شناسایی تفاوت‌های ژنتیکی بین گاوهای نژاد هلشتاین و آمیخته های بومی شمال غرب ایران با استفاده از اطلاعات ژنومی

مقدمه و هدف: انتخاب برای افزایش فراوانی جهش های جدید که فقط در بعضی زیر جمعیت‌ها مفید هستند، باعث باقی ماندن نشانه هایی در سطح ژنوم می شود. اغلب این مناطق با ژن ها و qtl های کنترل کننده صفات مهم اقتصادی در ارتباط هستند.مواد و روش ها: به‌منظور شناسایی تفاوت های ژنتیکی بین گاوهای شیری هلشتاین و آمیخته های بومی شمال غرب ایران، از اطلاعات ژنومی 60 راس گاو هلشتاین و 100 راس گاو آمیخته بومی شمال غرب ایران استفاده شد. بعد از اطمینان از ساختار مجزای جمعیت های مورد مطالعه، آماره های fst، xp-ehh و rsb جهت شناسایی نشانه های انتخاب استفاده شد.یافته ها: به ترتیب تعداد 21، 16 و 24 منطقه‌ی ژنومی که حدود آستانه‌ای آماره‌ها ی مربوطه را گذرانده بودند، با آماره های fst، xp-ehh و rsb به‌عنوان نشانه های انتخاب، تعیین شدند. مناطق ژنومی انتخاب ‌شده با مناطق ژنومی متناظر آن روی ژنوم گاو (ars-ucd1.2 bos taurus genome)، هم‌ردیف سازی و در نهایت تعداد 104 و 134 ژن به ترتیب از روش fst و روش های مبتنی بر ld، شناسایی شدند.نتیجه گیری: برخی از ژن های شناسایی ‌شده در مسیرهای متابولیکی مرتبط با چشایی، بویایی، مسیرهای متابولیکی سنتز چربی‌ها، مقاومت در برابر عوامل بیماری‌زا و نیز عملکرد تولید مثلی نقش دارند. همچنین برخی از ژن‌های شناسایی ‌شده از طریق مسیر سیگنالینگ wnt  (wingless-type) با تولید شیر در ارتباط هستند. مناطق ژنومی تحت انتخاب جهت آنالیزهای بیشتر و یافتن شبکه‌های ژنی مورد بررسی بیشتر قرار گرفتند. این آنالیزها توسط نرم‌افزار آنلاین و مرتبط با پایگاه داده‌های ژنومی (david) انجام گرفت. یک مورد شبکه ژنی معنی‌دار (p<4.5×10-9) شناسایی شد. این شبکه ژنی با گیرنده‌های چشایی و بیشتر برای تشخیص مزه‌های تلخ ارتباط داشتند. شناسایی جایگاه‌های تحت انتخاب، علاوه بر درک بهتر چگونگی عمل انتخاب طبیعی و مصنوعی روی نژاد هلشتاین و آمیخته‌های شمال غرب ایران، می‌تواند به شناسایی qtl‌ها و نواحی مرتبط با صفات اقتصادی مهم کمک کند. به‌طور کلی، جهت شناسایی نقش دقیق این ژن‌ها و qtlها باید مطالعات پیوستگی و عملکردی بیشتری انجام گیرد. 

detection of genetic differences between holstein and iranian north west indigenous hybrid cattles using genomic data

introduction and objective: selection to increase the frequency of new mutations useful only in some subpopulations leaves markers at the genome level. most of these regions are related to genes and qtls controlling significant economic traits.material and methods: in order to detection of genetic differences between iranian northwestern crossbred and holstein cattle breed, respectively number of 100 and 60 sample from iranian north-west hybrid and holstein populations were used. after ensuring the distinct structure of the studied populations, fst, xp_ehh and rsb statistics were used to identify the selection signatures and 21, 16 and 24 regions exceeding the threshold were identified as signatures of selection respectively. these selected genomic regions were surveyed and 104 and 135 genes were extracted from the corresponding areas in ars-ucd1.2 bos taurus genome assembly for fst and ld based methods, respectively.results: some of detected genes in regions under selection were involved in metabolic pathways related to taste, smell, fat metabolic pathways, resistance to disease and reproduction performance. some of detected genes were involved with milk production by involving in wnt (wingless-type) signaling pathway. the selected genomic regions were further examined for further analysis and finding of gene networks. these analyzes were performed by online software related to the genomic database (david). only one significant network was identified (p<4.5×10-9). this gene network communicates with taste receptors and specially detection of bitter tastes.conclusion: in addition to better understanding about natural and artificial selection effects on the holstein breed and iraniannorth-west indigenous hybrid, the selected regions can helpus to detecte qtls and regions associated with important economic traits. in any case, it will be necessary to carry out more association and functional studies to demonstrate the implication of these genes.