Research on Animal Production

fa شناسایی نشانه‌های انتخاب بر روی کروموزوم X در شترهای تک‌کوهانه ایرانی با استفاده از داده‌های توالی‌یابی کل ژنوم Detection of Selection Signatures on the X Chromosome in Iranian Dromedary Camels using Whole Genome Sequencing Data ژنتیک و اصلاح نژاد دام ژنتیک و اصلاح نژاد دام پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: هرچند برخلاف بسیاری از گونه‌های دامی، انتخاب مصنوعی شدیدی روی شترهای تک‌کوهانه صورت نگرفته است، با این حال آثاری از انتخاب طبیعی و انتخاب توسط انسان را می‌توان به عنوان نشانه‌های انتخاب روی ژنوم شترها جستجو کرد. با پیشرفت تکنولوژی‌های جدید و توسعه ابزارهای بیوانفورماتیکی، شناسایی این نواحی می‌تواند با دقت بالایی انجام شود. هدف این مطالعه شناسایی نشانه‌های انتخاب روی کروموزوم X در شترهای تک‌کوهانه ایرانی با استفاده از داده‌های توالی‌یابی کل ژنوم بود. مواد و روش‌ها: برای انجام این مطالعه، از داده‌های ژنومی شش شتر‌ تک‌کوهانه ایرانی به عنوان جمعیت هدف و همچنین هشت نمونه شتر تک‌کوهانه شبه‌جزیره عربستان به عنوان جمعیت مرجع استفاده شد. شناسایی نشانه‌های انتخاب با استفاده از دو روش Fst و XP-EHH صورت پذیرفت. برای انجام این آنالیز، از اندازه پنجره kb 50 و اندازه قدم kb 25 استفاده شد و پنجره‌های ژنومی که دارای نمره بالاتر از 99‌امین صدک توزیع ZFst و XP-EHH بودند، به عنوان نشانه‌های انتخاب احتمالی در نظر گرفته شدند. از برنامه BEDtools برای استخراج ژن‌های موجود در این نواحی استفاده شد. آنالیز ژن آنتولوژی روی ژن‌های مذکور با استفاده از برنامه g:Profiler انجام گرفت. یافته‌ها: براساس نتایج، به ترتیب 13 و 27 ژن با استفاده از روش Fst و XP-EHH به عنوان ژن‌های تحت انتخاب مثبت روی کروموزوم X شترهای تک‌کوهانه ایرانی شناسایی شدند. نتایج به دست آمده از آنالیز ژن آنتولوژی نشان داد که عبارات مرتبط با متابولیسم چربی سهم به‌سزایی در بین عبارات معنی‌دار شده دارند. از جمله ژن‌های مهم شناسایی شده، DGAT2L6 و AWAT2 بودند که در مقاومت شترها به سطح بالای اشعه ماورای بنفش در شرایط بیابانی نقش دارند. همچنین ژن NSDHL که در ساخت کلسترول دخیل است، احتمالا به باروری در نرها کمک می‌کند. تنها مسیر KEGG معنادار در این مطالعه مربوط به متابولیسم ویتامین A بود. نتیجه‌گیری: به نظر می‌رسد انتخاب ژن‌های مرتبط با متابولیسم چربی، رفتار و مقاومت به اشعه ماورای بنفش در شترهای تک‌کوهانه ایرانی در راستای تعامل با انسان ها و شرایط سخت بیابانی بوده است. بدلیل عدم انجام اصلاح نژاد روی شترها، به نظر می‌رسد شناخت ویژگی‌های ژنومی این حیوانات می‌تواند به عنوان یک پیش ‌نیاز در زمینه طراحی استراتژی‌های اصلاح‌نژادی در نظر گرفته شود.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction and Objective: Although, unlike many livestock, no intense artificial selection has been made on dromedary camels, traces of natural selection along with selection by the human can still be found as selection signatures in the camel genome. Due to the development of new technologies as well as bioinformatics tools, the detection of these genomic regions can be done with high accuracy. This study aimed to identify the selection signatures on the X chromosome in Iranian dromedary camels using whole genome sequencing data. Material and Methods: For the present study, the genomic data from six Iranian dromedary camels were used as the target population and also eight samples of dromedary camels from the Arabian Peninsula as the reference population. Signatures of selection were identified using two methods, including Fst and XP-EHH. A window size of 50kb and a step size of 25kb were used for this analysis, and genomic windows with scores higher than the 99th percentile of ZFst and XP-EHH distribution were considered as putative selection signatures. BEDtools program was used to extract genes located in these regions. Gene ontology analysis was performed on mentioned genes using g:profiler program. Results: Based on the results, 13 and 27 genes identified using Fst and XP-EHH approaches as positively selected genes on the X chromosome in Iranian dromedary camels, respectively. The results of gene ontology (GO) analysis showed that terms related to fat metabolism have a significant contribution among the significant GO terms. Among the important identified genes, the genes of DGAT2L6 and AWAT2 may involve in the camel's resistance to high levels of ultraviolet radiation in desert conditions. Also, the NSDHL gene, which is involved in cholesterol biosynthesis, play a role in male fertility. The only significant KEGG pathway in this study was related to vitamin A metabolism. Conclusion: It seems that the positive selection of genes related to fat metabolism, behavior and resistance to ultraviolet radiation in Iranian dromedary camels has been for interaction with humans and harsh desert conditions. Due to the lack of breeding programs on camels, it seems that knowing the genomic features of this species can be considered as a prerequisite for designing breeding strategies.</div> انتخاب مثبت, باروری, متابولیسم چربی, کروموزوم جنسی, عادت‌پذیری Adaptation, Fertility, Lipid metabolism, Positive selection, Sex chromosome 155 161 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-433-3&slc_lang=fa&sid=1 Reza Khalkhali رضا خلخالی ایوریق r.khalkhali@uma.ac.ir 100319475328460019125 100319475328460019125 No Department of Animal Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran پژوهشگر پسادکتری، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Nemat Hedayat نعمت هدایت nhedayat@uma.ac.ir 100319475328460019126 100319475328460019126 Yes Department of Animal Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران