تجزیه و تحلیل ساختار ژنتیکی و فیلوژنتیکی ژنوم میتوکندریایی گونه های وحشی و اهلی بز

مقدمه و هدف: dna  میتوکندریایی یکی از پرکاربردترین نشانگرهای مولکولی برای مطالعات فیلوژنتیک در حیوانات به علت ساختار ساده ژنوم آن است که یک مدل ایده آل برای مطالعه تکامل و تشابه ژنتیکی ارائه می‌دهد. هدف از مطالعه حاضر، شناسایی شباهت ها و تفاوت های ژنتیکی و فیلوژنتیکی با استفاده از توالی کامل ژنوم میتوکندریایی به همراه توالی های جداگانه 13 ژن رمزگر پروتئین به طور جداگانه به ازای هر ژنوم، در بین هشت گونه بز وحشی و بز اهلی بود.مواد و روش ها: در این مطالعه توالی های کامل ژنوم میتوکندریایی و همچنین توالی 13 ژن رمزگر پروتئین به‌طور جداگانه به ازای هر ژنوم مربوط به هفت نژاد بز وحشی شامل (markhor (c. falcoeri, capra,،capra nubiana، capra pyrenaica, capra ibex sibirica, capra caucasica,capra aegagrus) و نژاد بز اهلی (capra hircus) از پایگاه داده ها ncbi استخراج شدند. هم ردیفی چندگانه ژنوم ها و توالی نوکلئوتیدی 13 ژن رمزگر پروتئین به ازای هر ژنوم، با استفاده از نرم‌افزار dnastar بانام megalign و با روش clustal w انجام شد؛ و برای محاسبه واگرایی و درصد شباهت ژنتیکی ژنوم ها و توالی های نوکلئوتیدی از بخش دیگر نرم‌افزار dnastar به نام sequence distances استفاده شد؛ برای آنالیز فیلوژنتیکی ژنوم کامل میتوکندریایی و توالی 13 ژن رمزگر با نرم افزاری mega7 هم تراز شدند.یافته ها: بر اساس آنالیز های انجام‌شده مشخص شد که بیشترین شباهت در بین توالی های نوکلئوتیدی ژنوم کامل میتوکندریایی (99/50) بین بز اهلی (capra hircus) و بز وحشی capra aegagrus و کمترین درصد شباهت (93/79) بین نژاد capra nubiana با بز وحشی capra sibirica وجود دارد. هم چنین، بر اساس نتایج درخت فیلوژنتیکی مشخص شد که نژادهای بز اهلی (capra hircus) و بز وحشی capra aegagrus در یک گروه و نژاد وحشی capra ibex و capra pyrenaica در یک خوشه متمایز دیگر تقسیم‌بندی شده اند.نتیجه‌گیری: در این مطالعه، تمام نتایج بدست آمده از آنالیز توالی کل ژنوم میتوکندریایی با نتایج حاصل از توالی 13 ژن رمزگر پروتئین به ازای هر ژنوم مطابقت داشت که نشان‌دهنده خوشه بندی صحیح نژادهای بز وحشی و اهلی می باشد؛ بنابراین می‌توان از توالی‌های ژنوم میتوکندری به‌عنوان یک نشانگر ژنتیکی مناسب در جهت تجزیه‌وتحلیل دقیق فیلوژنتیک و خوشه بندی گونه های مختلف بز استفاده کرد.

analysis of the genetic and phylogenetic structure of the mitochondrial genome of wild and domestic goat species

 introduction and objectives: dna mitochondria is one of the most commonly molecular markers for phylogenetic studies in animals due to its simple genome structure, which presents an ideal model to study evolution and genetic similarity. the aim of the present study was to investigate the divergence and percentage of genetic similarity along with the phylogenetic analysis of the eight species of wild and domestic goat based on the complete sequence of the mitochondrial genome and the separate sequences of 13 protein-coding genes for each genome. materials and methods: in the present study, complete mitochondrial genome sequences along with separate sequences of 13 protein-coding genes per each genome from seven wild species of goat including markhor (c. falcoeri), capra ibex, capra nubiana, capra pyrenaica, capra sibirica, capra caucasica, capra aegagrus, and domesticated species of goat (capra hircus) were retrieved from ncbi database and compared to each other. mitochondrial genomes and genes alignment were accomplished by the megalign module of dnastar software and compared by the clustal w method. the sequence distances sub-section of the megalign module of dnastar also was used for the analysis of complete genome and gene sequences divergence and similarity percentage. for phylogenetic analysis, complete mitochondrial genomes and protein-coding genes’ sequences were aligned using mega7 software.results: based on the analysis, it was found that the highest similarity between the nucleotide sequences of the complete genome (99.50) of domestic goat (capra hircus) and wild capra aegagrus goat and the lowest percentage of similarity (93.79) between the nucleotide sequences of the complete genome of the breed capra nubiana) with wild goat capra sibirica goat. also, based on the results of the phylogenetic tree, it was found that domestic goat breeds (capra hircus) and wild capra aegagrus goat are divided into one group and wild capra ibex and capra pyrenaica breeds are divided into another distinct cluster. conclusion: in this study, all the results obtained from complete sequences of the mitochondrial genome analysis are consistent with the results obtained from the sequence of 13 protein coding genes per each genome, which indicates the correct clustering of wild and domestic goat breeds. therefore, mitochondrial genome sequences could be used as a suitable genetic marker for accurate phylogenetic analysis and clustering of different species of sheep.