تخمین پارامترهای اندازه موثر جمعیت و ضریب همخونی مبتنی بر اطلاعات تراشه های ژنومی در گاو های هلشتاین ایران

چکیدهزمینه مطالعاتی: امروزه، بررسی ساختارهای جمعیتی هر گونه ی جانوری نقش حیاتی در جلوگیری از کاهش تنوع ژنتیکی و حفظ دینامیک جمعیت مورد مطالعه دارد. همچنین، اطلاعات استخراج شده می تواند به اجرای برنامه ی اصلاح نژادی در آن جمعیت کمک کند. هدف: در این پژوهش ساختار عدم تعادل پیوستگی ( LD)، اندازه ی موثر جمعیت و همخونی جمعیت های گاوهای هلشتاین ایران مورد بررسی قرار گرفت.روش کار: برای این پژوهش، داده های ژنومی ۶۸ راس گاو هلشتاین ایران از دو مجموعه داده استفاده شد. کنترل کیفی و غربالگری داده ها با نرم افزار Plink انجام گرفت. در این فرآیند، جایگاه های ژنی و حیوانات با بیش از ۵درصد داده گمشده، نشانگرهای SNP با فراوانی اللی کمتر از ۵درصد و نشانگرهای SNP خارج از تعادل هاردی-واینبرگ (HWE) حذف شدند. در نهایت، داده های ژنومی سری اول (IRI-S۱) با ۴۱ راس و سری دوم (IRI-S۲) با ۲۵ راس برای تجزیه و تحلیل ها با ۴۰,۱۰۵ و ۴۱,۵۳۵ نشانگر SNP مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر r² تصحیح شده تا فاصله ۴۰ مگاباز و اندازه موثر جمعیت (Ne) در نسل های پیشین و حاضر با نرم افزار SNeP ver۱.۱ محاسبه شد. همچنین، ضرایب همخونی با چهار روش مختلف (FGRM، FHOM، FUNI و FROH) با استفاده از نرم افزارهای GCTA و PLINK ver۱.۹ محاسبه گردید.نتایج: مقادیر r² برای جمعیت های IRI-S۱ و IRI-S۲ به ترتیب ۳۱۱/۰ و ۲۶۸/۰ بود برای فاصله ۴۳/۳۴ مگاجفت باز به ترتیب به ۰۳/۰ و ۰۴۷/۰ کاهش یافت، این نشان دهنده کاهش فاز LD با افزایش فاصله بین نشانگرها است. اندازه موثر جمعیت (Ne) در نسل حاضر برای IRI-S۱ و IRI-S۲ به ترتیب ۱۲۱ و ۱۳۰ بود و کمترین مقدار Ne مربوط به پنج نسل پیشین، به ترتیب ۱۰۳ و ۹۹ بود. ضرایب همخونی با روش های FGRM، FHOM و FUNI برای جمعیت IRI-S۱ برابر ۰۳۵/۰ و برای IRI-S۲ در بازه ۰۳۶/۰ تا ۰۴۷/۰ بود. همچنین، بالاترین مقدار همخونی مبتنی بر FROH در IRI-S۱ (۰۹۵/۰) و IRI-S۲ (۰۹۱/۰) برای MAF کمتر از ۰۱/۰ به دست آمد. این نتایج نشان می دهند که با کاهش MAF، همخونی افزایش یافته و با افزایش MAF از ۰۱/۰ به ۰۲/۰، مقادیر FROH کاهش می یابد.نتیجه گیری نهایی: نتایج حاکی از کاهش معنادار عدم تعادل پیوستگی با افزایش فاصله نشانگرها در جمعیت های مورد مطالعه است. این روند کاهشی با مطالعات پیشین در نژادهای مختلف گاو و طیور همسوست که ناشی از تاثیر تاریخچه جمعیتی و برنامه های اصلاح نژاد است. اندازه موثر جمعیت در نسل های اخیر به طور چشمگیری کاهش یافته و در مقایسه با نژادهای بومی ایران (۱۵۰-۲۰۰ راس) پایین تر، اما بالاتر از برخی نژادهای اصیل است. سطح همخونی در ایران پایین تر از هلشتاین های کانادا و آمریکا گزارش شد، اما روند افزایشی سریع تری دارد. برای حفظ تنوع ژنتیکی و کنترل همخونی، استفاده از راهبردهای ژنومی (مانند مدیریت جفت گیری مبتنی بر ROH، افزایش تنوع گاوهای نر مولد) و پایش مستمر Ne ضروری است. این یافته ها زمینه ساز بهینه سازی برنامه های اصلاح نژاد در ایران به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

اندازه موثر جمعیت ، عدم تعادل پیوستگی ، همخونی و گاو هلشتاین