بررسی فیلوژنی شترهای تک کوهانه و دو کوهانه ایران براساس توالی ژن 16S rRNA

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران

چکیده

شتر گونه ­ای بسیار مقاوم در برابر خشکی است که در سخت­ ترین شرایط آب و هوایی، محصولاتی مانند شیر و گوشت تولید می ­کند. با توجه به این ­که تعداد شترهای ایران در حال کاهش است، برای حفظ و بهبود تولیدات این گونه، مطالعات کاربردی ژنتیکی ضروری است. هدف از انجام این مطالعه، بررسی بیوانفورماتیکی و فیلوژنتیکی توالی نوکلئوتیدی ژن 16SrRNA میتوکندریشترهای تک­ کوهانه و دوکوهانه ایرانی بود. در پژوهش حاضر از 10 نمونه شتر دوکوهانه و 10 نمونه شتر تک­ کوهانه مناطق مختلف، نمونه خون جمع آوری شد. پس از استخراج DNA، ژن 16SrRNA میتوکندریایی به طول 1512جفت باز با استفاده از آغازگرهای اختصاصی تکثیر شد. هم ­ردیفی کامل نوکلئوتیدی شترهای تک­ کوهانه و دوکوهانه ایرانی با روش اتوماتیک سانگر صورت گرفت و سپس توالی­ های به ­دست آمده با توالی­ های حاصل از مطالعات دیگر مقایسه شد. نتایج به ­دست آمده نشان داد شباهت نوکلئوتیدی ژن 16SrRNA میتوکندریایی با هم ­ردیفی کامل سایر شترسانان موجود در بانک جهانی ژن 93/98 تا 100 درصد محاسبه گردید. مقایسه هم ­ردیفی نوکلئوتیدی، رسم ماتریس فواصل ژنتیکی و رسم درخت فیلوژنتیکی هم ­ردیفی کامل حاصله از آنالیز فاصله ژنتیکی نشان داد که شترهای تک­ کوهانه ایران بیش ­ترین شباهت با شتر تک ­کوهانه عربی و شترهای دوکوهانه ایران بیش ­ترین شباهت با شتر دوکوهانه باختری دارد. هم­ چنین ترسیم این درخت نشان داد که جمعیت شترهای ایرانی یک گروه مونوفیلتیک هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Genetic and phylogenetic analysis of 16s rRNA region in Camelus dromedaries and Camelus bactrianus of Iran

نویسندگان [English]

  • Azadeh Torabi 1
  • Zahra Roudbari 2
1 Department of Agriculture, Payame Noor University (PNU), Tehran, Iran.
2 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Jiroft, Jiroft, Iran
چکیده [English]

Camel is a resistant species to drought and cold weather and produces milk and meat in harshest environmental condition. Camel population has been decreasing during last decades in Iran, and genetic studies are quite necessary for considering the conservation and productivity of this species. The aim of this study was to bioinformatics and phylogenetic analysis of mitochondrial sequence of 16sr RNA gene in Iranian camelus dromedaries and Camelus bactrianus.In the present study, the blood samples were collected from 10 Bactrian and 10 dromedary camels, and DNA was extracted; the mitochondrial 16S rRNA gene with 1512 bp was amplified using specific primers. Sequencing was performed by automated Sanger method. Then complete nucleotide sequencing of Iranian two-humped and one-humped camels was performed by Sangar automatic method and then the obtained sequences were compared with the sequences obtained from other studies. The results showed that the nucleotide similarity of 16S mitochondrial rRNA gene with the complete sequence of other camels in the World Bank of the gene was calculated to be 93.98 to 100%. Comparison of nucleotide sequence, construct of the genetic distance matrix and drawing of phylogenetic tree, the complete sequence obtained genetic distance analysis showed that Iranian one-humped camels are most similar to Arabian one-humped camels and Iranian double-humped camels are most similar to western two-humped camels. The drawing of this tree also showed that the population of Iranian camels is a monophyletic group.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mitochondrial DNA
  • genetic diversity
  • 16S rRNA gene
  • Camel
  1. ازغندی، م.، 1394. توالی ‌یابی و بررسی بیوانفورماتیکی ژنوم میتوکندری شترهای تک ‌کوهانه و دوکوهانه ایرانی. پایان­ نامه کارشناسی ارشد، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.
  2. رودباری، ز. و نصیری، خ.، 1398. بررسی تنوع ژنتیکی و اثر انتخاب ژن­ های RNA ریبوزومی و ناقل در ژنوم میتوکندری شترهای تک کوهانه و دو کوهانه. فصلنامه محیط زیست جانوری. دوره 11، شماره 4، صفحات 33 تا 38.
  3. زارعی، ف. و علی ­پناه، ه.، 1392. مقایسه بیوانفورماتیکی چهار ژن‌ mtDNA مربوط به جمعیت ‌های سوزن ماهی (Syngnathus abaster) در تالاب‌های ناحیه غرب مدیترانه به ­منظور بررسی روابط فیلوژنتیک، تاریخ دموگرافیک و شناسایی ساختار ژنتیک جمعیت. نشریه علمی فیزیولوژی و بیوتکنولوژی آبزیان. جلد 1، شماره 2، صفحات 1 تا 35.
  4. شهابی، ا. و طهمورث­ پور، م.، 1394. تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی و فیلوژنتیکی ژن ­های NADH3 وNADH4L ژنوم میتوکندری شتر دوکوهانه ایران. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی. جلد 7، شماره 3، صفحات 163 تا 174.
  5. عباسی ­دلویی، ط.؛ سخاوتی، م.ه. و طهمورث ­پور، م.، 1395. تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی و فیلوژنتیکی ژن COX3 میتوکندری شترهای تک کوهانه و دوکوهانه ایران. پژوهش ­های علوم دامی ایران. جلد 8. شماره 2، صفحات 361تا 369.
  6. Aliabadian, M. and Nijman, V., 2012. Mitochondrial sequence divergence suggests old world a new world barn owls are genetically distinct. Iranian Journal of Anim Biosystematics. Vol. 8, No. 1, pp: 47-55.
  7. Agrawal, R.P.; Jain, S.; Shah, S.; Chopra, A. and Agarwal, V., 2011. Effect of camel milk on glycemic control and insulin requirement in patients with type 1 diabetes: 2-years randomized controlled trial. Eur J Clin Nutr. Vol. 65, pp: 1048-1052.
  8. Ahmed, M.M.; El-Shazly, S.A.; Sayed, S.M. and Amer, S.A., 2013. Molecular study of energy related mitochondrial genes in Arabian and Bactrian camels. American Journal of Biochemistry and Biotechnology. Vol. 9, pp: 61-70.
  9. Ansari-Renani, H.; Salehi, M.; Ebadi, Z. and Moradi, M.S., 2010. Identification of hair follicle characteristics and activity of one and two humped camels. Small Ruminant Research. Vol. 90, No.1, pp:64-70.
  10. Bahbahani, H.; Musa, H.; Wragg, H.; Shuiep, D.; Almathen, E. and Hanotte, O., 2019. Genome Diversity and Signatures of Selection for Production and Performance Traits in  Dromedary Camels. Frontiers in genetics. Vol. 10, pp: 893.
  11. Cui, P.; Ji, R. and Ding, F., 2007. A complete mitochondrial genome sequence of the wild two humped camel (Camelus bactrianus ferus). J evolutionary history of camelidae. BMC Genomics. Vol. 8, pp: 241.
  12. Duchemin, S.I.; Colombani, C.; Legarra, A.; Baloche, G.; Larroque, H. and Astruc, J.M., 2011. Genomic selection in the French Lacaune dairy sheep breed. J Dairy Sci. Vol. 95, pp: 2723-2733.
  13. Hall, T.A. and Carlsbad, C., 2011. BioEdit: important software for molecular biology. GERF Bulletin of Biosciences. Vol. 2, No. 1, pp: 60-61.
  14. Hayes, B.J.; Bowman, P.J.; Chamberlain, A.J. and Goddard, M.E., 2009. Invited review: Genomic selection in dairy cattle: Progress and challenges. J Dairy Sci. Vol. 92, pp: 433-443.
  15. FAO. 2019. Faostat database collections Food and Agriculture Organization of the United Nations. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QA/visualize.
  16. Heshmati, G.A. and Squires, V.R., 2013. Combating desertification in Asia, Africa and the Middle East. Springer.
  17. Hashim, M.W.; Galal, Y.M.; Ali, M.; Khalafalla, A. and Hamid, A.S., 2015. Dromedary camels in Sudan, types and sub types, distribution and movement. Int. J. Pharm. Res. Anal. Vol. 5, pp: 8-12.
  18. Ji, R.; Cui, P.; FDing, P.; Geng, H.; Gao, H.; Zhang, J.; Yu, S.; Hu, A. and Meng, H., 2009. Monophyletic origin of domestic bactrian camel (Camelus bactrianus) and its evolutionary relationship with the extant wild camel (Camelus bactrianus ferus). Animal Genetics. Vol. 40, pp: 377-382.
  19. Khalkhali-Evrigh, R.; Hafezian, S.H.; Hedayat-Evrigh, N.; Farhadi, A. and Bakhtiarizadeh, M.R., 2018. Genetic variants analysis of three dromedary camels using whole genome sequencing data. PloS one. Vol. 13, No. 9, pp: 102-109.
  20. Lehane, S., 2014. The Iranian water crisis.Future Directions International.http://www. futuredirections.org.au/publication/the-iranian-water-crisis.
  21. Muhire, BM.; Varsani, A. and Martin, D.P., 2014. SDT: A Virus Classification Tool Based on Pairwise Sequence Alignment and Identity Calculation. PLoS ONE. Vol. 9, No. 9, pp: 119-123.
  22. Musa, H.; Shuiep, H. and El-Zubeir, E.S., 2006. Camel husbandry among pastoralists in Darfur, Western Sudan. Nomadic Peoples. Vol. 10, pp: 101-105.
  23. Patwardhan, A.; Ray, S. and Roy, A., 2014. Molecular markers in phylogenetic studies-A Review. J Phylogenetics Evol Biol. Vol. 131, No. 2, pp: 1-9.
  24. Romli, F.; Abu, N.; Khorshid, F.A.; Syed Najmuddin, S.U.; Keong, Y.S. and Mohamad, N.E.l., 2016. The Growth Inhibitory Potential and Antimetastatic Effect of Camel Urine on Breast Cancer Cells in Vitro and in Vivo. Integr Cancer Ther.
  25. Ramos-Onsins, S.E. and Rozas, J., 2002. Statistical properties of new neutrality tests against population growth. Molecular Biology and Evolution. Vol. 19, No. 12, pp: 2092-2100.
  26. Brejnev, M.M.; Varsani, A. and Patrick Martin, D., 2014. SDT: A Virus Classification Tool Based on Pairwise Sequence Alignment and Identity Calculation.
  27. Tribout, T.; Larzul, C. and Phocas, F., 2012. Efficiency of genomic selection in a purebred pig male line. J Anim Sci. Vol. 90, pp: 4164-4176.
  28. Tsogtgerel, M.B.; Munkhtogtokh, S. and Nansalmaa, L.S., 2017. 16S rRNA Gene Sequence Analysis of Snow Leopard, Gray Wolf, Horse and Bactrian camel in Mongolia. Journal of Agricultural Science and Technology. VoL. 7, pp: 56-66.
  29. Tamura, K.; Peterson, D.; Peterson, N.; Stecher, G.; Nei, M. and Kumar, S., 2011. MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance, and Maximum Parsimony Methods. Molecular Biology and Evolution. Vol. 28, pp: 2731-273.
  30. Van de Peer, Y., 2009. Phylogenetic inference based on distance methods: Theory.
  31. Lemey, P.;Salemi, M. and Van Damme, A.M., 2009.The phylogenetic handbook: a pratical approach tophylogenetic analysis and hypothesis testing. Cambridge University Press. pp: 142-160.