| تعداد نشریات | 45 |
| تعداد شمارهها | 1,434 |
| تعداد مقالات | 17,659 |
| تعداد مشاهده مقاله | 57,565,822 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 19,288,685 |
بررسی تنوع ژنتیکی و همخونی در جمعیت های گاو شیری و گوشتی با استفاده از نشانگرهای مولکولی | ||
| پژوهش های علوم دامی (دانش کشاورزی) | ||
| دوره 35، شماره 3، آذر 1404، صفحه 49-66 اصل مقاله (860.93 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/as.2025.62695.1748 | ||
| نویسندگان | ||
| بهشاد برزنونی1؛ صادق طاهری1؛ سعید زره داران* 2 | ||
| 1گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران | ||
| 2گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهدف ایران | ||
| چکیده | ||
| افزایش همخونی بسیاری از صفات تولیدی را تحت تاثیر قرار داده و قدرت انتخاب ژنتیکی را محدود میسازد. هدف: این مطالعه با هدف بررسی تنوع ژنتیکی و برآورد همخونی در 16 نژاد مختلف گاو شامل نژادهای شیری (هلشتاین، براوون سوئیس، جرسی و گرنزی)، گوشتی آمریکایی (آنگوس، بیف مستر، برهمن و سانتا)، گوشتی اروپایی (هرفورد، لیموزین، شاروله و رومانگولا) و سایر نژادهای گوشتی (گیر، داما، نلور و پیدمونتست) انجام شد. روش کار: در این مطالعه از ضرایب همخونی (FGRM، FHOM و FROH)، عدم تعادل پیوستگی (LD) اندازه موثر جمعیت(Ne) به منظور بررسی تنوع ژنتیکی و برآورد همخونی استفاده شد. اطلاعات ژنومی مربوط به نژادهای فوق که با چیپ 700 کیلوبازی تعیین ژنوتیپ شده بودند از پایگاه اطلاعاتی Widde استخراج گردید. تجزیه و تحلیل دادهها توسط نرمافزارplink انجام و گرافها با استفاده از بسته ggplot2 در محیط نرمافزار R v.3.6.2 رسم شد. نتایج: نتایج هتروزایگوسیتی مورد انتظار و مشاهده شده و حداقل فراوانی آللی نشان داد بیشترین تنوع ژنتیکی در نژادهای بیف مستر و سانتا و کمترین تنوع ژنتیکی در نژادهای داما و نلور بود. همخونی به روش FGRM در نژادهای مختلف گوشتی آمریکایی، اروپایی و سایر نژادها نشان دهنده تنوع ژنتیکی مشابه در این نژادها بود. بیشترین میزان تنوع ژنتیکی مربوط به نژاد پیدمونتست و کمترین آن متعلق به نژادهای آنگوس و هرفورد بود. میزان هم خونی به روش FHOM تا حدودی با الگوی حاصل از FGRM تطابق داشت. میزان همخونی محاسبه شده به روش FROH نسبت به دو روش دیگر بیشتر بود. بیشترین میزان FROH در نژادهای جرسی و هرفورد و کمترین میزان FROH در نژادهای پیدمونتست و داما مشاهده شد. نتایج نشان داد که مقدار LD در نژادهای شیری نسبت به نژادهای گوشتی بیشتر است، که نشان دهنده تنوع ژنتیکی کمتر در نژادهای شیری بود. با توجه به نتایج LD، بیشترین میزان تنوع ژنتیکی مربوط به نژاد برهمن و کمترین میزان تنوع ژنتیکی مربوط به نژاد گرنزی بود. نتایج اندازه موثر جمعیت نشان داد که اندازه موثر جمعیت در نسلهای اخیر در نژادهای شیری کمتر از نژادهای گوشتی میباشد. بیشترین اندازه موثر در بین نژادهای گوشتی متعلق به نژاد پیدمونتست و لیموزین و کمترین آن متعلق به نژاد بیف مستر بود. همچنین، بیشترین اندازه موثر در بین نژادهای شیری متعلق به نژاد هلشتاین و کمترین آن متعلق به نژاد براون سویس بود. نتیجهگیری نهایی: به طور کلی میزان تنوع ژنتیکی در نژادهای گوشتی نسبت به نژادهای شیری بیشتر بود. مهم ترین دلیل این موضوع هم می تواند به استفاده گسترده تر از تعداد محدودی اسپرم در تلقح مصنوعی نژادهای گاو شیری مربوط باشد. این موضوع در راستای شدت بالای انتخاب در جمعیتهای گاو شیری به منظور تولید شیر و فراوردههای لبنی است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| تنوع ژنتیکی؛ گاو شیری و گوشتی؛ همخونی؛ FROH؛ FGRM؛ LD؛ Ne | ||
| مراجع | ||
|
Addo S, Klingel S, Thaller G, Hinrichs D. 2021. Genetic diversity and the application of runs of homozygosity-based methods for inbreeding estimation in German White-headed Mutton sheep. PLoS ONE. 16:e0250608. doi: 10.1371/journal.pone.0250608
Al-Mamun HA, Clark S, Kwan P and Gondro C, 2015. Genome-wide linkage disequilibrium and genetic diversity in five populations of Australian domestic sheep. Genetics Selection Evolution, 47, 1-14.
Baes, C, Makanjuola, B, Miglior, F, Marras, G, Howard, J, Fleming, A and Maltecca, C. 2019. Symposium review: the genomic architecture of inbreeding: how homozygosity affects health and performance. Journal of Dairy Science 102, 2807–2817.
Barbato M, Orozco-terWengel P, Tapio M and Bruford MW, 2015. SNP: a tool to estimate trends in recent effective population size trajectories using genome-wide SNP data. Frontiers in Genetics, 6, 109.
Barker JS, 2001. Conservation and management of genetic diversity: a domestic animal perspective. Canadian Journal of Forest Research, 31(4), 588-595.
Falconer D and Mackay T, 1996. Introduction to Quantitative Genetics4th ednAddison-Wesley Longman: Harlow.
Fallahi MH, Shahrbabak HM, Shahrbabak MM. and Arpanahi RA, 2018. Investigation of effective population, linkage disequilibrium and haplotype block structure in Azerbaijani breed buffalo using high density SNP markers. Iranian Journal of animal Science, 49(2), 247-255.
Farnir F, Coppieters W, Arranz JJ, Berzi P, Cambisano N, Grisart B, Karim L, Marcq F, Moreau L, Mni M and Nezer C, 2000. Extensive genome-wide linkage disequilibrium in cattle. Genome Research. 10(2):220-7.
Frankham R, Bradshaw CJ and Brook BW, 2014. Genetics in conservation management: revised recommendations for the 50/500 rules, Red List criteria and population viability analyses. Biological Conservation, 170, 56-63.
Gabriel SB, Schaffner SF, Nguyen H, Moore JM, Roy J, Blumenstiel B, Higgins J, DeFelice M, Lochner A, Faggart M and Liu-Cordero SN, 2002. The structure of haplotype blocks in the human genome. Science. 296(5576):2225-9.
Gazal, S., Finucane, H., Furlotte, N. et al. 2.17. Linkage disequilibrium–dependent architecture of human complex traits shows action of negative selection. Nature Genetics 49, 1421–1427. https://doi.org/10.1038/ng.3954.
Glazko V, 2003. An attempt at understanding the genetic basis of domestication. Animal Science Papers and Reports, 21(2), 109-120.
Gutiérrez-Reinos MA, Aponte PM, and García-Herreros M, 2022. A review of inbreeding depression in dairy cattle: Current status, emerging control strategies, and future prospects
Journal of Dairy Research, 89, pp. 1-10.
Hill WG, 1974. Estimation of linkage disequilibrium in randomly mating populations. Heredity, 33(2), 229-239.
Hill WG and Robertson A, 1968. The effects of inbreeding at loci with heterozygote advantage. Genetics, 60(3), 615.
Illa SK, Mumtaz S, Mukherjee S, Nath S and Mukherjee A, 2022. Genome-wide evaluation of runs of homozygosity in Indian Sahiwal cattle. In Proceedings of 12th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production (WCGALP) Technical and species orientated innovations in animal breeding, and contribution of genetics to solving societal challenges (pp. 902-905). Wageningen Academic Publishers.
Khatkar MS, Zenger KR, Hobbs M, Hawken RJ, Cavanagh JA, Barris W, McClintock AE, McClintock S, Thomson PC, Tier B and Nicholas FW, 2007. A primary assembly of a bovine haplotype block map based on a 15,036-single-nucleotide polymorphism panel genotyped in Holstein–Friesian cattle. Genetics. 176(2):763-72.
Kim ES, Sonstegard TS, Van Tassell CP, Wiggans G and Rothschild MF, 2015. The relationship between runs of homozygosity and inbreeding in Jersey cattle under selection. PloS One, 10(7), e0129967.
Kreitman M, 2000. Methods to detect selection in populations with applications to the human. Annual Review of Genomics and Human Genetics, 1(1), 539-559.
Lacy RC, Ballou JD, Starfield A, Thompson E and Thomas A, 1995. Pedigree analysis for population management. in Population Management for Survival and Recovery, edited by Ballou, Jonathan D., Gilpen, M., and Foose, T. J., 57–75. New York: Columbia University Press.
Lozada-Soto EA, Maltecca C, Cole JB, Van Raden PM and Tiezzi F, 2022. Current state of inbreeding, genetic diversity, and selection history in all major breeds of US dairy cattle. Journal of Dairy Science. 105, 188-188.
Makanjuola, B.O.; Miglior, F.; Abdalla, E.A.; Schenkel, F.S.; Baes, C.F. 2020. Effect of genomic selection on rate of inbreeding and coancestry and effective population size of Holstein and Jersey cattle populations. Journal of Dairy Science. 103, 5183–5199.
Mastrangelo S, Tolone M, Di Gerlando R, Fontanesi L, Sardina MT and Portolano B, 2016. Genomic inbreeding estimation in small populations: evaluation of runs of homozygosity in three local dairy cattle breeds. Animal, 10(5), 746-754.
Mohammadi H and Shamsollahi M, 2024. Estimation of genomic inbreeding coefficient, detection of ROH Islands and Related Genes in different Egyptian sheep breeds adapted to different environment. Iranian Journal of Animal Science, 55(1), 95-109.
Mokry FB, Buzanskas ME, de Alvarenga Mudadu M, do Amaral Grossi D, Higa RH, Ventura RV, de Lima AO, Sargolzaei M, Conceição Meirelles SL, Schenkel FS and da Silva MV, 2014. Linkage disequilibrium and haplotype block structure in a composite beef cattle breed. BMC Genomics. 15:1-9.
Mulim HA, Brito LF, Pinto LFB, Ferraz JBS, Grigoletto L, Silva MR and Pedrosa VB, 2022. Characterization of runs of homozygosity, heterozygosity-enriched regions, and population structure in cattle populations selected for different breeding goals. BMC Genomics, 23(1), 209.
Ohta T and Kimura M, 1971. Linkage disequilibrium between two segregating nucleotide sites under the steady flux of mutations in a finite population. Genetics, 68(4), 571.
Oliehoek PA, Windig JJ, Van Arendonk JA and Bijma P, 2006. Estimating relatedness between individuals in general populations with a focus on their use in conservation programs. Genetics, 173(1), 483-496.
Purcell S, Neale B, Todd-Brown K, Thomas L, Ferreira MA, Bender D, Maller J, Sklar P, De Bakker PI, Daly MJ and Sham PC, 2007. PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses. The American Journal of Human Genetics. 81(3):559-75.
Reich DE, Cargill M, Bolk S, Ireland J, Sabeti PC, Richter DJ, Lavery T, Kouyoumjian R, Farhadian SF, Ward R and Lander ES, 2001. Linkage disequilibrium in the human genome. Nature. 411(6834):199-204.
Schiavo, G.; Bovo, S.; Ribani, A.; Moscatelli, G.; Bonacini, M.; Prandi, M.; Mancin, E.; Mantovani, R.; Dall’Olio, S.; Fontanesi, L. 2022. Comparative analysis of inbreeding parameters and runs of homozygosity islands in 2 Italian autochthonous cattle breeds mainly raised in the Parmigiano-Reggiano cheese production region. Journal of Dairy Science. 105, 2408–2425.
Schöpke, K., Swalve, H.H. 2016. Review: Opportunities and challenges for small populations of dairy cattle in the era of genomics. Animal 2016, 10, 1050–1060.
Selvaggi M, Dario C, Peretti V, Ciotola F, Carnicella D and Dario M, 2010. Inbreeding depression in Leccese sheep. Small Ruminant Research, 89(1), 42-46.
Senczuk, G.; Mastrangelo, S.; Marsan, P.A.; Becskei, Z.; Colangelo, P.; Colli, L.; Ferretti, L.; Karsli, T.; Lancioni, H.; Lasagna, E.; et al. 2020. Into the origin and diversification of Podolian cattle breeds by testing Neolithic scenarios of European colonization using genome-wide SNP data. Authorea. DOI: 10.22541/au.160303335.52950496/v1 Shakeri R, Javanmard A, Hasanpur K, Abbasi M, Khansefid M and Rahimi Varposhti M, 2021. Assessment of genetic diversity within Holstein population using bovine SNP chip data. Research on Animal Production, 12(32), 140-149.
Sørensen AC, Sørensen MK and Berg P, 2005. Inbreeding in Danish dairy cattle breeds. Journal of Dairy Science, 88(5), 1865-1872.
Srikanth K, Neupane M, Jaafar MA, Wolfe CW, Huson HJ, Van Tassell CP and Blackburn HD, 2022. Genetic diversity and inbreeding in US Jersey population and germplasm collection. In Proceedings of 12th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production (WCGALP) Technical and species orientated innovations in animal breeding, and contribution of genetics to solving societal challenges (pp. 1029-1032). Wageningen Academic Publishers.
Taheri S, Saedi N, Zerehdaran S and Javadmanesh A, 2023. Identification of selection signatures in Capra hircus and Capra aegagrus in Iran. Animal Science Journal, 94(1), e13864.
Taheri S, Zerehdaran S and Javadmanesh A, 2022. Genetic diversity in some domestic and wild sheep and goats in Iran. Small Ruminant Research, 209, 106641.
VanRaden PM, 2008. Efficient methods to compute genomic predictions. Journal of Dairy Science, 91(11), 4414-4423.
Villa-Angulo R, Matukumalli LK, Gill CA, Choi J, Van Tassell CP and Grefenstette JJ, 2009. High-resolution haplotype block structure in the cattle genome. BMC Genetics, 10, 1-13.
Wang, J., Santiago, E. and Caballero, A. 2016. Prediction and estimation of effective population size. Heredity 117, 193–206. https://doi.org/10.1038/hdy.2016.43.
Waples RS, 2024. Practical application of the linkage disequilibrium method for estimating contemporary effective population size: A review. Molecular Ecology Resources, 24(1), e13879.
Weigel KA and Lin SW, 2000. Use of computerized mate selection programs to control inbreeding of Holstein and Jersey cattle in the next generation. Journal of Dairy Science, 83(4), 822-828.
Weir BS and Hill WG, 1980. Effect of mating structure on variation in linkage disequilibrium. Genetics, 95(2), 477-488.
Wilson KE, 2021. Genomic analysis of the effects of inbreeding on size and reproductive traits across four generations of Nellore-Angus crossbred cattle (Doctoral dissertation).
Wirth A, Duda J, Emmerling R, Gotz KU, Birkenmaier F, Distl O. 2024. Analyzing runs of homozygosity reveals patterns of selection in German brown cattle. Genes. 15(8):1051.
Wright S, 1948. Genetics of populations. Encyclopaedia Britannica.10:111-A-D-112.
Yang W, Kang X, Yang Q, Lin Y and Fang M, 2013. Review on the development of genotyping methods for assessing farm animal diversity. Journal of Animal Science and Biotechnology, 4, 1-6.
Zsolnai, A.; Maróti-Agóts, Á.; Kovács, A.; Bâlteanu, A.; Kaltenecker, E.; Anton, I. 2020. Genetic position of Hungarian Grey among European cattle and identification of breed-specific markers. Animal, 14, 1786–1792. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 430 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 14 |
||