كاوش ژنوميك تمايز جمعيتي در نژادهاي زل و لري بختياري

Whole-genome scan of population differentiation in Zel and Lori-Bakhtiari sheep breeds

انتخاب براي افزايش فراواني موتاسيون هاي جديدي كه فقط در برخي از زيرجمعيت ها سودمند هستند باعث باقي گذاشتن نشانه هايي در سطح ژنوم مي شود. شناسايي اين مناطق ژنومي يكي از مهمترين حوزه هاي تحقيقاتي در ژنتيك حيواني است، زيرا اين مناطق اغلب با QTLهاي مرتبط با صفات مهم اقتصادي در ارتباط هستند. در اين تحقيق با هدف شناسايي مناطق ژنومي كه در دو نژاد گوسفند ايراني زل و لري-بختياري هدف انتخاب هاي مختلف قرار گرفته اند، يك كاوش ژنوميك با حدود 000,54 ماركر SNP انجام شد. بررسي تمايز جمعيتي با استفاده از روش FST وير و كوكهام نشان داد كه چندين منطقه ژنومي داراي شواهدي از انتخاب در اين دو نژاد هستند. در اين مقاله 5 ناحيه ژنومي كه در صدك 99/99 كل ارزش هاي FST قرار گرفته بودند براي بررسي هاي بيشتر انتخاب شدند. اين مناطق بر روي كروموزومهاي 2، 5، 7 (دو ناحيه) و X واقع شده اند. براي ارزيابي نشانه هاي انتخاب بر پايه روش هاي عدم تعادل لينكاژي از آزمون هموزيگوسيتي هاپلوييدي بسط داده شده استفاده شد. نتايج اين آزمون به همراه بررسي دياگرام هاي شاخه بندي هاپلوتيپي در اين دو نژاد وجود تفرق جمعيتي شديد در اين مناطق ژنومي را تاييد كرد. در نهايت بررسي QTLهاي گزارش شده در مناطق اورتولوگوس گاوي نشان داد كه اين مناطق با QTLهاي صفات مهم اقتصادي از جمله صفات مرتبط با لاشه و توليد مثل همپوشاني دارند. اين تحقيق كه جز اولين مراحل توسعه نقشه انتخاب در ژنوم گوسفند محسوب مي شود مي تواند منبع اطلاعاتي ارزشمندي در راستاي شناسايي ژن هاي متمايز كننده اين دو نژاد فراهم آورد.

Selection for increasing of frequency in new mutations that are advantageous only in a subset of populations leaves some signatures in the genome. Detecting these genomic regions is one of the most important areas of research in animal genetics since locations of selection signatures are often correlated with QTLs affecting economically important traits. In this paper, a whole genome scan using ~54000 SNP markers was performed in two main Iranian sheep breeds, namely Zel and Lori-Baktiari, with the aim of identifying divergently selected regions of the genome. Study of population differentiation across the genome using Weir and Cockerham’s FST test revealed some regions showing evidence of selection. In this paper, five regions which were in the 99.99 percentile of the genome distribution of FST scores were selected for further analysis. These regions were located in chromosomes 2, 5, 7 (two areas) and X. To evaluate the selection sweep, due to linkage disequilibrium, associated with these signatures we employed the Extended Haplotype Homozygosity (EHH) test. The results of this test as well as a study of haplotype bifurcation diagrams in these breeds also confirmed large allele differentiation in these regions. Finally, study of reported QTL regions in the orthologous areas of the cattle genome showed that they overlapped with the reported cattle QTLs, representing economically important traits such as carcass yield and reproductive traits. In conclusion, the results from this study provide one of the first attempts to develop a genome-wide map of selection footprints in the sheep genome and may facilitate the identification of genes affecting traits which are divergent in these two Iranian sheep breeds.