برآورد ضريب همخوني ژنومي و اندازه مؤثر جمعيت در گوسفندان زندي با استفاده از تراشه متراكم نشانگري

Estimation of genomic inbreeding coefficient and effective population size in Zandi sheep breed using density SNP markers 50K SNPChip

هدف از اين تحقيق بررسي ميزان همخوني و اندازه مؤثر جمعيت با استفاده از اطلاعات نشانگرهاي SNP موجود در سراسر ژنوم حاصل از تراشه‌هاي متراكم SNPChip 50K در 96 رأس گوسفند نژاد زندي بود. بدين منظور بعد از كنترل كيفيت داده‌هاي حاصل از تعيين ژنوتيپ SNPها با استفاده از تراشه 50K، 40879 نشانگر SNPجهت محاسبه ميزان همخوني و اندازه مؤثر جمعيت مورد استفاده قرار گرفت. اندازه مؤثر تعداد افراد در حال جفت-گيري بر اساس روش هتروزيگوسيتي اضافي و به وسيله نرم افزار NEESTIMATOR به ازاي هر كروموزوم جداگانه برآورد شد. همچنين ضريب همخوني با استفاده از چهار روش ماتريس روابط خويشاوندي (FGRM)، ميزان هموزيگوسيتي (FHOM)، همبستگي گامت‌ها (FUNI)، با استفاده از نرم افزار GCTA و Run Of Homozygosity (FROH) به كمك نرم افزار PLINK محاسبه گرديد. ميانگين هتروزيگوسيتي مورد انتظار و مشاهده شده به ترتيب 393/0 و 407/0 به دست آمد. متوسط اندازه مؤثر برآورد شده، 69 رأس بود و متوسط فاصله اطمينان 95% براي اين برآوردها 2/93-0/40 به دست آمد. همچنين در اين تحقيق مشخص شد ضريب همخوني محاسبه شده با استفاده از سه روش (FGRM، FHOM، FUNI) مشابه و معادل با 063/0 تخمين زده شد. علاوه بر اين ميزان همخوني در روش ROH برابر با 053/0 برآورد شد. در مجموع نتايج اين تحقيق نشان داد كه با وجود تنوع ژنتيكي مناسب در جمعيت ‌گوسفند زندي مورد مطالعه‌، اندازه مؤثر آنها به شدت كاهش يافته است و طراحي برنامه‌هاي مناسب براي حفاظت از حيوانات خالص باقيمانده اين نژاد بومي ضروري است.

The aim of this study was to investigate genome-wide Inbreeding and effective population size using the information obtained from 96 Zandi sheep breed using a density SNP panel (50K SNPChip). For this purpose, after quality control of SNP markers data, 40,879 SNPs were remained for computing inbreeding and effective population size. Effective number of breeders was estimated per each chromosome using NEESTIMATOR software based on heterozygote-excess method., and inbreeding coefficient was derived using four methods including, genomic relationship matrix (FGRM), excess of homozygosity (FHOM), correlation between uniting gametes (FUNI) using GCTA software and run of homozygosity (FROH) using PLINK software. Average expected and observed heterozygosity ranged 0.393 and 0.407 respectively. Average chromosome-wise effective number of breeders was equal to 69 and corresponding average confidence interval was between 40.0 and 93.26. The magnitude of inbreeding coefficient using FGRM, FHOM, and FUNI was similar (0.064) and it was estimated 0.053 using Run of homozygosity. Generally, the results indicated that although a considerable genetic variation exists in Zandi population in case study, however effective population has been decreased strongly in Zandi sheep breed during recent years and designing of appropriate programs is necessary to conserve remaining purebred animals of this indigenous sheep breed.