پویا زمانی

فراسنجه‌های خونی از شاخص‌‌های ضروری برای ارزیابی و پایش سلامت، ایمنی و شرایط فیزیولوژیکی حیوانات هستند و ممکن است تحت تاثیر آثار ژنتیکی قرار گیرند. هدف از پژوهش حاضر پویش کل ژنوم بر پایه تجزیه و تحلیل غنی‌سازی ژنی، برآورد تنوع ژنتیکی، و شناسایی نواحی ژنومی مرتبط با فراسنجه‌های خونی در گوسفندان نژاد لری-بختیاری بود. صفات مورد مطالعه شامل 9 پارامتر گلبول سفید خون و 6 پارامتر گلبول قرمز خون بودند. از نمونه‌های 96 راس گوسفند تیپ گوشتی لری-بختیاری انتخاب‌شده به‌صورت تصادفی استفاده شد و سلول‌های خونی با شمارش به وسیله روش هموسیتومتر اندازه‌گیری شدند. تعیین ژنوتیپ این نمونه‌ها با تراشه 50K شرکت ایلومینا صورت پذیرفت. در مدل مورد استفاده برای واکاوی ارتباط ژنومی با توجه به یک تجزیه مقدماتی، مشاهدات تعداد نوتروفیل‌ها براساس نوع تولد، درصد لنفوسیت‌ها و تعداد ائوزینوفیل‌ها براساس سن (سال) تصحیح شده و آثار باقی‌مانده بعنوان شبه‌فنوتیپ و برای سایر صفات مورد مطالعه خود فنوتیپ در نظر گرفته شد. در مطالعات پیوستگی ژنومی، 5 مولفه اصلی جهت تصحیح لایه‌بندی احتمالی جمعیت به‌عنوان متغیر‌های همبسته در نظر گرفته شدند. برای کنترل کیفیت داده‌ها و بررسی ارتباط فنوتیپ‌ها با ژنوتیپ‌ها از نرم‌افزار Plink ویرایش 90/1 بتا و برای رسم گراف‌های Q-Q plot، از نرم‌افزار Rاستفاده گردید. پویش کل سراسر ژنوم با استفاده از نرم‌افزار Plink، و ترسیم نمودار‌های منهتن با استفاده بسته آماری CM plotنرم‌افزار R، انجام شد. در ادامه، برای تجزیه و تحلیل غنی‌سازی مجموعه‌‌های ژنی، نخست، ژنهای موجود در محدوده kb25 ±از چند-شکلی‌‌های تک‌نوکلئوتیدی معنی‌دار دارای مقادیر p کمتر یا مساوی از 01/0 در تجزیه پیوستگی با استفاده از ابزار BioMart پایگاه Ensembl از داده‌‌های Oar v3.1 ردیابی شدند. سپس، ارتباط ژن‌های ردیابی شده با مسیر‌ها و طبقات عملکردی بیوشیمیایی از طریق پایگاه‌های داده‌ای شامل DAVID، GO و KEGG تعیین شد. مطالعه پیوستگی در سطح ژنوم بر مبنای آنالیز مسیر با استفاده از توزیع فوق هندسی و آمارهFishers exact test مورد آزمون قرار گرفت. با استفاده از بسته نرم‌افزاری goseq در نرم‌افزار R آنالیز غنی‌سازی ژنی صورت گرفت. آنالیز شبکه‌ای تعاملات ژنی با استفاده از نرم‌افزار GeneMANIA و برآورد وراثت‌پذیری ژنومی، واریانس ژنتیکی، واریانس محیطی و واریانس باقی‌مانده با استفاده از نرم افزار GCTA صورت گرفت. چند شکلی‌های تک نوکلئوتیدی (SNP)معنی‌دار براساس تصحیح بونفرونی (05/0 (p <در فاصله 100 هزار جفت بازی این SNP‌ها جهت ارتباط ژنومی در نظر گرفته شد. ژن‌گاه‌های صفات کمی(QTL) و ژنهای کاندید مرتبط با فراسنجه‌های خونی مورد مطالعه با استفاده از SNP‌های معنی‌دار شناسایی شده، نقشه SNP‌های ژنوم در SNP chip Mp v.3، ابزار Biomart در Ensembl، و پایگاه داده‌ای QTL بررسی شدند. در نهایت برای شناسایی بهتر عملکرد‌های ژنی موثر بر فنوتیپ‌‌های مورد تجزیه و تحلیل از پایگاه‌های اطلاعاتیGeneCards وUniProtKB استفاده گردید. براساس مقادیر Pتصحیح شده بونفرونی تعداد شش SNP، دارای ارتباط معنی‌دار با پارامتر‌های مورد مطالعه (05/0 (p <و سهSNP براساس مقادیر P گستره ژنومی5- 10 به‌عنوان آستانه معنی‌داری در نظر گرفته شد. براساس مقادیر Pتصحیح شده بونفرونی هیچ SNP معنی‌داری در ارتباط با پارامتر‌های شمارش گلبول‌های قرمز و هماتوکریت (روی کروموزوم 10)، هموگلوبین، حجم متوسط گلبول قرمز، میانگین هموگلوبین سلولی و میانگین غلظت هموگلوبین سلولی مشاهده نشد. همچنین براساس این مقادیر،SNP ‌های مشاهده بر روی کروموزوم 5 بر پارامترهای شمارش گلبول‌های قرمز و هماتوکریت و همچنین کروموزوم 10 بر پارامتر‌شمارش نوتروفیل-های باند و کروموزوم 3 بر پارامتر تعداد مونوسایت‌های خون ارتباط معنی‌داری(5-10 p <گستره ژنومی) نشان دادند. ژنهای SLC2A5، RNF6، U6، CDK8،ABLIM1 ، FHIP2A، CD200، BTLA، OR6C70 به‌عنوان ژنهای کاندید مرتبط با گلبول‌های سفید خون و ژنهای CEP120و PRDM6 به‌عنوان ژنهای کاندید مرتبط با پارامتر‌های گلبول‌های قرمز خون شناسایی شدند. با توجه به نتایج تجزیه و تحلیل غنی‌سازی ژنی در ارتباط با پارامتر‌های گلبول‌های سفید خون، پنج KEGG Pathway، 19 GO Term، 26 ژن کاندید غنی‌سازی شده در این مسیرها و در ارتباط با پارامترهای گلبول‌های قرمز خون، چهار KEGG Pathway ، 11 GO Term، 25 ژن غنی‌سازی شده در این مسیرها شناسایی شد که، نقش مهمی در مقاومت به بیماری‌ها، مقاومت به انگل‌های داخلی، پاسخ‌های ایمنی، فرایند‌های سازگاری با شرایط آب و هوایی، فرایند‌های التهاب، شرایط کمبود اکسیژن، پاسخ‌های سلولی و فعال‌سازی پلاکت‌ها بر‌عهده دارند. نتایج تعاملات و ارتباط‌های ژنی به‌دست امده از مطالعه حاضر 28 ژن مرتبط و 432 بر‌همکنش بین ژنها را از طریق شش مسیر نشان می-دهد. با توجه به بررسی مناطق ژنومی پارامتر‌های خونی و عملکرد بیولوژیکی ژنهای کاندید شناسایی شده و نقش این ژنها در بروز سیستم ایمنی و سلامت حیوانات، مطالعه حاضر می‌تواند به ارزیابی فراسنجه‌‌های خونی در تشخیص بیماری‌‌های مختلف دام‌‌ها، انتخاب برنامه‌‌های اصلاحی مناسب کمک کرده و کارایی روش غنی‌‌سازی مجموعه‌‌های ژنی برای فراسنجه‌های خونی را مورد تایید و درک بهتری از ارتباطات این ژنها و مسیرهای زیستی و بیوشیمیایی مرتبط با آنها را در برنامه‌های اصلاح‌نژادی فراهم آورد.