تنوع ژنتیکی و آنالیز فیلوژنتیکی ناحیه D-loop ژنوم میتوکندری گوسفند نژاد بلوچی

پژوهشهای علوم دامی ایران

مقاله 5، دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 33، فروردین 1397، صفحه 131-139   

نوع مقاله: علمی پژوهشی- ژنتیک و اصلاح دام و طیور

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijasr.v10i1.63715

نویسندگان

فاطمه بحری بیناباج^{* 1}؛ گلناز بی همتا²؛ زانا پیرخضرانیان²

¹دانشگاه گنبد کاووس

²دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

توالی‌یابی ژنوم میتوکندری یکی از رایج‌ترین روش‌های طبقه بندی تکاملی حیوانات می‌باشد. به منظور بررسی تاریخچه تکاملی گوسفند نژاد بلوچی واقع در منطقه شرق کشور ایران، از 30 نمونه گوسفندان واقع در مرکز اصلاح نژاد شمال‌شرق کشور به صورت تصادفی خونگیری شد. بعد از استخراج DNA توسط کیت DIAtom DNA Prep و تکثیر ناحیه D-loop میتوکندری ژنوم به کمک پرایمر‌های اختصاصی، تولی‌یابی انجام پذیرفت. بررسی کیفیت توالی‌‌ها، ساختار نوکلئوتیدی و جهش‌های مربوطه با استفاده از نرم‌افزارهای مختلف انجام شد. هشت زیر گروه هاپلوتایپی هر یک با فراوانی 4/7، 4/7، 81/14، 11/11، 51/18، 81/14، 11/11 و 81/14 مشاهده و تنوع ژنتیکی موجود در بین 27 نمونه 005/0± 0131/0 محاسبه شد که این مقدار در محدوده‌ی متوسط تنوع نوکلئوتیدی در یوکاریوت‌ها قرار داشت. آنالیز فیلوژنتیکی این نمونه‌ها نشان داد که گوسفند نژاد بلوچی در گروه هاپلوتایپی A واقع شده است. از آنجا که خاستگاه اصلی هاپلوتایپ A مربوط به آسیا و خاور‌میانه می‌باشد و با توجه به نتایج مطالعات قبلی بر روی گوسفندهای بومی ایران که حاکی از قرار گرفتن این گوسفندان در هاپلوتایپ مذکور می‌باشد، قرار گرفتن گوسفند بلوچی نیز در این هاپلوتایپ قابل توجیه است.

کلیدواژه‌ها

ژنوم میتوکندری؛ فیلوژنتیک؛ گوسفند بلوچی؛ هاپلوتایپ

مراجع

1. Anderson, S. A.T., G. Bankier, M. Barrell, A. de Bruijn, J. Couson, I. Drouin, B. Nierlich, F. Roe, P. H. Sanger, and I. G. Young.1981. Sequence and organization of the human mitochondrial genome. Nature, 290: 457-465.

2. Avise, J. C., and R. C. Vrijenhock. 1987. Mode of inheritance and variation of mitochondrial DNA in hybridogenetic fishes of the genus poeciliopsis. Molecular Biology and Evolution, 4: 514-525.

3. Bruford, M., D. Bradley, and G. Luikart. 2003. DNA markers reveal the complexity of livestock domestication. Nature Reviews Genetics, 3: 900-910.

4. Chen, S. Y., Z. Y. Duan, T. Sha, J. Xiangyu, and S. F. Wu. 2006. Origin, genetic diversity, and population structure of Chinese domestic sheep. Gene, 376: 216–223.

5. Chessa, B., F. Pereira, F. Arnaud, A. Amorim, and F. Goyache. 2009. Revealing the history of sheep domestication using retrovirus integrations. Science, 324: 532–536.

6. Excoffier, L., L. Guillaume, and S. Schneider. 2005. Arlequin: An integrated software for population genetics data analysis. Evolutionary Bioinformatics online, 2005 (1): 47-50.

7. Frankhan, R. 1994. Conservation of genetic diversity for animal improvement. Page 385 in Proc: The 5th world congress on genetic applied to livestock production. University of Guelph, Ontario, Canada.

8. Guo, J., L. X. Du, Y. H. Ma, W. J. Guan, and H. B. Li. 2005. A novel maternal lineage revealed in sheep (Ovis aries). Animal Genetics, 36: 331–336.

9. Hall, T. A. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symposium Series, 41: 95-98.

10. Hallerman, E. M. 2003. Population genetics: principles and applications for fisheries scientists. American Fisheries Society.

11. Hiendleder, S., K. Mainz, Y. Plante, and H. Lewalski. 1998. Analysis of mitochondrial DNA indicates that domestic sheep are derived from two different ancestral maternal sources: no evidence for contributions from Urial and Argali sheep. Journal of Heredity, 89: 113–120.

12. Hiendleder, S., B. Kaupe, R. Wassmuth, and A. Janke. 2002. Molecular analysis of wild and domestic sheep questions current nomenclature and provides evidence for domestication from two different subspecies. Page 893- 904 in Proc. Royal Society of London Biological Sciences.

13. Jazin, E., H. Soodyall, P. Jalonen, E. Lindholm, M. Stoneking, and U, Gyllensten.1998. Mitochondrial mutation rate revisited: hot spots and polymorphism. Nature Genetics, 18: 109-110.

14. Knudsen, B., T. Knudsen, M. Flensborg, H. Sandmann, M. Heltzen, A. Andersen, M. Dickenso, J. Bardram, P. Steffensen, S. Mønsted, T. Lauritzen, R. Forsberg, A. Thanbichler, D. Jannick, L. Görlitz, J. Rasmussen, D. Tordrup, M. Værum, M. Nygaard, C. Hachenberg, E. Fisker, P. Dekker, J. Schultz, M. K. Hein, and J. Sinding. 2007. CLC Main Workbench.Version 5.5. Aarhus, Denmark, CLC bio.

15. Lalitha, S. 2000. Primer premier 5. Biotech Software & Internet Report: The Computer Software. Journal for Scientists, 1(6):270-272.

16. Mirhosseini, S. Z. 1998. Study the genetic diversity of Iranian Silkworm using protein markers and DNA. MSc thesis. Tarbiat Modares University. (In Persian).

17. Miyazono, F., P. M. Schneider, R. Metzger, U. Warnecke-Eberz, S. E. Baldus, H. P. Dienes, T. Aikou, and A. H. Hoelscher. 2002. Mutations in the mitochondrial DNA D-loop region occur frequently in adenocarcinoma in Barrett's esophagus. Oncogene, 21: 3780-3783.

18. Mohammadhashemi, A. 2010. Sequencing the HVR-1 region of mithochondrial genome in Moghani sheep breed. MSc thesis. Tabriz University. (In Persian).

19. Mohammadhashemi, A., M. Tahmoorespour, N. Pirany, and M. Nosrati. 2011. Phylogenetic analyses of HVR1 region of mtDNA in Iranian Shall and Sangsari native sheep breeds. The 7th National Biotechnology Congress of Iran, Tehran, Iran. (In Persian).

20. Naderi, S., H. R. Rezaei, P. Taberlet, S. Zundel, S. A. Rafat, H. Naghash, M. El-Barody, O. Ertugrul, F. Pompanon. 2007. Large-Scale mitochondrial DNA analysis of the domestic goat reveals six haplogroups with high diversity. Plos one, 10:1-10.

21. Nei M, 1987. Molecular evolutionary genetics. Columbia University Press.

22. Oner, Y., and J. H. Calvo. 2013. Investigation of the genetic diversity among native Turkish sheep breeds using mtDNA polymorphisms. Tropical Animal Health and Production, 45(4): 947-951.

23. Parvari R, A. Avivi, F. Lentner, E. Ziv, S. Telor, Y. Burstein, and I. Schechter. 1988. Chicken immunoglobulin gamma-heavy chains: limited VH gene repertoire, combinatorial diversification by D gene segments and evolution of the heavy chain locus. The EMBO journal, 7(3):739.

24. Pedrosa, S., M. Uzun, J. J. Arranz, B. Gutierrezz-Gil, F. San, and P. Rimitivo. 2005. Evidence of three maternal lineages in near eastern sheep supporting multiple domestication events. Page 272 in Proc. of Biological Science.

25. Pirkhezranian, Z., M. Tahmoorespur, A. Mohammadhashemi, N. Pirani, and M. Azghandi. 2015. Genetic and phylogenetic analyses of HVR-I region of mtDNA in Afshari sheep breed. Agricultural Biotechnology, 14: 65-71. (In Persian)

26. Ryder, M. L. 1984. Sheep. In: Evolution of domesticated animals (Mason SL, ed). London: Longman 63–85.

27. Shafagh Motlagh, A. 2008. A preliminary study on the sequence of the D-loop and HVR1 region of mitochondrial DNA of some groups of domestic and wild sheep and goats. MSc thesis. Ferdowsi University of Mashhad. (In Persian).

28. Tahmoorespur, M., and M. Sheikhloo. 2011. Pedigree analysis of the closed nucleus of Iranian Baluchi sheep. Small Ruminant Research, 99(1):1-6.

29. Tamura,K., D. Peterson, N. Peterson, G. Stecher,M. Nei, and S. Kumar, 2011. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Molecular Biology and Evolution, 28(10):2731-2739.

30. Tapio, M., N. Marzanov, M. Ozerov, M. Ćinkulov, G. Gonzarenko, T. Kiselyova, M. Murawski, H. Viinalass, and J. Kantanen. 2006. Sheep mitochondrial DNA variation in European, Caucasian, and Central Asian areas. Molecular Biology and Evolution, 23(9):1776-1783.

31. Technelysium P. L. 2007. Chromas lite version 2.01.

32. Upholt, W. B., and I. B. Dawid. 1977. Mapping of mitochondrial DNA of individual sheep and goats: rapid evolution in the D-loop region. Cell, 11:571 -583.

33. Villalta, M., P. Fernandez-Silva, B. Beltran, L. Enguita, M. J. Lopez-Perez, and I. Montoya. 1992. Molecular characterization and cloning of sheep mitochondrial DNA. Current Genetics, 21:235-240.

34. Wolf, C., J. Rentsch, and P. Hubner. 1999. PCR-RFLP analysis of mitochondrial DNA: a reliable method for species identification. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 7:1350-1355.

35. Wood, N., and S. Phua. 1996. Variation in the control region sequence of the sheep mitochondrial genome. Animal Genetics, 27(1):25-33.

36. Zeuner, F. E. 1963. A history of domesticated animals. Hutchinson, London.