- Предмети
- Резюме
- Вступ
- Матеріали і методи
- Зразки
- Вилучення ДНК
- Номер копії есе
- Географічне походження собак.
- Регіональний аналіз CNV
- Результати
- Варіація загальний AMY2B у вовка, золотого шакала, койота та собаки
- Розподіл кількості копій у собак корелює з поширенням доісторичного землеробства
- Рідні собаки
- Європейські собаки
- Обговорення
- копіювати номери AMY2B помножене на п’ять під час приручення собак
- кількість примірників розширення AMY2B є корелює з поширенням доісторичного землеробства
- Файл даних
- Додаткова інформація
- Файли зображень
- Додаткова фігура 1
- Додаткова фігура 2
- Файли Excel
- Додаткова таблиця 1
- Додаткова таблиця 2
- Додаткова таблиця 3
- Документи Word
- Додаткові легенди
Предмети
- Тваринництво
- Еволюційна генетика
Резюме
Вступ
Якщо раціон собак змінився під час неолітичної революції, навряд чи це було пов’язано з початковим одомашненням, оскільки цей процес, ймовірно, розпочався (11 000–40 000 YBP) до розвитку сільського господарства (10 000–12 000 YBP) (Freedman et al. Ал., 2014). Подібним чином, хоча попередня зміна дієти відповідала б доселецькому часу приручення собак, відсутність розширення кількості копій AMY2B у австралійських динго та деяких арктичних собак також свідчить про те, що зміна раціону, можливо, не було пов'язане з початковим одомашненням, але скоріше пов'язане з пізнішою зміною рівня існування людини (Arendt et al., 2014; Freedman et al., 2014).
Щоб розширити наше розуміння того, як зміна раціону собаки пов’язано з процесом одомашнення та змінами у існуванні людини, ми провели перше глобальне дослідження AMY2B CNV із використанням точних та надійних методів кількісного визначення ДНК. Таким чином ми отримуємо перше детальне зображення розширення номера копії AMY2B, яке дозволяє вивчити адаптацію собачого крохмалю в регіональному масштабі та у світлі альтернативних стратегій існування людини.
Матеріали і методи
Зразки
Щоб дозволити детальний аналіз розподілу кількості копій AMY2B у всій популяції собак, ми зібрали зразки мазка ротової порожнини або крові від 221 собаки, 95 з яких представляють корінні собаки з усього світу, включаючи 25 австралійських динго., І 126 з яких представляють породи собак. Ми також включили 171 собаку (включаючи 19 корінних гренландських собак), які раніше генотипували за номерами копій AMY2B (Arendt et al., 2014), використовуючи той самий метод, що використовувався в цьому дослідженні. Загалом у цьому дослідженні було проаналізовано 392 собаки, що представляють 96 різноманітних порід та корінних собак (Додаткова таблиця 1). Для аналізу походження розширення числа копій AMY2B ми також проаналізували зразки тканин або крові 5 болгарських золотих шакалів, 1 койота (із Міннесоти) та 51 вовка з Африки (n = 1), Хорватії (9), Естонії (8), Ізраїль (4), Швеція (1), Данія (1) та США (12) та 15 вовків із популяції шведського зоопарку, що походять з природних популяцій вовків у Балтійському регіоні (Швеція, Фінляндія, Естонія, Латвія та Росія) (Додаткова таблиця 2).
Вилучення ДНК
ДНК витягували з крові EDTA за допомогою ручного вилучення солі або набору QIASymphony DNA Midi (Qiagen, Венло, Нідерланди) на роботі QIASymphony (Qiagen). ДНК отримували з м’язової тканини за допомогою DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen). Зразки мазка на щіці зберігали на картках FTA, з яких згодом елюювали ДНК методом кип’ятіння наступним чином: спочатку 2-3 проколи кожної картки FTA поміщали в пробірку і тричі промивали 180 мкл ddH 2 O; по-друге, елюцію проводили додаванням 25 мкл ddH 2 O до кожного зразка і кип'ятінням протягом 30 хвилин при 95 ° C.
Номер копії есе
Географічне походження собак.
Походження 114 особин, що представляють корінних собак (у додатковій таблиці 1 згадується як “тубільці”), було встановлено в місці відбору проб. Ці собаки були зібрані з сільських регіонів з невеликим напливом іноземних собак на тій підставі, що існуючі собаки, ймовірно, представляють вихідну популяцію. Чистокровним собакам було присвоєно географічне походження згідно з Федерацією кінологів міжнародної організації (//www.fci.be) (Додаткова таблиця 1) за наступними винятками: по-перше, три породисті собаки, відібрані в Японії (Кавакамі-Дог, Рюкю та Сацума-Дог), один у Киргизстані (афганська гонча собака) та один у Росії (Степна) не були визнані Міжнародною кінологічною федерацією, але тим не менше їм була призначена країна походження на основі їх усталеного місцевого статусу; По-друге, американські стаффордширські тер’єри, новокатландські ретривери для качки та австралійські тер’єри були класифіковані як європейські, враховуючи їхнє недавнє походження в суспільствах, заснованих європейськими поселенцями в Північній Америці та Австралії відповідно.
Регіональний аналіз CNV
Результати
Загальні варіації AMY2B у вовку, золотому шакалі, койоті та собаці
Диплоїдні номери копій AMY2B у 5 золотих шакалах та 1 койоті були встановлені як два. Подібним чином 49 із 51 вовка мали дві копії AMY2B, тоді як датський вовк мав одну копію, а ізраїльський - три копії (Додаткова таблиця 2). Це на відміну від попереднього дослідження, яке виявило> 2 копії AMY2B у 16 із 40 вовків і стверджує, що дублювання AMY2B рідко зустрічається у вовків. Загалом, ці результати вказують на число копій предків 2 n AMY2B = 2 у канід.
Серед 392 генотипованих собак число диплоїдних копій AMY2B коливалось від 1 до 22 із середнім значенням 2 n AMY2B = 10 (sd = 4,3). Переважна більшість собак (n = 354) несли більше 2 копій AMY2B із загальним збільшенням кількості копій у собак у п'ять разів порівняно з вовками. Однак замість нормального розподілу, як очікувалося б, якщо собаки представляють однорідну популяцію, числа копій у собак розподілялись бімодально з режимом більше 9 і режимом менше 2 (Рисунок 1а), що вказує на те, що процес, що лежить в основі Розширення номера копії AMY2B, можливо, по-різному вплинуло на окремі популяції собак.
Повнорозмірне зображення
Розподіл кількості копій у собак корелює з поширенням доісторичного землеробства
Ми зазначаємо, що такий розподіл кількості копій, як правило, дотримується моделі, яка збігається з приблизним обсягом доісторичного землеробства (рис. 1в). Американська Арктика, Азіатська Арктика та Австралія представляють регіони, які не мали або лише недавно застосовували землеробську практику, тоді як доісторичне землеробство було поширене в більшості інших досліджених тут областей. Щоб офіційно порівняти кількість копій у собак із сільськогосподарських та несільськогосподарських регіонів, ми згрупували собак з Арктики Америки, Арктики Азії та Австралії як несільськогосподарські регіони, а решта сім регіонів - як сільськогосподарські регіони. Кількість копій у 311 аграрних собак зазвичай розподілялась із медіаною 2 n AMY2B = 11 (діапазон: 2–22, sd = 3,5), що суттєво відхилялося від усіченого нормального розподілу у 81 неаграрної собаки з медіаною 2 n AMY2B = 3 (діапазон: 1–16, sd = 3,5, P Wilcoxon −16; рис. 1а). Отже, розподіливши дані на аграрних та неаграрних собак, бімодальний розподіл, спочатку спостерігався у всіх собак, вирішується, вказуючи на те, що історична наявність та відсутність сільськогосподарської практики розділяють собак на дві різні популяції щодо числа копіювання AMY2B .
Рідні собаки
Європейські собаки
Стверджувалося, що деякі скандинавські полювання та скандинавські вівчарки та сторожові собаки представляють давні породи арктичного європейського походження, які, можливо, еволюціонували під обмеженим впливом сільського господарства. Однак генетичні дані вказують на недавнє спільне походження з іншими європейськими собаками принаймні деяких із цих порід (Parker et al., 2004; vonHoldt et al., 2010). Ми генотипували 27 нордичних собак, включаючи шведського та норвезького елькхаундів, норвезьких бухундів, норвезьких люндехундів, шведських лаппсів та лаппонійських вівчарок, і виявили номери копій AMY2B з розподілом, який не можна було розрізнити (медіана 2 n AMY2B = 11, діапазон: 5–18, sd = 2,9) цього показника у інших європейських собак (медіана 2 n AMY2B = 12, n = 174, діапазон: 4–21, sd = 3,1, P Wilcoxon = 0,75).
Обговорення
У цьому дослідженні ми виявляємо чітку географічну закономірність, оскільки кількість копій AMY2B розширюється у світовій популяції собак. Ми показуємо, що номери копій AMY2B розподіляються бімодально і що собаки, що походять з регіонів, де в доісторичні часи займалися сільським господарством, несуть значно більше копій, ніж собаки, що походять з інших країн. Наші висновки стверджують, що процес адаптації до крохмалистих кормів по-різному впливав на окремі популяції собак і що ця різниця може бути пов’язана з розвитком та розповсюдженням сільського господарства або подальшими агротехнологічними досягненнями в більшості, але не у всіх регіонах країни . повітряна куля.
Кількість копій AMY2B зросла вп’ятеро під час приручення собаки
Розширення кількості копій AMY2B корелює із поширенням доісторичного землеробства
На відміну від порід собак, високоефективна популяція корінних собак стверджує, що вони менше страждають від вузьких місць та штучного відбору, і тому вони повинні точніше відображати давню генетичну структуру собак, якщо останні домішки були обмежені (Shannon et al., 2015 ). Для аналізованих тут корінних собак відбирали проби у сільських районах географічних регіонів, в яких, як правило, переважають регіональні компоненти походження (Shannon et al., 2015), аргументуючи тим, що домішки мали обмежений вплив на CNY AMY2B у цих собак. Ми зазначаємо, що наш окремий аналіз корінних собак повторює географічну картину кількості копій, що спостерігається серед усіх собак; тобто (i) корінні собаки, яким не вистачає розширення AMY2B (2 n AMY2B = 2), як правило, походять з арктичних регіонів або Австралії, і (ii) корінні собаки з регіонів з доісторичним землеробством несуть значно більше копій, ніж собаки, що походять з інших місць (додаткове зображення 1) . Отже, загальні закономірності, що спостерігаються у цьому дослідженні, можуть бути відносно стійкими до останніх домішок.
Ми прийшли до висновку, що значно підвищена кількість копій AMY2B у собак з регіонів з доісторичним землеробством вказує на те, що зміна раціону собак, ймовірно, буде пов'язано з неолітом, але зауважимо, що передчасно повністю виключати обидва попередні настання цієї зміни, враховуючи свідчення збільшення споживання крохмалю перед цим епізодом, а також пізніший початок, заснований на відсутності дублювання AMY2B у Dingo. Враховуючи неолітичну асоціацію зміни раціону та той факт, що поточні оцінки часу приручення собак передують розвитку сільського господарства, широко розповсюджена відсутність збільшення кількості копій у собак Арктики та Австралії відповідає початку селекції для ефективного перетравлення крохмалю після початкового одомашнення, хоча ми усвідомлюємо, що ефекти засновника, розслаблений відбір, заглиблення від вовків та роль Дінго під час процесу одомашнення могли змішати ці інтерпретації. Подальший аналіз моделей кількості копій AMY2B у викопних залишках собак, ймовірно, надасть додаткові подробиці щодо точних термінів цієї події відбору.