پویش ژنومی برپایه آنالیز مسیر مرتبط با صفت بال فرشته ای در اردک های نژاد پیکین با استفاده از داده های توالی یابی کل ژنوم
Publish place: Research on Animal Production، Vol: 15، Issue: 44
Publish Year: 1403
Type: Journal paper
Language: Persian
View: 61
This Paper With 12 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- I'm the author of the paper
Export:
Document National Code:
JR_RAP-15-2_004
Index date: 8 October 2024
پویش ژنومی برپایه آنالیز مسیر مرتبط با صفت بال فرشته ای در اردک های نژاد پیکین با استفاده از داده های توالی یابی کل ژنوم abstract
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: بال فرشته یک بدشکلی توسعه یافته بال است که می تواند بر پرورش و تولیدمثل در گله های تجاری اردک تاثیر گذار باشد. از این رو مطالعه تنوع ژنتیکی و شناسایی مناطق ژنومی موثر بر صفت بال فرشته ای در جمعیت های اردک، امری ضروری در این گونه محسوب می شود. در این راستا، ابزارهای قدرتمندی مانند نسل جدید توالی یابی امکان رمزگشایی اطلاعات کل ژنوم در این گونه را فراهم آورده است. به طور معمول در مطالعات پویش کل ژنومی در نظر گرفتن تصحیحات سختگیرانه برای جلوگیری از نتایج مثبت کاذب ضروری می باشد، ولی اعمال این نوع تصحیحات موجب از دست رفتن نشانگرهای SNP با اثر کوچکتر موثر بر صفات کمی می گردد که نتیجه آن شناسایی SNPهایی می گردد که تنها بخش کوچکی از تنوع ژنتیکی صفت را نشان می دهد و از این رو در اکثر مواقع بخش عمده واریانس ژنتیکی پنهان باقی می ماند. یکی از روش های جایگزین استفاده از آنالیزهای غنی سازی مجموعه های ژنی می باشد. در این روش ارتباط بین صفت مورد مطالعه و نشانگرهای ژنتیکی را در یک دسته یا گروه ژنی که به طور عملکردی با هم مرتبط هستند بررسی می کند. در حقیقت در این روش به دنبال ژن هایی هستیم که به تنهایی اثر آنها بر صفت مورد نظر معنی دار نشده، ولی اثر تجمعی آنها روی صفت دارای اثر معنی دار است. علاوه براین، یکی از دلایل اصلی آنالیز
غنی سازی مجموعه های ژنی تعداد کم بودن SNPهای معنی دار می باشد که موجب عدم شناسایی مناطق ژنومی مرتبط با صفات مهم اقتصادی می گردد. در نتیجه روش پویش ژنومی بر مبنای مسیر کارآیی بهتری برای یافتن مناطق ژنومی، درک بهتر مکانیسم و معماری ژنتیکی را دارا می باشد. بنابراین، هدف از پژوهش حاضر شناسایی مناظق ژنومی و ژن های کاندیدای مرتبط با صفت بال فرشته ای در اردک با استفاده از پویش کل ژنوم بر پایه آنالیز مسیر می باشد.
مواد و روش ها: بدین منظور از اطلاعات داده ژنوم توالی یابی شده ۶۳ قطعه اردک شامل ۳۰ قطعه دارای بال نرمال (شاهد) و ۳۳ قطعه دارای بال فرشته ای (موردی) استفاده شد. توالی یابی کل ژنوم توسط شرکت ایلومینا Hiseq ۴۰۰۰ انجام شده بود. ابتدا نشانگرهای SNP شناسایی شده از ایندل جدا شدند و با استفاده از برنامه GATK فیلتر شدند. سپس با استفاده از برنامه PLINK، SNPهای دو آللی با حداقل فراوانی آللی بزرگتر یا مساوی با ۰/۰۱ که حداقل در ۹۵ درصد افراد دارای ژنوتیپ مشخص بودند، حفظ شده و مابقی حذف شدند. که در نهایت ۱۴۰۶۴۹۸۴ نشانگر SNP بعد از مراحل مختلف کنترل کیفیت باقی ماندند. در گام بعدی برای شناسایی SNPهای مستقل از نرم افزارPLINK استفاده شد. برای این منظور با حذف SNPهایی که در حالت عدم تعادل پیوستگی بالایی با یکدیگر قرار داشتند، در پنجره هایی شامل SNP ۵۰ و با حرکت SNP ۵ رو به جلو در هر مرحله، SNPهای دارای r۲ (معیار عدم تعادل پیوستگی) بیش از ۰/۲ (دستور --indep-pairwise ۵۰ ۵ ۰.۲) با یکدیگر از مجموعه داده ها حذف شدند. در نهایت بعد از کنترل کیفیت تعداد ۶۸۶۴۴۹ SNP برای آنالیزهای پویش کل ژنومی بر پایه تجزیه و تحلیل غنی سازی مجموعه ژنی باقی ماندند. اساسا آنالیز پویش ژنومی بر پایه تجزیه و تحلیل مجموعه های ژنی در سه مرحله انجام می گردد: ۱) تعیین مکان SNPهای معنی دار با ژن ۲) ارتباط ژن ها به طبقات عملکردی و مسیرهای زیستی ۳) پویش کل ژنومی بر پایه آنالیز مسیر. ۱- تعیین مکان SNPها با ژن ها: SNPهایی که مقدار P-value آنها کمتر از ۰/۰۰۵ بود با استفاده از بسته نرم افزاری biomaRt۲ در محیط R و با استفاده از رفرانس ژنومی اردک (CAU_duck۱.۰) به ژن هایی که نشانگر SNP موردنظر در داخل آن ژن و یا kb ۱۵ بالادست یا پایین دست آن ژن قرار داشت، ارتباط داده شدند. ۲- ارتباط ژن ها به طبقات عملکردی و مسیرهای بیوشیمیایی: جهت تعیین طبقات عملکردی ژنی و مسیرهای متابولیکی و تنظیمی ژن های معنی دار از ۵ پایگاه های اطلاعاتی شامل هستی شناسی ژن (http://www.geneontology.org/GO, )، مسیرهای بیوشیمیایی (http://www.genome.jp/kegg/KEGG, )، Panther (http://www.pantherdb.org)، Metacyc (http://www.metacyc.org) و Reactome (http://www.reactome.org) جهت تعیین طبقات عملکردی و مسیرهای بیوشیمیایی استفاده گردید. ۳- پویش کل ژنومی بر پایه آنالیز مسیر: ارتباط های معنی دار مسیرهای عملکردی با صفت با فرشته ای با استفاده از توزیع فوق هندسی و آماره Fisher’s exact test مورد آزمون قرار گرفت.
یافته ها: نتایج آنالیز PCA نشان داد که با PC۱ گروه جمعیت سالم و PC۲ گروه جمعیت بیمار را به خوبی از یکدیگر تفکیک و جدا کردند. در این پژوهش نشانگرهای تک نوکلئوتیدی واقع روی کروموزوم های ۱، ۲، ۳، ۶، ۸، ۱۱، ۱۸، ۲۰، ۲۷ و ۳۱ شناسایی شدند که با ژن های ATP۱۱A، UBE۲E۲، ITPR۲، GUCA۱C،ATP۲C۱، PLCG۱ و BMPR۱A مرتبط بودند. در تفسیر مجموعه ژنی، تعداد ۲۱ مسیر هستی شناسی ژنی و بیوشیمیایی با صفت بال فرشته ای شناسایی شد (۰/۰۵P˂). از این بین، مسیرهای skeletal muscle myosin thick filament assembly، response to calcium ion،wing disc morphogenesis و Calcium signaling pathway عملکرد های مهمی را در ارتباط با رشد و توسعه ی عضلات اسکلتی، پاسخ به یون کلسیم، رشد و توسعه استخوان، حجم مواد معدنی استخوان و فعال سازی مسیر سیگنال دهی کلسیم بر عهده داشتند
نتیجه گیری: با توجه به نقش کلیدی و موثر ژن های کاندیدای شناسایی شده بر صفت بال فرشته ای در این تحقیق، در صورت تایید به وسیله مطالعات تکمیلی می توان از آنها در انتخاب ژنتیکی گله های تجاری اردک مورد استفاده قرار گیرند.
پویش ژنومی برپایه آنالیز مسیر مرتبط با صفت بال فرشته ای در اردک های نژاد پیکین با استفاده از داده های توالی یابی کل ژنوم Keywords:
Duck , Enrichment analysis , Genomic data , Next generation sequencing , Wing deformity
, آنالیز غنی سازی , اردک , بدشکلی بال , توالی یابی نسل بعد , داده های ژنومی
پویش ژنومی برپایه آنالیز مسیر مرتبط با صفت بال فرشته ای در اردک های نژاد پیکین با استفاده از داده های توالی یابی کل ژنوم authors
حسین محمدی
Department of Animal Sciences, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Arak University, Arak, Iran
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
