- Tárgyak
- Összegzés
- Bevezetés
- Anyagok és metódusok
- Minták
- DNS kivonása
- Esszé példányszáma
- A kutyák földrajzi származása.
- Regionális CNV elemzés
- Eredmények
- Variáció Tábornok AMY2B farkasban, aranysakálban, prérifarkasban és kutyában
- A kutyák példányszámának megoszlása összefügg az őskori mezőgazdaság terjedésével
- Őshonos kutyák
- Európai kutyák
- Vita
- A példányszámai AMY2B a kutyák háziasítása során megsokszorozza öt
- A példányszám bővítés AMY2B az összefüggésben áll az őskori mezőgazdaság terjedésével
- Adatfájl
- Kiegészítő információk
- Képfájlok
- 1. kiegészítő ábra
- 2. kiegészítő ábra
- Excel fájlok
- 1. kiegészítő táblázat
- 2. kiegészítő táblázat
- 3. kiegészítő táblázat
- Word dokumentumok
- Kiegészítő legendák
Tárgyak
- Állattenyésztés
- Evolúciós genetika
Összegzés
Bevezetés
Ha a kutyák étrendje megváltozott az újkőkori forradalom során, akkor valószínűleg nem kapcsolódott a korai háziasításhoz, mivel ez a folyamat valószínűleg a mezőgazdaság fejlődése (10 000–12 000 YBP) előtt kezdődött (11 000–40 000 YBP) (Freedman et al. Al. ., 2014). Hasonlóképpen, bár egy korábbi étrendváltozás összhangban állna a kutya háziasításának mezőgazdasági termelés előtti idejével, az ausztrál dingókban és néhány sarkvidéki kutyában az AMY2B kópiaszám-bővülés hiánya arra is utal, hogy az étrend megváltoztatása nem kapcsolódhatott a kezdeti háziasításhoz, de inkább az emberi létfenntartás későbbi változásához kapcsolódik (Arendt et al., 2014; Freedman et al., 2014).
Annak megértése érdekében, hogy a kutya étrendjének változása hogyan kapcsolódik a háziasítási folyamathoz és az emberi megélhetés változásához, pontos és megbízható DNS-kvantifikációs módszerekkel hajtottuk végre az AMY2B CNV első globális vizsgálatát. Ezáltal megszerezzük az első részletes képet az AMY2B példányszám bővítéséről, amely lehetővé teszi számunkra, hogy regionális kutatások alapján és az alternatív emberi megélhetési stratégiák tükrében tanulmányozzuk a kutyakeményítő alkalmazkodását.
Anyagok és metódusok
Minták
Az AMY2B kópiaszámok eloszlásának részletes elemzésének lehetővé tétele érdekében 221 kutyából gyűjtöttünk bukkális tampont vagy vérmintát, amelyek közül 95 a világ minden tájáról származó őshonos kutyákat képvisel, köztük 25 ausztrál dingót. fajtájú kutyák. Bevettünk 171 kutyát (köztük 19 natív grönlandi kutyát), akiknek korábban az AMY2B kópiaszámok genotípusát (Arendt és mtsai, 2014) használták, ugyanazon módszer alkalmazásával, amelyet ebben a tanulmányban használtak. Összesen 392 kutyát elemeztek, amelyek 96 különböző fajtát és őshonos kutyát képviselnek (1. kiegészítő táblázat). Az AMY2B kópiaszám-bővülés eredetének elemzéséhez elemeztük 5 bolgár arany sakál, 1 prérifarkas (Minnesotából származó) és összesen 51 farkas szövet- vagy vérmintáit Afrikából (n = 1), Horvátországból (9), Észtországból. (8), Izrael (4), Svédország (1), Dánia (1) és az Egyesült Államok (12), valamint a svéd állatkert populációjából származó 15 farkas, akik a balti régió természetes farkasállományából származnak (Svédország, Finnország, Észtország, Lettország és Oroszország) (2. kiegészítő táblázat).
DNS kivonása
A DNS-t kivontuk az EDTA véréből kézi sókivonással vagy QIASymphony DNS Midi kit (Qiagen, Venlo, Hollandia) alkalmazásával a QIASymphony roboton (Qiagen). A DNS-t az izomszövetből DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen) alkalmazásával extraháltuk. A bukkális kenetmintákat FTA-kártyákon tároltuk, amelyekből a DNS-t ezt követően forrási módszerrel eluáltuk, az alábbiak szerint: először minden egyes FTA-kártya 2-3 szúrását egy csőbe helyeztük és háromszor mostuk 180 ul ddH20-ban; másodszor, az eluálást 25 μl ddH 2O hozzáadásával végeztük minden mintához, és ezt 30 percig 95 ° C-on forraltuk.
Esszé másolat száma
A kutyák földrajzi származása.
Az őshonos kutyákat képviselő 114 egyed származását (az 1. kiegészítő táblázatban „bennszülötteknek” nevezik) a mintavételi helyen állapították meg. Ezeket a kutyákat vidéki régiókból gyűjtötték be, kevés külföldi kutyával, azzal az indokkal, hogy a meglévő kutyák valószínűleg az eredeti populációt képviselik. A fajtatiszta kutyákat a Federation Cynologique International (//www.fci.be) (1. kiegészítő táblázat) szerint földrajzi eredethez rendelték a következő kivételekkel: először Japánban vettek mintát három fajtatiszta kutyából (Kawakami-Dog, Ryukyu és Satsuma-Dog), egyet Kirgizstanban (afgán kopó) és egyet Oroszországban (Stepnaja) a Nemzetközi Kinológiai Szövetség nem ismerte el, de ennek ellenére jól megalapozott helyi státuszuk alapján a származási országot rendelték hozzájuk; Másodsorban az amerikai staffordshire-i terrierek, az új-skotiai kacsa-díjas retrieverek és az ausztrál terrierek Európába soroltak, mivel nemrégiben származnak az európai telepesek által Észak-Amerikában, illetve Ausztráliában alapított társadalmakban.
Regionális CNV elemzés
Eredmények
Az AMY2B általános változata a farkasban, az arany sakálban, a prérifarkasban és a kutyában
Az AMY2B diploid példányszámokat 5 arany sakálban és 1 prérifarkasban kettőre állítottuk. Hasonlóképpen, az 51 farkasból 49 két példányban hordozta az AMY2B-t, míg egy dán farkasból csak egy, egy izraeli farkasból három példány volt hordozva (2. kiegészítő táblázat). Ez ellentétben áll egy korábbi vizsgálattal, amely a 40 farkas közül 16-ban> 2 példányban talált AMY2B-t, és azt állítja, hogy az AMY2B duplikáció ritka a farkasokban. Összességében ezek az eredmények arra utalnak, hogy az ősök példányszáma 2 n AMY2B = 2 a kanidákban.
A 392 genotípusú kutya közül a diploid AMY2B kópiaszámok 1 és 22 között változtak, átlagértékük 2 n AMY2B = 10 (sd = 4,3). A kutyák túlnyomó többsége (n = 354) 2-nél több AMY2B kópiát hordozott, a kutyáknál a farkasokhoz viszonyítva a kópiák száma ötszörösére nőtt. Ahelyett azonban, hogy normális eloszlást követne, ami várható lenne, ha a kutyák homogén populációt képviselnek, a kutyák kópiaszámait bimodálisan osztották el 9-nél nagyobb és 2-nél kisebb üzemmóddal (1a. Ábra), jelezve, hogy az alapul szolgáló folyamat Az AMY2B példányszám-bővítés eltérően befolyásolhatja a kutyák különálló populációit.
Teljes méretű kép
A kutyák példányszámának megoszlása összefügg az őskori mezőgazdaság terjedésével
Megjegyezzük, hogy ez a példányszám-eloszlás általában olyan mintát követ, amely egybeesik az őskori mezőgazdaság hozzávetőleges mértékével (1c. Ábra). Az Amerikai-sarkvidék, az ázsiai-sarkvidék és Ausztrália olyan régiókat képvisel, amelyekben nincs vagy csak nemrégiben volt mezőgazdasági gyakorlat, míg az őskori mezőgazdaság elterjedt volt az itt vizsgált egyéb területek többségében. A mezőgazdasági és nem mezőgazdasági régiókból származó kutyák példányszámának hivatalos összehasonlításához az Északi-sarkvidék-Amerikából, az Északi-sarkvidékről és Ausztráliából származó kutyákat nem mezőgazdasági régiókként, a fennmaradó hét régiót pedig mezőgazdasági régiókként csoportosítottuk. A 311 agrárkutya példányszáma normálisan 2 n AMY2B = 11 (tartomány: 2–22, sd = 3,5) mediánnal volt elosztva, amely szignifikánsan eltért a csonka normális eloszlástól 81 nem agrár kutyában, 2 mediánnal AMY2B = 3 (tartomány: 1–16, sd = 3,5, P Wilcoxon −16; 1a. Ábra). Ezért az adatok agrár és nem agrár kutyákra osztásával megoldódik az eredetileg valamennyi kutyánál megfigyelt bimodális eloszlás, ami azt jelzi, hogy a mezőgazdasági gyakorlatok történelmi jelenléte és hiánya a kutyákat két különböző populációra választja szét az AMY2B példányszám tekintetében. .
Őshonos kutyák
Európai kutyák
Azt állították, hogy néhány északi vadászat, valamint északi juhász és őrző kutya az északi-sarkvidéki európai eredetű ősi fajtákat képviseli, amelyek ezért a mezőgazdaság korlátozott befolyása alatt fejlődhettek ki. A genetikai adatok azonban azt mutatják, hogy ezeknek a fajtáknak legalább egy részénél egy újabb közös származás van más európai kutyákkal (Parker et al., 2004; vonHoldt et al., 2010). Genotipizáltunk 27 skandináv kutyát, köztük a svéd és norvég elkhoundot, norvég buhundot, norvég lundehundot, svéd lappokat és lapponian juhászokat, és megkülönböztethető AMY2B példányszámokat találtunk (medián 2 n AMY2B = 11, tartomány: 5–18, sd = 2,9) ennek más európai kutyáknál (medián 2 n AMY2B = 12, n = 174, tartomány: 4–21, sd = 3,1, P Wilcoxon = 0,75).
Vita
Ebben a tanulmányban egyértelmű földrajzi mintát azonosítunk, mivel az AMY2B példányszám a kutyák világpopulációjára kiterjedt. Megmutatjuk, hogy az AMY2B példányszámok bimodálisan oszlanak meg, és hogy azok a kutyák, amelyek olyan régiókból származnak, ahol az őskorban mezőgazdasági tevékenységet folytattak, lényegesen több példányt hordoznak, mint máshonnan származó kutyák. Eredményeink azzal érvelnek, hogy a keményítőtartalmú ételekhez való alkalmazkodás alapjául szolgáló folyamat a kutyák különálló populációit különbözőképpen érintette, és hogy ez a különbség a mezőgazdaság fejlődésének és elterjedésének, vagy az azt követő agrotechnológiai fejlődésnek tudható be az ország többségében, de nem minden régiójában . ballon.
Az AMY2B példányszám ötszörösére nőtt a kutya háziasítása során
Az AMY2B példányszám-bővülés összefüggésben áll az őskori mezőgazdaság terjedésével
A fajta kutyákkal ellentétben az őshonos kutyák magas hatékony populációmérete szerint a szűk keresztmetszetek és a mesterséges szelekció kevésbé érinti őket, ezért pontosabban kell tükrözniük a kutyák ősi genetikai szerkezetét, ha a közelmúltbeli keveredés korlátozott volt (Shannon et al., 2015 ). Az itt elemzett őshonos kutyákból olyan földrajzi régiók vidéki területein vettek mintát, ahol a regionális ősök összetevői általában túlsúlyban vannak (Shannon és mtsai., 2015) azzal érvelve, hogy az adalékanyagnak korlátozott hatása volt az AMY2B CNV-re ezekben a kutyákban. Megjegyezzük, hogy az őshonos kutyákra vonatkozó külön elemzéseink összefoglalják az összes kutya körében megfigyelt földrajzi másolatszám mintázatát; vagyis (i) az AMY2B terjeszkedés nélküli őshonos kutyák (2 n AMY2B = 2) általában a sarkvidéki régiókból vagy Ausztráliából származnak, és (ii) az őskori mezőgazdaságban élő őshonos kutyák lényegesen több példányban hordozzák a máshonnan származó példányokat (1. kiegészítő ábra) . Az ebben a vizsgálatban megfigyelt általános minták valószínűleg viszonylag robusztusak a legutóbbi keverékhez képest.
Arra a következtetésre jutunk, hogy az őskori mezőgazdasággal rendelkező régiók kutyáinak jelentősen megnövekedett AMY2B kópiaszáma azt jelzi, hogy a kutya étrend változása valószínűleg az újkőkorhoz kapcsolódik, de megjegyezzük, hogy korai ennek a változásnak mind a korábbi kezdetét teljesen kizárni, mind a korábbi emberi keményítőfogyasztás az epizód előtt, valamint egy későbbi megjelenés, amely az AMY2B duplikációk hiánya alapján a Dingóban. Tekintettel az étrend változásának újkőkori összefüggésére és arra a tényre, hogy a kutyák háziasításának időzítésével kapcsolatos jelenlegi becslések megelőzik a mezőgazdaság fejlődését, az északi-sarkvidéki és ausztrál kutyákban a kópiaszám-bővítés széles körű hiánya összhangban áll a hatékony keményítő-emésztés szelekciójának kezdeti kezdetével. a háziasítás, bár elismerjük, hogy az alapító hatások, a laza szelekció, a farkasok belépése és Dingoes szerepe a háziasítási folyamat során megzavarhatta ezeket az értelmezéseket. Az AMY2B példányszám-mintázatának jövőbeni elemzése a fosszilis kutyamaradványokban valószínűleg további részleteket ad a kiválasztási esemény pontos időzítésével kapcsolatban.