تجزیه و تحلیل تبارشناختی و شباهت‌های ژنتیکی هفت گونه اصلی اسب سانان (جنس equus) براساس ژنوم میتوکندریایی

هدف: تبارشناسی علمی است که به مطالعه روابط تکاملی بین گونه ها و جمعیت های جانداران و همچنین تاریخچه تکاملی آنها، تنوع و الگوهای تغییرات جمعیتی می‌پردازد و با ادغام داده‌های ژنومی تبدیل به یک رویکرد قوی در مطالعه سیستماتیک گونه‌ها تحت عنوان فیلوژنومیک شده است. هدف از مطالعه حاضر، بررسی واگرایی و درصد تشابه ژنتیکی همراه با تجزیه و تحلیل تبارشناختی هفت گونه موجود از خانواده اسب سانان براساس توالی های ژنوم میتوکندریایی بود.مواد و روش‌ها: به منظور بررسی واگرایی و تشابه ژنتیکی، به روزترین توالی های کامل ژنوم میتوکندریایی همراه با توالی‌های جداگانه نوکلئوتیدی و آمینواسیدی 13 ژن رمزگر پروتئین در هر ژنوم از هفت گونه اصلی اسب سانان شامل e. africanus، e. ferus، e. grevyi، e. hemionus، e. kiang، e. quagga و e. zebra از پایگاه داده‌ای ncbi استخراج و پس از هم ترازی توالی ها، براساس شباهت های ژنتیکی و روابط تبارشناختی با یکدیگر مقایسه شدند.نتایج: نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل فاصله توالی‌ها براساس ژنوم کامل میتوکندریایی نشان‌دهنده بیشترین شباهت ژنتیکی (99.9 درصد) بین الاغ وحشی آسیایی (e. hemionus) و الاغ تبتی (e. kiang) و کمترین شباهت ژنتیکی (92.3 درصد) بین الاغ وحشی آسیایی (e. hemionus) و اسب پرژوالسکی (e. przewalskii) بود. از حیث تجزیه و تحلیل تبارشناختی گونه e. przewalskii در یک شاخه مجزا و گونه‌های e. africanus، e. grevyi، e. hemionus، e. kiang، e. quagga و e. zebra در خوشه دیگر قرار گرفتند. بررسی توالی‌های نوکلئوتیدی 13 ژن رمزگر پروتئین به ازای هر ژنوم نشان داد در تمامی این ژن‌ها گونه‌های e.kiang و e.hemionus بیشترین شباهت‌های ژنتیکی را با یکدیگر دارند. همچنین کمترین میزان شباهت ژنتیکی گونه ها مربوط به گونه های e.przewalskii و e.asinus بود. به لحاظ تبارشناختی گونه e.przewalskii بیشترین فاصله را از دیگر گونه ها داشت و در خوشه اصلی قرار نگرفت که نتایج حاصل مشابه با بررسی توالی‌های کامل ژنوم میتوکندریایی بود. همچنین نتایج حاصل از بررسی توالی‌های آمینواسیدی 13 ژن رمزگر پروتئین نشان داد که برخلاف توالی‌های نوکلئوتیدی، ممکن است بیشترین و کمترین میزان شباهت ژنتیکی در گونه‌ها متفاوت باشد، اگرچه به طور مشابه گونه‌های e.kiang و e.hemionus بیشترین شباهت را داشتند و کمترین میزان شباهت مربوط به گونه‌های e.przewalskii و e.zebra بود. همچنین از حیث تجزیه و تحلیل تبارشناختی گونه e.przewalskii بیشترین فاصله را از دیگر گونه ها داشت. نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان داد، بررسی توالی‌های ژنوم‌ میتوکندریایی گونه‌های اسب سانان می‌تواند به تعیین نحوه تکامل و فرآیندهای زیستی در گذشته این گونه‌ها و همچنین، به تعیین نحوه پراکنش و ارتباط بین گونه‌های مختلف از جنس equus کمک کند. علاوه بر این، امکان خوشه بندی صحیح گونه ها بر اساس ژنوم میتوکندریایی وجود دارد.

analysis of phylogeny and genetic similarities of seven main species of equidae (equus genus) based on mitochondrial genome

objectivephylogeny as a science that study the evolutionary relationships between species and populations of organisms, as well as their evolutionary history, diversity and patterns of population changes, by integrating genomic data, has become a strong approach in the study of the systematic of species named phylogenomics. the aim of the present study were divergence study an percent genetic similarity along with phylogenetic analysis of the seven existence species of the equidae family based on mitochondrial genome sequences.materials and methodsin order to investigate genetic divergence and similarity, the most up-to-date complete sequences of the mitochondrial genome along with the separate sequences of 13 protein coding genes per each genome from seven main equidae species including e. africanus, e. ferus, e. grevyi, e. hemionus, e. kiang, e. quagga and e. zebra were extracted from ncbi database site and compared to each other.resultsthe results of sequence distance analysis based on the complete mitochondrial genome showed that the highest genetic similarity (99.9%) was observed between asian wild donkey (e. hemionus) and tibetan donkey (e. kiang) and the lowest genetic similarity (92.3%) was observed between asian wild donkey (e. hemionus) and przewalski’s horse (e. przewalskii). in terms of phylogenetic analysis, e. przewalskii species was placed in a separate cluster, and e. africanus, e. grevyi, e. hemionus, e. kiang, e. quagga and e. zebra were placed in a another cluster. the analysis of the nucleotide sequences of 13 protein encoding genes per each genome showed that in all these genes e.kiang and e.hemionus species had the most genetic similarity to each other and also the least genetic similarity was observed between e.przewalskii and e.asinus species. in terms of phylogenetic analysis, e.przewalskii species had the highest distance from other species and was not included in the main cluster, which results were similar to the analysis of complete mitochondrial genome sequences. also, the results of the analysis for the amino acid sequences of 13 protein-coding genes showed that unlike the nucleotide sequences, the highest and least genetic similarity may be different in the species. although, e. kiang and e. hemionus species had the most genetic similarities, and the lowest genetic similarity of the species was related to e. przewalskii and e. zebra species, and in terms of phylogenetic analysis, e. przewalskii had the highest distance from other species and was not included in the main cluster.conclusionsthis research showed that the examination of mitochondrial genomes and sequences of equidae species can help to determine the evolution and biological processes in the past of these species, as well as to determine the distribution and relationship between different species of the equus genus and the possibility of correct clustering of the species exists based on the mitochondrial genome.