شناسایی کل ریزماهواره‌ها در ژنوم شترهای دو‌کوهانه ایرانی با استفاده از داده‌های توالی‌یابی کل ژنوم

پژوهشهای علوم دامی ایران

مقاله 11، دوره 13، شماره 1 - شماره پیاپی 45، فروردین 1400، صفحه 151-160   

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

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijasr.v13i1.85088

نویسندگان

ناهیده زارع¹؛ نعمت هدایت ایوریق^{* 2}؛ رضا سید شریفی³؛ رضا خلخالی ایوریق⁴؛ آزاده بوستان⁵

¹گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی- دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

²گروه علوم دامی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

³گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقـق اردبیلی، اردبیل، ایران.

⁴دکتری ژنتیک و اصلاح دام و طیور - دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

⁵گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی- دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

چکیده

شترهای دوکوهانه یکی از مقاومترین گونه‌های حیوانی در برابر شرایط سخت محیطی به شمار می‌روند که تعداد آنها در ایران در محدوده خطر قرار گرفته است. شناخت هر چه بهتر و دقیق‌تر این گونه، به خصوص در سطح مطالعات ژنومی، می‌تواند از طریق طراحی برنامه‌های مدیریت تنوع ژنتیکی، به حفظ این گونه کمک کند. هدف از انجام این مطالعه شناسایی ریزماهواره­های ژنوم شترهای دوکوهانه ایرانی با استفاده از داده­های توالی­یابی کل ژنوم بود. در مطالعه حاضر از تعداد شش نفر شتر دوکوهانه متعلق به استان اردبیل خون­گیری صورت گرفت. توالی­یابی کامل ژنوم شترهای دوکوهانه با استفاده از پلتفرم ایلومینا و به صورت دو انتها (Paired-end) با اندازه 100 جفت باز از هر طرف انجام شد. بعد از پالایش کیفی خوانش‌ها، گردآوری از نو آنها صورت گرفته و با استفاده از برنامه MISA به شناسایی تمام ریزماهواره­های ژنوم‌های مورد مطالعه پرداخته شد. اندازه ژنوم‌های گردآوری شده برای شترهای دو­کوهانه مورد مطالعه، در محدوده Gb 90/1 برای نمونه یک تا Gb 97/1 برای نمونه سه قرار داشت. مقدار N50 مربوط به کانتیگ­های ایجاد شده برای شترهای دو­کوهانه ایرانی از kb 1/19 برای نمونه یک تا kb 7/51 برای نمونه پنج متغیر بود. ریزماهواره­های شناسایی شده در اندازه یک تا هشت نوکلئوتید بودند. کل ریزماهواره­های شناسایی شده برای نمونه­های شترهای دو­کوهانه ایرانی در محدوده 136028 برای نمونه دو تا 539555 برای نمونه سه قرار داشت. همچنین با شناسایی ریزماهواره‌های هفت گونه پستاندار دیگر در این مطالعه، به مقایسه نتایج به دست آمده آنها با شتر دوکوهانه ایرانی پرداخته شد.

کلیدواژه‌ها

ایران؛ توالی‌یابی کل ژنوم؛ ریزماهواره‌؛ شتر دو‌کوهانه

مراجع

1-       Abdul-Muneer, P. 2014. Application of microsatellite markers in conservation genetics and fisheries management: recent advances in population structure analysis and conservation strategies. Genetics Research International, 2014: 691759.

2-       Ala-Amjad, M., H. Yeganeh, and M. Sadeghi. 2017. Study of Genetic variation in Iranian Kurdish horse using microsatellite marker. Iranian Journal of Animal Science, 48(3):342-335. (In Persian)

3-       Al-Ali, A., H. Husayni, and D. A. Powe. 1988. Comprehensive biochemical analysis of the blood of the camel (Camelus dromedarius). Comparative Biochemistry and Physiology, 89(1): 35–37.

4-       Ali, T. A. 1994. A Manual for the Primary Animal Health Care Worker. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).

5-       Beier, S., T. Thiel, T. Münch, U. Scholz, and M. Mascher. 2017. MISA-web: a web server for microsatellite prediction. Bioinformatics, 33(16):2583-2585.

6-       Bolger A. M., M. Lohse, and B. Usadel. 2014. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics, 30(15):2114-2120.

7-       Ellegren, H. 2004. Microsatellites: simple sequences with complex evolution. Nature Reviews Genetics, 5(6):435–445.

8-       Fitak, R. R., E. Mohandesan, J. Corander, and P. A. Burger. 2016. The de novo genome assembly and annotation of a female domestic dromedary of North African origin. Molecular Ecology Resources, 16(1):314–324.

9-       Gemayel, R., J. Cho, S. Boeynaems, and K. J. Verstrepen. 2012. Beyond Junk-Variable Tandem repeats as facilitators of rapid evolution of regulatory and coding sequences. Genes, 3(3):461-480.

10-   Guang-Xin, E., Q. H. Hong, Y. J. Zhao, Y. H. Ma, M. X. Chu, L. Zhu, and Y. F. Huang. 2019. Genetic diversity estimation of Yunnan indigenous goat breeds using microsatellite markers. Ecology and Evolution, 9(10): 5916.

11-   Hampton, J. O., P. B. S. Spencer, D. L. Alpers, L. E. Twigg, A. P.  Woolnough, J. Doust, T. Higgs, and J. Pluske. 2004. Molecular techniques, wildlife management and the importance of genetic population structure and dispersal: a case study with feral pigs. Journal of Applied Ecology, 41(4):735–743.

12-   Huson, K. M., W. Haresign, M. Hegarty, T. Blackmore, C. Potter, and N. McEwan. 2015. Assessment of genetic relationship between six populations of Welsh Mountain sheep using microsatellite markers. Czech Journal of Animal Science, 60(5): 216-223.

13-   Ingram, D. L., and L. E. Mount. 1975. Man and Animals in Hot Environments. Springer Science & Business Media.

14-   Jirimutu, Z. W., G. Ding, G. Chen, Y. Sun, Z. Sun, H. Zhang, L. Wang, S. Hasi, Y. Zhang, J. Li, and Y. Shi. 2012. Genome sequences of wild and domestic Bactrian camels. Nature Communications, 3: 1202.

15-   Katti, M. V., P. K. Ranjekar, and V. S.  Gupta. 2001. Differential distribution of simple sequence repeats in eukaryotic genome sequences. Molecular Biology and Evolution, 18(7):1161–1167.

16-   Khalkhali-Evrigh, R.., S. H. Hafezian, N. Hedayat-Evrigh, A. Farhadi, and M. R. Bakhtiarizadeh. 2019. Genome-Wide Identification of Microsatellites and Transposable Elements in the Dromedary Camel Genome Using Whole-Genome Sequencing Data. Frontiers in Genetics, 10(2019):692.

17-   Kelkar, Y. D., N. Strubczewski, S. E. Hile, F. Chiaromonte, K. A. Eckert, and K. D. Makova. 2010. What is a microsatellite: a computational and experimental definition based upon repeat mutational behavior at A ⁄ T and GT ⁄ AC repeats. Genome Biology and Evolution, 2: 620–635.

18-   Leclercq, S., E. Rivals, and P. Jarne. 2010. DNA slippage occurs at microsatellite loci without minimal threshold length in humans: a comparative genomic approach. Genome Biology Evolution, 2:325–335.

19-   Schmidt-Nielsen, K. 1959. The physiology of the camel. Scientific American, 201: 140–151.

20-   Schmidt-Nielsen, K. 1964. Desert Animals. Physiological Problems of Heat and Water. Oxford University Press.

21-   Subramanian, S., R. K. Mishra, and L. Singh. 2003. Genome-wide analysis of microsatellite repeats in humans: their abundance and density in specific genomic regions. Genome Biology, 4(2): 1-10.

22-   Sun, W., C. Lei, X. Lei, and Y. Zhang. 2008. Genetic variation in eight Chinese cattle breeds based on the analysis of microsatellite markers. Genetics Selection Evolution, 40(6): 1-12.

23-   Toth, G., Z. Gáspári, and J. Jurka. 2000. Microsatellites in different eukaryotic genomes: survey and analysis. Genome Research, 10(7):967–981.

24-   Wu, H., X. Guang, M. B. Al-Fageeh, J. Cao, S. Pan, H. Zhou, L. Zhang, M. H. Abutarboush, Y. Xing, and A. S. Alshanqeeti. 2014. Camelid genomes reveal evolution and adaptation to desert environments. Nature Communications, 5: 5188.