محمد مرادی شهربابک
-
امروزه با پیشرفت فناوری های ژنتیک مولکولی و توسعه پایگاه های بیوانفورماتیکی، روش های جایگزینی جهت افزایش سرعت و بازدهی تعیین توالی دی ان ای و بررسی نقش آنها در سطح ژنوم توسعه یافته است. در روش توالی یابی کل ژنوم، ژنوم موجود زنده (ژنوم هسته ای به همراه دی ان ای میتوکندریایی) بطور کامل توالی یابی می گردد. یکی از مباحث مهم در حوزه ارزیابی های ژنومی، مطالعه تفاوت ها و تنوع ژنوم، شامل چندشکلی های تک نوکلئوتیدی (SNP) و حذف و درج ها بمنظور شناخت ارتباط میان ژنوتیپ و فنوتیپ می باشد. در ژنوم موجودات، چندشکلی ها، ابزارهای نیرومندی برای واکاوی مولکولی صفات اقتصادی هستند و کاربردهای بالقوه ای در برنامه های اصلاحی دارند. برای دست یابی به این اهداف، تنوع های ژنومی گاومیش های مازندرانی شناسایی و طبقه-بندی شدند. در این مطالعه ژنوم 4راس گاومیش مازندرانی با فناوری ایلیومینا توالی یابی شد. سنجش کیفیت داده ها توسط نرم افزار FastQC انجام شد. برای هم ردیفی با ژنوم مرجع از نرم افزار BWA-MEM استفاده شد. در نهایت واریانت ها با استفاده از freebayes شناسایی و به منظور محاسبه ی اثرات واریانت ها با ذکر نوع، محل و تعداد آن ها از برنامه SnpEff استفاده شد.
یافته هانتیجه ی همردیفی خوانش ها، با ژنوم مرجع منجر به شناسایی 56537534 نشانگر SNP و 6128529 حذف و درج (ایندل) با میانگین پوشش x4 تاx 13 شد. بیشترین واریانت ها در کروموزوم های 1 و جنسی (X) و کم ترین آن در کروموزوم های 23 و میتوکندریایی مشاهده شد. جهش های جابه جایی 236549743 و معکوس 108015966 بود. همچنین نرخ جهش های جابه جایی/ معکوس 19/2 محاسبه شد. فراوانی واریانت ها در مناطق بین ژنی 52746727، اینترون 23560994، پایین دست ژنی 3713594، بالادست ژنی 3571409 و اگزون 574093 برآورد شدند.
نتیجه گیریبا توجه به این که مطالعه ی حاضر تنها تحقیق انجام شده در زمینه ی شناسایی تنوع های ژنومی گاومیش نژاد مازندرانی می باشد، تنوع های ژنومی شناسایی شده در این مطالعه می تواند برای توسعه ی آرایه های نشانگری با چگالی بالادر نژاد های ایرانی مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: تنوعهای کل ژنوم, توالییابی نسل جدید, گاومیش مازندرانیNowadays, with the progress obtained in molecular genetic techniques and bioinformatics, alternative methods have been invented to increase the speed and efficiency of DNA sequencing and their roles in genome level. In the whole-genome sequencing method, the whole genome sequence of organism (nuclear-genome with mitochondrial DNA) is sequenced. One of the important topics in genomics is genome differences, including single-nucleotide polymorphisms and INDELs for the relationship between genotype and phenotype. Polymorphisms are powerful tools for molecular analysis of economic traits and are important in breeding programs. For this purpose, whole-genome variations of Mazandarani buffaloes were identified and classified. In this study, the whole-genome of 4 Mazandarani buffaloes was sequenced with the Illumina platform. Data quality was measured by FastQC software. BWA-MEM was used for alignment with reference genome. Finally, the variants were obtained using freebayes and the SnpEff was used to calculate the effects of the variants. The result of aligning led us to identification of 56537534 SNPs, and 6128529 indels with an average coverage of x4 to x13. The most number of variants were observed on 1 and X chromosomes, and the least number were in 23 and mitochondrial chromosomes. The transition, transversion and rate of transition/transversion mutations were 236549743, 108015966 and 2/19 respectively. Also, the mutations was calculated. The frequency of variants in intergenic regions was estimated to be 52746727, intron 23560994, downstream 3713594, upstream 3571409 and exon 574093. Considering that this research is the only one that carried out to identify the genomic variations of Mazandarani buffalo, the identified genomic variations can be used for the development of SNP-arrays for Iranian breeds.
Keywords: Whole-Genome, Variations, Next-Generation-Sequencing, Mazandarani Buffalo -
عفونت ویروس لوسمی گاوی (BLV) بیش تر در گله های شیری شیوع داشته و به دلیل محدودیت های تجاری و مرگ ومیر ناشی از لنفوسارکوم باعث ضررهای اقتصادی مستقیم می شود که هم چنین با کاهش تولید شیر و افزایش نرخ حذف نیز مرتبط می باشد. هدف از این پژوهش، مطالعه پویش کل ژنوم (GWAS) برای شناسایی مناطق ژنومی و ژن های کاندیدا مرتبط با عفونت به BLV بود. این مطالعه با استفاده از گاوهای هلشتاین ایران که به طور طبیعی به BLV آلوده شده بودند، انجام گرفت. بدین منظور از 150 راس گاو هلشتاین در یکی از گاوداری های صنعتی اصفهان، نمونه خون جمع آوری و از آن ها استخراج DNA و سرم انجام گردید. سپس نمونه های DNA آماده شده با استفاده از تراشه های k30 (SNPchip30k) (توسط شرکت ایلومینا) تعیین ژنوتیپ شدند. کنترل کیفیت نشانگرهای تعیین ژنوتیپ شده براساس شاخص های فراوانی آلل نادر (05/0 PMAF <)، ژنوتیپ از دست رفته (05/0PMIND >)، نرخ تعیین ژنوتیپ (05/0PGENO>) و تعادل هاردی-واینبرگ (6-10×1PH-W <) توسط نرم افزار PLINK انجام شد. بعد از آنالیز کنترل کیفیت 145 راس گاو (77 بیمار و 68 شاهد) و 22868 نشانگر برای ادامه آنالیز باقی ماند. پس از انجام آنالیز پویش ژنوم در برنامه PLINK در نهایت هشت نشانگر بالاتر از حد آستانه معنی داری، شناخته شدند که بیش ترین نشانگرهای معنی دار در کروموزوم های 17 و 21 قرار داشتند. با بررسی بیوانفورماتیکی مناطق ژنومی معنی دار با استفاده از پایگاه های برخط ensemble و genecards، ژن های مرتبط با نشانگرهای معنی دار انتخاب شده، شناسایی شدند که مهم ترین آن ها GRK4، TP53BP1، SCAPER، GLRB، PDGFC، TNIP2، PSTPIP1، CEP350، MR1، TOM1L2، SREBF1، COPS و TNFRS13B بود.
کلید واژگان: ژنوتیپ, لنفوسیت, لوسمی گاوی, GWAS, SNPIntroductionBovine Leukemia Virus (BLV) infection is more common in dairy cattle herds. The main cause of leukosis is the disease that leads to the creation of cancerous lymphocytes in different organisms of the body and affects different species, including cattle. This disease reduces milk production and causes reproductive diseases, and finally the removal of infected animals. Due to trade restrictions and deaths caused by lymphosarcoma, it causes direct economic losses, which is also related to the decrease in milk production and the increase in the elimination rate. No treatment or vaccine is known for this disease so far. Therfore, studying the genomic regions related to susceptibility to BLV infection can be effective in controlling and treating this disease and genetic improvement of animals. This research aimed to perform a whole genom-wide association study (GWAS) study of cattle to identify genomic regions and candidate genes associated with BLV infection.
Material and Methods:
This study was conducted using Holstein cows that were naturally infected with BLV. For this purpose, blood samples of 150 Holstein cows in an industrial dairy cattle farm in Isfahan were collected, and DNA and serum of them were extracted. The prepared DNA samples were genotyped using k30 microarrays (SNPchip30k) (by Illumina). Quality control of sequences for rare allele frequency components (PMAF < 0.05), missing genotype (PMIND > 0.05), genotyping rate (PGENO > 0.05), and Hardy-Weinberg equilibrium (PH-W < 1×10-6) and significance test was performed by PLINK software. Analysis of the ontology of genes was done by the online database https://www.Uniprot.org and finally, the ontology diagram of genes was drawn and analyzed by the online database PANTHER.
Results and DiscussionAfter control analyzing, 145 cows (77 cases and 68 controls) and 22868 markers were left for further analysis, finally 8 markers higher than the significant threshold were identified, and most significant markers were located on chromosomes 17 and 21. Using ensemble sites and genecards, genes associated with significant selected markers were identified. The most important of them were GRK4, TP53BP1, SCAPER, GLRB, PDGFC, TNIP2, PSTPIP1, CEP350, MR1, TOM1L2, SREBF1, COPS and TNFRS13B. Gene Ontology (GO) analysis showed that these genes are more involved in protein-coding and play a role in regulating enzyme activities, intercellular exchanges, DNA stability, calcium activity, nervous system, and lipid activity. Also, according to other research, these genes played a role in cases such as infectious poison lesions, subclinical ketosis disease, BCS of cattle, fatty acid metabolism and fat deposition, various infections such as mastitis, and in meat traits and muscle stiffness in beef cattle. It should be noted that some of these genes were related to the pathways of innate immunity, humoral immunity, and cancer tumors.
ConclusionTherefore, it can be concluded that whole genome wide association study analysis as well as gene ontology analysis to identify genomic regions related to viral infections such as leukemia can be effective in designing treatment methods and prevention methods and in choosing Genomics and breeding programs in Iranian dairy cows.
Keywords: Bovine Leukemia, Genotype, GWAS, Lymphocyte, SNP -
پاراتوبرکلوزیس یک بیماری مسری، مزمن و روده ای در نشخوارکنندگان است که در اثر عفونت زیرگونه مایکوباکتریوم آویوم پاراتوبرکلوزیس (MAP) ایجاد می شود و خسارات اقتصادی فراوانی به صنعت پرورش دام تحمیل می کند. در حال حاضر واکسن یا درمان موثری برای عفونت MAP وجود ندارد، بنابراین بررسی مناطق ژنتیکی مرتبط با حساسیت به عفونت MAP می تواند درک بهتری از مکانیسم های پاراتوبرکلوزیس ارائه دهد و به بهبود ژنتیکی حیوانات کمک کند. هدف این پژوهش شناسایی مناطق ژنومی و ژن های کاندیدا مرتبط با حساسیت به عفونت MAP در گاوهای شیری هلشتاین ایران با استفاده از روش پویش کل ژنوم (GWAS) بود. در این پژوهش، از 150 راس گاو نمونه گرفته شد. پس از استخراج DNA و سرم، نمونه های DNA با استفاده از تراشه های k30 (SNPchip30k) (شرکت ایلومینا) تعیین ژنوتیپ شدند. کنترل کیفیت نشانگرها براساس شاخص های فراوانی آلل نادر (05/0PMAF <)، ژنوتیپ از دست رفته (05/0PMIND >)، نرخ تعیین ژنوتیپ (05/0PGENO >) و تعادل هاردی واینبرگ (PH-W < 1×10-6) توسط نرم افزار PLINK انجام شد. بعد از کنترل کیفیت، 28749 نشانگر روی 142راس گاو (99 راس بیمار و 43 راس شاهد) برای ادامه آنالیز باقی ماند. پس از انجام آنالیز پویش ژنومی (GWAS) در نرم افزار PLINK 16 نشانگر به عنوان نشانگر های معنی دار شناسایی شدند که بیشتر روی کروموزوم های 30 و 6 قرار داشتند. با بررسی بیوانفورماتیکی مناطق ژنومی معنی دار در پایگاه های برخط ensemble و genecards، ژن های کاندیدای برای بیماری یون شناسایی شد. مهم ترین ژن های شناسایی شده LMX1A، THSD7A، ELMOD2، ATP6AP2، RNF150، SLIT3، SDE2، PARP1، PBX1، TFB2M، SMYD3 و PYCR2 بودند. آنالیز هستی شناسی نشان داد که بیشتر این ژن ها در سیستم عصبی، سیستم اسکلت سلولی، تنظیم سیتوکینز، دستگاه گلژی، فعالیت کاتالیزوری، انتقال یون کلسیم و مقاومت در برابر بیماری ها نقش دارند. تجزیه و تحلیل پویش کل ژنوم و آنالیز هستی شناسی می تواند به شناسایی ژن های کاندیدا و مناطق مرتبط با حساسیت بهMAP در گاوهای شیری کمک کند که نقش مهمی در درمان و پیشگیری بیماری یون دارد .کلید واژگان: پاراتوبرکلوزیس, ژنوتیپ, سوماتیک, GWAS, SNPParatuberculosis known as Johne's disease, is a contagious, chronic, intestinal disease in ruminants, which is caused by Mycobacterium avium paratuberculosis subspecies (MAP) and causes a huge economic damage to the livestock industry. There is no effective treatment nor vaccine for MAP infection. Thus, investigating the genetic regions associated with susceptibility to MAP infection can provide a better understanding of paratuberculosis mechanisms and contribute to the genetic improvement of animals. The aim of this study was to identify genomic regions and candidate genes associated with susceptibility to MAP infection in Holstein dairy cattle using a genome-wide association study (GWAS). For this purpose, blood samples of 150 cows were collected, and DNA and serum of them were extracted.The prepared DNA samples were genotyped using bovine SNPchip30k (Illumina). Quality control of genotypes was performed based on the minor allele frequency (PMAF < 0.05), missing genotype (PMIND > 0.05), genotyping rate (PGENO > 0.05), and Hardy-Weinberg equilibrium (PH-W < 1) 10-6) using PLINK software. The association was performed using a mixed linear model in PLINK software. After quality control, 28749 markers on 142 cows (99 cases and 43 controls) were remained for the further analysis. Associations analysis showed that 16 markers located in chromosomes 30 and 6, were associated with Johne's disease. Positional candidate genes for Johne's disease were identified. The most important identified genes were LMX1A, THSD7A, ELMOD2, ATP6AP2, RNF150, SLIT3, SDE2, PARP1, PBX1, TFB2M, SMYD3 and PYCR2. Gene ontology analysis showed that most of the identified genes are involved in the nervous system, cytoskeleton system, regulation of cytokines, Golgi apparatus, catalytic activity, calcium ion transport, and resistance to diseases. Whole genome-wide association study (GWAS) and ontology analysis (GO) can help to identify candidate genes and regions related to sensitivity to MAP in dairy cows, which can play an important role in the treatment and prevention of Johne's disease.Keywords: genotype, GWAS, Paratuberculosis, SNP, Somatic
-
هدف مطالعه حاضر بررسی اثرات سطوح تفاوت کاتیون-آنیون جیره و آمیخته گری بر خصوصیات لاشه بود. 30 راس بره خالص لری بختیاری و آمیخته های نسل اول لری بختیاری×رومانف×پاکستانی (50% لری بختیاری، 25% رومانوف، 25% پاکستانی) با میانگین سنی 10±90 روز و میانگین وزنی 5/1±33 کیلوگرم، به دو گروه 15 راسی تقسیم شدند که هر گروه با سطح متفاوتی از تفاوت کاتیون-آنیون جیره تغذیه شد. وزن لاشه، بازده لاشه، وزن احشا، سطح مقطع ماهیچه راسته و طول لاشه بین نژاد خالص و آمیخته ها و بین جیره ها تفاوت معنی داری را نشان نداد. آمیخته گری اما به طور معنی داری موجب افزایش وزن قطعات ارزشمند و قابل فروش لاشه شد (05/0>P). اما بر اساس یافته های ما تفاوتی از جهت وزن قطعات قابل فروش لاشه بین تیمار آنیونی و کاتیونی مشاهده نشد. دو فاکتور ژنتیک و تفاوت کاتیون-آنیون جیره هیچکدام تاثیر معنی داری بر ترکیب اسید های چرب لاشه نداشته اند. نیروی برش گوشت ماهیچه راسته نژاد لری بختیاری× رومانف× پاکستانی نسبت به نژاد لری بختیاری، و بره های تغذیه شده با جیره آنیونیک نسبت به کاتیونیک کمتر بود (05/0>P). بره های لری بختیاری دارای میانگین بالاتر در شاخص روشنایی و قرمزی ماهیچه راسته نسبت به بره های لری بختیاری× رومانف× پاکستانی بودند (05/0>P). بنابراین جیره های آنیونیک و آمیخته گری را می توان ابزاری جهت افزایش کیفیت و تردی گوشت گوسفند در نظر گرفت.
کلید واژگان: بازده لاشه, تردی گوشت, شاخص روشنایی, نیروی برش گوشتThe aim of this study was to investigate the effects of dietry cation-anion difference (DCAD) levels and crossbreeding on carcass characteristics of lambs. In this study, 30 Lori Bakhtiari and first generation Lori Bakhtiari × Romanov × Pakistani lambs (50% Lori Bakhtiari, 25% Romanov, 25% Pakistani) with an average age of 90±10 days and an average weight of 33±1.5 kg were divided into two groups of 15 lambs, each group was fed with a different level of DCAD. Carcass weight, carcass yield, viscera weight, cross-sectional area of Longissimus muscle and carcass length did not show any significant difference between purebred and crossbreds and also between diets. Crossbreeding also significantly increased the weight of valuable and salable carcass parts (P<0.05). However, according to our findings, no difference was observed in terms of weight of salable carcass parts between anionic and cationic treatmentsgenotype and DCAD did not have any significant effect on the composition of carcass fatty acids. The meat shear force of Lori Bakhtiari × Romanov × Pakistani lambs compare to Lori Bakhtiari lambs and anionic diet compare to cationinc diet was lower (P<0.05). Lori Bakhtiari lambs had a higher mean in brightness index and Longissimus muscle redness than Lori Bakhtiari × Romanov × Pakistani lambs (P<0.05). Therefore, anionic diets and Crossbreeding can be considered as effective ways to increase the quality and crispiness of sheep meat.
Keywords: Brightness Index, Carcass Yield, Crispiness Of Meat, Meat Shear Force -
سابقه و هدف
آمیخته گری روشی متداول جهت بهره برداری از تفاوت های ژنتیکی بین نژاد های مختلف یک گونه است که طی آن معمولا از دو نژاد خالص طی آمیزش نتاجی حاصل می شود که توقع می رود صفات والدینی در آنها بهبود پیدا کند که شامل صفات تولیدی و صفات مربوط به سلامت و زنده مانی حیوان می شود که ممکن است هر کدام از والدین در یکی ازین صفات برتری داشته باشند لذا آمیخته گری با هدف تجمیع برتری های صفات والدینی و بهبود آنها در نتایج صورت می گیرد. در گوسفند نیز آمیخته گری روشی شناخته شده جهت بهبود تولیدات از جمله گوشت، شیر، پشم و تولید مثل می باشد. که بسته به نژاد های والدینی و درصد خلوص آنها نتایج متفاوتی ممکن است در نتاج مشاهده شود. از سویی جیره غذایی عاملی تعیین کننده در بروز توان ژنتیکی دام می باشد که در این بین تعادل آنیون-کاتیون جیره (DCAB) با تاثیر بر تعادل اسید-باز و هموستازی بدن نقش مهمی را ایفا می کند. از آنجا که حفظ تعادل اسید و باز بدن مربوط به نگهداری حیوان می باشد و بر تولید مثل، شیردهی و رشد ارجحیت دارد لذا عملکردحیوان با تغییر در تعادل اسید و باز به طور شایان توجهی تحت تاثیر قرار می گیرد. لذا هدف از این تحقیق بررسی میزان تفاوت آنیون-کاتیون جیره بر عملکرد، فراسنجه های خون و هضم و فراسنجه های شکمبه می باشد.
مواد و روش هادر این مطالعه 30 راس بره نر لری بختیاری و لری بختیاری× رومانف×پاکستانی با میانگین سنی 10 ± 90 روز و میانگین وزنی به ترتیب 5/1±9/32 و 5/1±25/32 کیلوگرم استفاده شد. بره ها در قالب طرح فاکتوریل 2*2 در دو گروه نژادی و با دو سطح تفاوت آنیون-کاتیون جیره DCAD)) 100- و 100 میلی اکی والان در کیلوگرم ماده خشک به مدت 90 روز قرار گرفتند. کل دوره پروار 84 روز بوده و در 14 روز پایانی دوره جیره آنیونی استفاده شد.
یافته هابر اساس نتایج این مطالعه، ماده خشک مصرفی، افزایش وزن و ضریب تبدیل خوراک تحت تاثیر نژاد قرار نگرفت. با این حال ماده خشک مصرفی در بره هایی که جیره آنیونی مصرف کرده بودند کاهش یافت (003/0>P). همچنین فراسنجه های خونی، قابلیت هضم ظاهری ماده مغذی و غلظت نیتروژن آمونیاکی و PH مایع شکمبه نیز تحت تاثیر جیره و نژاد قرار نگرفت.
نتیجه گیرینتایج این مطالعه بیانگر این هستند که آمیخته گری نژاد لری بختیاری با نژاد های خارجی اثری بر خصوصیات پرواری آن نداشته و استفاده از جیره آنیونی در کنار مزایای بالقوه آن می تواند موجب کاهش ماده خشک مصرفی شود لذا با توجه به نتایج این تحقیق تصور می-شود که جیره های آنیونیک یا کاتونیک را با اهداف گوناگون بدون اثر قابل توجه بر عملکرد رشد و قابلیت هضم مواد مغذی و همچنین فراسنجه-های مربوط به مایع شکمبه می توان مورد استفاده دام های پرواری قرار داد.
کلید واژگان: تفاوت آنیون-کاتیون, عملکرد, پروار, جیره آنیونیکBackground and purposeCrossbreeding is a common method for exploiting genetic differences between different breeds of a species, during which offspring are usually obtained from two pure breeds through mating, which are expected to have parental traits. to improve, which includes productive traits and traits related to the health and survival of the animal that each of the parents may have superiority in one of these traits, therefore, hybridization with the aim of combining the superiority of parental traits and improving them in the results It takes place. In sheep, cross-breeding is a well-known method to improve production, including meat, milk, wool, and reproduction. Depending on the parent breeds and their purity percentage, different results may be observed in the offspring. On the other hand, food ration is a determining factor in the manifestation of the genetic power of livestock, and in the meantime, the anion-cation balance of the diet (DCAB) plays an important role by affecting the acid-base balance and homeostasis of the body. Since maintaining the acid and base balance of the body is related to the maintenance of the animal and is preferable to reproduction, lactation and growth, therefore the performance of the animal is significantly affected by the change in the acid and base balance. Therefore, the purpose of this research is to investigate the difference of diet anion-cation on performance, blood and digestion parameters and rumen parameters.
Materials and methodsIn this study, 30 Lori Bakhtiari and Lori Bakhtiari × Romanov × Pakistani lambs with an average age of 90 ± 10 days and an average weight of 32.9 ± 1.5 and 32.25 ± 1.5 kg respectively used. The lambs were placed in two racial groups in the form of a 2x2 factorial design and with two levels of anion-cation difference (DCAD) of -100 and 100 milliequivalents per kilogram of dry matter for 90 days. The whole fattening period was 84 days and anionic diet was used in the last 14 days of the period.
ResultBased on the results of this study, dry matter consumption, weight gain and feed conversion ratio were not affected by breed. However, dry matter consumption decreased in lambs that consumed anionic diet (P<0.003). Also, blood parameters, apparent nutrient digestibility, ammonia nitrogen concentration and rumen fluid pH were not affected by diet and breed.
ConclusionThe results of this study indicate that the mixing of Lori Bakhtiari breed with foreign breeds has no effect on its fattening characteristics, and the use of anionic ration, along with its potential benefits, can lead to a reduction in dry matter consumption, so according to the results This research suggests that anionic or cationic rations can be used for fattening animals with various purposes without significant effect on growth performance and digestibility of nutrients as well as parameters related to rumen fluid
Keywords: anion-cation difference, Performance, Fattening, anionic diet -
هدف
پیشرفت در فن آوری های توالی یابی نسل جدید توانایی توالی یابی کارآمد و اقتصادی کل ژنوم را بیشتر از همیشه ایجاد کرده و فرصت کشف و معرفی چندشکلی های متعدد در سرتاسر ژنوم موجودات را فراهم می کند. گاومیش نژاد آذری یکی از مهمترین نژاد های ایران است که در شمال تا شمال غرب کشور پراکنده شده و کاملا با شرایط محیطی این منطقه ی جغرافیایی سازگار شده است. هدف اصلی این مطالعه معرفی تنوع های ژنومی گاومیش های ایرانی و دسته بندی آن ها می باشد. همچنین معرفی اثرات این تنوع-ها روی مناطق مختلف ژنومی گاومیش های آذری، کاربردهای بالقوه ای در برنامه های اصلاحی دارند.
روشدر این مطالعه توالی یابی کل ژنوم 5 راس گاومیش آذری بومی ایران به وسیله ی پلتفرم توالی یابی ایلومینا انجام شد. سنجش کیفیت داده ها توسط نرم افزار FastQC انجام شد. برای هم ردیفی با ژنوم مرجع از نرم افزار BWA-MEM استفاده شد. در نهایت واریانت ها با استفاده از freebayes شناسایی و به منظور محاسبه ی اثرات واریانت ها با ذکر نوع، محل و تعداد آن ها از برنامه SnpEff استفاده شد. نتیجه ی همردیفی خوانش های با کیفیت بالا با ژنوم مرجع نشان داد درصد همردیفی برای هر 5 نمونه بالای 5/97 درصد بود که نشان دهنده ی کیفیت بالای خوانش های کوتاه است. میزان هم پوشانی در نمونه های توالی یابی شده بین x 4 تا x 8/12 تعیین شد.
یافته هادر این پژوهش تعداد 76,298,858 میلیون واریانت شناسایی شد که تعداد 57,921,822 SNP، تعداد 6.162.328 Indels، تعداد 10,534,042 MNP و تعداد 1,680,666 MIXED بودند. حذف و اضافه های کوچک با حداقل طول 1، حداکثر طول 28 جفت باز و میانگین 39/1 جفت باز شناسایی شدند. از تعداد کل واریانت ها، بیشترین فراوانی واریانت ها به ترتیب در مناطق اینترژنیک تعداد 53,789,879 (02/62 درصد)، اینترون 24,003,682 (67/27 درصد) مشاهده شد و واریانت های شناسایی شده در اگزون ها کمترین تعداد را داشتند.
نتیجه گیریشناسایی تنوع های سطح ژنوم مانند اسنیپ ها، حذف و اضافه های کوچک و چند شکلی های چند نوکلیوتیدی در جمعیت-های مختلف منبعی ارزشمند در تحقیقات ژنتیکی هستند و می توانند در مکان یابی بخش های ژنومی مسیول ویژگی های مهم اقتصادی مفید باشند. همچنین حجم بسیار زیاد SNP ها، مطالعات ارتباط ژنومی را در حیوانات امکان پذیر می کند. علاوه بر این، تنوع های ژنومی شناسایی شده در مطالعه حاضر می تواند برای توسعه آرایه های SNP با چگالی بالا در نژاد های ایرانی برای کاربردهای ژنتیکی و اصلاحی استفاده شود.
کلید واژگان: آذری, توالی یابی, ژنوم, گاومیش, واریانتObjectiveAdvances in next generation sequencing technologies have created the ability to efficiently and economically sequence the whole genome more than ever and provide the opportunity to discover and introduce multiple polymorphisms throughout the genome of organisms. Azeri buffalo is one of the most important breeds of Iran and it is scattered in the north to the northwest of the country and is completely adapted to the environmental conditions of this geographical region. The main purpose of this study is to introduce the genomic diversity of Iranian buffaloes and categorize them. Also, introducing the effects of these variations on different genomic regions of Azeri buffaloes have potential applications in breeding programs.
Materials and MethodsIn this study, whole genome sequencing of 5 heads of Azeri buffaloes native to Iran was done by Illumina sequencing platform. Data quality was measured by FastQC software. BWA-MEM software was used for alignment with the reference genome. Finally, the variants were identified using freebayes and the SnpEff program was used to calculate the effects of the variants by mentioning their type, location and number. The alignment result of high quality reads with the reference genome showed that the alignment percentage for all 5 samples was over 97.5%, which indicates the high quality of short reads.The coverage in the sequenced samples was determined between 4x and 12.8x.
Resultsfinally, 76,298,858 million variants were identified, including 57,921,822 SNPs, 6,162,328 indels, 10,534,042 MNPs, and 1,680,666 MIXEDs. Small deletions and insertions with a minimum length of 1 bp, a maximum length of 28 bp and an average of 1.39 bp were identified. From the total number of variants, the highest frequency of variants was observed in intergenic regions, 53,789,879 (62.022 percent), intron 24,003,682 (27.677 percent), respectively, and the variants detected in exons had the lowest number.
ConclusionsIdentification of genome-level variations such as snps, small insertions and deletions, and multi-nucleotide polymorphisms in different populations are a valuable resource in genetic research and can be useful in locating genomic segments responsible for important economic traits. Also, the large volume of SNPs enables genome-wide association studies in animals. In addition, the genomic variations identified in the present study can be used to develop high-density SNP arrays in Iranian breeds for genetic and breeding applications.
Keywords: Azari, Sequencing, Genome, Buffalo, variant -
مقدمه و هدف
توسعه سریع فناوری های توالی یابی کل ژنوم و ابزارهای بیوانفورماتیک، نقطه شروعی برای کشف تنوع ژنتیکی گستره در سطح کل ژنوم موجودات را فراهم می کند. گاومیش از جمله حیوانات اهلی مهم در سطح جهانی است که ارزش اقتصادی زیادی برای جوامع انسانی دارد که برای تولید محصولاتی مثل شیر، گوشت، چرم و نیز به عنوان نیروی کار از آنها استفاده میشود. گاومیش های نژاد خوزستانی یکی از مهمترین نژاد گاومیش در ایران هستند که در غرب و جنوبغربی ایران پراکنده شدهاند. بیشترین جمعیت این نژاد در استان خوزستان وجود دارد که با شرایط جغرافیایی این منطقه کاملا سازگار شدهاند. در این مطالعه، شناسایی تنوع ژنتیکی در سطح کل ژنوم گاومیشهای نژاد خوزستانی با استفاده از تکنیک توالییابی انجام گرفت.
مواد و روشها:
کنترل کیفیت خوانشهای توالییابی شده با استفاده از پارامترهای مرتبط با کیفیت به وسیله ی نرم افزار FastQC (v0.12.1) انجام شد. ارزیابی خوانش های قطعات توالییابی نشان داد که همهی نمونه ها از کیفیت بالایی برخوردار بودند. برای هم ردیفی داده ها با ژنوم مرجع از بسته نرمافزاری BWA-MEM استفاده شد. در ادامه واریانتهای ژنومیک با استفاده از نرم افزار Freebayes به دست آمد. سپس، فیلتراسیون نهایی روی فایل واریانتها انجام گرفت. این فیلتراسیون به منظور افزایش کیفیت آنالیز و حذف واریانتهای با کیفیت پایین انجام گرفت.
یافته ها:
درصد همردیفی برای همهی نمونه ها بالاتر از 97/44 درصد و میزان همپوشانی در نمونه های توالییابی شده بین 4/3x تا 12/9x بود که نشان دهندهی کیفیت مناسب خوانشها است. همچنین، در این مطالعه تعداد 76.676.529 میلیون واریانت شناسایی شده است که به طور نسبتا مساوی در بین کروموزومهای گاومیشهای خوزستانی توزیع شده بودند. بیشترین و کمترین تعداد واریانتها به ترتیب روی کروموزوم شماره 1 و 28 مشاهده شد. در این مطالعه، تعداد جهش های جابه جایی و معکوس شناسایی شده در سطح ژنوم به ترتیب برابر با 298.193.017 و 135.694.466 و نسبت جهش های جابه جایی به معکوس به میزان 2/1989 (Ts/Tv) برآورد شد.
نتیجه گیریوجود تنوع ژنتیکی در جمعیت گاومیش های بومی ایران، پارامترهای باارزشی هستند که با مطالعه آن ها می توان پتانسیل ژنتیکی صفات اقتصادی در این جمعیت ها را به منظور طراحی برنامه های مناسب اصلاح نژادی مورد ارزیابی قرار داد.
کلید واژگان: توالی یابی کل ژنوم, خوزستانی, گاومیش, واریانتIntroduction and ObjectiveThe rapid development of sequencing technologies and bioinformatic tools has made it possible to sequence the entire genome of many species, providing a starting point for exploring the genome-wide genetic diversity of organisms. The buffalo is one of the most important domesticated animals in the world and has great economic value for humans, being used for milk, meat, leather and most importantly as labor. Khuzestani buffalo are among the most important buffalo in Iran. These animals are scattered in western and southwestern Iran. The largest population of this breed is in the Khuzestan province and they are fully adapted to the geographical features of this region
Material and MethodsIn this study, whole genome sequencing of the Khuzestan buffalo was performed in paired-end format using Illumina technology. Quality control of the readings obtained met all quality parameters and processing of the readings showed that all samples were of high quality. The BWA-MEM software package was then used to match the data to the reference genome. Genome variants were obtained with the Freebayes software. The final filtering of the variant file then took place. This filtering serves to increase the quality of the analysis and to sort out inferior variants.
ResultsThe alignment percentage for all samples was over 97.44% and also the coverage in the sequenced samples ranged from x 4.3 to x 9.12, indicating reasonable quality of the reads. Also, in this study we identified 76,676,529 million variants fairly evenly distributed on the chromosomes of the Khuzestan buffalo. The highest and the lowest number of variants were observed on chromosome 1 chromosome 28, repectively. In this study, the total number of translocation and inversion mutations in the genome level was 298,193,017 and 135,694,466, respectively. In addition, the ratio of transitions to transversion was estimated at 2.1989 (Ts/Tv).
ConclusionThe presence of genetic diversity in the native population of Iranian buffalos are valuable parameters that can be studied to evaluate the genetic potential of economic traits in these populations in order to design suitable breeding programs.
Keywords: Buffalo, Khuzestan, Variant, Whole genome sequencing -
مقدمه و هدف
انتخاب طبیعی و مصنوعی در جهت افزایش فراوانی آلل های مطلوب در جمعیت های حیوانی، سبب برجای ماندن برخی نشانه ها در ژنوم حیوانات می شود که معمولا با صفات مهمی در ارتباط هستند. امروزه با پیشرفت توالی یابی نسل جدید و دسترسی آسان تر به اطلاعات ژنومی حیوانات، مدل هایی برای شناسایی نشانه های انتخاب بر پایه فراوانی آللی و طول هاپلوتیپی ارایه شده است. در این پژوهش نشانه های انتخاب متمایزکننده دو جمعیت اسب نژاد کرد و کاسپین با استفاده از تراشه k70 مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش هادر این تحقیق از 35 راس اسب نژاد کاسپین و 31 راس اسب نژاد کردی نمونه خون جمع آوری شد. پس از استخراج DNA و تعیین توالی (توسط شرکت ایلومینا) کنترل کیفی داده ها برای فراوانی آلل حداقل)0/01pMAF< (و نرخ تعیین ژنوتیپ)0/05 (pGENO< و انحراف از تعادل هاردی-واینبرگ) 6- 10×1PH-W<) انجام شد. در ادامه کنترل کیفی با استفاده از آزمون تتا (θ) انجام گرفت و با استفاده از سایت Ensemble به شناسایی جایگاه های SNPها پرداخته و در نهایت ژن های مرتبط با این جایگاه ها مشخص شدند.
یافته هاپس از انجام کنترل کیفیت داده های ژنومی و ادغام اطلاعات دو جمعیت بر اساس بسته نرم افزاری R 61 اسب با 52650 SNP برای ادامه آنالیزها باقی ماندند. در این پژوهش با استفاده از آزمون های آماری Fst به روش براوردگر نااریب تتا در نهایت تعداد 31 نشانگر متمایز کننده دو نژاد اسب مورد مطالعه شناسایی شدند.
نتیجه گیرینتایج نشان داد که دو نژاد اسب کاسپین و اسب کرد در دو دسته جداگانه قرار دارند. نژاد اسب کردی دارای تنوع و پراکندگی بیشتری نسبت به اسب کاسپین بود. از مهم ترین ژن های شناسایی شده مرتبط با جایگاه های معنی دار، ژن های INPP5F، HPSE2، R3HCC1، DOCK3،ITGB6، GM6B، PHEX، WDR13، LRCH2، GRIA3، THOC2 بودند. بیشتر ژن های شناسایی شده در این پژوهش با تبادلات بین سلولی، انقباضات ماهیچه ای، ایمنی، پشتیبانی غشا پایه، پایداری DNA، سیستم عصبی در ارتباط بودند.
کلید واژگان: اسب کاسپین, اسب کردی, نشانه های انتخاب, Fst, PCAIntroduction and ObjectiveSelection in animal populations to increase the frequency of ideal alleles causes of remaining some signs in the animal genome, which are usually associated with important traits. Today, with developments in next-generation sequencing and easier access to animal genomic information, some models have been proposed to identify selective signatures based on allelic frequency and haplotype blocks. This research aimed to identify the selective signatures in two horse breeds of Caspian and Kurdish using a k70 SNP chip.
Material and MethodsIn this research blood samples from 35 Caspian and 31 Kurdish horses were collected. After DNA extraction and sequencing (by Illumina company), Quality control of the data was performed for minimum allele frequency (PMAF<0.05), genotyping rate (PGENO < 0.5), and deviation from Hardy-Weinberg equilibrium (PH-W<1 ͯ 10-6). Then the theta (θ) test and ensemble site were used for identifying selective signatures and the positions of snaps respectively, and finally, the genes related to these positions were identified.
ResultsAfter quality control of data and integration of genomic data of two populations based on R package protocols, 61 horses with 52,650 SNPs remained for the rest analysis. Finally, Fst statistical test based on unbiased estimator theta method 31 differentiating markers of the two studied horse breed were identified
ConclusionThe results showed that Caspian and Kurdish horse breeds belong to two separate groups. The Kurdish horse breed has more diversity and variety than the Caspian. The most important genes associated with significant SNPs were INPP5F, HPSE2, R3HCC1, DOCK3, ITGB6, GM6B, PHEX, WDR13, LRCH2, GRIA3 and THOC2. Most of the identified genes were associated with intercellular exchanges, muscle contractions, immunity, membrane support, DNA stability, and the nervous system.
Keywords: Caspian horse, Fst, Kurdish horse, PCA, Selective signatures -
هدف
حفاظت از تنوع ژنتیکی حیوانات بومی، امر بسیار مهمی است. برای استفاده پایدار از منابع ژنتیکی، باید ابتدا به مطالعه ساختار ژنتیکی جمعیت ها پرداخت. اهداف اصلی این پژوهش، شناسایی ساختار جمعیتی اسب های نژاد ترکمن و دره شوری با استفاده از نشانگرهای متراکم SNP و مقایسه کارایی روش های PCA، DAPC و SPC در خوشه بندی این جمعیت ها بود.
مواد و روش ها:
برای این منظور، 67 راس اسب از نژاد ترکمن و 39 راس اسب از نژاد دره شوری با استفاده از تراشه k70 شرکت ایلومینا (Illumina EquineSNP70 BeadChip) تعیین ژنوتیپ شدند. پس از اعمال مراحل کنترل کیفیت، پنج راس اسب ترکمن و یک راس اسب دره شوری حذف شدند. سپس با استفاده از سه روش تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی (PCA)، تجزیه و تحلیل تفکیکی مولفه های اصلی (DAPC) و خوشه بندی فوق پارامغناطیسی (SPC) شناسایی ساختار جمعیت ها انجام شد. این روش ها به مفروضات پیشین وابسته نیستند و در نتیجه، تجزیه و تحلیل مجموعه داده های ژنومی بسیار حجیم را بدون دانش قبلی درباره انساب افراد، امکان پذیر می کنند. همچنین این روش ها بسیار سریع و کارآمد هستند.
نتایجدر این پژوهش، کارایی سه روش خوشه بندی یادشده در تشخیص ساختارهای جمعیتی مقایسه شد. هر سه روش در تفکیک دو نژاد موفق بودند و نژادهای ترکمن و دره شوری در گروه های مجزای ژنتیکی قرار گرفتند؛ با این تفاوت که روش DAPC صرفا دو جمعیت اصلی را از هم تفکیک کرد اما روش های PCA و SPC زیرجمعیت های متعددی را نیز در هر نژاد شناسایی کردند. نتایج این پژوهش نشان داد روش SPC برای مطالعه ساختار جمعیت نژادهای بومی با اطلاعات ناشناخته، می تواند مفیدتر از سایر روش های مورد بررسی باشد. بنابراین، با استفاده از این روش می توان برنامه مناسبی برای حفظ و استفاده از منابع ژنتیکی طراحی کرد.
نتیجه گیری:
روش های PCA، DAPC و SPC توانستند ساختار ژنتیکی نژادهای ترکمن و دره شوری را با موفقیت شناسایی کنند و به طور کلی می توان گفت اطلاعات به دست آمده از نشانگرهای متراکم SNP می تواند ابزار قدرتمندی برای شناسایی ساختار جمعیتی نژادهای بومی باشد.
کلید واژگان: تجزیه تفکیکی مولفه های اصلی, تجزیه مولفه های اصلی, خوشه بندی فوق پارامغناطیسی, زیرجمعیتObjectiveConservation of the genetic diversity of indigenous animals is very important. For the sustainable use of genetic resources, it is necessary to first study the genetic structure of populations. The main goals of this research were to identify the population structure of Turkmen and Darehshori horses using dense SNP markers and to compare the effectiveness of PCA, DAPC, and SPC methods in clustering these populations.
Materials and methodsFor this purpose, 67 Turkmen and 39 Darehshori horses were genotyped using Illumina EquineSNP70 BeadChip. After applying quality control steps, five Turkmen horses and one Darehshori horse were removed. Then, the structure of populations was identified by three methods of principal component analysis (PCA), discriminant analysis of principal components (DAPC), and superparamagnetic clustering (SPC). These methods do not depend on previous assumptions and make it possible to analyze very large genome databases without prior knowledge of individual ancestry. These methods are also very fast and efficient.
ResultsThis study compared the efficiency of these three clustering methods in identifying population structures. All three methods were successful in separating the two breeds, and Turkmen and Darehshori breeds were grouped into separate genetic groups. The difference is that the DAPC method only separated the two main populations, but the PCA and SPC methods could identify several subpopulations in each breed. The results of this study showed that the SPC method for studying the population structure of indigenous breeds with unknown information can be more useful than other methods. Therefore, using this method, a suitable program can be designed to conserve and use genetic resources.
ConclusionsPCA, DAPC, and SPC methods were able to successfully identify the genetic structure of Turkmen and Darehshori breeds, and in general, it can be said that the information obtained from dense SNP markers can be a powerful tool for identifying the population structure of indigenous breeds.
Keywords: discriminant analysis of principal components, Principal component analysis, subpopulation, superparamagnetic clustering -
مقدمه وهدف
امروزه مدل های رشد در سامانه های زیستی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. برای نمونه از طریق تجزیه و تحلیل و مطالعه منحنی های رشد در نشخوارکنندگان و طیور، این امکان وجود دارد تا مراحل رشد آنها را با قوانین شناخته شده رشد انطباق داده و به کمک آنها برنامه های مدیریتی و تغذیه ای جهت انتخاب و تاثیر بر پرورش و بهره وری دام ها ارایه نمود. به علاوه از منحنی های رشد می توان جهت ارزیابی پتانسیل ژنتیکی موجود زنده نیز استفاده کرد. این مطالعه به منظور بررسی قابلیت ها و مزیت های مدل های غیرخطی و مختلط غیرخطی در توصیف و بررسی الگوی رشد بلدرچین ژاپنی انجام شده است.
مواد و روش هادر این تحقیق اطلاعات رشد لاین های مختلف بلدرچین اعم از لاین سنگین وزن (HW)، سبک وزن (LW) و شاهد استفاده شد. به منظور بررسی و توصیف الگوی رشد بلدرچین های سه گروه، از سه مدل رشد لجستیک، گمپرتز و ریچارد هم به صورت غیرخطی و هم به صورت مختلط غیرخطی استفاده شد و این مدل ها با سه معیار ضریب تعیین (R2)، میانگین مربعات خطا (MSE) و معیار اطلاعات آکایک (AIC) با یکدیگر مقایسه شدند.
یافته هامقادیر معیارهای ضریب تعیین (R2)، میانگین مربعات خطا (MSE) و معیار اطلاعات آکایک(AIC) به ترتیب برای مدل لجستیک غیرخطی (0/954، 74/034، 65829) و برای مدل گمپرتز غیرخطی به ترتیب (0/957، 72/56، 65307) و همچنین برای مدل ریچارد غیرخطی به ترتیب (0/951، 72/730، 65349) بدست آمد. همچنین سه معیار ضریب تعیین (R2)، میانگین مربعات خطا (MSE) و معیار اطلاعات آکایک (AIC) برای مدل لجستیک مختلط غیرخطی به ترتیب (0/976، 33/400، 61449) و برای مدل گمپرتز مختلط غیرخطی به ترتیب (0/978، 31/658، 60641) و همچنین برای مدل ریچارد مختلط غیرخطی به ترتیب (0/978، 31/849، 60591) بدست آمد، که مدل های مختلط غیرخطی به دلیل بالاتر بودن دقت و کمتر بودن خطا نسبت به مدل های غیرخطی برتری داشتند.
نتیجه گیریمدل رشد ریچارد مختلط با داشتن بالاترین دقت و کمترین خطا بهتر از سایر مدل ها می تواند رشد را در بلدرچین ژاپنی پیش بینی کند و توابع گمپرتز و لجستیک در رده های بعدی قرار دارند. در میان مدل های غیرخطی به ترتیب مدل گمپرتز، ریچارد و لجستیک برازش بهتری داشتند و در میان مدل های مختلط غیرخطی به ترتیب برازش مدل های ریچارد، گمپرتز و لجستیک بهتر بود. در بین توابع مدل لجستیک غیرخطی به دلیل کمتر بودن دقت و بیشتر بودن خطا توصیف مناسبی از منحنی رشد بلدرچین ندارد.
کلید واژگان: مدل های غیرخطی مختلط, مدل لجستیک, مدل ریچارد, مدل گمپرتز, منحنی رشد, بلدرچین ژاپنیIntroduction and ObjectiveThe growth models own a very great importance in biological systems. For example, by analyzing the growth curve of ruminant animals and poultries, it is possible to fastener and to manage their rearing, nutritional and behavioral requirements, based on their growth routines and principles. On the other hand the growth pattern of animals might be used in evaluating their genetic potential for breeding purposes. Thus, to evaluate and describe the growth pattern of Japanese quail, this study aimed to evaluate the capabilities and advantages of non-linear and nonlinear mixed models to describe and evaluate the growth pattern of Japanese quail.
Material and MethodsIn order to assess and designate the growth pattern of Japanese quail, we used the growth data of three groups; high weight (HW), low weight (LW) and the control lines of Japanese quail. Different models, including logistic, Gompertz and Richard's both non-linear and nonlinear mixed models were fitted to the data. For evaluation of models three criteria including coefficient of determination (R2), mean square error (MSE) and Akaike's information criterion (AIC) were employed as criteria to compare the mentioned six different models.
ResultsValues of the coefficient of determination (R2), for logistic, Gompertz and Richard's nonlinear models were 0.954, 0.957 and 0.951, mean square error (MSE) for three models were 74.034, 72.560 and 72.730, and Akaike's information criterion (AIC) for the models were 65829, 65307 and 65349, respectively. The results for non-linear mixed models, in the same order mentioned above and for R2, MSE and AIC, were 0.976, 0.978 and 0.978; 33.400, 31.658 and 31.849; 61449, 60641 and 60591 respectively.
ConclusionThe results showed that nonlinear mixed models had higher accuracy and less mean square error, compared to nonlinear models and Richard’s model is more capable (better) to the predict growth pattern of Japanese quail. Also among non-linear models Gompertz model had a better fit to the purpose. In general it can be said that the parameters determined by the functions inspected in this study, are not much different.
Keywords: non-linear mixed models, logistic model, Richard model, Gompertz model, growth curve, Japanese quail -
هدف
زنبورعسل به عنوان حشره ای گرده افشان عضو مهمی از طبیعت به حساب می آید. از آنجا که صفات رفتاری در زنبورعسل بسیار مهم است، بنابراین مقایسه ترانسکریپتوم بافت مغز از زیرگونه ایتالیایی و افریقایی با ویژگی های رفتاری پرخاشگر و آرام، درک این تفاوت رفتاری را از نظر ژنتیکی امکان پذیر می سازد. این مطالعه با هدف بررسی پروفایل بیان ژن و شناسایی ژن های شاخص در بافت مغز در زنبورعسل ایتالیایی (Apis Mellifera Ligustica) و آفریقایی (Apis mellifera Scutellata) در ارتباط با صفات رفتاری انجام شد. زنبورعسل ایتالیایی از ویژگی های رفتاری آرامی برخوردار است، در حالی که زنبورعسل آفریقایی به عنوان یک زنبور مهاجم شناخته می شود.
مواد و روش هاداده های RNA-seq این پژوهش از پایگاه داده های NCBI دریافت و پس از پیش پردازش، ترانسکریپتوم بافت مغزی هر دو زیرگونه بر روی ژنوم مرجع زنبورعسل همردیف و نقشه یابی شد و پس از کمی سازی داده ها، سرهم سازی ترانسکریپتوم، آنالیز بیان افتراقی (adj p-value < 0.05 , Log2FC>2) و هستی شناسی ژن انجام شد.
نتایجآنالیز بیان افتراقی ژن تعداد 16701 ژن را بر روی ژنوم مرجع زنبورعسل شناسایی کرد که از این تعداد، 22 ژن در بافت مغز بین هر دو زیرگونه دارای بیان افتراقی معنی داری (adj p-value < 0.05 , Log2FC>2) بودند. همچنین برخی از این ژن ها برای اولین بار شناسایی شدند. آنالیز هستی شناسی ژن نشان داد که از میان این 22 ژن، ژن هایی همچون ITPR، MRJP، HSP70 Ab، MBS، GB45410 و Def1 به صورت مستقیم یا غیرمستقیم در بروز صفات مختلفی همچون رفتارهای دفاعی، بهداشتی، تولید مثلی، حساسیت به گرما، نور و بو دخیل هستند. علاوه براین، SNPهای بخش کدکننده ژنوم بافت مغز زنبورعسل در هر دو زیرگونه نیز شناسایی شد و تعداد 99636 SNP در زیرگونه ایتالیایی و 92514 SNP در زیرگونه آفریقایی شناسایی شد.
نتیجه گیریداده های RNA-seq به سبب پربرونداد[1] بودن می تواند اطلاعات دقیقی را از بیان ژن ها در بافت های مختلف در زیرگونه های مختلف در اختیار ما قرار دهد. در این مطالعه ژن های دخیل در بروی صفات رفتاری زنبورعسل مشخص شد و SNPهای موجود در این ژن ها نیز شناسایی شد.
کلید واژگان: ترانسکریپتوم, رفتارشناسی, زنبورعسل, ژن, SNPObjectiveHoneybees, as pollinating insects, are an important part of nature. Because behavioral traits are so important in honeybees, comparing brain tissue transcriptomes of the two subspecies with aggressive and calm behavioral characteristics makes it possible to understand this behavioral difference genetically. This study aimed to investigate to gene expression profile and identify the key genes in brain tissue in Italian (Apis Mellifera Ligustica) and African (Apis mellifera Scutellata) honeybees concerning behavioral traits. The Italian honeybee has calm behavioral characteristics, while the African is known as an aggressive honeybee.
Materials and methodsRNA-Seq data were obtained from the NCBI (GEO) database, and after pre-processing of reads, the brain tissue transcriptomes of both subspecies were aligned and mapped on the honey bee reference genome (v A.mel 4.5), and then data qualification, transcriptome assembly, differential expression analysis, and gene ontology were performed.
ResultsDifferential gene expression analysis identified 16,701 genes on the honeybee reference genome, of which 22 genes in brain tissue between the two subspecies had significant differential expression (adj p-value <0 .05 and Log2FC>2). As well, some of these genes were first identified. Gene ontology analysis showed that among these 22 genes, such as ITPR, MRJP, HSP70Ab, MBS, GB45410, and Def1 are directly or indirectly involved in the occurrence of various traits such as defensive, health behavior, reproductive, heat, light, and smell sensitivity. In addition, the SNPs encoding the honeybee brain tissue genome were identified in both subspecies, and 99636 SNPs were identified in the Italian, and 92514 SNPs were identified in the African subspecies.
ConclusionsRNA-seq data, due to its high throughput, can provide us with accurate information about the expression of genes in different tissues in various subspecies. In this study, genes involved in honeybee behavioral traits and the SNPs in these genes were identified
Keywords: : Behavioral traits, Gene, Honeybee, SNP, transcriptome -
در سطح جهانی 60-50 % متان از بخش کشاورزی تولید می شود که بویژه حیوانات نشخوارکننده در این میان نقش کلیدی دارند. در این میان متان نقش بسیار قوی در گرم شدن جهان دارد به طوری که توانایی این گاز در گرم کردن کره زمین 25 برابر دی اکسید کربن می باشد و بعد از گاز دی اکسید کربن، متان دومین گاز گلخانه ای از لحاظ مقدار می باشد. هدف از تحقیق حاضر پویش کل ژنومی برای شناسایی نواحی ژنومی موثر بر متان پیش بینی شده براساس غلظت اسیدهای چرب فرار مایع شکمبه در گاو هلشتاین ایران بود. در این راستا مو و مایع شکمبه (از طریق لوله مری) از 150 راس حیوان بر اساس روش ارزش های اصلاحی صفت تولید شیر دوطرفه نمونه گیری شد. بعد از اندازه گیری غلظت اسیدهای چرب فرار مایع شکمبه، انتشار متان به ازای هر حیوان با استفاده از این اسیدها اندازه گیری شد. DNA حیوانات با GGP-LD v4 SNP panel (حاوی SNPs30٬108) ژنوتایپ شدند. در این مطالعه SNPs14 معنی دار مرتبط با صفت انتشار متان در کروموزم های 1، 2، 6، 8، 10، 15، 17 و 18 شناسایی گردید. Annotating برای شناسایی Quantitative trait locus (QTL) های اطراف این SNPهای معنی دار، یکسری QTLهای مرتبط با شیر تولیدی و ترکیب های آن، وزن بدن و خوراک مصرفی باقی مانده اطراف بعضی از این SNPها را نشان داد. این نتایج نشان دهنده پتانسیل انتخاب ژنتیکی برای کاهش انتشار متان به ازای هر حیوان را نشان می دهد به طوری که بهبود حاصل از انتخاب ژنتیکی به دلیل توارث پذیری، تجمعی و دایمی بودن بسیار مفید می باشد.کلید واژگان: انتشار متان, مطالعه پویش کل ژنومی, گاوThe agriculture contribute to 50-60 % of global methane emission and ruminants have a key role in this contribution. Methane has an important role in global warming and it's global warming potential is 25 times greater than CO2. Furthermore, methane is the second most abundant global anthropogenic greenhouse gas after carbon dioxide. The present study aimed to perform genome wide association study to identify genome regions affecting the predicated methane production based on the concentrations of volatile fatty acids of rumen in Iranian Holstein cattle. One-hundred and fifty hair and rumen digesta samples were sampled using the two-tailed strategy based on breeding values of milk. After the measurement of the concentration of volatile fatty acids of rumen, methane emission of each animal was predicated according to these acids. DNA of animals was genotyped using GGP-LD v4 SNP panel (contains 30108 SNPs). Fourteen significant SNPs associated with methane emission trait located on 1, 2, 6, 10, 15, 17 and 18 chromosome were identified. Using annotating some quantitative trait locus (QTLs) were discovered around some of these SNPs. The results showed a genetic selection potential to mitigate methane emission per animal. Since genetic improvements are heritable, cumulative, and permanent, this improvement would be permanent and beneficial.Keywords: Methane emission, Genome wide association study, Cattle
-
ایجاد و حفظ آبستنی در نشخوار کنندگان و به ویژه گاوهای شیری جهت تداوم تولید ضروری است. لانه گزینی جنین در رحم یک فرآیند ضروری برای حفظ آبستنی و شامل ارتباطات پیچیده بین جنین و اندومتریوم مادری است. بررسی ژن ها و مکانیسم های تنظیم کننده شروع لانه گزینی برای درک فرآیند لانهگزینی ضروری است. در این تحقیق، برای درک بهتر اساس مولکولی لانه گزینی، پروفیل یاخته ای اندومتریوم رحمی گاوهای آبستن در طول این فرآیند در مقایسه با گاوهای غیرآبستن بررسی شد. در مجموع با مقایسه پروفیل های اندومتریوم، ژنهای دارای تفاوت بیانی شناسایی شد. بدین ترتیب بعد از پیش پردازش و تجزیه داده ها و انجام فراواکاوی، اثرات متقابل بین ژنی با استفاده از روش داده کاوی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با بازسازی شبکه و جستجوی ماژول های مهم و عملکردی، تعداد چهار ماژول اصلی شناسایی گردید. مهم ترین ژن های موجود شامل CLU، ACTA2، MX1، MX2، C1S، COL3A1، S100A11، NID1، SELL، PTN و CDH13 بودند. مشاهدات این تحقیق توصیه می کند که ماژول های شناسایی شده می توانند نشانگرهای مناسبی برای شروع پذیرش رحمی و لانه گزینی جنینی باشند.کلید واژگان: داده کاوی, رحم, شبکه ژنی, ماژول عملکردیEstablishment and maintenance of pregnancy are essential for product persistency in ruminants, and especially in dairy cattle. Embryo implantation into the uterus is an essential process for the maintenance of pregnancy, and involves complex interactions between the embryo and maternal endometrium. Examination of genes and mechanisms regulating the initiation of implantation is necessary to understand implantation process. In this study, in order to better understand the molecular basis of implantation, we undertook the transcriptome profiling of endometrial cells of pregnant with non-pregnant cows, during this period. In total differentially expressed genes were identified with the comparison of the endometrial profiles. Thus, after preprocessing and analysis of data and meta-analysis, gene interactions were investigated using data mining approach. Also with the reconstruction of network and search for important and functional modules, we found 4 main modules. The most important genes contained CLU, ACTA2, MX1, MX2, C1S, COL3A1, S100A11, NID1, SELL, PTN and CDH13. The results of this study suggest that identified modules can be used as markers for uterus receptivity, and embryo implantation.Keywords: Data Mining, Functional module, gene network, Uterus
-
در پرورش گاوشیری هدف اصلی افزایش سود است. افزایش بیماری ورم پستان از مشکلات اصلی پرورش گاوشیری با کاهش طول عمر تولیدی و افزایش هزینه ها، سبب تحمیل زیان های اقتصادی جدی به این صنعت شده است. این مطالعه باهدف بررسی معماری ژنتیکی و شناسایی نواحی ژنومی مرتبط با صفات تولیدشیر و تعداد سلول های بدنی به عنوان یکی از شاخص های ارزیابی کیفیت شیر و معیاری غیرمستقیم از بیماری ورم پستان، انجام شده است. برای بررسی ارتباط و شناسایی پنجره های ژنومی اصلی، از روش مطالعه پیوستگی سراسری ژنوم یک مرحله ای با داده های ژنومی 1938 راس گاو نر استفاده شد. نتایج براساس واریانس ژنتیکی افزایشی پنجره های 5/1 مگابازی از SNPهای مجاور ارایه شده است. پنجره هایی که بیش از 1% واریانس را کنترل می کنند به عنوان نواحی ژنومی اصلی و جهت یافتن ژن های کاندیدا استفاده شدند. تعداد 11 پنجره ژنومی اصلی روی 9 کروموزوم اتوزوم، حاوی 94 ژن کاندیدا حدود 20% واریانس ژنتیکی معیار سلول های بدنی را توصیف می کردند. بیشترین واریانس مربوط به پنجره ای روی کروموزوم 14 (85/3%) بود. تعداد 6 پنجره اصلی روی 6 کروموزوم شامل 89 ژن کاندیدا، مرتبط با تولیدشیر بودند. این پنجره ها 8/8% واریانس و مهم ترین پنجره روی کروموزوم 10، حدود 08/2% واریانس را کنترل می نمودند. درخصوص مقدار چربی و پروتئین شیر، به ترتیب تعداد 9 منطقه روی 7 کروموزوم، حدود 6/15% و 9 پنجره روی 8 کروموزوم، حدود 6/10% از واریانس را توصیف می کردند. نتایج نشان داد که 4 ناحیه ژنومی اثر پلیوتروپی دارند. یافته های این تحقیق می تواند به عنوان منبع اطلاعاتی مهمی در ارزیابی های ژنومی صفات تولید شیر و تعداد سلول های بدنی باشد.کلید واژگان: پنجر ه های ژنومی, ژن های کاندیدا, معیار سلول های بدنی, هلشتاینThe main objective of dairy farmers is to maximize their profit. Increased incidence of mastitis in farms is one of the health problems, causing in serious economic losses as a consequence of treatment costs and reduction of production and longevity. The objective of this study was to evaluate the genetic architecture and associated genomic regions with milk production and somatic cell score (SCS) as an indirect measure of mastitis and the quality of raw milk. Thus, an SNP data set from 1938 Holstein bulls were used in a single-step genome-wide association study. The proportion of additive genetic variance (agv) for each of 1.5-Mb genomic window (adjacent SNPs) was used to identify informative genomic regions, accounting for more than 1% of the agv. A total of 11 significant windows over 9 bovine autosomes were found for the SCS. A peak on BTA14 explained the largest proportion of variance (3.85%). These regions together, explained 20% of agv and harbored 94 candidate genes. For milk yield, we identified 6 informative windows across 6 chromosomes, and a peak on BTA10 explained 2.08% of agv. These regions, explained 8.8% of the agv and sheltered 89 candidate genes. For the fat yield, 9 significant windows were identified on 7 chromosomes and explained 15.6% of agv, and 9 windows contained 87 candidate genes on 8 bovine autosomes were associated with milk protein yield (10.6% of agv). Four genomic regions had a pleiotropic effect. These findings can be an important source of information in genomic evaluation of dairy cattle.Keywords: Candidate Gene, genomic windows, Holstein, somatic cell score
-
به منظور بررسی صحت ارزیابی ژنومی صفات تولید شیر گاوهای هلشتاین ایران در حضور اثر متقابل ژنوتیپ و محیط، از تعداد 344170، 135000و 156840 رکورد روزانه به ترتیب برای مقدار شیر، چربی و پروتئین در دوره شیردهی اول از 34417، 13500 و 15684 راس گاو ماده و 1935 پدر ژنوتیپ شده بر اساس نشانگرهای SNP استفاده شد. این داده ها طی سال های 1392 لغایت 1397 از بانک اطلاعات مرکز اصلاح نژاد دام و بهبود تولیدات دامی کشور استخراج گردید. جهت در نظر گرفتن اثر متقابل ژنوتیپ و محیط از متوسط شاخص دما-رطوبت نسبی (THI) طی سه روز قبل از روز رکوردگیری، به عنوان عوامل محیطی با خصوصیت پیوسته، مربوط به 35 ایستگاه هواشناسی در مجاورت 139 گله گاو هلشتاین با رکورد روز آزمون از 13 استان استفاده شد. مولفه های (کو)واریانس از طریق مدل تابعیت تصادفی یک صفته با استفاده از نرم افزار AIREMLF90 و در تابع لژاندر مرتبه دو برای روزهای شیردهی و THI، برآورد گردید. نتایج نشان داد تغییر THI طی دوره شیردهی، منجر به تغییر مقدار واریانس ژنتیکی افزایشی می شود. تغییرات وراثت پذیری صفات تولید شیر در طول دوره شیردهی نیز مشابه واریانس ژنتیکی افزایشی بود. آنالیز اعتبار سنجی برای مقایسه صحت پیش بینی شده در مدل هایی با و بدون THI منجر به افزایش صحت با قراردادن اطلاعات ژنومی و بهبود نااریبی با وجود THI در مدل می شود. با توجه به تغییر عملکرد دختران گاوهای نر طی روزهای شیردهی و با مقادیر مختلف THI، برای انتخاب گاونر در شرایط مختلف باید اثر متقابل ژنوتیپ و محیط در نظر گرفته شود.کلید واژگان: ارزیابی ژنومی, اعتبارسنجی, شاخص دما-رطوبت, گاوشیری, مدل تابعیت تصادفیIn order to evaluate the effect of genotype by environment interaction on production traits of Holstein cattle of Iran, first lactation test day records of 344170, 135000 and 156840 of milk, fat and protein yield on 34417, 13500 and 15684 cows and SNP markers of 1935 genotyped bulls were used. The production data were retrieved from the Animal Breeding Center and Productions Improvement of Iran’s database which were collected from 2013 to 2018. To consider the interaction of genotype and environment, mean of temperature-humidity index (THI) in three days before each test day records as continuous environmental effect were retrieved from the 35 closest meteorological stations in the vicinity of 139 Holstein herds from 13 provinces. Variance and covariance components were estimated through a single-trait random regression model with orthogonal Legendre polynomials of second order for days in milk and THI using AIREMLF90 software. The results showed that changes in THI across lactation led tofluctuations in additive genetic variance over time. The change in heritability of milk production traits over lactation followed the same trend as additive genetic variance. The results from cross-validation analysis showed that including genomic information into the predictive model, increased prediction accuracy and including THI information increased unbiasedness. Due to the changes in milk production of daughters of bulls across days and THI , genotype by environment interaction should be considered when selecting bulls under different conditions.Keywords: cross-validation, Dairy cattle, Genomic Evaluation, random regression model, Temperature-humidity index
-
این پژوهش بهمنظور بررسی شیوع اسهال ویروسی گاوان (BVD) و نحوه عملکرد اقدامات صورتگرفته در جهت کنترل این بیماری طی 50 سال اخیر در برخی از استانهای کشور جهت مبارزه با این بیماری انجام شد. بدین منظور، از 500 راس گاو هلشتاین متعلق به سه گاوداری صنعتی بسیار موفق در سه استان تهران، اصفهان و قزوین بهصورت تصادفی نمونه خون تهیه و با تکنیک الایزا تیتر آنتیبادی و آنتیژن اندازه گیری شد. همچنین بهمنظور اطمینان از حضور و تعیین تیپ ویروس ها، تمامی نمونه های مثبت از طریق تکنیک مولکولی RT-PCR مورد سنجش قرار گرفتند. سپس دستورالعمل های کنترل BVD این واحدهای صنعتی بزرگ بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد میزان الایزا Ab-/Ag-،Ab+/Ag-،Ab-/Ag+ و Ab+/Ag+ بهترتیب 2/10، 8/78، 2/7 و 8/3 درصد بوده است. شیوع آلودگی آنتیبادی و آنتیژن در مجموع سه گاوداری بهترتیب حدود 80 و 11 درصد گزارش شد که از این میان حدود 8/2 درصد حیوانات، عفونی مولد (PI) بودند و تفاوت معنیداری بین سه گاوداری مشاهده نشد. همچنین نتایج RT-PCR نشان داد همه نمونه های مثبت از نوع تیپ 1 ویروس بوده و تیپ 2 در این پژوهش گزارش نشد. نتایج این تحقیق با توجه به شیوع بالای بیماری نشان می دهد، پروتکل های بهکاررفته جهت کنترل این بیماری از کارایی مناسب برخوردار نبوده اند. بنابراین بهنظر می رسد مهم ترین اقدام جهت مبارزه جدی با این بیماری علاوه بر اعمال اصول امنیت زیستی، استفاده از سیاست های منسجم کلان مدیریتی در سطح ملی خواهد بود.
کلید واژگان: آزمون الایزا, استراتژی های کنترل, بیماری BVD, تکنیک RT-PCR, هلشتاینThis study was conducted to evaluate prevalence of BVD and the strategies which were applied for prevention of BVD over the past 50 years in some provinces of Iran. Blood samples of 500 Iranian Holstein race were randomly collected from three dairy farms located in Tehran, Isfahan and Qazvin provinces. BVD control protocols of these farms were recorded. ELISA technique was used to measure the antibody and antigen titers for BVD. RT-PCR technique was performed to investigate the presence and the type of virus in all samples. The prevalence of Ab-/ Ag-, Ab+/ Ag-, Ab-/ Ag+ and Ab-/ Ag+ were 10.2%, 78.8%, 7.2% and 3.8%, respectively. Furthermore, approximately 4.2% of the animals were PI and the prevalence of antibody and antigen titers had not significant difference in three provinces. All positive samples were BVDV type 1. Type 2 was not observed in this study. The results of the study indicated that the efficiency of the used protocols to control BVD diseases is not successful. So, to control the BVD, applying large management policies at the national level is fundamental beside the biosecurity strategies.
Keywords: Bovine Viral Diarrhea, control strategies, ELISA test, Holstein, RT-PCR -
در تحقیق حاضر، به منظور شناسایی ژن های درگیر در طویل شدگی رویان گاوهای شیری، شناسایی آثار متقابل بین ژنی و واکاوی ماژول های مهم و عملکردی در طول این فرآیند از داده های ترانسکریپتومی استفاده شد. رشد، تکوین موفقیت آمیز رویان و زنده مانی آن یکی از مهم ترین نیازهای اساسی در صنعت گاو شیری است. بخش بزرگی از آبستنی های از دست رفته در طول هفته های اولیه و به ویژه در گام طویل شدگی رویان اتفاق می افتد. بدین ترتیب برای درک بهتر اساس مولکولی این فرآیند، پروفایل یاخته ای اندومتریوم رحمی گاوهای آبستن در طول رشد و مرحله طویل شدگی رویان در مقایسه با گاوهای غیرآبستن بررسی شد. بعد از پردازش و تجزیه داده های ریزآرایه و RNA-Seq و ترکیب نتایج حاصل، آثار متقابل بین ژنی با استفاده از روش داده کاوی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت با مقایسه پروفایل اندومتریوم و بازسازی شبکه و جستجوی ماژول های مهم، شمار چهار ماژول عملکردی معنی دار شناسایی شد. مهم ترین ژن های موجود شامل ANKRD54، ADAMDEC1، PTN، MT1A، LIMS2، MT1E، CPA3 وMTPN بودند. بر اساس این تحقیق توصیه می شود ماژول های شناسایی شده می توانند نشانگرهای مناسبی برای رشد، طویل شدگی، تکوین، ترشح مایع مجرای رحمی، پاسخ ایمنی و زنده مانی رویان باشند.
کلید واژگان: بلاستوسیست, شبکه ژنی, گاو آبستن, ماژولIn this study, transcriptome data were used to identify the genes involved in embryo elongation of dairy cattle and the inter-gene interactions to evaluate the important functional modules during this process. The growth, successful development, and survival of the embryo are the most important needs of the dairy industry. The majority of pregnancy loss occurs during the first weeks, especially at the embryonic elongation stage. Thus,in order to better understanding of the molecular basis of this process, we undertook the transcriptome profiling of endometrial cells of pregnant versus non-pregnant cows, during this period. After preprocessing and analysis of microarray and RNA-Seq data and combining the results, gene interactions were investigated using data mining approach. Finally, by comparison of the endometrial profiles, reconstruction of the network and search for important modules, we found four significant functional modules. The most important genes contained ANKRD54, ADAMDEC1, PTN, MT1A, LIMS2, MT1E, CPA3 and MTPN. According to this study, we suggest that identified modules can be used as markers for embryonic growth, elongation, development, secretion of uterine luminal fluid, immune response and embryo survival.
Keywords: Blastocyst, Gene network, Pregnant cow, module -
هدف از پژوهش کنونی برآورد وراثت پذیری ها، همبستگی های ژنتیکی، فنوتیپی و محیطی و نیز شناسایی عوامل خطر مرتبط با بروز جفت ماندگی و متریت در سه زایش نخست گاوهای هلشتاین بود. در این پژوهش از داده های گاو شیری نژاد هلشتاین استفاده شد که طی سال های 1387 تا 1396 در 17 گله بزرگ جمع آوری شده بودند. داده ها در شکم های اول، دوم و سوم زایش به ترتیب مربوط به 63039، 46265 و 30031 راس گاو بودند. برای ارزیابی ژنتیکی از تجزیه و تحلیل چند صفتی تحت مدل آستانه ای استفاده شد. برای شناسایی عوامل خطر مرتبط با بروز متریت و جفت ماندگی از مدل رگرسیون لجستیک چند متغیره استفاده شد. در بین عوامل خطر بررسی شده مرتبط با بروز جفت ماندگی و متریت، به ترتیب مرده زایی و جفت ماندگی بیشترین تاثیر را بر بروز این بیماری ها داشتند. میانگین های پسین وراثت پذیری جفت ماندگی در زایش اول، دوم و سوم به ترتیب 0.06، 0.03 و 0.05 و متریت به ترتیب 0.03، 0.2 و 0.03 به دست آمدند. میانگین های پسین همبستگی ژنتیکی بین زایش های مختلف برای جفت ماندگی (0.41 تا 0.73) و متریت (0.34 تا 0.9) متوسط رو به بالا به دست آمدند. با توجه به همبستگی های ژنتیکی و فنوتیپی کمتر از واحد بین جفت ماندگی و نیز بین متریت در سه زایش نخست، می توان نتیجه گرفت که متریت و جفت ماندگی در این زایش های گاوهای هلشتاین ایران صفات مختلفی هستند و هنگام ارزیابی ژنتیکی این صفات در گاوهای هلشتاین ایران اطلاعات هر شکم زایش باید به عنوان صفات مجزائی در نظر گرفته شوند.
کلید واژگان: رویکرد بیزی, صفات سلامت, فاکتورهای خطر و رگرسیون لجستیکThe objectives of this study were to estimate heritability and genetic, environmental and phenotypic correlations between retained placenta (RP) and metritis (MET) and also identification of risk factors associated with these traits in the first three parities of Iranian Holsteins. In the present investigation, data on RP and MET in Holstein dairy cows which were collected from 2008 to 2017 in 17 large dairy herds were used. Data across the first, second and third parties included records on 63039, 46265 and 30031 cows, respectively. A multivariate analysis under threshold models was considered for genetics evaluation. Multivariate Logistic regression models were used to identify the risk factors associated with MET and RP. The most important risk factor associated with RP and MET were stillbirth and Retained Placenta, respectively. Posterior means for heritability of RP were 0.06, 0.03, and 0.05 and those of MET were 0.03, 0.2, and 0.03 in the first, second, and third parity, respectively. Posterior means of genetic correlations across parities were moderate to high for RP (0.41-0.73) and MET (0.34-0.9). Genetic and phenotypic correlations between RP and / or between MET across the parities were lower than unity which implying RP and/or MET may be considered as distinct traits in different parities which is required to be considered in genetic evaluation of these traits in the Iranian Holstein cows.
Keywords: Bayesian approach, health traits, risk factors, Logistic regression -
به منظور تعیین اندازه موثر جمعیت های گاومیش ایران از 407 راس حیوان (260 آذری، 120 خوزستانی و 27 مازندرانی) نمونه گیری به عمل آمد. نمونه ها بعد از استخراج DNA، با استفاده از آرایه های ژنومیکیAxiom Buffalo Genotyping 90K Array، تعیین ژنوتیپ شدند. اندازه موثر جمعیت از 700 تا 4 نسل قبل با استفاده از اطلاعات پیوستگی که برای نمونه تصحیح شده بودند و برای نسل حاضر با استفاده از نرم افزار (V2)NeEstimator و بر اساس روش هتروزیگوسیتی اضافی، محاسبه گردید. نتایج به دست آمده برای نسل حاضر نشان می دهد که اندازه موثر جمعیت های آذری و خوزستانی نسبتا بالا است و این جمعیت ها از لحاظ ژنتیکی در معرض انقراض قرار ندارند. ولی شیب بالای کاهش اندازه جمعیت برای این جمعیت ها نگران کننده است و بایستی جهت حفظ اندازه موثر جمعیت مطلوب و تنوع قابل قبول برای این جمعیت ها برنامه ریزی صورت گیرد. همچنین نتایج به دست آمده برای جمعیت مازندرانی نشان می دهد این جمعیت از لحاظ ژنتیکی در معرض انقراض قرار دارد. بنابراین بایستی اندازه موثر جمعیت به دقت کنترل گردد و نیز با اقتصادی کردن تولید و طراحی تلاقی های مناسب از افزایش هم خونی و انقراض ژنتیکی این جمعیت جلوگیری کرده و جمعیت را حفاظت ژنتیکی کرد.کلید واژگان: اندازه موثر جمعیت, عدم تعادل لینکاژی, گاومیش آبیIn order to estimate the effective population size (Ne) in Iranian water buffalo blood and hair samples of 407 individual from Azari (N=260), Khuzestani (N=120) and Mazandrani (N=27) buffalo populations were gathered. After DNA extaraction, the samples were genotyped using Axiom® Buffalo Genotyping 90K Array. The Ne was estimated from 700 to 4 generations ago and also for the present generation by linkage disequiblirum data and based on heterozygote-excess method using NeEstimator (V2), respectively. Estimated Ne for Azari, Khuzestani and Mazandarani were calculated 1530, 1375 and 1141, respectively, for 700 generations ago. Ne for the present generation in Azeri, Khuzestani and Mazandarani were estimated 447, 226 and 35, respectively. The Ne for Azeri and Khuzestani were relatively high and these two populations were not endanger to extinction, but their Ne has been declined in the resent generations massively and it is necessary to care about the maintenance of Ne and relatively high diversity for these populations. However, the Mazandarani population is endangered because of low Ne and so it is necessary to carefully monitor their effective population size, improve the profitability of production and planning a suitable mating scheme to control inbreeding and genetically conserve this population.Keywords: effective population size, Linkage disequiblirum, Water buffalo
-
افزایش هوموزیگوسیتی حاصل از آمیزش حیوانات خویشاوند، به عنوان یکی از چالش های فرا روی صنعت پرورش گاو شیری می باشد که توجه زیادی را به خود جلب کرده است. پژوهش حاضر به منظور بررسی هوموزیگوسیتی بر مبنای جایگاه های SNP و ROH در دام های پر تولید و کم تولید هلشتاین انجام شده است. در این مطالعه، برای تعیین حیوانات کاندیدا برای تعیین ژنوتیپ از دو رویکرد تابعیت تصادفی و شاخص شجره ای استفاده شد. برای این منظور، نمونه گیری از 150 راس گاو شیری (75 دام با ارزش اصلاحی بالا و 75 دام با ارزش اصلاحی پایین برای صفت تولید شیر) انجام شد. یک روش بهینه به منظور انتخاب حیوانات کاندیدا برای تعیین ژنوتیپ، از طریق تلفیق برآوردهای حاصل از تابعیت تصادفی و شاخص شجره ای ارائه گردید. ارزش های اصلاحی ژنومی برای دو گروه نشان داد که تاکید بر افزایش سطح تولید در دام های پر تولید، اثر منفی بر روی صفات مرتبط با باروری (55/0- = DPR) و طول عمر تولیدی (1/0=PL) داشته است. همچنین، میزان هوموزیگوسیتی بر مبنای ROH دامنه ای از تغییرات را برای کروموزوم های مختلف در دام های با سطح تولید بالا و پایین نشان داد که ممکن است با تفاوت در سطح تولید این دو گروه و پراکنش غیر یکنواخت ژن های موثر بر میزان تولید بر روی کروموزوم های مختلف در ارتباط باشد.کلید واژگان: اطلاعات ژنومی, آمیزش خویشاوندی, هوموزیگوسیتی, باروری, طول عمر تولیدی, گاو شیریIncreased homozygosity resulted from mating of relatives is considered as one of the challenges faced in dairy farming industry which has attracted the attentions. This research has been conducted to measure homozygosity based on SNP and ROH in high- and low-producing Holstein cows. In current research, both random regression and pedigree index approaches were used to obtain candidate animals for genotyping process. The samples were obtained from 150 Holstein dairy cows (75 by high- and 75 by low-EBV for milk production). We proposed a suitable method, by integrating breeding value estimation calculated by random regression and pedigree index, to select the candidate animals for genotyping. The results showed that putting too much emphasis on production traits in high-producing dairy cows had negative impact on the traits associated with fertility (DPR = -0.55) and productive life (PL = 0.1). The calculated homozygosity based on ROH showed different amount of variation in different chromosomes in the cows with high and low production which may be related to uneven distribution of genes influencing production traits in different chromosomes.Keywords: Genomic information, inbreeding, Homozygosity, fertility, Productive life, Dairy cattle
-
هدف از این تحقیق، مطالعه چند شکلی در ژن ATP1A1 و ارتباط آن با صفت نرخ باروری در گاوهای هلشتاین و سرابی بود. به این منظور از 124 راس گاو شیرده شامل 72 راس هلشتاین و 52 راس گاو سرابی خون گیری انجام شد. استخراج DNA با استفاده از روش بهینه یافته نمکی انجام پذیرفت. کمیت و کیفیت DNA های استخراجی با استفاده از الکتروفورز و اسپکتروفتومتری صورت پذیرفت. با استفاده از آغازگرهای اختصاصی تکثیر قطعه 330 جفت بازی از ناحیه مذبور انجام گرفت و برای شناسایی چندشکلی در ناحیه مذکور از روش تفاوت فرم فضایی رشته های منفرد (SSCP) استفاده شد. در نهایت جهت شناسایی چندشکلی تک نوکلیوتیدی (SNP) از هر الگوی باندی متفاوت چند نمونه جهت توالی یابی ارسال شد. نتایج حاصل از توالی یابی و هم ردیف سازی با توالی ثبت شده در NCBI نشان داد که در این ناحیه دو SNP وجود دارد که یکی از این جهش ها در ناحیه اینترون و دیگری در ناحیه اگزون اتفاق افتاده است و جهش اتفاق افتاده در ناحیه اگزون تغییری در اسید آمینه و پروتئین حاصل از این ژن ایجاد نمی کند. برای بررسی ارتباط بین این جایگاه ها با صفت نرخ باروری الگوهای باندی (هاپلوتایپ) در مدل قرار گرفت که نشان داد بین هاپلوتایپ های مشاهده شده و صفت نرخ باروری ارتباط معنی داری وجود ندارد.
کلید واژگان: استرس حرارتی, هاپلوتایپ, SNP و PCR-SSCPJournal of Genetics, Volume:14 Issue: 4, 2020, PP 367 -371The objective of this study was the detection of polymorphism in ATP1A1 gene and its association with conception rates in Holstein and Sarabi cows by PCR-SSCP method. For this purpose, blood samples were taken from 124 cows. DNA was extracted from whole blood using modified salting-out method and polymerase chain reactions were performed for amplification of 330bp fragment of the bovine ATP1A1gene. The polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism (PCR-SSCP) method was used to scan for the mutations within the amplified regions. Subsequently, a numbers of samples per each band pattern were sequenced for identification of Single Nucleotide Polymorphism (SNP). The results of the sequencing and alignment using available sequences in NCBI two SNPs in the ATP1A1 gene that one of those was located in exon14 and another one in intron14 area and the mutation located in exon area was along with no changes in amino acid and obtained protein of this gene. For evaluating of association between this locations and conception rate trait, the band pattern (haplotype) were considered in the model. The results showed that the observed haplotypes in the ATP1A1 gene is not significantly correlated with conception rate.
Keywords: Heat stress, Haplotypes, SNP, PCR-SSCP -
به منظور یافتن نشانه های انتخاب بر روی ژنوم گاومیش از 287 راس گاومیش رودخانه ای شامل 260 راس آذری و 27 راس مازندرانی استفاده شد. ژنوتیپ نمونه ها به وسیله آرایه های ژنومی Axiom® Buffalo Genotyping 90K تعیین شد و برآوردگر نااریب FST (θ) برای یافتن نشانه های انتخاب مورد استفاده قرار گرفت. در مجموع 14 منطقه که نشانگرهای SNP آن ها بالاتر از 1/0 درصد حد بالای توزیع تجربی FST بودند، به عنوان نشانه های انتخاب شناسایی شدند. بعد از انطباق مناطق ژنومی انتخاب شده با مناطق ژنومی متناظر آن روی ژنوم گاو (UMD3.1 Bos Taurus Genome)، 105 ژن و 28 QTL شناسایی شد. از مجموع 105 ژن شناسایی شده در مناطق ژنومی تحت انتخاب، 27 ژن مربوط به گیرنده های بویایی بودند. همچنین یک سری از ژن های شناسایی شده در رشد و توسعه بافت های بدنی، مرگ و میر سلولی، سیستم ایمنی بدن و توسعه بافت های پستانی نقش دارند. بررسی ها هم چنین نشان داد که QTL های شناسایی شده در این مطالعه عمدتا با صفات مربوط به رشد از قبیل وزن بدن در تولد، شیرگیری و بلوغ، چربی زیرپوستی، تولید گوشت لخم و وزن لاشه ارتباط دارد. QTL های مرتبط با تولید شیر، فقط با کیفیت شیر و تعداد سلول های شیر ارتباط دارند. در هر صورت، توصیه می شود جهت شناسایی نقش دقیق این ژن ها و QTL ها بایستی مطالعات ارتباطی انجام گیرد.کلید واژگان: آرایه های ژنومی, شاخص تمایز جمعیتی, گاومیش آذری و مازندرانیIn order to detect signature of selection on buffalo genome, a set of 287 water buffalo samples from 260 Azari and 27 Mazandarani buffalo breeds were genotyped using the Axiom® Buffalo Genotyping 90K Array. The unbiased fixation index method (FST) was used to detect signatures of selection. In total, 14 regions with outlier FST values (0.1%) were identified. Annotation of these regions using the UMD3.1 Bos taurus Genome Assembly was performed to find putative candidate genes and QTLs within the selected and 105 genes and 28 QTLs with selection signatures were detected. A high proportion of identified genes (N=27) in regions under selection were involved in olfactory receptor, also some of the detected genes were associated with growth and body development, metabolicand apoptosis possesses, immune system development, and mammary gland development. Some of the identified QTLs in regions under selection were associated with growth traits such as body weight at birth, weaning and mature, subcutaneous fat, meat yield and carcass weight. The detected QTL for milk traits were only associated with milk contents and somatic cell count. However, it is recommended to carry out association studies to show the actual function of these genes.Keywords: Azeri, Mazandrani buffalo breeds, Genotyping Array, population differentiation index
-
در سیستم تولیدی نشخوارکنندگان، هر حیوان روزانه 500-250 لیتر متان تولید می کند به طوری که تخمین زده شده است میزان مشارکت نشخوراکنندگان در گرمای جهان معادل با 10-8 درصد در طول 100-50 سال آینده می باشد. هدف از این تحقیق بررسی مقدار همبستگی میزان متان (پیش بینی شده از طریق اسیدهای چرب فرار) با صفات تولید شیر، اجزای متشکل آن و ارزش های اصلاحی این صفات در گاوهای هلشتاین ایران می باشد. در این راستا مایع شکمبه از دو زیر جمعیت 75 راسی به روش لوله مری جمع آوری گردید (زیر جمعیت ها از نظر ارزش اصلاحی تولید شیر با یکدیگر متفاوت بودند). آنالیز داده ها در محیط R.3.3.0 انجام شد. نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که مقدار متان پیش بینی شده به ازای یک واحد شیر و چربی در دو زیر جمعیت تفاوت بسیار معنی داری با یکدیگر دارند (0001/0P <). همچنین در این پژوهش مشخص گردید که ارزش اصلاحی صفات مرتبط با تولید و ترکیب شیر با میزان متان تولید شده به ازای یک واحد محصول دارای همبستگی منفی ضعیف تا متوسط می باشند (05/0P <). بیشترین مقدار همبستگی میان تولید روزانه چربی با میزان متان تولیدی به ازای یک کیلوگرم چربی (79/0-) و تولید روزانه شیر با میزان متان تولیدی به ازای یک گیلوگرم شیر (62/0-) بود. این نتایج نشان می دهد که احتمالا میزان متان تولیدی را می توان به طور غیر مستقیم و از طریق صفات که دارای همبستگی بالا با این انتشار متان هستند (مانند تولید روزانه چربی یا شیر) در هر نسل کاهش داد.کلید واژگان: همبستگی, متان, ارزش اصلاحی, گاو هلشتاین ایران, تولید و ترکیب شیرThe methane production from ruminant production system was estimated to reach 250-500 L per animal per day which has been reported to contribute up to 8-10 % of global warming during the next 50-100 years. The aim of this study was to investigate the correlation among methane emission (predicted by volatile fatty acids) with milk production traits, its components and breeding values (BV) of these traits in Iranian Holstein cattle. The rumen digesta was obtained from 150 cattle through stomach tubing and this population divided into 2 groups with 75 cattle in each (the groups have different milk production BV). Data were analyzed by R.3.3.0. The results showed that methane emission per unit of milk and fat were different in the two groups (P<0.0001). Also, the BVs of milk production, fat and protein traits and daily production of milk, fat and protein had weak to moderate negative correlation with methane emission per unit(P<0.05). The highest correlation was observed between daily production of fat with methane emission per unit of fat (-0.79) as well as daily milk production with methane emission per unit of milk (-0.62). These results showed that methane emission may be reduced by indirect selection per generation for the traits had a high correlation with the gas (daily production of milk and fat).Keywords: Breeding value, correlation, Iranian Holstein cattle, methane, production, component of milk
-
هدف از این مطالعه مقایسه نیکویی برازش چهار مدل آماری غیرخطی شامل برودی، گمپرتز، ون برتالانفی و لجستیک برای صفات رشد بزغاله های نژاد مهابادی بود. به منظور تجزیه و تحلیل منحنی رشد از مجموع 126 بزغاله، 2036 رکورد هفتگی وزن بدن از زمان تولد تا سن105روزگی استفاده شد. به منظور مقایسه نیکویی برازش مدل ها، آماره هایی از قبیل ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات و معیار اطلاع آکایک محاسبه شد. نیکویی برازش بین چهار مدل مورد مطالعه متفاوت بود که به لحاظ خصوصیات کلی مدل برودی به علت ضریب تبیین بالا، جذر میانگین مربعات باقیمانده و معیار اطلاع آکایک پایین به عنوان بهترین مدل برای برازش منحنی رشد نژاد مهابادی معرفی شد. متوسط وزن تولد، وزن شیرگیری (105 روزگی) و متوسط افزایش وزن روزانه پیش از شیرگیری در بزغاله های نژاد مهابادی به ترتیب 25/3، 5/13 و 092/0 کیلوگرم در روز بود. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند به برنامه ریزی در زمینه ی استراتژی های مدیریتی مزرعه و تصمیم گیری در مورد حذف بزغاله های ضعیف (کم رشد) و انتخاب بزغاله های پرتولید (رشد زیاد) از طریق منحنی رشد کمک کند.کلید واژگان: افزایش وزن روزانه, بز مهابادی, توابع رشد, صفات رشدThe objectives of this study were to identify a suitable mathematical method for describing the growth traits of Mahabadi goat. Thereafter, four non-linear growth function of Brody, Gompertz, Logistic and Von Bertalanffy were applied. Growth curve analyzed based on weekly records of live weight form birth to 105 days of Mahabadi goat breed. Growth models were fitted to a total of 2036 weight-age data belonging to 126 kids. The growth models were compared by using the coefficient of determination (R2), Root mean square error (MSE) and Akaike information criterion (AIC). Among all non-linear models, the Brody function had the smallest AIC and MSE values and the higher R2 value, indicating the best fit for Mahabadi breed growth data. Average of birth weight, weaning weight (105days old) and pre-weaning average daily gain (ADG) for Mahabadi goat were3.25kg, 13.5kg and 0.092kg, respectively. The results of this study can help farmer to management strategies and make decision in selection and culling of kids through the growth curve.Keywords: Daily gain, Mahabadi goat, Statistical function, Growth traitsy
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.