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 است.
مواد و روش ها: در این پژوهش، اطلاعات ژنوتیپی مربوط به 643 قطعه اردک با حداقل روابط خویشاوندی مربوط به نژاد پیکین که بهوسیله پلتفرم Hiseq 4000 شرکت ایلومینا بهصورت paired-endو طول خوانش 150 جفتباز توالییابی کل ژنوم شده بودند، استفاده گردید. ابتدا، جهت اطمینان از کیفیت داده های تعیین ژنوتیپ، مراحل مختلف کنترل کیفیت روی داده های اولیه تعیین ژنوتیپ شده قبل از آنالیزهای ژنومی انجام شدند. برای فیلتراسیون داده های ژنوتیپ شده، ابتدا نمونه هایی که فراوانی نرخ تعیین ژنوتیپ آن ها کمتر از 90 درصد بود شناسایی و حذف شدند. در مرحله بعد، نشانگرهایی که حداقل فراونی آللی در آن ها کمتر از 1 درصد بود، حذف شدند. سپس، نشانگرهایی که نرخ تعیین ژنوتیپ آن ها در نمونه ها کمتر از 90 درصد 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 پنجره هایی شامل SNP 25 و با حرکت SNP 5 رو به جلو در هر مرحله، SNPهای دارای r2 (معیار عدم تعادل پیوستگی) بیش از 0/2 با یکدیگر از مجموعه داده ها حذف شدند. پس از کنترل کیفیت داده های 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 ژن های کاندیدای مرتبط با صفات مهم اقتصادی توسط آزمون iHS که مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی است، نرمافزار Selscan (نسخه 0/2) مورد استفاده قرار گرفت. ژنهای کاندیدا با استفاده از SNPهایی که در بازهی 1 درصد ارزش بالای این آزمون واقع شده بودند، با استفاده از برنامه BioMart در پایگاه آنلاین Ensemble شناسایی شدند. همچنین، برای آنالیز غنی سازی مجموعه های ژنی با استفاده از برنامه آنلاین DAVID
(DAVID 6.8; https://david.ncifcrf.gov/summary.jsp) با هدف شناسایی مسیرهای هستیشناسی و مسیرهای بیوشیمیایی KEGG معنیدار مرتبط با صفات مهم اقتصادی انجام شد. در نهایت، برای تفسیر بهتر عملکرد ژن های به دست آمده از پایگاه های اطلاعاتی آنلاینGeneCards http://www.genecards.org)) و (http://www.uniprot.org) UniProtKB استفاده شد.
یافته ها: نتایج این پژوهش منجربه شناسایی مناطق ژنومی مختلغی کاندیدا با بالاترین ارزش آزمون آماره iHS شدند. در تفسیر مجموعه های ژنی، تعداد 14 مسیر هستی شناسی ژنی و بیوشیمیایی شناسایی شدند (P˂0.05). از این بین، مسیرهای تنظیم مثبت رشد و توسعه فیبرهای عضات اسکلتی، آزادسازی یون کلسیم به درون سیتوزول، تنظیم منفی کموتاکسینهای منفی، پاسخ سلولی به محرکهای هورمونی، تنظیم مثبت رونویسی از الگوی DNA و پاسخ به محرک هورمونهای پپتیدی بیشترین ضریب غنی سازی را داشتند. بررسی ژن های گزارش شده در این مناطق نشان داد که ژن های CSMD1، THYN1، FOXO1، ACAD8، CALCR، TMEM161A و FRMPD3 در این مناطق حضور داشتند که عملکردهای مهمی را در ارتباط با رشد و توسعه ی عضلات بدن، فرآیند تخمک اندازی، تشکیل پوسته تخم، فسفریله کردن گلیکوپروتئینها، کیفیت گوشت و تفرق سلول های استئوبلاست انجام میدهند.
نتیجه گیری: برخی از ژن های کاندیدای شناسایی شده در مناطق تحت انتخاب مثبت با مطالعات قبلی پویش ژنومی در نژادهای مختلف گونه اردک و مرغ گزارش شده بودند. ژنها نقش مؤثری در رشد و توسعه عضلات اسکلتی، رشد استخوان و غضروف و فرآیند میوژنز داشتند. با توجه به نقش کلیدی و مؤثر ژن های کاندیدای شناسایی شده بر صفات مهم اقتصادی شامل رشد بدن و تعداد تخم تولیدی در این تحقیق، در صورت تأیید به وسیله مطالعات تکمیلی، آن ها می توانند در انتخاب ژنتیکی گله های تجاری اردک از طریق پرندگان برتر باعث تسریع در پیشرفت ژنتیکی برنامه های اصلاح نژادی شوند.
مقدمه و هدف: در مقایسه با سایر طیور، اردک در برابر عوامل نامساعد محیطی مقاومتر است 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، دسترسی به دادههای توالییابی کل ژنوم در گونههای مختلف، شناسایی مناطق ژنومی که هدف انتخاب بوده اند، اطلاعاتی در مورد مراحل تکامل گونه های مختلف از جمله اردک را فراهم می کند. بهعبارت دیگر، اهلی سازی و انتخاب به شدت در خصوصیات ظاهری و رفتاری پرندگان اهلی امروز تغییر ایجاد کرده اند. در این مسیر، انتخاب های انجام شده توسط انسان نشانه های قابل شناسایی را در ژنوم اردکهای امروزی به جا گذاشته اند که شناسایی این نشانه ها می تواند به اصلاح و بهبود ژنتیکی صفات مهم اقتصادی در این پرندگان کمک کند. طی دهه های اخیر، تمایل به شناسایی مناطق ژنومی که حاوی ژن های کاندیدایی که هدف انتخاب بوده اند، با توجه به دسترسی و هزینه پایین تعیین ژنوتیپ رو به افزایش بوده است. شناسایی نشانه های انتخاب می تواند دیدگاه های ارزشمندی را در مورد ژن ها و یا مناطق ژنومی که تحت انتخاب مثبت بوده اند و یا هستند فراهم کند که به نوبه خود منجربه درک بهتر ارتباط ژنوتیپ با فنوتیپ می شود. 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 است.
مواد و روش ها: در این پژوهش، اطلاعات ژنوتیپی مربوط به 643 قطعه اردک با حداقل روابط خویشاوندی مربوط به نژاد پیکین که بهوسیله پلتفرم Hiseq 4000 شرکت ایلومینا بهصورت paired-endو طول خوانش 150 جفتباز توالییابی کل ژنوم شده بودند، استفاده گردید. ابتدا، جهت اطمینان از کیفیت داده های تعیین ژنوتیپ، مراحل مختلف کنترل کیفیت روی داده های اولیه تعیین ژنوتیپ شده قبل از آنالیزهای ژنومی انجام شدند. برای فیلتراسیون داده های ژنوتیپ شده، ابتدا نمونه هایی که فراوانی نرخ تعیین ژنوتیپ آن ها کمتر از 90 درصد بود شناسایی و حذف شدند. در مرحله بعد، نشانگرهایی که حداقل فراونی آللی در آن ها کمتر از 1 درصد بود، حذف شدند. سپس، نشانگرهایی که نرخ تعیین ژنوتیپ آن ها در نمونه ها کمتر از 90 درصد 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 پنجره هایی شامل SNP 25 و با حرکت SNP 5 رو به جلو در هر مرحله، SNPهای دارای r2 (معیار عدم تعادل پیوستگی) بیش از 0/2 با یکدیگر از مجموعه داده ها حذف شدند. پس از کنترل کیفیت داده های 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 ژن های کاندیدای مرتبط با صفات مهم اقتصادی توسط آزمون iHS که مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی است، نرمافزار Selscan (نسخه 0/2) مورد استفاده قرار گرفت. ژنهای کاندیدا با استفاده از SNPهایی که در بازهی 1 درصد ارزش بالای این آزمون واقع شده بودند، با استفاده از برنامه BioMart در پایگاه آنلاین Ensemble شناسایی شدند. همچنین، برای آنالیز غنی سازی مجموعه های ژنی با استفاده از برنامه آنلاین DAVID
(DAVID 6.8; https://david.ncifcrf.gov/summary.jsp) با هدف شناسایی مسیرهای هستیشناسی و مسیرهای بیوشیمیایی KEGG معنیدار مرتبط با صفات مهم اقتصادی انجام شد. در نهایت، برای تفسیر بهتر عملکرد ژن های به دست آمده از پایگاه های اطلاعاتی آنلاینGeneCards http://www.genecards.org)) و (http://www.uniprot.org) UniProtKB استفاده شد.
یافته ها: نتایج این پژوهش منجربه شناسایی مناطق ژنومی مختلغی کاندیدا با بالاترین ارزش آزمون آماره iHS شدند. در تفسیر مجموعه های ژنی، تعداد 14 مسیر هستی شناسی ژنی و بیوشیمیایی شناسایی شدند (P˂0.05). از این بین، مسیرهای تنظیم مثبت رشد و توسعه فیبرهای عضات اسکلتی، آزادسازی یون کلسیم به درون سیتوزول، تنظیم منفی کموتاکسینهای منفی، پاسخ سلولی به محرکهای هورمونی، تنظیم مثبت رونویسی از الگوی DNA و پاسخ به محرک هورمونهای پپتیدی بیشترین ضریب غنی سازی را داشتند. بررسی ژن های گزارش شده در این مناطق نشان داد که ژن های CSMD1، THYN1، FOXO1، ACAD8، CALCR، TMEM161A و FRMPD3 در این مناطق حضور داشتند که عملکردهای مهمی را در ارتباط با رشد و توسعه ی عضلات بدن، فرآیند تخمک اندازی، تشکیل پوسته تخم، فسفریله کردن گلیکوپروتئینها، کیفیت گوشت و تفرق سلول های استئوبلاست انجام میدهند.
نتیجه گیری: برخی از ژن های کاندیدای شناسایی شده در مناطق تحت انتخاب مثبت با مطالعات قبلی پویش ژنومی در نژادهای مختلف گونه اردک و مرغ گزارش شده بودند. ژنها نقش مؤثری در رشد و توسعه عضلات اسکلتی، رشد استخوان و غضروف و فرآیند میوژنز داشتند. با توجه به نقش کلیدی و مؤثر ژن های کاندیدای شناسایی شده بر صفات مهم اقتصادی شامل رشد بدن و تعداد تخم تولیدی در این تحقیق، در صورت تأیید به وسیله مطالعات تکمیلی، آن ها می توانند در انتخاب ژنتیکی گله های تجاری اردک از طریق پرندگان برتر باعث تسریع در پیشرفت ژنتیکی برنامه های اصلاح نژادی شوند.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
