رديابي نشانه‌هاي انتخاب مثبت در نژاد‌هاي گوسفند ايراني افشاري و مغاني با استفاده از اطلاعات ژنگاني

Tracking signatures of positive selection in Iranian Afshari and Moghani Sheep breeds using genomic data

شناسايي مناطق ژنگاني (ژنومي) تحت انتخاب مثبت از بحث‌هاي مهم در حوزۀ ژنتيك جمعيت است. هدف اين تحقيق، شناسايي مناطقي از ژنگان گوسفندان افشاري و مغاني است كه تحت ­تأثير انتخاب طبيعي يا مصنوعي قرار گرفته ­اند. براي اين منظور 75 رأس گوسفند از دو نژاد افشاري (41 رأس) و مغاني (34 رأس)، با استفاده از آرايه­هاي ژنگانيIllumina Ovine SNP50K BeadChip تعيين نژادگان (ژنوتيپ) شدند. براي رديابي نشانه­هاي انتخاب مثبت، از آزمون نااريب FST (تتا) در بستۀ نرم­ افزاري Lokern در محيط R استفاده شد. نتايج اين تحقيق منجر به شناسايي 16منطقۀ ژنگاني روي كروموزوم­ هاي 2، 3، 4، 8، 9، 13، 15، 22 و 26 شد كه هدف انتخاب­ هاي مثبت در اين نژادها قرارگرفته بودند. بيشتر اين ژن­ ها در مسير­هاي انتقال سيگنال­ در طيف گسترده­اي از فرآيند­هاي سلولي و بيوشيميايي نقش داشتند. به‌ويژه، نشانه­ هاي انتخاب پوشانندۀ چندين ژن كه به‌طور مستقيم يا غير­مستقيم بر فرآيند­هاي تجمع رنگدانه­ در پوست (EDN3، BNC2)، ريخت‌شناختي (مورفولوژي) اسكلت يا ساختار و اندازۀ بدن (BMP2، EXT2،ALX4)، تنظيم سوخت‌وساز (PPP1R3D) و پاسخ ايمني (IL2RB) مرتبط بودند، شناسايي شدند. مكان­هاي ژني شناسايي­شده نشان مي­دهد كه انتخاب­هاي انجام شده در فرآيند و روند تكامل و سازگار شدن با محيط و شرايط جغرافيايي متفاوت، منجر به تفرق جمعيتي نژادهاي افشاري و مغاني شده است. بنابراين، نتايج به‌دست ‌آمده از اين تحقيق مي ­تواند نقش مهمي در رديابي مناطق ژنگاني مرتبط با صفات پديدگاني (فنوتيپي) متمايزكنندۀ اين دو نژاد بومي داشته باشد.

The detection of genomic regions under positive selection is one of the important topics in population genetics. The objective of the present study was to identify the genomic regions that have been under natural or artificial selection in Afshari and Moghani sheep breeds. Seventy-five samples from Afshari (N=41) and Moghani (N=34) breeds have been genotyped using the Illumina Ovine SNP50K BeadChip. Unbiased method of population differentiation index (Theta) was used to detect the positive selection signatures using Lokern R package. The results of this study revealed 16 genetic regions on chromosomes 2, 3, 4, 8, 9, 13, 15, 22 and 26 where have been under positive selection in these two Iranian sheep breeds. A majority of the genes were involved in signal transduction pathways in a wide variety of cellular and biochemical processes. In particular, selection signatures were identified spanning several genes that directly or indirectly influenced pigmentation (EDN3, BNC2), skeletal morphology and body size (ALX4, EXT2, BMP2), metabolic regulation (PPP1R3D) and immune response (IL2RB). The results of the present study and identified genomic regions suggest that the selection during the evolution and adaptation to the different environments and geographical conditions led to population differentiation in Afshari and Moghani breeds. In conclusion, finding of this study can play an important role in tracing the genomic regions associated with the distinctive traits of these two indigenous breeds.