Bioinformatic analyses in microsatellite-based genetic diversity of Turkish sheep breeds

Abstract

Bu çalışmada, on üç Türk koyun ırkının (Sakız, Karagül, Hem?in, Çine Çaparı, Norduz, Herik, Akkaraman, Dağlıç, Gökçeada, ?vesi, Karayaka, Kıvırcık ve Morkaraman; toplamda 628 birey) ırk içi ve ırklar arası genetik çe?itliliği, 20 mikrosatelit lokusu kullanılarak incelenmi?tir.Lokuslar Polimeraz Zincir Reaksiyonu kullanılarak yükseltgenmiş ve ürünler elektronik ortamda kaydedilip bireylerin genotiplerini temsil eden [628 x 20]?lik bir matrise çevrilmiştir. Genotiplemenin güvenilirliği ve genetik çeşitlilik analizi pek çok biyoenformatik araçları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizler için Fischer?ın Kesinlik Testi, Komşu-Birleştirme Ağaçları, Faktöriyel Birleştirici Analizi (FCA), Moleküler Varyasyon Analizi, Yapı Analizi ve Delaunay Analizi gibi istatistiksel yöntemler kullanılmıştır. Bu analizler yapılırken bazen bir yazılımın çıktısı diğer yazılımın girdisi ile uyumlu olmadığından gerek görülen durumlarda çevirimi yapacak Java Sınıfları geliştirilmiştir.Gerçekleştirilen analizler temel büyük ırklardan Dağlıç, Karayaka ve Morkaraman ırklarının yüksek derecede karışmış olduklarını; ancak Kıvırcık, Akkaraman ve ?vesi ırklarının göreceli olarak bu ırklardan ayrılmış olduğunu göstermiştir. Diğer taraftan küçük ırklardan Hemşin, Sakız, Çine Çaparı, Gökçeada ve Karagül ırklarının farklıkları diğerlerine gore daha çok göze çarpmaktadır. Yapı ve FCA testleri ile yüksek derecede karışmış bireyler saptanabildiğinden, TURKHAYGEN-I (www.turkhaygen.gov.tr) ulusal projesinin de bir parçası olan bu çalışmanın sonuçları, zor çevresel koşullara uyum sağlayabilen genetik çeşitliliğin korunmuş olduğu düşünülen Türk yerli koyun ırkları için oldukça saf koruma sürüleri oluşturmada umut vericidir.

In the present study, within and among breed genetic diversity in thirteen Turkish sheep breeds (Sakız, Karagül, Hemşin, Çine Çaparı, Norduz, Herik, Akkaraman, Dağlıç, Gökçeada, ?vesi, Karayaka, Kıvırcık and Morkaraman; in total represented by 628 individuals) were analyzed based on 20 microsatellite loci.Loci were amplified by Polymerase Chain Reactions and products were electronically recorded and converted into [628 x 20] matrix representing genotypes of individuals. Reliability of the genotyping and genetic diversity analyses were done by means of various bioinformatics tools. For the analyses, various statistical methods (Fisher?s Exact Test, Neighbor-Joining tree construction, Factorial Correspondence Analysis (FCA), Analysis of Molecular Variation, Structure Analysis and Delaunay Analysis) were used. Since, inputs of some software were not compatible with the outputs of other software some Java classes were written whenever necessary.Analyses revealed that among the major breeds Dağlıç, Karayaka and Morkaraman breeds are highly admixed but Kıvırcık, Akkaraman and ?vesi are relatively distinct. Among the minor breeds, distinctness of Hemsin, Sakız, Çine Çaparı, Gökçeada and Karagül are more pronounced compared to all of the examined breeds. Since highly admixed individuals can be identified by Structure and FCA tests, results of the present study, which is part of a national project with the acronym TURKHAYGEN-I (www.turkhaygen.gov.tr), were found to be promising in establishing and managing relatively pure conservation flocks for the Turkish native sheep breeds which are believed to be the reservoirs of genetic variability.