شناسايي تنوع ژنوم در نژاد‌هاي گوسفندان بومي ايران با استفاده از روش توالي‌يابي كل ژنوم

هدف: كشور ايران از جمله قديمي‌ترين مراكز اهلي‌سازي و پرورش گونه‌‎هاي دام و طيور در دنيا محسوب مي‌شود. در حال حاضر، اكوتيپ‌هاي مختلفي از گوسفند‌هاي بومي در مناطق جغرافيايي مختلف كشور مورد نگهداري قرار مي‌گيرند كه به لحاظ ويژگي‌هاي ظاهري و توليدي تفاوت‌هاي آشكاري با يكديگر دارند. تاكنون مطالعه جامعي در سطح كل ژنوم براي شناسايي تنوع ژنتيكي گوسفندان بومي ايران صورت نگرفته است. لذا هدف اين مطالعه شناسايي ويژگي‌هاي ژنوميكي اين ذخاير بومي بمنظور سازماندهي برنامه‌هاي مناسب براي بهره برداري و حفاظت از آنها است. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه توالي‌هاي كل ژنوم 29 راس گوسفند بومي ايران از پايگاه دادهNCBI دانلود و آناليز شد. توالي‌يابي كل ژنوم داده‌هاي مطالعه شده به صورت Paired End توسط دستگاه‌هاي توالي‌ياب Hiseq2000 و Hiseq X Ten انجام شده است. كنترل كيفيت توالي داده‌هاي خام توسط برنامهFastQC انجام شد. براي همرديفي توالي داده‌ها با ژنوم مرجع گوسفند (Oar v.4.0, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCF_000298735.2)از الگوريتم BWA MEM بكار برده شده در بسته نرم افزاري BWA استفاده شد. براي حذف PCR duplicates از خروجي‌هاي همرديفي از برنامه Picard استفاده شد. پردازش خروجي‌هاي همرديفي با ژنوم مرجع در دو مرجله شامل همرديفي مجدد حذف و اضافه‌هاي كوچك و كاليبره‌كردن مجدد نمره كيفيت باز با استفاده از برنامه GATK انجام شد. ميانگين عمق پوشش و درصد همرديفي براي خروجي همرديفي با ژنوم مرجع با استفاده از دستور‌هاي depth و flagstatبه كار برده شده در نرم افزارsamtools محاسبه شد‌ند. چندريختي‌هاي تك‌نوكلئوتيدي (SNPs) توسط ابزار UnifiedGenotyper بكار رفته در برنامه GATK شناسايي شد‌ند. مقادير تنوع نوكلئوتيدي و ضريب همخوني ژنومي بر اساسSNP هاي هموزيگوت براي هر فرد با استفاده از دستور het به كار رفته در برنامهVCFtools محاسبه شد‌ند.نتايج: ميانگين عمق پوشش داده‌هاي استفاده شده در اين مطالعه X 18.39 بود. ميانگين درصد همرديفي توالي‌هاي كوتاه با ژنوم مرجع گوسفند 99.89 درصد بدست آمد. مقادير ضريب همخوني ژنومي در نژاد‌هاي گوسفندان بومي ايران از 0.01 تا 0.12 متغير بود. كمترين مقدار ضريب همخوني ژنومي در ژنوم گوسفند مغاني مشاهده شد (0.01) و بيشترين مقدار ضريب همخوني در ژنوم گوسفند افشاري مشاهده شد. همچنين مقادير ميانگين درصد هتروزيگوسيتي مشاهده و مورد انتظار محاسبه شده براي چند ريختي‌هاي تك‌نوكلئوتيدي در ژنوم اكوتيپ‌هاي گوسفندان بومي ايران از 20.67 تا 23.06 و 32.415 تا 32.421 متغير بود.