روش های کارآمد برآورد ارزش اصلاحی ژنومی و مکان یابی QTNها در راهبردهای به نژادی گاو شیری

در دسترس بودن هزاران تک نکلیوتید چندشکل که در سراسر ژنوم گسترش یافته، امکان استفاده از اطلاعات نشانگرهای ژنوم گسترده در انتخاب ژنومی برای پیش بینی ارزش اصلاحی کل را فراهم نمودند. اثر متقابل بین چند جایگاه ژن، به تغییرات فنوتیپی مرتبط با بیان صفات پیچیده چند ژنی کمک می کند. مطالعه حاضر به منظور مقایسه عملکرد مدل های مختلف با اثر ژنتیکی افزایشی و غیرافزایشی به ویژه اثر اپیستاتیک در پیش بینی اجزای واریانس و ارزش های اصلاحی ژنومی و همچنین مکان یابی نوکلیوتیدهای کنترل کننده صفت کمی در یک جمعیت گاو شیری بر اساس مدل بیز لاسو انجام شد. 

مواد و روش‏ها: 

یک جمعیت گاو شیری بر اساس انتخاب چهار مسیره به منظور بیشینه نمودن سرعت پیشرفت ژنتیکی در طی 10 نسل با اندازه موثر 100 فرد در جمعیت تاریخی شبیه سازی شدند. ساختار ژنومی شامل 3 کروموزوم با طول 100 سانتی مورگان فرض شد که بر روی هر کدام 1000 نشانگر 2 آللی با فراوانی 5/0 جانمایی شدند. 50 جایگاه کنترل کننده صفت کمی دو آللی با فراوانی برابر که به صورت تصادفی در روی هر کروموزوم قرار داشتند، شبیه سازی شدند. برای اثرات آللی QTL از یک توزیع آماری گاما با شیب پارامتر 4/0 در نرم افزار QMSim استفاده شد و نمونه برداری انجام گرفت. اطلاعات فنوتیپی و ژنوتیپی 10 نسل آخر برای تجزیه و تحلیل ها استفاده شدند. اثرات نشانگری، مولفه های واریانس و پارامترهای ژنتیکی با روش بیز لاسو در قالب 6 مدل آماری برآورد شدند که مدل 1 شامل تنها آثار افزایشی نشانگرها، مدل 2 شامل اثرات چندژنی حیوان، مدل 3 شامل اثرات توام افزایشی نشانگرها و چند ژنی حیوان، مدل 4 شامل اثرات غالبیت نشانگرها و آثار چندژنی حیوان، مدل 5 شامل اثرات افزایشی و غالبیت نشانگرها بعلاوه آثار چند ژنی حیوان و مدل 6 شامل اثرات افزایشی، غالبیت و اپیستاتیک نشانگرها بعلاوه آثار چند ژنی حیوان می باشند. به منظور کنترل خطای اول در برآورد آثار نشانگری از آزمون بنفرونی در سطح احتمال یک درصد استفاده شد. 

یافته ‏ها:

 نتایج این مطالعه نشان داد که مدل افزایشی (یا مدل چند ژن) به تنهایی نمی تواند مقادیر واریانس های گمشده یا مخفی را نمایان سازد، به نحوی که افزودن آثار ژنتیکی غیر افزایشی شامل غالبیت و اپیستاتیک نشانگرها منجر به کاهش واریانس باقیمانده شد. همچنین در مدل کامل شامل آثار افزایشی و غیر افزایشی، واریانس ژنتیکی کل افزایش یافت. با اضافه شدن آثار غیرافزایشی در مدل آماری میزان وراثت پذیری عام افزایش و وراثت پذیری خاص صفت کاهش یافت. صحت برآورد ارزش های اصلاحی در مدل یک کمترین و در مدل-های 3، 4، 5 و 6 مشابه هم بودند. مدل 5 با کمترین QTN مثبت کاذب و به نسبت بیشترین مثبت واقعی مدل مناسبی در ارزیابی ژنتیکی صفت مورد مطالعه بود. با قرار دادن آثار چندژنی و آثار غیر افزایشی در مدل از تعداد خطاهای مثبت کاذب کاسته شد.

نتیجه‏ گیری: 

نتایج این تحقیق نشان داد اجزای واریانس افزایشی و غالبیت نشانگرها بر میزان تنوع ژنتیکی صفت مورد مطالعه سهم کم داشت، اما اثرات چندژنی حیوان و اپیستاتیک بیشترین سهم را در بروز تنوع صفت داشتند. همچنین نتایج نشان داد که سهم عمده جایگاه های ژنی در بروز صفات مربوط به ژن های افزایشی با اثر افزایشی هستند که توزیع نرمال دارند. نادیده گرفتن آثار غیر افزایشی موجب التهاب در واریانس افزایشی صفت می شود.