MtDNA based genetic diversity of native sheep breeds and Anatolian mouflon (Ovis gmelinii Anatolica) in Turkey

Abstract

Bu çalışmada, evcil koyunların tarihi ilk evcilleştirmenin merkezinde yer alan 13 Türk koyun ırklarından 628 bireyin mitokondriyal DNA (mtDNA)'ya dayalı haplogrupları (HPG), ve bu bireylerin arasından seçilmiş 240 bireyin mtDNA kontrol bölgesi (CR) sekansları kullanılarak araştırılmıştır. Ayrıca, koyunun ilk evcilleştirme safhaları senaryosuna katkıda bulunmak için 30 Anadolu yaban koyunu (Ovis gmelinii anatolica) mtDNA CR sekansları elde edilmiştir. Irkların haplogrup kompozisyonları mtDNA ND2 bölgesi kullanılarak yapılan SSCP metoduyla tanımlanmıştır. Genetik çeşitlilik ve haplogruplar arasındaki ilişki hesaplanmıştır. Medyan birleştirme ağı ve Komşu birleştirme ağacı gibi haplogrupların filogenetik analizleri, mtDNA CR, sitokrom B (cytB) ve birleştirilmiş CR-cytB bölgelerine ait bu çalışmanın sekansları ve NCBI'dan (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) alınan sekanlar ile yapılmıştır.Bu çalışmada sunulan sonuçlar, Türk koyun ırklarının şimdiye kadar bulunan bütün haplogrupları (HPG A-E) içerdiğini göstermiştir. Az olan HPG D'de 2 birey, az olan HPG E'de on bir birey gözlenmiş ve sekanslanmıştır. Artan örnek sayısı ile HPG E'nin, uyumsuzluk dağılımı ve nötralite testleriyle diğer yaygın haplogrouplar (HPG A, B ve C) gibi geçmişte büyüme gösterdiği gözlenmiştir. Göçer Türklerin Anadoluya yaklaşık 1000 yıl önce gelişi ile ilişkilendirilebilecek üçüncü koyun göçü sonucunda oluşabilecek Türkiyenin iki bölgeye bölünmesi, uzamsal otokorelasyon analizleri ve sentetik haritada gözlenen mtDNA'ya ilişkin (annesel) desen sayesinde ortaya çıkmıştır. Son olarak, Ovis gmelinii anatolica örnekleri iki haplotip olarak gözlenmiş, bunlardan bir tanesi HPG A içerinde gözlenmiş (muhtemelen yabana kaçan evcil), bir diğeri ise daha önce hiç gözlenmemiş ayrı bir haplotip (HPG E ve C'ye yakın) olarak görülmüştür. Gözlenen bu sınırlı çeşitlilik, izolasyon, parçalanma, parçaların yok olması ve darboğazın sonucu olabilir. Ovis gmelinii anatolica, evcil koyunu meydana getiren yaban koyunlarının evrilmiş soylarının bir parçası olabilir.

In the present study, history of domestic sheep were investigated by mitochondrial DNA (mtDNA) based haplogroups (HPG) of 628 samples and mtDNA control region (CR) sequences of 240 samples from 13 Turkish sheep breeds which were located in the hearth of the first domestication center. Also, 30 Anatolian wild sheep (Ovis gmelinii anatolica) mtDNA CR sequences were obtained to contribute to the scenarios on initial domestication stages of sheep. Haplogroup compositions of breeds were identified with SSCP method by using mtDNA ND2 region. The genetic diversity and relationship between haplogroups were calculated. Phylogenetic analyses of haplogroups such as median joining networks and neighbor joining trees were constructed for mtDNA CR, cytochrome B (cytB) and combined CR-cytB sequences with sequences from the present study together with sequences retrieved from NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/).Results of the present study showed that all previously observed haplogroups (HPG A-E) were present in Turkish sheep breeds. Two individuals from rare HPG D and eleven individuals from rare HPG E were detected and sequenced. With increased sample size, for HPG E, past population expansion was observed as was the case of HPG A, B and C with mismatch distributions and neutrality tests. Spatial autocorrelation analyses and synthetic map with respect to mtDNA (maternal) pattern revealed that Turkey was separated into two regions which may be attributed to the imprints of third migration of sheep associated with the arrivals of nomadic Turks to Anatolia nearly 1000 years before present. Finally, Ovis gmelinii anatolica samples exhibited two haplotypes; one of them belongs to HPG A (possibly feral domesticate), and the other one shows a distinct haplotype (close to HPG E and C) that was not observed before. Observed, low mtDNA diversity might be the result of isolation, fragmentation, extinction of fragments and bottlenecks. Ovis gmelinii anatolica can be part of the evolved descendants of the wild sheep which gave birth to the domestic sheep.