نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حسین محمدی ¹
• امیر حسین خلت‌آبادی فراهانی ²
• مهدیه مهدی‌پور ³

¹ استادیار گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران.

² دانشیار گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران.

³ استادیار پژوهشکده کشاورزی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران.

چکیده

هدف: شناسایی نشانه‌های انتخاب می‌تواند دیدگاه‌های ارزشمندی در مورد مناطق ژنومی که تحت انتخاب مثبت هستند فراهم کرده و درک بهتری از روابط بین فنوتیپ و ژنوتیپ ارائه کند. در طول چند دهه گذشته، برنامه انتخاب در جوجه‌های گوشتی براساس رشد سریع و افزایش بازده غذایی انجام گرفته است. از طرفی این سرعت رشد بالا به علت همبستگی ژنتیکی با افزایش ذخیره چربی بدن، باعث کاهش کیفیت گوشت شده است که متخصصین اصلاح نژاد طیور را با چالش‌های جدیدی مواجه کرده است. هدف تحقیق حاضر شناسایی مناطق ژنومی تحت انتخاب مثبت مرتبط با ذخیره چربی بدن در سن هفت هفتگی جوجه‌های گوشتی با استفاده از روش آماری مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی بود.

روش پژوهش: بدین منظور تعداد 475 قطعه پرنده دو لاین جوجه گوشتی کشور چین در نسل یازدهم که به صورت واگرا هدف انتخاب بودند، با استفاده از یک تراشه 60K تعیین ژنوتیپ شده بودند، استفاده گردید. در مرحله اول شناسایی مناطق ژنومی و ژن‌های کاندیدای مرتبط با ذخیره چربی توسط آزمون XP-EHH که مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی است به‌وسیله نرم‌افزار Selscan (نسخه 0/2) مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین مناطق ژنومی کاندیدای مرتبط با صفت ذخیره چربی بدن یک درصد ارزش بالایی آماره XP-EHH به صورت پنجره‌های ژنومی ده نشانگری انتخاب شدند. در نهایت جهت شناسایی ژن‌های کاندیدای مرتبط با صفت مورد تحقیق و نقش عملکردی آنها به ترتیب از برنامه BioMart و DAVID استفاده شد. همچنین برای بررسی وجود ‌QTLهای مرتبط با صفت ذخیره چربی در مناطق ژنومی شناسایی شده از آخرین نسخه منتشر شده پایگاه برخطAnimal genome استفاده شد.

یافته‌ها: بررسی ژن‌های گزارش شده در مناطق کاندیدا نشان داد که در داخل یا مجاورت این نواحی، ژن‌های STAB2، TAPT1، JDP2، FNDC3B، PTPN11، ADIPOR1 و SLC44A3 قرار داشتند. بررسی بیوانفورماتیکی این مناطق نشان داد، ژن‌های موجود در این مناطق با متابولیسم لیپید، انتقال اسیدهای چرب، گیرنده-های لیپوپروتئین، متابولیسم و هومئوستازی گلوکز مرتبط بودند. با بررسی مناطق ژنومی کاندیدا در پایگاهAnimal genome ، QTL‌های مرتبط با وزن چربی محوطه بطنی و وزن چربی لاشه گزارش شده بود.

نتیجه‌گیری کلی: به طور کلی ژن‌های متعددی که در نواحی ژنومی شناسایی شده بر اساس عملکرد می‌توانند بعنوان کاندیداهای تحت انتخاب مطرح باشند. به هر حال بررسی بیشتر ژن‌های مرتبط با مناطق ژنومی بدست آمده از مطالعات جستجوی پویش ژنومی ضروری است. نتایج این تحقیق می‌تواند در درک ساز و کار ژنتیکی کنترل کننده صفت ذخیره چربی بدن با هدف افزایش وزن همراه با کاهش ذخیره چربی بدنی در طی دوره پرورش جوجه گوشتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• چربی بطنی
• ژن کاندیدا
• عدم تعادل پیوستگی
• مرغ
• نشانه‌های انتخاب

عنوان مقاله [English]

Identification of positive selection signatures in broiler by linkage disequilibrium-based method

نویسندگان [English]

• Hossein Mohammadi ¹
• Amir Hossein Khaltabadi Farahani ²
• Mahdieh Mehdipour ³

¹ Assistant Professor, Department of Animal Sciences, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Arak University, Arak, Iran.

² Associate Professor, Department of Animal Sciences, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Arak University, Arak, Iran.

³ Assistant Professor, Department of Agriculture, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran, Iran.

چکیده [English]

Introduction: Identifying signatures of selection can provide valuable insights about the genes or genomic regions that are or have been under selection pressure, which in turn leads to a better understanding of genotype-phenotype relationships. In the last decade, most selection programs in meat type chicken had been mainly focused on fast growing and optimal feed efficiency. This selection for rapid growth has been resulted an accumulation of fatty tissue and decrease of chicken meat quality, it has been new challenges in poultry breeding due to genetic correlation between rapid growing and fat deposition. Understanding the genomic features of poultry is essential for successful breeding programs and conservation. This study aimed to identify effective genes and genomic regions on positive signature of selection in broiler at seven weeks by linkage disequilibrium-based method.

Materials and Methods: In the present study, a total 475 chickens from two chicken lines divergently selected were obtained using the Illumina chicken 60 K SNP chip. The broilers used in this study were from two Chinese broiler lines. In the first step, for the detected regions of the genome were evaluated using the XP-EHH method based on linkage disequilibrium using Selscan software v.2.0. Candidate genomic regions and genes were identified by SNPs located at 1% upper range of XP-EHH values in ten creeping windows. Finally, GeneCards and DAVID databases were also used to interpret the function of the obtained genes. Additionally, the latest published version of Animal genome database was used for defining QTLs associated with fat deposition traits in identified locations.

Results and Discussion: Candidate genes STAB2, TAPT1, JDP2, FNDC3B, PTPN11, ADIPOR1 and SLC44A3 obtained these regions. Further investigation using bioinformatics tools showed these genomic regions overlapped with lipid metabolism, fatty acid transport, lipoprotein receptors, glucose metabolism and homeostasis. Various genes that were founded within these regions can be considered as candidates under selection based on function. Also, a survey on extracted QTLs showed that these QTLs involved in some economically important traits in chicken such as abdominal fat weight and carcass fat weight traits.

Conclusion: However, will be necessary to carry out more association and functional studies to demonstrate the implication of genes obtained from association analyses. Identifying important economic traits and locating parts of the genome that have changed as a result of selection could be used in poultry breeding programs. The results of our research can be used to understand the genetic mechanism controlling fat deposition trait and using these findings could potentially be useful for genetic selection in chicken for increasing body weight while reducing body fat deposition during a broiler breeding.

کلیدواژه‌ها [English]

• Abdominal fat
• Candidate gene
• Chicken
• Linkage disequilibrium
• Signature of selection