کاربرد دیدگاه انتخاب‌ براساس‌ نشانگرها در برنامه های اصلاح نژاد

دسته‌بندی: پرورش دام

کاربرد دیدگاه انتخاب‌ براساس‌ نشانگرها در برنامه های اصلاح نژاد ‌‌‌‌متخصصان‌ اصلاح‌ نژاد بیشتر روی‌ تنوع‌ صفات‌ کمی‌ می‌اندیشند و سعی‌ می‌نمایند با توسط روشهای‌ آماری‌ از همهِ اط‌لاعات‌ در برنامه‌های‌ انتخاب‌ استفاده‌ نمایند. این‌ روشها از سال۱۹۵۰ باپایه‌گذاری‌ متدهای‌ بیومتری‌ پیچیده‌تر همراه‌ شد .‌‌‌‌ژنتیک‌ کمی‌ تنها اثر تجمعی‌ ژنهایی‌ را که‌ باعث‌ ایجاد تفاوت‌ بین‌ افراد می‌شوند مورد توجه قرار می‌دهد و فرض‌ اصلی‌ آن‌ تفکیک‌ همزمان‌ بسیاری‌ از ژنهای‌ کوچک‌ اثر می‌باشد. این‌ موضوع‌مورد تردید است‌ که‌ همه‌ ژنهای‌ موِثر بر صفات‌ کمی، کوچک‌ اثر باشند و ممکن‌ است‌ بعضی‌ ژنهاسهم‌ عمده‌ای‌ در تنوع‌ ژنتیکی‌ داشته‌ باشند. برای‌ توضیح‌ بیشتر تفاوت‌ عملکرد ژنها بایدخصوصیات‌ ژنها به‌ تنهائی‌ نیز بررسی‌ شود . روشهای‌ آماری‌ مناسب‌ جهت‌ شناسائی‌ حیوانات‌دارای‌ ارزش‌ اصلاحی‌ مطلوب‌ توسعه‌ یافته‌ است‌ که‌ اساس‌ آن‌ حذف‌ هر چه‌ بیشتر عوامل‌ محیطی‌ واستفاده‌ از اط‌لاعات‌ حاصل‌ از عملکرد خود حیوان‌ و خویشاوندان‌ آن‌ جهت‌ انتخاب‌ و تخمین‌ آثارافزایشی‌ همه‌ جایگاههای‌ موِثر بر صفت‌ است. انتخاب‌ براساس‌ فنوتیپ‌ به‌ دلیل‌ آثاری‌ که‌ عوامل‌محیطی‌ روی‌ صفت‌ اندازه‌گیری‌ شده‌ دارند و نیز توارث‌ صفات‌ چند ژنی، اثر متقابل‌ بین‌ ژنها دریک‌ لوکوس‌ (غلبه) و بین‌ لوکوسهای‌ مختلف‌ (اپیستازی) با کاهش‌ سودمندی‌ روبروست‌ . درحال‌ حاضر کاربرد تکنیک‌ آماری‌ همچون BLUP ‌(۷)، امکان‌ جدا کردن‌ آثار محیطی‌ از ژنتیکی‌ رافراهم‌ و در برنامه‌های‌ اصلاحی‌ بسیار سودمند واقع‌ شده‌اند. ولی‌ این‌ روشها ژنوتیپ‌ یک‌ فردراناشناخته‌ باقی‌ می‌گذارند و به‌ صورت‌ یک‌ جعبهِ سیاه‌ به‌ آن‌ می‌نگرند و مضراتی‌همچون‌ کاهش‌ واریانس‌ ژنتیکی، تثبیت‌ الل‌های‌ کشنده‌ و همخونی‌ را ممکن‌ است‌ بدنبال‌ داشته‌باشد. چرا که‌ در روشهای‌ ژنتیک‌ کمی‌ اط‌لاعات‌ ژنوتیپی‌ افراد بطور دقیق‌ قابل‌ ارزیابی‌نمی‌باشد بلکه‌ برآوردی‌ از آن‌ از طریق‌ فنوتیپ‌ و خویشاوندان‌ امکانپذیر است.
‌‌‌‌شناخت‌ ملکولی‌ ژنهائی‌ که‌ بزرگ‌ اثر هستند ممکن‌ است‌ دیدگاه‌ جدیدی‌ برای‌ بهبود ژنتیکی فراهم‌ کند . علم‌ ژنتیک‌ ملکولی‌ در اصلاح‌ نژاد می‌کوشد با پرده‌برداری‌ از سیما و ساختار ژنها،نقش‌ دقیق‌ آنها را در تولید حیوان‌ شناسائی‌ و چگونگی‌ تغییراتشان‌ را در سطح‌ مولکولی‌ بررسی‌ نماید.
‌‌‌‌شناسائی‌ طبیعت‌ کنترل‌ صفات، نه‌ تنها دستاوردهای‌ علمی‌ عمده‌ای‌ را به‌ همراه‌ داشته‌ بلکه برنامه‌های‌ اصلاحی‌ را به‌ یک‌ بازده‌ مناسب‌ هدایت‌ خواهد نمود که‌ این‌ دیدگاه‌ به‌ عنوان‌ انتخاب‌ به‌کمک‌ نشانگر(۸) مشهور است‌. ژنتیک‌ ملکولی‌ و بیوشیمی‌ شکاف‌ و نقایص‌ ژنتیک‌ کمی‌ راپر کرده‌ و درک‌ ما را از علل‌ تغییرات‌ کمی‌ در سطح‌ ژن‌ بالا برده‌ است.
‌‌‌‌در برنامه‌های‌ اصلاح‌ نژاد، مارکر یا نشانگر مولکولی‌ عبارتست‌ از تفاوت‌ در توالی نوکلئوتیدهایDNA ‌ که‌ این‌ تفاوت‌ دارای‌ توارث‌ مندلی‌ است‌ این‌ قطعه‌ ویژه‌ متعلق‌ به‌ ژن‌ یا ژنهائی‌است‌ که‌ بطور معنی‌داری‌ در تنوع‌ بین‌ حیوانات‌ سهیم‌ هستند و در نتیجه‌ ممکن‌ است‌ بین‌ قطعه‌ویژه‌ای‌ که‌ نتاج‌ از والدین‌ دریافت‌ می‌نمایند و عملکرد نتاج‌ یک‌ ارتباط‌ مشاهده‌ شود در نتیجه‌می‌توان‌ نتاج‌ را براساس‌ قطعه‌ کروموزومی‌ که‌ ازوالدین‌ دریافت‌ کرده‌اند انتخاب‌ کرد .
‌‌‌‌بنابراین‌ خود نشانگر معمولا روی‌ عملکرد حیوان‌ بی‌تاءثیر است‌ ولی‌ با یک‌ ژن‌ تاءثیرگذارروی‌ عملکرد حیوان‌ یا توالی‌ مجاور متصل‌ بهQTL ‌آن‌ را ارزشمند می‌کند. ما با استفاده‌ از نشانگرژنتیکی‌ مستقیماإ روی‌ تنوع‌ ژنتیکی‌ نگرش‌ داشته‌ و با شناسائی‌ تنوع‌ در سطحDNA ‌ قادر خواهیم‌ بودتفاوت‌ صحیح‌ ژنتیکی‌ دو فرد را بررسی‌ کنیم.
‌‌‌‌روش‌ مناسب‌ ترکیب‌ اط‌لاعات‌ حاصل‌ از نشانگرهای‌ ژنتیکی‌ با روشهای‌ آماری‌ می‌باشد
باعث‌ افزایش‌ دقت‌ و کاهش‌ فاصلهِ نسل‌ و نهایتاإ افزایش‌ پاسخ‌ به‌ انتخاب‌ می‌گردد ‌‌‌‌مزیت‌ انتخاب‌ به‌ کمک‌ نشانگر در یک‌ صفت‌ نسبت‌ به‌ روشهای‌ انتخاب‌ براساس‌ فنوتیپ بستگی‌ به‌ وراثت‌پذیری‌ صفت‌ دارد. انتخاب‌ براساس‌ نشانگر در موارد زیر مفید است:
- وراثت‌ پذیری‌ صفت‌ کم‌ باشد
- صفت‌ محدود به‌ جنس
- صفت‌ در ابتدای‌ زندگی‌ باشد
- اط‌لاعات‌ از والدین‌ جمعیت‌ حاضر وجود نداشته‌ باشد.
- صفات‌ لاشه‌ یا صفاتی‌ که‌ اندازه‌گیری‌ آن‌ مشکل‌ و پرهزینه‌ است‌
‌‌‌‌عیب‌ انتخاب‌ براساس‌ نشانگر فقط‌ در احتمال‌ نوترکیبی‌ است‌ که‌ سودمندی‌ آن‌ را کاهش می‌دهد. از سه‌ راه‌ کلی‌ اط‌لاعات‌ مستقیم‌ بدست‌ آمده‌ از سطح‌ ژنها در برنامه‌های‌ اصلاحی‌ موِثراست:
- نشانگرها می‌توانند فاصله‌ نسلی‌ را کاهش‌ دهند و اجازه‌ دهند که‌ انتخاب‌ در مراحل‌ زودتری‌ اززندگی‌ صورت‌ گیرد
- دقت‌ انتخاب‌ را با فراهم‌ کردن‌ اط‌لاعات‌ بیشتر برای‌ تخمین‌ افزایش‌ می دهد.
- نشانگر شدت‌ انتخاب‌ را افزایش‌ داده‌ و اجازه‌ انتخاب‌ کاندیدهای‌ اصلی‌ را از میان‌ تعداد زیادی‌کاندیدا برای‌ انتخاب‌ فراهم‌ می‌کند.
Denise‌‌‌‌ ۱۹۹۸در یک‌ گزارش‌ از مرور منابع،QTL هائی‌ که‌ در جمعیتهای‌ گاو مشخص‌ شده بودند را بررسی‌ نمودند. در گاوهای‌ گوشتیQTL ‌هائی‌ برای‌ وزن‌ تولد، رشدشاخ، رشد قبل‌ ازشیرگیری‌ و چربی‌ پیدا شده‌ که‌ اینQTL ‌ها با مارکرهای‌ ژنتیکی‌ همبستگی‌ نشان‌ داده‌اند.همچنین‌ در گاو برای‌ تشخیص‌ هیپرتروفی‌ ماهیچه و بیماری‌ پومپ(۱۱) از نشانگرهای‌ ژنتیکی‌مستقیم‌ آن‌ استفاده‌ می‌شود. علاوه‌ بر این‌ در گاوهای‌ شیر ده‌ مارکرهای‌ پیوسته‌ای‌ برای‌ شیر وترکیبات‌ آن، تولید پنیر و بیماریBLAD ‌ گزارش شده‌ است‌.
‌‌‌‌در خوکQTL ‌هائی‌ برای‌ باروری، رشد از تولد تا۳۰ کیلوگرمی، چربی‌ پشتی‌ و شکمی گزارش‌ شده‌ است.
کاربرد نشانگرهای‌ ژنتیکی‌ در آزمون‌ نتاج‌
‌‌‌‌در آزمون‌ نتاج‌ نرهای‌ جوانی‌ که‌ از نرها و ماده‌های‌ با ارزش‌ اصلاحی‌ بالا حاصل‌ شده‌است براساس‌ عملکرد۵۰-۱۰۰عدد از دخترانشان‌ آزمون‌ می‌گردند. در آزمون‌ نتاج‌ زمان‌ طولانی‌ صرف‌می‌شود بطوری‌ که‌ ۵-۶ سال‌ برای‌ تایید(proof) کاندیدا صرف‌ شود. تخمین‌ ارزش‌ اصلاحی‌ نرها ازروی‌ رکورد دختران‌ به‌ هزینه‌ای‌ بالغ‌ بر ۴۵۰۰۰ دلار به‌ ازای‌ هر نر نیاز دارد و تنها ۱۰% از نرهای‌آزمون‌ شده‌ در یک‌ برنامهِ اصلاحی‌ انتخاب‌ می‌شوند.‌‌‌‌اگر چه‌ این‌ روش‌ به‌ طور موِثر شایستگی‌ ژنتیکی‌ گله‌ را بهبود می‌بخشد ولی‌ روشهائی‌ که‌ در آن ارزش‌ اصلاحی‌ یک‌ حیوان‌ سریعتر تشخیص‌ داده‌ شود ضروری‌ به‌ نظر می‌رسد .‌‌‌‌امروزهQTL ‌ به‌ عنوان‌ اط‌لاعاتی‌ که‌ می‌توان‌ برای‌ انتخاب‌ افراد براساس‌ ژنوتیپ‌ استفاده‌ کرد
برای‌ سرعت‌ بخشیدن‌ به‌ برآورد ارزش‌ اصلاحی، مطرح‌ گردیده‌ است.
تاءثیر انتخاب‌ روی‌ ژنهای‌ بزرگ‌ اثر
VAN Arendonk‌‌‌‌ و(۱۹۹۵)Bovenguisگزارش‌ کردند با توجه‌ به‌ اینکه‌ انتخاب‌ براساس نشانگر باعث‌ افزایش‌ فراوانی‌ ژنهای‌ بزرگ‌ اثر می‌شود، فقط‌ در پنج‌ نسل‌ این‌ سودمندی‌ ادامه‌ خواهدداشت‌ و در زمان‌ طولانی، فراوانی‌ اللهای‌ مطلوبQTL ‌ تثبیت‌ می‌شود. لذا در دراز مدت‌ بهتر است‌که‌ از اط‌لاعاتQTL ‌ کمتر استفاده‌ شود .
‌‌‌‌برآورد ارزش‌ اصلاحی‌ حیوانات‌ با استفاده‌ از روشهای‌ موِثری‌ چونBLUP ‌که‌ مبنای رکوردهای‌ فنوتیپی‌ افراد می‌باشد باعث‌ افزایش‌ همخونی‌ و همچنین‌ کاهش‌ اندازهِ موِثر جمعیت‌می‌شود.
‌‌‌‌درBLUP ما با تغییر فراوانی‌ ژنهای‌ کوچک‌ اثر، تنوع‌ ژنتیکی‌ را کاهش‌ نخواهیم‌ داد ولی‌ انتخاب‌ براساس‌ نشانگر که‌ هدف‌ آن‌ افزایش‌ ژنهای‌ بزرگ‌ اثرQTLاست، اعمال‌ شود این‌ استراتژی‌فقط‌ برای‌ انتخاب‌ کوتاه‌ مدت‌ (حداکثر ۵ سال) مفید خواهد بود
‌‌‌‌بهرحال‌ در هر دو روش‌ انتخابBLUP ‌ و انتخاب‌ براساس‌ نشانگر آللهای‌ مثبت،QTL جمعیت‌ تثبیت‌ می‌شود و حداکثر پاسخ‌ ممکن‌ برایQTL ‌ بدست‌ می‌آید با این‌ تفاوت‌ که‌ روشهای‌متداول‌ آماری، تفاوت‌ انتخاب‌ کمتری‌ را برای‌ تثبیت‌ ژنهای‌ بزرگ‌ اثر اختصاص‌ می‌دهند و در نتیجه‌در انتخاب‌ دراز مدت‌ روش‌ مبتنی‌ برBLUP نسبت‌ بهMAS ‌ مفیدتر خواهد بود . منبع: آرش جوانمرد. بررسی چند شکلی ناحیه پروموتور ژن گیرنده هورمون رشد در گاوهای سیستانی. پایان نامه کارشناسی ارشد- دانشگاه تهران. ماخذ :www.parbiology.com