سامانه پشتیبانی خدمات اطلاعات

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات158
تعداد شماره‌ها6,230
تعداد مقالات67,757
تعداد مشاهده مقاله115,115,407
تعداد دریافت فایل اصل مقاله89,882,318
خلت آبادی فراهانی, امیرحسین, مرادی, محمدحسین. (1397). تخمین نرخ هم‌خونی با استفاده از رشته‌‌های هموزیگوت ژنومی و بررسی روند تکاملی اندازه مؤثر جمعیت در برخی از نژادهای اسب آسیایی. , 49(3), 381-392. doi: 10.22059/ijas.2018.259709.653646
امیرحسین خلت آبادی فراهانی; محمدحسین مرادی. "تخمین نرخ هم‌خونی با استفاده از رشته‌‌های هموزیگوت ژنومی و بررسی روند تکاملی اندازه مؤثر جمعیت در برخی از نژادهای اسب آسیایی". , 49, 3, 1397, 381-392. doi: 10.22059/ijas.2018.259709.653646
خلت آبادی فراهانی, امیرحسین, مرادی, محمدحسین. (1397). 'تخمین نرخ هم‌خونی با استفاده از رشته‌‌های هموزیگوت ژنومی و بررسی روند تکاملی اندازه مؤثر جمعیت در برخی از نژادهای اسب آسیایی', , 49(3), pp. 381-392. doi: 10.22059/ijas.2018.259709.653646
خلت آبادی فراهانی, امیرحسین, مرادی, محمدحسین. تخمین نرخ هم‌خونی با استفاده از رشته‌‌های هموزیگوت ژنومی و بررسی روند تکاملی اندازه مؤثر جمعیت در برخی از نژادهای اسب آسیایی. , 1397; 49(3): 381-392. doi: 10.22059/ijas.2018.259709.653646

تخمین نرخ هم‌خونی با استفاده از رشته‌‌های هموزیگوت ژنومی و بررسی روند تکاملی اندازه مؤثر جمعیت در برخی از نژادهای اسب آسیایی

علوم دامی ایران
مقاله 5، دوره 49، شماره 3، آذر 1397، صفحه 381-392    اصل مقاله (622.33 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijas.2018.259709.653646
نویسندگان
امیرحسین خلت آبادی فراهانی؛ محمدحسین مرادی*
استادیار، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اراک، اراک، ایران
چکیده
هدف از این تحقیق محاسبه هم­خونی با استفاده از رشته­­های هموزیگوت ژنومی و بررسی روند تکاملی اندازه مؤثر جمعیت (Ne) در برخی از نژادهای اسب آسیایی بود. به این منظور از اطلاعات ژنومی مجموع 99 نمونه حیوان شامل 19، 24، 18، 19 و 19 نمونه به­ترتیب از نژادهای آخال­تکه، عرب، کاسپین، مغولی و تروبرد استفاده شد که با به­کارگیری آرایه­های Illumina SNP50K Beadchip تعیین ژنوتیپ شده­اند. این تحقیق با همکاری کنسرسیوم تنوع ژنتیکی اسب (EGDC) انجام شد. ضریب هم­خونی با استفاده از روش FROH بر پایه رشته­­های هموزیگوت ژنومی (ROH) و اندازه مؤثر با به­کارگیری اطلاعات عدم تعادل پیوستگی در طی 5 تا 1000 نسل قبل محاسبه شد. نتایج آنالیز مؤلفه­های اصلی (PCA) نشان داد که تمام نژادها با استفاده از دو مؤلفه اول از همدیگر مجزا می­شوند. میانگین هتروزیگوسیتی مورد انتظار و مشاهده­شده در نژادهای مختلف به­ترتیب در دامنه 294/0-278/0 و 308/0-278/0 بود. محاسبه ضریب همخونی بر پایه اطلاعات ژنومی نشان داد که مقادیر محاسبه شده بین 003/0 (نژاد مغولی) و 166/0 (نژاد تروبرد آمریکایی) در نوسان می­باشد. نتایج حاصل از محاسبه اندازه مؤثر در نژادهای مختلف، نشان­دهنده روند کاهش تدریجی Ne در طی 1000 سال گذشته تاکنون با یک شیب کاهشی زیاد در حدود 100 نسل قبل برای تمام نژادها بود. بیشترین Ne در نسل­های حاضر (5 نسل قبل) در نژاد عرب (53 رأس) و کمترین در نژادهای کاسپین و تروبرد (33-34 رأس) مشاهده شد. در مجموع، نتایج این تحقیق نشان داد که در بین نژادهای آسیایی، نژاد اسب کاسپین با وجود تنوع ژنتیکی مناسب و ضریب همخونی پایین، اندازه مؤثر آن نسبت به سایر نژادهای مورد مطالعه در این تحقیق کمتر می­باشد که طراحی برنامه­های مناسب برای حفاظت از حیوانات خالص باقیمانده این نژاد بومی کشور ضروری است.
کلیدواژه‌ها
اندازه مؤثر؛ رشته‌‌های هموزیگوت ژنومی؛ نرخ هم‌خونی؛ نژادهای اسب آسیایی
عنوان مقاله [English]
Estimation of inbreeding values using genomic run of homozygosity and study of evolutionary trend for effective population size in some Asian horse breeds
نویسندگان [English]
Amir Hossein Khalt-Abadi Farahani؛ Mohammad Hossein Moradi
Assistant Professor, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Arak University, Arak, 38156-8-8349, Iran
چکیده [English]
The objective of the present study was to estimate the inbreeding values using run of homozygosity and study the evolutionary trend of the effective population size (Ne) in some Asian horse breeds. A total of 99 animal samples consisting 19, 24, 18, 19 and 19 samples from AkhalTake, Arrabian, Caspian, Mongolian and Thoroughbred breeds, genotyped by Illumina SNP50K Beadchip assay were used in this study, respectively. This study has been performed in collaboration with the Equine Genetic Diversity Consortium (EGDC) project. The inbreeding values based on the run of homozygosity using FROH and next, Ne using linkage disequilibrium across 5 up to 1000 generations ago were estimated. The result of principal component analysis (PCA) indicated that all breeds will be separated from each other in the first two principal components. Average expected and observed heterozygosity for different breeds ranged 0.278-0.294 and 0.278-0.308 respectively. Estimation of inbreeding based on genomic information showed that the values are ranged between 0.003 in Mongolian up to 0.166 in Thoroughbreds. The Ne results showed a decreasing trend over the last 1000 generations for all breeds, with an increasing slope since about 100 generations ago. The highest historically effective population size in recent generations (5 generations ago) was found in the Arabian breed (53 heads) and the lowest for Caspian and Thoroughbred (33-34 heads) breeds. Generally, the results of this study indicated that despite a reasonable genetic variation and low inbreeding value, however, the Ne is the lowest in Caspian compared to other Asian horse breeds that designing of appropriate programs is necessary to conserve remaining purebred animals of this indigenous Iranian horse breed.
کلیدواژه‌ها [English]
Asian horse breeds, effective population size, inbreeding value, run of homozygosity
مراجع
  1. Ala-Amjadi, M., Mehrabani-Yeganeh, H. & Sadeghi, M. (2017). Study of Genetic variation in Iranian Kurdish horse using microsatellite marker. Iranian Journal of Animal Science, 48(3), 335-342. (in Farsi)
  2. Al-Mamun, H. A., Clark, S. A., Kwan, P. & Gondro, C. (2015). Genome-wide linkage disequilibrium and genetic diversity in five populations of Australian domestic sheep. Genetic Selection and Evolution, 47(90), 1-14.
  3. Almarzook, S., Reissmann, M., Arends D. & Brockmann, G. A. (2017). Genetic diversity of Syrian Arabian horses. Animal Genetics, 48(4), 486-489.
  4. Barbato, M., Wengel, P. O., Tapio, M. & Bruford, M. W. (2015). SNeP: a tool to estimate trends in recent effective population size trajectories using genome-wide SNP data. Frontier in Genetics, 6(109), 1-11.
  5. Behl, R., Behl, J., Gupta, N., & Gupta, S. C. (2007). Genetic relationships of five Indian horse breeds using microsatellite markers, Animal, 1, 483-488.
  6. Berber, N., Gaouar, S., Leroy, G., Kdidi, S., Tabet, A. N. & SaidiMehtar, N. (2014). Molecular characterization and differentiation of five horse breeds raised in Algeria using polymorphicmicrosatellite markers. Journal of Animal Breeding and Genetics, 131, 387-394.
  7. Binns, M. M., Boehler, D. A., Bailey, E., Lear, T. L., Cardwell, J. M. & Lambert, D. H. (2011). Inbreeding in the Thoroughbred horse. Animal Genetics, 43, 340-342.
  8. Browning, B. L. & Browning, S. R. (2009). A unified approach to genotype imputation and haplotype-phase inference for large data sets of trios and unrelated individuals. American Journal of Human Genetics, 84, 210-223.
  9. Corbin, L., Blott, S., Swinburne, J., Vaudin, M., Bishop, S. & Woolliams, J. (2010). Linkage disequilibrium and historical effective population size in the Thoroughbred horse. Animal Genetics, 41, 8-15.
  10. Corbin, L. J., Liu, A. Y. H., Bishop, S. C., & Woolliams, J. A. (2012). Estimation of historical effective population size using linkage disequilibria with marker data. Journal of Animal Breeding Genetics, 129, 257-270.
  11. Cunningham, E. P., Dooley, J. J., Splan, R. K. & Bradley, D. G. (2001). Microsatellite diversity, pedigree relatedness and the contributions of founder lineages to thoroughbred horses. Animal Genetics, 32, 360-364.
  12. Curik, F. M., Karapandza, N., Cubric, C. V. & Sölkner, J. (2014). Estimation of inbreeding and effective population size in Istrian cattle using molecular information. Acta Agraria Kaposváriensis, 18(1), 30-34.
  13. Druml, T., Neuditschko, M., Grilz-Seger, G., Horna, M., Ricard, A., Mesarič, M., Cotman, M., Pausch, H. & Brem, G. (2017). Population networks associated with runs of homozygosity reveal new insights into the breeding history of the Haflinger horse. Journal of heredity.109(4), 384-392. 
  14. FAOSTAT. (2010). Retrived June 5, 2012. From: http://www.faostat.fao.org.
  15. Frankham, R. (2005). Genetics and extinction. Biological Conservation, 126, 131-140.
  16. Gharahveysi, S., Irani, M., Emam Jome Kashan, N. & Hajipur, M. (2009). Estimation of inbreeding and genetic parameters on conformation traits of the Iranian Arab horses. Dynamic Agriculture, 5(9), 383-392. (in Farsi)
  17. Hayes, B. J., Visscher, P. M., McPartlan, H. C. & Goddard, M. E. (2003). Novel multilocus measure of linkage disequilibrium to estimate past effective population size. Genome Research, 13, 635-643.
  18. Hayes, B. J., Visscher, P. M., McPartlan, H. C. & Goddard, M. E. (2003). Novel multilocus measure of linkage disequilibrium to estimate past effective population size. Genome Research, 13, 635-643.
  19. Hill, W. G. & Robertson, A. (1968). Linkage Disequilibrium in Finite Populations. Theoretical Applied Genetics, 38, 226-231.
  20. Hill, W. G. (1981). Estimation of effective population size from data on linkage disequilibrium. Genetic Resources, 38, 209-216.
  21. Jemmali, B., Haddad, M. M., Barhoumi, N., Tounsi, S., Trabelsi, A. & et al. (2017). Genetic diversity in Tunisian horse breeds. Archives Animal Breeding, 60, 153-160,
  22. Kamiński, S., Hering, D. M., Jaworski, Z., Zabolewicz, T. & Ruść, A. (2017). Assessment of genomic inbreeding in Polish Konik horses. Polish Journal of Veterinary Sciences, 20(3), 603-605.
  23. Karimi, K., Esmaeelizadeh, A. K. & Asadi Fozi, M. (2015). Estimation of effective population size in Sarabi cattle based on single nucleotide polymorphism markers. Iranian Journal of Animal Science, 46(3), 335-343. (in Farsi)
  24. Kijas, J. W., Lenstra, J. A., Hayes, B. J., Boitard, S., Porto Neto, L. R., San Cristobal, M. & et al. (2012). Genome-wide analysis of the world’s sheep breeds reveals high levels of historic mixture and strong recent selection. PLoS Biology, 10, e1001258.
  25. Do, T., Lee, J. H., Lee, H. K., Kim, J. & Park, K. D. (2014). Estimation of effective population size using single-nucleotide polymorphism (SNP) data in Jeju horse. Journal of Animal Science and Technology, 56(28), 1-6.
  26. McQuillan, R., Leutenegger, A. L., Abdel-Rahman, R., Franklin, C. S., Pericic, M. & et al. (2008). Runs of homozygosity in European populations. American Journal of Human Genetics, 83(3), 359-372.
  27. Molaee, V., Osfoori, R., Eskandari Nasab, M. P. & Qanbari S. (2009). Genetic relationships among six Iranian indigenous sheep populations based on microsatellite analysis. Small Ruminant Research, 84(1), 121-124.
  28. Moradi, M. H., Nejati-Javaremi, A., Moradi-Shahrbabak, M., Dodds, K. G. & McEwan, J. C. (2012). Genomic scan of selective sweeps in thin and fat tail sheep breeds for identifying of candidate regions associated with fat deposition. BMC Genetics, 13, 10.
  29. Moradi, M. H., Rostamzadeh, J., Rashidi, A., Vahabi, Kh. & H. Farahmand. (2013). Analysis of genetic diversity in Iranian mohair goat and its color types using Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) markers. Journal of Agricultural Communications, 2(1), 55-62.
  30. Moradi, M. H., Farahani, A. H. & Nejati-Javaremi, A. (2017). Genome-wide evaluation of effective population size in some Iranian sheep breeds using linkage disequilibrium information. Iranian Journal of Animal Science, 48(1), 39-49.
  31. Ohta, T. & Kimura, M. (1971). Linkage disequilibrium between two segregating nucleotide sites under the steady flux of mutations in a finite population. Genetics, 68, 571-580.
  32. Park, L. (2011). Effective population size of current human population. Genetic Research. 93(2), 105-114.
  33. Petersen, J. L., Mickelson, J. R., Cothran, E. G., Andersson, L. S., Axelsson, J. & et al. (2013). Genetic diversity in the modern horse illustrated from genome-wide SNP data. PLOS ONE, 8(1), e54997.
  34. Purcell, S., Neale, B., Todd-Brown, K., Thomas, L., Ferreira, M. A. R., Bender, D., & et al. (2007). PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses. American Journal of Human Genetics, 81, 559-575.
  35. Purfield, D. C., Berry, D. P., McParland, S. & Bradley, D. G. (2012). Runs of homozygosity and population history in cattle. BMC Genetics, 13, 70.
  36. Rafeie, F. (2011). Study of relationship between Iranian Caspian breed with other Iranian horse breeds. PhD thesis, Islamic Azad University, Iran. (in Farsi)
  37. Saatchi, M., McClure, M. C., McKay, S. D., Rolf, M. M., Kim, J. & et al. (2011). Accuracies of genomic breeding values in American Angus beef cattle using K-means clustering for cross-validation. Genetic Selection and Evolution, 43(40), 1-16.
  38. Samoozad, M., Nassiri, M. R., Aslaminezhad, A. A., Tahmoorespour, M., Doosti, M., Ghiadi, A. & Ghovvati, SH. (2013). Study of genetic diversity in Iranian Torkman horse by four microsatellite markers. Iranian Journal of Animal Science Research. 4(4), 345-351.
  39. Senju, N., Tozaki, T., Kakoi, H., Shinjo, A., Matsuyama, R., Almunia, J. & Takasu, M. (2017). Genetic diversity of the Yonaguni horse based on polymorphisms in microsatellites and mitochondrial DNA. Journal of Veternarian Medicine Science, 79(2), 425-431.
  40. Sohrabi, A. R., Mirhosseini, S. Z., Afraz, F. & EsmaeilKhanian, S. (2005). Genetic polymorphism in a sample of Caspian horses of Iran using RAPD markers. Animal Science Journal (Pajouhesh & Sazandegi), 69(18), 100-103. (in Farsi)
  41. Sved, J. A. (1971). Linkage disequilibrium and homozygosity of chromo-some segments in finite populations. Theoretical Population Biology, 141, 125-141.
  42. Szwaczkowski, T., Greguła-Kania, M., Stachurska, A., Borowska, A., Jaworski, Z. & Gruszecki, T. M. (2016). Inter- and intra-genetic diversity in the Polish Konik horse: implications for the conservation program. Canadian Journal of Animal Science, 96(4), 570-580.
  43. Tenesa, A., Navarro, P.,  Hayes, B. J.,  Duffy, D. L., Clarke, G. M., Goddard, M. E. &  Visscher P. M. (2007). Recent human effective population size estimated from linkage disequilibrium. Genome Research, 17, 520-526.
  44. Teo, Y. Y., Fry, A. E., Clark, T. G., Tai, E. S. & Seielstad, M. (2007). On the usage of HWE for identifying genotyping errors. Annals of Human Genetics, 71, 701-703.
  45. Uimari, P. & Tapio, M. (2011). Extent of linkage disequilibrium and effective population size in Finnish Landrace and Finnish Yorkshire pig breeds. Journal of Animal Science, 89, 609-614.
  46. Vázquez-Armijo, J. F., Parra-Bracamonte, G. M., Velazquez, M. A., Sifuentes-Rincón, A. M., Tinoco-Jaramillo, J. L. & et al. (2017). Diversity and effective population size of four horse breeds from microsatellite DNA markers in South-Central Mexico. Archives Animal Breeding, 60, 137-143.
  47. Wade, C. M., Giulotto, E., Sigurdsson, S., Zoli, M., Gnerre, S. & et al. (2009). Genome sequence, comparativeanalysis, and population genetics of the domestic horse. Science, 326(5954), 865-867. 
  48. Weir, B. S. & Hill, W. G. (1980). Effect of mating structure on variation in linkage disequilibrium. Genetics, 95, 477-488.
  49. Zandi, M. B. (2014). A study of patrilineal genetic diversity in Iranian indigenous horse breeds. PhD Thesis, University of Tehran, Iran. (in Farsi)
  50. Zhao, F., Wang, G., Zeng, T., Wei, C., Zhang, L., Wang, H., Zhang, S., Liu, R., Liu, Z., Du, L. (2014). Estimations of genomic linkage disequilibrium and effective population sizes in three sheep populations. Livestock Science, 170, 22-29.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 393
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 411


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب