دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات13
تعداد شماره‌ها650
تعداد مقالات6,788
تعداد مشاهده مقاله9,568,156
تعداد دریافت فایل اصل مقاله9,003,563
هاشمی, منا, رحیمی میانجی, قدرت, بنابازی, محمد حسین, اوروزکو ترونگل, پابلو, بیسکارینی, فیلیپو. (1399). تاثیر تعداد و نوع نشانگرهای ریزماهواره بر برآورد پارامترهای جمعیتی در مطالعات تنوع ژنتیکی. , 8(4), 39-54. doi: 10.22069/ejrr.2021.17558.1732
منا هاشمی; قدرت رحیمی میانجی; محمد حسین بنابازی; پابلو اوروزکو ترونگل; فیلیپو بیسکارینی. "تاثیر تعداد و نوع نشانگرهای ریزماهواره بر برآورد پارامترهای جمعیتی در مطالعات تنوع ژنتیکی". , 8, 4, 1399, 39-54. doi: 10.22069/ejrr.2021.17558.1732
هاشمی, منا, رحیمی میانجی, قدرت, بنابازی, محمد حسین, اوروزکو ترونگل, پابلو, بیسکارینی, فیلیپو. (1399). 'تاثیر تعداد و نوع نشانگرهای ریزماهواره بر برآورد پارامترهای جمعیتی در مطالعات تنوع ژنتیکی', , 8(4), pp. 39-54. doi: 10.22069/ejrr.2021.17558.1732
هاشمی, منا, رحیمی میانجی, قدرت, بنابازی, محمد حسین, اوروزکو ترونگل, پابلو, بیسکارینی, فیلیپو. تاثیر تعداد و نوع نشانگرهای ریزماهواره بر برآورد پارامترهای جمعیتی در مطالعات تنوع ژنتیکی. , 1399; 8(4): 39-54. doi: 10.22069/ejrr.2021.17558.1732

تاثیر تعداد و نوع نشانگرهای ریزماهواره بر برآورد پارامترهای جمعیتی در مطالعات تنوع ژنتیکی

نشریه پژوهش‌ در نشخوار کنندگان
دوره 8، شماره 4، اسفند 1399، صفحه 39-54    اصل مقاله (1.3 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejrr.2021.17558.1732
نویسندگان
منا هاشمی* 1؛ قدرت رحیمی میانجی2؛ محمد حسین بنابازی3؛ پابلو اوروزکو ترونگل4؛ فیلیپو بیسکارینی5
1دانشجو دکتری ، گروه ژنتیک و اصلاح نژاد دام، دانشکده علوم دامی وشیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
2استاد ، گروه ژنتیک و اصلاح نژاد دام، دانشکده علوم دامی وشیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
3استادیار پژوهشی ، بخش پژوهش‌های بیوتکنولوژی، موسسه تحقیقات علوم دامی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران،
4استاد ارشد علوم زیستی، دانشگاه کاردیف، ولز
5محقق ارشد، شورای تحقیقات ملی (CNR) ایتالیا
چکیده
سابقه و هدف
ریزماهواره‌ها نواحی تکراری در دی.ان.آشامل آرایه‌های همگنی از موتیف‌های مونو، دی، تری، تترا، پنتا و هگزا نوکلئوتیدی با طول کمتر از یک کیلو جفت باز هستند که به صورت غیر تصادفی در سطح ژنوم پراکنده‌اند. تعداد و تراکم ریزماهواره‌ها در گونه‌های مختلف متفاوت است. حتی در گونه های بسیار نزدیک به هم مثل انسان و شامپانزه نیز تفاوت هایی وجود دارد. فراوانی موتیف‌های ریزماهواره‌ایی نیز در موجودات مختلف، متفاوت و دارای نرخ جهش متفاوتی می‌باشند. در ژنوم پستانداران، ریزماهواره‌های دی نوکلئوتیدی فراوانترین و پس از آنها ریزماهواره های مونو و تترا نوکلئوتیدی از وفور بالایی برخوردارند. تکرارهای تری نوکلئوتیدی معمولاً در گیاهان فراوان‌تر هستند. اما بررسی اثراین موتیف‌های ریزماهواره‌ای متفاوت روی برآورد پارامترهای تنوع ژنتیکی و یا ساختار ژنتیکی در جمعیت‌ها بحثی است که کمتر به آن توجه شده است.
مواد و روش‌ها
این پژوهش با استفاده از فایل نشانگرهای ریزماهواره‌ای حاصل از 36 نمونه از گوسفندان اهلی و وحشی ایرانی از توالی کل ژنوم گوسفندان به روش توالی یابی نسل جدید، تعداد 163973 نشانگر ریزماهواره را شناسایی شد. پراکنش نمونه های اهلی مربوط به نواحی شمال غرب کشور و نمونه های وحشی مربوط به نواحی مرکزی و شمال غرب کشور می باشند. پس از طی مراحل مختلف جهت مرتب سازی و فیلتراسیون جایگاه‌ها در نرم افزارهای Samtools و VCFtools نشانگرها در چهار فایل جداگانه شامل نشانگرهای دی، تری و تترا نوکلئوتیدی و نیز فایلی حاوی ترکیبی از هرسه نشانگر دسته بندی شدند. سپس اسکریپتی در نرم افزار R جهت تهیه زیرمجموعه‌های مختلفی شامل10، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90، 100، 150، 200، 250، 300، 400 و 500 نشانگر از هر یک از انواع موتیف‌ها تهیه نوشته شد و شش پارامتر معمول مورد استفاده در مطالعات تنوع ژنتیکی از جمله هتروزیگوسیته مشاهده شده، هتروزیگوسیته مورد انتظار، شاخص تنوع ئنی، شاخص شانون، غنای آللی و ضریب همخونی با استفاده از هر یک از انواع موتیف‌ها و تعداد مختلفی از ریزماهواره‌ها در نرم افزار MSA (نسخه 4.05) محاسبه شد. برای هر پارامتر 10 تکرار در نظر گرفته شد. در نهایت میانگین و واریانس هر پارامتر در بین 10 تکرار محاسبه و نتایج به صورت نمودارهای باکس پلات در نرم افزار R (نسخه 3.3.3 ) گزارش شد. برای بررسی آماری اختلاف‌هایی که در مقدار برآورد پارامترهای مختلف با استفاده از تعداد و انواع مختلف موتیف‌های ریزماهواره‌ای مشاهده شد، از روش تحلیل واریانس برای آزمون فرض مقایسه میانگین زیرمجموعه‌های مختلف در نرم افزار R استفاده شد.
یافته‌ها
برآورد شش پارامتر با استفاده از تعداد و موتیف‌های مختلف نشانگرهای ریزماهواره‌ایی نتایج متفاوتی را نشان دادند. به طوریکه در هر زیر مجموعه، پارامتر برآورده شده با استفاده از موتیف‌های نوع دی مقدار عددی بالاتری را به خود اختصاص داد. همینطور در اکثر پارامتر‌های مورد بررسی بیشترین مقدار برآورده شده برای آن پارامتر با استفاده از 40 نشانگر دی نوکلئوتیدی و کمترین آن با استفاده از 10 نشانگر تری و یا تترا نوکلئوتیدی به دست آمده است. برای بررسی وجود اختلاف معنی دار در نتایج به دست آمده از برآورد پارامترها با استفاده از تعداد و انواع مختلف موتیف‌های ریزماهواره‌ای از تکنیک آنالیز واریانس برای مقایسه میانگین‌ها استفاده شد. در مواردی که اجرای مدل نتایج معنی داری نشان داد به منظور بررسی دوبه‌دوی زیرمجموعه‌هایی که با یکدیگر اختلاف معنی دار نشان دادند از روش مقایسه میانگین توکی استفاده شد.
نتیجه گیری
نتایج این پژوهش برتری استفاده از موتیف های نوع دی نوکلئوتیدی در مطالعات تنوع ژنتیکی بر جمعیت‌ گوسفند را نشان داد. همینطور نتایج این پژوهش لزوم استفاده از حداقل 50 جایگاه ریزماهوره‌ای را برای داشتن برآوردهایی باثبات از پارامترهای جمعیتی در مطالعات تنوع ژنتیکی پیشنهاد میدهد
کلیدواژه‌ها
تنوع ژنتیکی؛ موتیف های ریزماهواره ایی؛ نشانگرهای ریزماهواره؛ گوسفند
مراجع
  1. Abdurakhmonov, I.Y. 2016. Introduction to microsatellites: basics, trends and highlights. Abdurakhmonov, I.Y (eds), Microsatellite Markers, Intech open. Uzbekistan. 4-16.
  2. Charoensook, R., Gatphayak, K., Brenig, B. and Knorr, C. 2019. Genetic diversity analysis of Thai indigenous pig population using microsatellite markers. Asian-Australas Journal of Animal Science. 32(10): 1491-1500.
  3. Cooper, G., Amos, W., Bellamy, R., Siddiqui, M.R., Frodsham, A., Hill, A. V. and Rubinsztein, D.C. 1999. An empirical exploration of the (delta mu)2 genetic distance for 213 human microsatellite markers. American Journal of Human Genetics. 65(4): 1125-1133.
  4. Danecek, P., Auton, A., Abecasis, G., Albers, C.A., Banks, E., DePristo, Handsaker, R.E., Lunter, G., Marth, G., T., Sherry, S., McVean, G. and Durbin, R. 2011. The variant call format and VCFtools. Bioinformatics. 27(15): 2156-2158.
  5. Dieringer, D. and Schlötterer, C. 2003. microsatellite analyser (MSA): a platform independent analysis tool for large microsatellite data sets. Molecular Ecology Notes. 3(1): 167-169.
  6. Eisen, J.A. and Hanawalt, P.C. 1999. A phylogenomic study of DNA repair genes. proteins and processes. Mutation research. 435(3): 171-213.
  7. Ellegren, H. 2004. Microsatellites: simple sequences with complex evolution. Nature Reviews Genetics. 5(6): 435-445.
  8. Esmaeilkhanian S.B.M. 2006. Genetic variation within and between five Iranian sheep populations using microsatellite markers. Pakistan Journal of Biological Sciences. 9: 2488-2492.
  9. Gibbs, R.A., Weinstock, G.M., Metzker, M.L., Muzny, D.M., Sodergren, E.J., Scherer, S. and Collins, F. 2004. Genome sequence of the Brown Norway rat yields insights into mammalian evolution. Nature. 428(6982): 493-521.
  10. Gymrek, M., Golan, D., Rosset, S. and Erlich, Y. 2012. lobSTR: A short tandem repeat profiler for personal genomes. Genome Research. 22(6): 1154-1162.
  11. Hentschel, C.C. 1982. Homocopolymer sequences in the spacer of a sea urchin histone gene repeat are sensitive to S1 nuclease. Nature. 295(5851): 714-716.
  12. Katti, M.V., Ranjekar, P.K. and Gupta, V.S. 2001. Differential distribution of simple sequence repeats in eukaryotic genome sequences. Molecular Biology and Evolution. 18(7): 1161-1167.
  13. Lagercrantz, U. and Andersson, L. 1993. The abundance of various polymorphic microsatellite motifs differs between plants and vertebrates. Nucleic Acids Research. 21(5): 1111-1115.
  14. Lander, E.S., Linton, L.M., Birren, B., Nusbaum, C., Zody, M. and Szustakowki, J. 2001. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature. 409(6822): 860-921.
  15. Li, H. 2011. A statistical framework for SNP calling, mutation discovery, association mapping and population genetical parameter estimation from sequencing data. Bioinformatics. 27(21): 2987-2993.
  16. Nanekarani, S.H., A.C. and Amirmozafari, N. 2011. Genetic analysis of Karakul sheep breed using microsatellite markers. African Journal of Microbiology Research. 5: 703-707.
  17. Orozco-terWengel, P., Corander, J. and Schlötterer, C. 2011. Genealogical lineage sorting leads to significant, but incorrect Bayesian multilocus inference of population structure. Journal of Molecular Ecology. 20(6): 1108-1121.
  18. Schlötterer, C. and Tautz, D. 1992. Slippage synthesis of simple sequence DNA. Nucleic Acids Research. 20(2): 211-215.
  19. Seilsuth, S., Seo, J.H., Kong, H.S. and Jeon, G.J. 2016. Microsatellite analysis of the genetic diversity and population structure in dairy goats in Thailand. Asian-Australas Journal of Animal Science. 29(3): 327-332.
  20. Sheriff, O. and Alemayehu, K. 2018. Genetic diversity studies using microsatellite markers and their contribution in supporting sustainable sheep breeding programs: Review: Cogent Food and Agriculture. 4(1).
  21. Trivedi, S. 2004. Microsatellites (SSRs): puzzles with puzzle. Indian Journal of Biotechnology. 3: 331-347.
  22. Tautz, D. and Schlötterer, C. 1994. Simple sequences. Current Opinion in Genetics and Development. 4(6): 832-837.
  23. Vahidi, S.M.F., Faruque, M.O., Falahati Anbaran, M., Afraz, F., Mousavi, S.M., Boettcher, P., Joost, S., Han, J.L., Colli, L., Periasamy, K., Negrini, R. and Ajmone‐Marsan, P. 2016. Multilocus genotypic data reveal high genetic diversity and low population genetic structure of Iranian indigenous sheep. Journal of Animal Genetic. 47: 463-470.
  24. Vajed Ebrahimi, M.T., Mohammad Abadi, M.R. and Esmaeilzadeh, A.K. 2016. Analysis of genetic diversity in five iranian sheep population using microsatellite markers. Journal of Agriculture Biotechnology. 7 (4).
  25. Vajed Ebrahimi, M.T., Mohammadabadi, M. and Esmailizadeh, A. 2017. Using microsatellite markers to analyze genetic diversity in 14 sheep types in Iran. Arch. Journal of Animal Breeding. 60(3): 183-189.
  26. Webster, M.T., Smith, N.G. and Ellegren, H. 2002. Microsatellite evolution inferred from human-chimpanzee genomic sequence alignments. Proc. . Proceedings of the National Academy of Sciences 99(13): 8748-8753.
  27. Zahedi, Z., Esmaeelkhanian, S. and Torshizi, R.V. 2007. Microsatellite variation in one breed of Iranian sheep with 12 markers. Pakistan journal of biological sciences: PJBS. 10(24): 4455-4460.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 553
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 314


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب