شناسایی تنوع های ژنومی در گاومیش های آذری با استفاده از توالی یابی کل ژنوم

پیشرفت در فن آوری های توالی یابی نسل جدید توانایی توالی یابی کارآمد و اقتصادی کل ژنوم را بیشتر از همیشه ایجاد کرده و فرصت کشف و معرفی چندشکلی های متعدد در سرتاسر ژنوم موجودات را فراهم می کند. گاومیش نژاد آذری یکی از مهمترین نژاد های ایران است که در شمال تا شمال غرب کشور پراکنده شده و کاملا با شرایط محیطی این منطقه ی جغرافیایی سازگار شده است. هدف اصلی این مطالعه معرفی تنوع های ژنومی گاومیش های ایرانی و دسته بندی آن ها می باشد. همچنین معرفی اثرات این تنوع-ها روی مناطق مختلف ژنومی گاومیش های آذری، کاربردهای بالقوه ای در برنامه های اصلاحی دارند.

در این مطالعه توالی یابی کل ژنوم 5 راس گاومیش آذری بومی ایران به وسیله ی پلتفرم توالی یابی ایلومینا انجام شد. سنجش کیفیت داده ها توسط نرم افزار FastQC انجام شد. برای هم ردیفی با ژنوم مرجع از نرم افزار BWA-MEM استفاده شد. در نهایت واریانت ها با استفاده از freebayes شناسایی و به منظور محاسبه ی اثرات واریانت ها با ذکر نوع، محل و تعداد آن ها از برنامه SnpEff استفاده شد. نتیجه ی همردیفی خوانش های با کیفیت بالا با ژنوم مرجع نشان داد درصد همردیفی برای هر 5 نمونه بالای 5/97 درصد بود که نشان دهنده ی کیفیت بالای خوانش های کوتاه است. میزان هم پوشانی در نمونه های توالی یابی شده بین x 4 تا x 8/12 تعیین شد.

در این پژوهش تعداد 76,298,858 میلیون واریانت شناسایی شد که تعداد 57,921,822 SNP، تعداد 6.162.328 Indels، تعداد 10,534,042 MNP و تعداد 1,680,666 MIXED بودند. حذف و اضافه های کوچک با حداقل طول 1، حداکثر طول 28 جفت باز و میانگین 39/1 جفت باز شناسایی شدند. از تعداد کل واریانت ها، بیشترین فراوانی واریانت ها به ترتیب در مناطق اینترژنیک تعداد 53,789,879 (02/62 درصد)، اینترون 24,003,682 (67/27 درصد) مشاهده شد و واریانت های شناسایی شده در اگزون ها کمترین تعداد را داشتند.

شناسایی تنوع های سطح ژنوم مانند اسنیپ ها، حذف و اضافه های کوچک و چند شکلی های چند نوکلیوتیدی در جمعیت-های مختلف منبعی ارزشمند در تحقیقات ژنتیکی هستند و می توانند در مکان یابی بخش های ژنومی مسیول ویژگی های مهم اقتصادی مفید باشند. همچنین حجم بسیار زیاد SNP ها، مطالعات ارتباط ژنومی را در حیوانات امکان پذیر می کند. علاوه بر این، تنوع های ژنومی شناسایی شده در مطالعه حاضر می تواند برای توسعه آرایه های SNP با چگالی بالا در نژاد های ایرانی برای کاربردهای ژنتیکی و اصلاحی استفاده شود.