بررسی سطوح عدم تعادل پیوستگی در ژنوم گاوهای بومی استان فارس با استفاده از داده‌های متراکم نشانگرهای چند شکل تک نوکلئوتیدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان و عضو انجمن پژوهشگران جوان دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 استاد رگروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 دانشیارگروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

زمینه مطالعاتی: شناسایی سطوح عدم تعادل پیوستگی در میان جمعیت­ها ابزاری مفید در مطالعه تاریخچه جمعیت­ها و شناسایی نواحی ژنومی مرتبط با صفات مهم اقتصادی است. هدف: در این تحقیق، به منظور فراهم آوردن اطلاعات پایه مورد نیاز در طراحی مطالعات ارتباطی کل ژنوم و بررسی تغییرات اندازه موثر جمعیت در گاوهای بومی فارس، سطوح عدم تعادل پیوستگی در ژنوم افراد این جمعیت مورد مطالعه قرار گرفت. روش کار: بدین منظور تعداد 10 راس از گاوهای بومی فارس به طور تصادفی نمونه برداری شدند و به کمک تراشه Illumina Bovine HD در 777962 جایگاه SNP تعیین ژنوتیپ شدند. کنترل کیفی داده­ها بر اساس نرخ فراخوانی تعیین ژنوتیپ، انحراف از تعادل هادری–وینبرگ و فراوانی­ آلل­های­­ نادر در جایگاه­های مختلف انجام شد و 55718 جایگاه برای انجام آنالیزهای بعدی انتخاب شدند. کلیه جفت مقایسه­های بین SNPها در سه دسته فاصله­ای صفر تا 10، 10 تا 100 و 100 تا 1000 کیلوبازی تقسیم بندی شدند و متوسط آماره r2 برای تمامی کروموزوم­های غیرجنسی در این فواصل محاسبه شد. نتایج: متوسط r2 بالاتر از 3/0 در فواصل کمتر از Kb 9 و متوسط r2 بالاتر از 2/0 در فواصل کمتر از Kb 60 مشاهده گردید. مقادیر r2 بدست آمده در فواصل بین نشانگری کوتاه­تر (کمتر از Kb 100) از اطمینان بیشتری برخوردار بودند. مقادیر بالای r2 یافت شده در این مطالعه نشان­دهنده سطح بالای بروز همخونی و کاهش شدید جمعیت موثر در گاوهای بومی فارس است. نتیجه­گیری نهایی: نتایج این مطالعه می­تواند در تعیین تراکم نشانگری مورد نیاز جهت کسب دقت کافی در مطالعات ژنومی احتمالی در گاوهای بومی فارس به کار گرفته شود. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Linkage disequilibrium levels in Fars province native cattle population using high-density SNP data

نویسندگان [English]

  • k karimi 1
  • A Esmailizadeh 2
  • M Asadi 3
1 PhD Graduate, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman and Member of Young Researchers Society, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
Ardlie KG, Kruglyak L and Seielstad M, 2002. Patterns of linkage disequilibrium in the human genome. Nature Reviews Genetics 3: 299-309.
Conrad DF, Coop MG, Wen X, Wall JD, Rosenberg NA and Pritchard JK, 2006. A worldwide survey of haplotype variation and linkage disequilibrium in the human genome. Nature Genetics 38: 1251-1260.
Espigolan R, Baldi F, Boligon AA,  Souza FR, Gordo DG, Tonussi RL, Oliveira HN, Tonhati H, Sargolzaei M, Schenkel FS, Carvalheiro R, Ferro JA and Albuquerque LG, 2013. Study of whole genome linkage disequilibrium in Nellore cattle. BMC Genomics14: 305.
Farnir F, Coppieters W, Arranz J, Berzi P, Cambisano N, Grisart B, Karim L, Marcq F, Moreau L, Mni M, Nezer C, Simon P, Vanmanshoven P, Wagenaar W and Georges M, 2000. Extensive genome-wide linkage disequilibrium in Cattle.Genome Research10: 220-227.
Flury C, Tapio M, Sonstegard T, Drogemuller C, Leeb T, Simianer H, Hanotte O and Rieder S, 2010. Effective population size of an indigenous Swiss cattle breed estimated from linkage disequilibrium. Journal of Animal Breeding and Genetics127(5): 339-347.
Gouveia JJS, Da Silva MGBV, Paiva SR and de Oliveira SMP, 2014. Identification of selection signatures in livestock species. Genetics and Molecular Biology372: 330-342.
Hayes BJ, Bowman PJ, Chamberlain AJ and Goddard ME, 2009. Invited review: Genomic selection in dairy cattle: progress and challenges. Journal of Dairy Science92(2): 433-443.
Hill WG, 1974. Estimation of linkage disequilibrium in randomly mating populations. Heredity 33: 229-239.
Hill WG and Weir BS, 1994. Maximum  likelihood  estimation of gene location by linkage disequilibrium. American Journal of Human Genetics 54: 705–714.
KhatkarMS, Nicholas FW, Collins AR, Zenger KR, Cavanagh JA, Barris Schnabel W, Taylor RDJF and Raadsma HW, 2008. Extent of genome-wide linkage disequilibrium in Australian Holstein-Friesian cattle based on a high-density SNP panel. BMC Genomics 9: 187.
McKay SD, Schnabel RD, Murdoch BM, Matukumalli LK, Aerts J, Coppieters W, Crews D, Dias Neto E, Gill CA, Gao C, Mannen H, Stothard P, Wang Z, Van Tassell CP, Williams JL, Taylor JF and Moore SS, 2007. Whole genome linkage disequilibrium maps in cattle. BMC Genetics8: 74.
Meadows JR, Chan EK and Kijas JW, 2008. Linkage disequilibrium compared between five populations of domestic sheep. BMC Genetics9: 61.
Meuwissen TH, Hayes BJ and Goddard ME, 2001. Prediction of total genetic value using genome-wide densemarker maps. Genetics157(4): 1819-1829.
Mokry F, Buzanskas M, de Alvarenga Mudadu M, do Amaral Grossi D, Higa R, Ventura R, de Lima A. Sargolzaei M, Conceição Meirelles S, Schenkel F, da Silva M, Méo Niciura S, de Alencar M, Munar  D and de Almeida Regitano L, 2014. Linkage disequilibrium and haplotype block structure in a composite beef cattle breed. BMC Genomics15(Suppl 7): S6.
Pérez O’Brien AM, Mészáros G, Utsunomiya YT, Sonstegard TS, Garcia JF, VanTassell CP, Carvalheiro R, da Silva MVB and Sölkner J, 2014. Linkage disequilibrium levels in Bos indicus and Bos taurus cattle using medium and high density SNP chip data and different minor allele frequency distributions. Livestock Science166: 121-132.
Porto-Neto LR, Kijas JW and Reverter A, 2014. The extent of linkage disequilibrium in beef cattle breeds using high-density SNP genotypes. Genetics Selection Evolution46: 22.
Purcell S, Neale B, Todd-Brown K, ThomasL, Ferreira MA, Bender D, Maller J, Sklar P, de Bakker PI, Daly MJ and Sham PC, 2007. PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses. American Journal of Humam Genetics81(3): 559-575.
Salomon-Torres R, Matukumalli LK, Van Tassell CP, Villa-Angulo C, Gonzalez-Vizcarra VM and Villa-Angulo R, 2014. High density LD-based structural variations analysis in cattle genome. PLoS One9(7): e103046.
Sargolzaei M, Schenkel FS and VanRaden P, 2009. gebv: Genomic breeding value estimator for livestock. Technical Report to Dairy Cattle Breed Genetic Community, University of Guelph, Canada, 1-7.
Sellner EM, Kim JW, McClure MC, Taylor KH, Schnabel RD and Taylor JF, 2007. Board-invited review: Applications of genomic information in livestock. Journal of Animal Science85(12): 3148-3158.
Sen S and Burmeister M, 2008. Hardy-Weinberg analysis of a large set of published association studies reveals genotyping error and a deficit of heterozygotes across multiple loci. Human Genomics 3: 36-52.
Sved JA, 1971. Linkage disequilibrium and homozygosity of chromosome segments in finite populations. Theoretical Population Biology 2: 125-141.
Villa-Angulo R, Matukumalli LK, Gill CA, Choi J, Van Tassell CP and Grefenstette JJ, 2009. High-resolution haplotype block structure in the cattle genome. BMC Genetics 10: 19.
Zhu M, Zhu B, Wang YH, Wu Y, Xu L, Guo LP, Yuan ZR, Zhang LP, Gao X, Gao HJ, Xu SZ and Li JY, 2013. Linkage disequilibrium estimation of Chinese beef Simmental cattle using high-density SNP panels. Asian-Australasian Journal of Animal Science26(6): 772-779.