شناسایی تنوع ژنوم در نژاد های گوسفندان بومی ایران با استفاده از روش توالی یابی کل ژنوم

کشور ایران از جمله قدیمی ترین مراکز اهلی سازی و پرورش گونه ‎های دام و طیور در دنیا محسوب می شود. در حال حاضر، اکوتیپ های مختلفی از گوسفند های بومی در مناطق جغرافیایی مختلف کشور مورد نگهداری قرار می گیرند که به لحاظ ویژگی های ظاهری و تولیدی تفاوت های آشکاری با یکدیگر دارند. تاکنون مطالعه جامعی در سطح کل ژنوم برای شناسایی تنوع ژنتیکی گوسفندان بومی ایران صورت نگرفته است. لذا هدف این مطالعه شناسایی ویژگی های ژنومیکی این ذخایر بومی بمنظور سازماندهی برنامه های مناسب برای بهره برداری و حفاظت از آنها است.

در این مطالعه توالی های کل ژنوم 29 راس گوسفند بومی ایران از پایگاه دادهNCBI دانلود و آنالیز شد. توالی یابی کل ژنوم داده های مطالعه شده به صورت Paired-End توسط دستگاه های توالی یاب Hiseq2000 و Hiseq X Ten انجام شده است. کنترل کیفیت توالی داده های خام توسط برنامهFastQC انجام شد. برای همردیفی توالی داده ها با ژنوم مرجع گوسفند  از الگوریتم BWA-MEM بکار برده شده در بسته نرم افزاری BWA استفاده شد. برای حذف PCR duplicates از خروجی های همردیفی از برنامه Picard استفاده شد. پردازش خروجی های همردیفی با ژنوم مرجع در دو مرجله شامل همردیفی مجدد حذف و اضافه های کوچک و کالیبره کردن مجدد نمره کیفیت باز با استفاده از برنامه GATK انجام شد. میانگین عمق پوشش و درصد همردیفی برای خروجی همردیفی با ژنوم مرجع با استفاده از دستور های depth و flagstatبه کار برده شده در نرم افزارsamtools محاسبه شد ند. چندریختی های تک نوکلیوتیدی (SNPs) توسط ابزار UnifiedGenotyper بکار رفته در برنامه GATK شناسایی شد ند. مقادیر تنوع نوکلیوتیدی و ضریب همخونی ژنومی بر اساسSNP های هموزیگوت برای هر فرد با استفاده از دستور het به کار رفته در برنامهVCFtools محاسبه شد ند.

میانگین عمق پوشش داده های استفاده شده در این مطالعه X 39/18 بود. میانگین درصد همردیفی توالی های کوتاه با ژنوم مرجع گوسفند 89/99 درصد بدست آمد. مقادیر ضریب همخونی ژنومی در نژاد های گوسفندان بومی ایران از 01/0 تا 12/0 متغیر بود. کمترین مقدار ضریب همخونی ژنومی در ژنوم گوسفند مغانی مشاهده شد (01/0) و بیشترین مقدار ضریب همخونی در ژنوم گوسفند افشاری مشاهده شد. همچنین مقادیر میانگین درصد هتروزیگوسیتی مشاهده و مورد انتظار محاسبه شده برای چند ریختی های تک نوکلیوتیدی در ژنوم اکوتیپ های گوسفندان بومی ایران از 67/20 تا 06/23 و 415/32 تا 421/32 متغیر بود.