نقش صنعت اسب در اجرای فرآیند اصلاح نژاد

ارسال شده توسط: vurudedashboard/ 108 0

در این مقاله سعی داریم در خصوص نقش هر یک از بخش‌های صنعت اسب در اجرای فرآیند اصلاح نژاد صحبت کنیم. شاید دانستن نقش هر بخش، ارگان یا فرد دخیل در این صنعت بتواند ما را در یافتن و ادامه راه اصلاح نژاد کمک نماید.

همانطور که در مقاله قبل گفته شد سه اصل مهم برای آغاز فرآیند اصلاح نژادی باید حتما ایجاد شود و سپس وارد فاز اصلاح نژادی گشت. اکنون فرض را بر این خواهیم گذاشت که آن سه اصل (اهداف اصلاحی، بزرگ بودن جمعیت و بکار گیری متخصصین اصلاح نژاد) فراهم شده و ما وارد مراحل اصلاح نژاد شده ایم.

به طور کلی مراحل اصلاح نژاد را می توان به عنوان یک چرخه 5 مرحله ای در نظر گرفت. در این چرخه اولین مرحله، تعیین اهداف اصلاح نژاد می باشد. در تعیین اهداف اصلاح نژاد فقط و فقط اسبداران به طور مستقیم و یا غیر مستقیم (انجمن های نژادی) می توانند دخیل باشند.

جواب به این سوال که چرا باید اهداف توسط اسبداران تعیین شوند این است که جامعه هدف نیز خود اسبداران می باشند. از آنجایی که هدف اصلاح نژاد، ایجاد محصولی است که مورد پسند مصرف کننده باشد، بنابراین اهداف هم باید توسط خود تولید کنندگان و مصرف کنندگان تعیین گردند تا محصول مورد پسند باشد.

در مرحله دوم، باید جامعه اسب مورد اصلاح نژاد دارای پتانسیل اصلاح نژادی گردد. این مرحله مهمترین و حساس ترین مرحله برای اصلاح نژاد می باشد. در این مرحله تقریبا تمامی بخش ها درگیر بوده و باید برای تحقق آن تلاش نمایند.

در این مرحله اسبدار و انجمن های نژادی، کار اصلی که شامل رکورد برداری است را بر عهده دارند. موسسه به عنوان متولی اصلی برای هویت بخشی نقشی مهم در ایجاد و تشکیل شجره ها خواهد داشت. فدراسیون با برگزاری مسابقات رکورد های ورزشی را برای اسبداران فراهم خواهد نمود. و در نهایت متخصصین اصلاح نژاد با توجه به اصلاح نژاد صفات مهم را شناسایی و به اسبدارن منتقل نموده و در جمع آوری درست این اطلاعات کمک می نمایند.

در محله سوم، با توجه به رکوردهای جمع آوری شده متخصصین اصلاح نژاد باید اقدام به برآورد ارزش های اصلاحی برای صفات مهم نموده و اسب ها را با توجه به پتاسیل های آنها ارزیابی نمایند. در این مرحله برای تمام صفات اقتصادی مهم باید ارزش اصلاحی برآورد گشته و اسب ها برای این صفات رتبه بندی گردند.

در مرحله چهارم، اسب های برتر با توجه به پتانسیل آنها و اهداف اصلاح نژادی انتخاب گردند تا در نسل های بعد، بهبود برای صفات هدف ایجاد گردد.  این بهبود با توجه به میزان وراثت پذیری، بزرگی جامعه، دقت رکورد برداری و … تحت تاثیر می باشد. در این مرحله متخصصین اصلاح نژاد می توانند بهترین اسب ها برای رسیدن به اهداف اصلاح نژاد را شناسایی و موسسه با دادن کارت سیلمی به آنها و نیز اسبداران با بکار گیری این اسب ها موجب بهبود تولیدات در نسل های بعد گردند.

در مرحله پنجم، پس از ایجاد نسل های بعد و بررسی نتایج حاصل در آنها اقدام به ارزیابی و محاسبه میزان پیشرفت می گردد. با توجه به این نتایج اهداف اصلاح نژادی دوباره بازبینی شده و فرآیند اصلاح نژاد مجددا اجرا میگردد. در این مرحله تمامی بخش ها شامل، اسبداران، انجمن ها، موسسه، متخصصین اصلاح نژاد و فدراسیون دخیل هستند.

در شکل زیر یک نمای کلی از این فرآیند نشان داده شده است.

نکته بسیار مهم در این فرآیند اصلاح نژادی این است که هیچ کار اصلاح نژادی بدون همکاری و همدلی تمام بخش ها انجام شدنی نخواهد بود. با توجه به این اصل باید تمام بخش ها با کمک و همکاری یکدیگر برای رسیدن به این هدف مهم اقدام نمایند.

Mahmoud Amiri

Research Assistant (Ph.D in Animal Genetics & Breeding),

Department of Animal Science,

Safiabad-Dezful Agricultural and Natural Resources Research and Education Center,

Agricultural Research, Education & Extension Organization (AREEO),

Dezful, IRAN

E-mail: mahmood.amiri225@gmail.com

آزمایشگاه

اهمیت ژنوتایپینگ

ارسال شده توسط: vurudedashboard/ 143 0

در این مقاله به دلیل اهمیت ژنوتایپینگ،  در خصوص تکنولوژی های ژنوتایپینگ و روش انجام آنها صحبت خواهیم کرد.

در خصوص ژنوتایپینگ باید گفت که یکی از مهمترین تکنیک های ژنتیکی و پرکاربرد ترین آنها می باشد. به هر روشی که بتوان تفاوت های ژنوم بین افراد یک گونه یا افراد بین گونه ها را شناسایی نمود ژنوتابپینگ گفته میشود.

برای مثال در اسب با استفاده از میکروستلایت ها موجود در چند جایگاه تفاوت‌های ژنتیکی اسب‌ها مورد بررسی قرار میگیرد که جزو روش های ژنوتایپینگ قرار گرفته میشود. اما در این مقاله در خصوص تکنولوژی‌های ژنوتایپین مبتنی بر چیپ (Chip) صحیت خواهیم کرد. در این تکنولوژی به طور همزمان می توان از چندصد تا چندین میلیون جایگاه ژنوم را به صورت همزمان ژنوتایپ نمود تا در بحث های ژنتیکی از این اطلاعات استفاده گردد.

برای انجام این روش نیاز به شناسایی جایگاه های ژنومی که دارای پلیمورفیسم هستند می باشد. پس از شناسایی جایگاه ها، با تکنولوژی های پیچیده و پیشرفته تمامی این جایگاه ها بروی تراشه هایی که اصطلاحا چیپ گفته می شوند قرار گرفته می شوند. با استفاده از خوانش این چیپ ها اقدام به ژنوتایپینگ می نمایند.

برای کاربردی بودن این روش ها همین کافی است که بدانیم از شروع پروژه توالی یابی انسان با پیدایش این روش های میزان هزینه توالی یابی ژنوم انسان از حدود سال 2000 تا سال 2016 به میزان 50000 برابر ارزان تر گردید.

برای مثال در حال حاضر توالی یابی کل ژنوم انسان زیر 1000 دلار بوده و این قیمت هنوز در حال کم شدن است. ژنوم اسب برای اولین بار در سال 2009 توالی یابی شد. این پروژه توسط چندین کشور شامل آمریکا، آلمان، ژاپن، استرالیا، ایتالیا و .. صورت گرفت.

دانستن ژنوم اسب اولین قدم برای طراحی میکروچیپ های ژنوتایپینگ است. چون باید ابتدا ژنوم کامل توالی یابی شده تا نقشه ژنوم دردست بوده باشد و نیز جهش های کل ژنوم شناسایی شده تا براساس این اطلاعات چیپ ها طراحی شوند.

در این پروژه مشخص شد که ژنوم اسب بیش از 20000 ژن کد کننده پروتئین و نیزبیش از 23 میلیون جهش وجود دارد. اندکی بعد از این توالی یابی اولین چیپ ژنوتایپینگ برای اسب توسط شرکت Illumina تحت عنوان Illumina EquineSNP50 BeadChip طراحی گردید. در این چیپ که در سال 2012 طراحی شد، به طور همزمان 50000 جایگاه ژنوم را ژنوتایپ می گردید. در این چیپ تنها از اطلاعات 7 نژاد مختلف که شامل Akhal-Teke، Arabian، Andalusian، Icelandic، Standardbred، Thoroughbred  و Quarter Horse استفاده شد. این تعداد کم نژاد باعث می شد تا ژنوم به طور کامل پوشش داده نشده و دقت ژنوتایپینگ جهت پویش کل ژنومی کاهش یابد. مدت بسیار کوتاهی پس از آن چیپ دیگری تحت عنوان Illumina Equine SNP70 BeadChip وارد بازار شد که کمی بیش از 65000 جایگاه ژنوم را پوشش میداد. کمی بعد با معرفی چیپ 74k تعداد جایگاه ها به 74000 افزایش یافته و سعی گردید از نژاد های بیشتری برای طراحی آن استفاده شود. اما در سال 2017 با معرفی چیپ 670k که با استفاده از 24 نژاد مختلف طراحی شد قدرت پوشش ژنوم اسب توسط این تکنولوژی بسیار افزایش یافت.  برای طراحی این چیپها از تکنولوژی BeadChip استفاده گردید. به صورت خلاصه در شکل زیر به صورت شماتیک نحوه ژنوتایپینگ با استفاده از این تکنولوژی نشان داده شده است:

به صورت خلاصه این فرآیند طی 3 روز انجام می شود. در روز اول نمونه ژنوم مورد آزمایش به قطعات کوچکتر شکسته شده و تکثیر می شوند تا تعداد کافی از این قطعات داشته باشیم. در روز دوم نیز BeadChip ها آماده شده و فرآیند هیبرید شدن بین DNA نمونه و BeadChip ها انجام می شود. در روز سوم هم مراحل خوانش ژنوم با استفاده از فرایند تکثیر و مشاهده ژنوتایپ های مورد نظر در هر جایگاه ژنوم توسط لیزر انجام می گیرد. که در نهایت این خوانش ها توسط نرمافزار های مربوطه به ژنوتایپ ترجمه میگردند. در شکل زیر می توانید نحویه ساخته شدن یک BeadChip را مشاهده کنید:

برای فهم بهتر مطلب فیلم آموزشی که به زبان انگلیسی است را برای شما به اشتراک گذاشته ام. قیمت ژنوتایپ کردن با این روش برای مثال BeadChip 670k در حدود 200 تا 250 دلار می باشد. این قیمت ها در آینده همچنان سیر نزولی خواهند داشت و شاید در آینده ای نه چندان دور به جایی برسیم که هزینه این ژنوتایپ کردن آنقدر کاهش یابد که تمامی اسب ها دارای این اطلاعات باشند. با عرض پوزش اگر مطلب کمی برای برخی دوستان از نظر علمی مشکل بود.

محمود امیری

تنوع اسب ها

عوامل ایجاد‌کننده تنوع

ارسال شده توسط: vurudedashboard/ 115 0

با توجه به اهمیت تنوع صفات در اسب تلاش میکنیم در این مقاله توضیحات مختصر و ساده ای از نحوه ی تفکیک عوامل ایجاد کننده تنوع خدمت شما عزیزان ارائه بدهیم.

DNA مختصر واژه ی Deoxyribonucleic acid می باشد و عامل اصلی توارث صفات در نسل های متوالی می باشد. به عبارت دیگرعامل اصلی شباهت بین افراد (با در نظر نگرفتن محیط مشابه)، شباهت در توالی این ماده وراثتی می باشد. DNA طی سه مرحله در ایجاد موجود زنده نقش دارد:

1) همانند سازی DNA با استفاده از مکانیسم همانند سازی نیمه حفاظتی

2) رونویسی بصورت تک جهتی از الگوی DNA که باعث تولید RNA پیامر یا mRNA می شود

3) ترجمه mRNA به یک پلیمر خطی از اسیدها آمینه (پروتئین ها). که می توان به صورت زیر نشان داد:

DNA → RNA → protein

در عمل این پروتئین ها هستند که موجب بروز صفات در موجودات می شوند. تفاوت در الگوی بیان این پروتئین ها و نیز تفاوت در نوع پروتئین‌ها و نیز در محتوای سلولی آنها موجب تفاوت در افراد و تفاوت بین نژاد ها و حتی گونه ها می شود.

وقتی صحبت از حیوانات یک نژاد (مثلا اسب ترکمن) میشود ما به دنبال تفاوت در میزان بیان این پروتئین‌ها و نیز تفاوت‌های بسیار جزئی در ساختار پروتئین ها هستیم. این تفاوت ها در ساختار و الگوی پروتئین‌ها درون افراد یک نژاد با توجه به نوع صفت و میزان تاثیر پذیری از محیط میتواند موجب ایجاد تنوع در افراد شود.

برای مثال می بینیم اسبی نسبت به اسب دیگر دارای استقامت بیشتری است اما هردو از یک نژاد هستند. اما سوال اصلی اینجاست که نقش محیط و ژنتیک در بروز تفاوت بین صفات در کجای این فرآیند است؟

جواب ساده است اما تفکیک این دو بسیار دشوار می باشد. همانطور که گفتیم دو عامل موجب تفاوت در صفات بین افراد یک نژاد و گونه می شود:

1) میزان بیان پروتئین ها (الگوی بیانی آنها)

2) تفاوت های جزئی در ساختار پروتئین ها.

محیط از طریق عامل اول موجب تفاوت بین افراد می شود. برای مثال پروتئین میوستاتین نقش بسیار زیاد در عضلات دارد. میوستاتین با مهار کردن توانایی رشد سلول‌های عضله، رشد کلی عضله را محدود می‌کند. اگر فرض کنیم با کاهش بیان آن عملکرد عضلات بهبود میابد پس می توان گفت اگر عوامل محیطی مانند تغذیه موجب شوند تا این پروتئین کمتر بیان شوند (مثلا کاهش سطح چربی در جیره) پس حیوان عضلاتی نیرومند تر خواهد داشت و در مسابقات عملکرد بهتری نشان خواهد داد.

ژنتیک از هر دو طریق می تواند باعث ایجاد تفاوت در صفات شود (هم بیان و هم تفاوت در ساختار پروتئین). برای مثال فرض کنیم جهشی در نواحی تنظیمی این ژن وجود دارد که می تواند میزان بیان آن را بدون توجه به محیط کاهش دهد. پس ژنتیک (جهش در ناحیه تنظیمی) باعث کاهش بیان و بهبود عملکرد عضلات شده است.

دوباره فرض میکنیم جهشی در این پروتئین وجود دارد که باعث تغییر در ساختار این پروتئین شده و عملکرد آن را مختل کرده و در نتیجه با وجود بیان مشابه بین دو فرد ولی چون در یکی از آن دو فرد جهش در ساختار پروتئین وجود دارد پس عملکرد نداشته و این حیوان دارای عضلات بهتر می باشند.

در اسب به این ژن، ژن سرعت نیز گفته می شود. برای مثال اسب هایی که دارای آلل c هستند دارای سرعت بیشتری نسبت به اسب هایی که آلل t هستند. برای مثال در شکل زیر تفاوت دو نژاد مختلف که دارای تفاوت در این ژن هستن را می تواند مشاهده کنید:

در سمت چپ نژاد دارای این جهش و در سمت چپ نژاد فاقد این جهش می باشد. مطالعات نشان داده که به طور کلی فراوانی این جهش ژنی در نژاد های باری بیشتر می باشد.

اصلاح نژاد به دنبال تفکیک اثر محیط از اثر ژنتیک بوده تا با استفاده از این عوامل در انتخاب والدین نسل بعد موجب بهبود در عملکرد حیوانات شود. یکی از ابزار های بسیار موثر در شناسایی و تفکیک اثرات ژنتیکی استفاده از اطلاعات ژنومی با بکارگیری تکنولوژی های جدید جهت ژنوتایپینگ  (Genotyping) می باشد. در جلسه آینده تلاش میکنیم تا این تکنولوژی ها را معرفی و به صورت مختصر توضیح دهیم.

محمود امیری

متخصص اصلاح نژاد