مطالعه ساختار و لایه‌بندی جمعیتی و ارتباط ژنومی هاپلوتیپی صفات کیفی پشم در گوسفندان نژاد زندی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 گروه علوم دامی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران

3 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اراک

چکیده

زمینه مطالعاتی: شناسایی ژن­های بزرگ اثر، مؤثر بر صفات مهم اقتصادی یکی از مهم‌ترین اهداف اصلاح نژادی در پرورش گوسفند است. هدف: این تحقیق به منظور بررسی ساختار و لایه­بندی جمعیتی و شناسایی جایگاه‌ها و ژن‌های مرتبط با صفات کیفی پشم، از طریق مطالعه ارتباط ژنومی هاپلوتیپی (GWAS) با استفاده از تراشه SNP ژنوم گوسفند (Illumnia SNPChip 50K Beadchip) در یک جمعیت گوسفند زندی بود. روش­کار: برای هر دام، صفات کیفی شامل: طول استاپل (SL)، میانگین قطر الیاف (MFD)، ضریب تغییرات قطر الیاف (FDCV) و نسبت الیافی که مساوی یا بیشتر از 30 میکرومتر قطر الیاف (F≥30) پشم اندازه‌گیری شد. پس از شناسایی اثرات ثابت معنی­دار، مطالعه کنترل ژنومیکی (GC) با استفاده از آماره لامبدا و پویش ژنومی در نرم افزار PLINK نسخه 1.90 با استفاده از مدل خطی معمول (GLM) ارتباط هر یک هاپلوتیپ­ها با صفات کیفی پشم ارزیابی و برای کنترل نرخ اشتباه از تصحیح بنفرونی استفاده شد. نتایج: یافته­های حاصل از کنترل ژنومیک لایه­بندی ضعیفی برای صفات  کیفی پشم شامل SL، MFD، FDCV و F≥30 نشان داد که حاکی از عدم وجود اختلاط ژنتیکی در جمعیت مورد مطالعه است. دو ناحیه هاپلوتیپی پیشنهادی در داخل ژن­های کاندیدا ERBB2 و GNASواقع شدند که پیشتر به ‌عنوان ژن‌های مؤثر بر رشد و توسعه مو و پوست در انسان گزارش گردیده بودند. نتیجه­گیری نهایی: ژن‌های کاندیدای شناسایی‌شده، عملکرد مولکولی مرتبط با صفات الیاف پشم داشتند. انتخاب برای بهبود کیفی در پشم تولیدی در گوسفندان زندی با استفاده از این یافته­ها، باعث تسریع در پیشرفت ژنتیکی خواهد گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An assessment of population stratification and haplotype based Genome-wide association for wool quality traits in Zandi sheep breed

نویسندگان [English]

  • H Mohammadi 1
  • SA Rafat 1
  • H Moradi 2
  • J Shodja 1
  • MH Moradi 3
Abasht B and Lamont SJ, 2007. Genome-wide association analysis reveals cryptic alleles as an important factor in heterosis for fatness in chicken F2 population. Animal Genetics 38: 491–8.
Chang CC, Chow CC, Tellier LC, Vattikuti S, Purcell SM and Lee JJ, 2015. Second-generation PLINK: rising to the challenge of larger and richer datasets. GigaScience 4:7.
Daetwyler HD, Schenkel FS, Sargolzaei M and Robinson JA, 2008. A genome scan to detect quantitative trait loci for economically important traits in Holstein cattle using two methods and a dense single nucleotide polymorphism map. Journal of Dairy Science 91: 3225–3236.
Dorostkar M, Shodja J, Rafat SA and Esfandyari H, 2013. Evaluation of some of wool fiber characteristics in Moghani sheep using image analysis method. Animal Science Researches 23: 37-45 (In Persian).
Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2013. www.FAOSTAT.com.
Gabriel SB, Schaffner SF, Nguyen H, Moore JM, Roy J and Blumenstein B, 2002. The structure of haplotype blocks in the human genome. Science 296: 2225-2229.
Hu ZL, Park CA and Reecy JM, 2016. Developmental progress and current status of the Animal QTLdb. Nucleic Acids Research 44: 827-833.
Johnston SE, McEwan JC, Pickering NK, Kijas JW, Beraldi D, Pilkington JG, Pemberton JM and Slate J, 2011. Genome-wide association mapping identifies the genetic basis of discrete and quantitative variation in sexual weaponry in a wild sheep population. Molecular Ecology 20: 2555–2566.
Li Q and Yu K, 2008. Improved correction for population stratification in genom wide association studies by identifying hidden population structures. Genetic Epidemiology 32: 215-226.
Li C, Cai W, Zhou C, Yin H, Zhang Z, Loor JJ, Sun D, Zhang Q, Liu J and Zhang S, 2016. RNA-Seq reveals 10 novel promising candidate genes affecting milk protein concentration in the Chinese Holstein population. Scientific Reports 6: 26813.
Magee DA, Berkowicz EW, Sikora KM, Berry DP, Park SD, Kelly AK, Sweeney T, Kenny DA, Evans RD, Wickham BW, Spillane C and Machugh DE, 2010. A catalogue of validated single nucleotide polymorphisms in bovine orthologs of mammalian imprinted genes and associations with beef production traits. Animal 4: 1958–1970.  
Mohammadi H, Moradi Shahrebabak M, Vatankhah M and Moradi shahrebabak H, 2012. Direct and maternal (co)variance components, genetic parameters, and annual trends for growth traits of Makooei sheep in Iran. Tropical Animal Health and Production 45: 185-191.
Mohammadi H, Moradi Shahrebabak M and Sadeghi M, 2013a. Association between single nucleotide polymorphism in the ovine DGAT1 gene and carcass traits in two Iranian sheep breeds. Animal Biotechnology 24: 159–167.
Mohammadi H, Moradi Shahrebabak M and Moradi Shahrebabak H, 2013b. Analysis of Genetic Relationship between Reproductive vs. Lamb Growth Traits in Makooei Ewes. Journal of Agricultural Science and Technology 15: 45-53.
Pearson TA and Manolio T, 2008. How to interpret a genome-wide association study? Journal of the American Medical Association 299: 1335–1344.
Purcell S, Neale B, Todd-Brown K, Thomas L, Ferreira MAR, Bender D and Lantier H, 2007. PLINK:  a toolset for whole-genome association and population-based linkage analysis. The American Journal of Human Genetics 81: 559-575.
Rastifar M, Nejati-Javaremi A, Moradi MH and Abdollahi-Arpanahi R, 2015. Identification of genomic regions associated with wool diameter in Iranian sheep breeds. Iranian Animal Science Journal 46: 65-72. (In Persian).
Roldan DL, Dodero AM, Bidinost F, Taddeo HR, Allain D, Zhang M, and Li S, 2010. Merino sheep: a further look at quantitative trait loci for wool production. Animal 4: 1330–1340.
Schroder W, Klostermann A, Stock KF and Distl O, 2012. A genome-wide association study for quantitative trait loci of show-jumping in Hanoverian warmblood horses. Animal Genetics 43: 392–400.
Teo YY, Fry AE, Clark TG, Tai ES and Seielstad M, 2007. On the usage of HWE for identifying genotyping errors. Annals of Human Genetics 71: 701-703.
Vitezica ZG, Moreno CR, Lantier F, Lantier I, Schibler L, Roig A, François D, Bouix J, Allain D, Brunel JC, Barillet F and Elsen JM, 2007. Quantitative trait loci linked to PRNP gene controlling health and production traits in INRA 401 sheep. Genetic Selection Evaluation 39: 421–30.
Wang S, Dvorkin D and Da Y, 2012. SNPEVG: a graphical tool for GWAS graphing with mouse clicks. BMC Bioinformatics 13:319.
Wang Z, Zhang H, Yang H, Wang S, Rong E, Pei W, Li H and Wang N. 2014. Genome-wide association study for wool production traits in a Chinese Merino sheep population. PLoS One 9: e107101.