Γενετικός Χαρακτηρισμός Και Ταυτοποίηση Αυτόχθονων Φυλών Αιγών Και Προβάτων

Abstract

Στόχος της διατριβής αποτέλεσε η μελέτη της γενετικής δομής ελληνικών φυλών μικρών μηρυκαστικών χρησιμοποιώντας γονιδιωματικές προσεγγίσεις, η οποία είναι απαραίτητη για τη διάσωση, τη γενετική βελτίωση και την αύξηση της παραγωγικότητας των ζώων. Συνολικά, μελετήθηκαν τέσσερις ελληνικές φυλές προβάτων (Χίου, Μπούτσικο, Καραγκούνικο, Φριζάρτα) και δυο φυλές γιδιών (εγχώρια και Σκοπέλου). Για τον γενετικό χαρακτηρισμό ακολουθήθηκαν δυο προσεγγίσεις, οι οποίες αφορούσαν τόσο στη χρήση μικροσυστοιχιών γενοτύπησης σε επίπεδο DNA, όσο και στην αλληλούχιση του μεταγραφώματος του μαστικού αδένα χρησιμοποιώντας την τεχνολογία RNA-seq. Για τον γενετικό χαρακτηρισμό των προβάτων χρησιμοποιήθηκε η μικροσυστοιχία OvineSNP50K. Τα αποτελέσματα της πληθυσμιακής δομής, των επιπέδων γενετικής ποικιλότητας και ομοζυγωτίας στους πληθυσμούς φανέρωσαν υψηλά επίπεδα γενετικής ποικιλότητας των φυλών, με μέτριες γενετικές αποστάσεις μεταξύ τους. Οι γενετικές συσχετίσεις των φυλών και των πολυμορφισμών κατά μήκος του γονιδιώματος ανέδειξε 3.802 SNPs που μπορούν να διαφοροποιήσουν τις φυλές αλλά και τις διασταυρώσεις μεταξύ αυτών. Οι αντίστοιχες αναλύσεις για τις φυλές αιγών χρησιμοποιώντας τη μικροσυστοιχία CaprineSNP50K, έδειξαν ότι και οι δυο φυλές διατηρούν υψηλά επίπεδα γενετικής ποικιλότητας, ενώ βρέθηκε χαμηλή γενετική διαφοροποίηση μεταξύ των φυλών. Ακόμη, παρατηρήθηκε γεωγραφική ομαδοποίηση των πληθυσμών, σχετιζόμενη τις περιοχές προέλευσής τους. Εύρημα της διατριβής ήταν η ανίχνευση 288 γενετικών δεικτών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διάκριση των φυλών και να εφαρμοστούν σε προγράμματα διαχείρισης της αναπαραγωγής. Για την ανάλυση του μεταγραφώματος του μαστικού αδένα των προβάτων επιλέχτηκαν οι δυο πιο παραγωγικές ελληνικές φυλές γαλακτοπαραγωγικής κατεύθυνσης (Χίου και Φριζάρτα) και επιπλέον, μελετήθηκε και η φυλή Lacaune, ώστε να ελεγχθούν οι διαφορές της γονιδιακής έκφρασης μεταξύ των φυλών. Από την αλληλούχιση επόμενης γενιάς βρέθηκαν 12.405, 11.763 και 13.480 γονίδια για τις φυλές Χίου, Φριζάρτα και Lacaune, αντίστοιχα. Οι φυλές Χίου και Lacaune εμφάνισαν παρόμοια μεταγραφική δραστηριότητα του αδένα, τόσο σε επίπεδο γονιδίων, όσο και στα επίπεδα έκφρασής τους, με τα υψηλότερα εκφραζόμενα γονίδια να κωδικοποιούν τις καζεΐνες και τις πρωτεΐνες ορού γάλακτος. Αντίθετα, η φυλή Φριζάρτα βρέθηκε πολύ διαφοροποιημένη, διότι ανιχνεύτηκαν εξωγενείς παράγοντες που επηρέασαν τη μεταγραφική δραστηριότητα και κατ’ επέκταση την παραγωγικότητα του αδένα. Επιπλέον, βρέθηκαν γονίδια που ευθύνονται για την παραγωγικότητα των ζώων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες στο σχεδιασμό της αναπαραγωγικής διαχείρισης ενός ποιμνίου. Οι αντίστοιχες αναλύσεις για τις φυλές αιγών έδειξαν πως ο αριθμός των εκφραζόμενων γονιδίων στο μαστικό αδένα κατά τη γαλακτοπαραγωγή είναι 9.264 και 11.896 για τις φυλές εγχώρια και Σκοπέλου, αντίστοιχα. Επιπλέον, παρατηρήθηκε διαφοροποίηση στην έκφραση των γονιδίων, με την εγχώρια φυλή να εμφανίζει τα γονίδια των καζεϊνών και τις πρωτεΐνες ορού ως υψηλότερα εκφραζόμενα γονίδια, ενώ στη φυλή Σκοπέλου, τα υψηλότερα εκφραζόμενα γονίδια επάγουν την έκφραση των καζεϊνών και συμβάλλουν στην προστασία του αδένα κατά τη διαφοροποίησή του. Ακόμη, βρέθηκαν δείκτες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αύξηση της λιποπεριεκτικότητας του γάλακτος. Τα αποτελέσματα της διατριβής αποτελούν την πρώτη προσπάθεια χαρακτηρισμού ελληνικών φυλών σε γονιδιωματικό επίπεδο. Σε αυτό το πλαίσιο, δημιουργήθηκαν δείκτες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε σχήματα διάσωσης και βελτίωσης των φυλών. Τα αποτελέσματα μπορούν να αξιοποιηθούν σε συστήματα διαχείρισης της αναπαραγωγής, ώστε να πραγματοποιείται έγκυρα και γρήγορα η στοχευμένη γενετική βελτίωση.