بخشی از مقاله
چکیده
صفت وزن تولد و وزن 18 ماهگی با وراثتپذیری 0/45 و 0/13 گاو نجدی خوزستان با کمک زبان برنامهنویسی R شبیه سازی شدند. سپس با تزریق خطا به میزان 5 و 10 درصد به شجره اقدام به محاسبهی مقدار ارزش اصلاحی برآورد شده و بررسی تاثیر خطا بر روی شجره شد. برای تعیین اثر خطا بر شجرهی کامل و برآورد ارزش اصلاحی از نرم افزار Wombat استفاده شد. افزایش دقت و انتخاب دامهای برتر برای تشکیل نسلهای بعدی باعث افزایش در روند پیشرفت ژنتیکی و میانگین ارزش اصلاحی شد. هدف از انجام این تحقیق، پیشبینی ارزش اصلاحی و برآورد روند پیشرفت ژنتیکی دامها با استفاده از شجرهی کامل و شجره با 5 و 10 درصد نقص در شمارهی پدران بود. با حذف تصادفی 5 درصد از شجره پدر، روند پیشرفت ژنتیکی در وراثتپذیری با 0/13 و 0/45 به ترتیب 26/35 و 30/33 درصد و با 10 درصد خطا 32/41 و 34/3 درصد کاهش پیدا کرد. عدم تکامل و نقص شجره پدری سبب کاهش در روند پیشرفت ژنتیکی و برآورد ارزش اصلاحی شد.
مقدمه
گاو نجدی، در اصلاح نژاد میتوانند علاوه بر سازگاری با محیط، تولید مناسبی نیز داشته باشند. گاو نجدی، تنها توده گاو بومی مشخص استان خوزستان میباشد . - Rashidi, 1999 - وجود نژادهای مختلف در کشور و بروز اختلاط ژنتیکی بین آنها، نیاز به جمعآوری و ثبت مشخصات هریک را اجتنابناپذیر مینماید تا در صورت لزوم، امکان شناسایی و تفکیک آنها از یکدیگر وجود داشته باشد . - Zahedi, 2005 - وجود شجرهی کامل یکی از ابزارهای مهم در ارزیابی ژنتیکی صحیح حیوانات و موفقیت در برنامههای اصلاح نژادی است. اجداد حیوان که توسط شجره مشخص میشود حاوی اطلاعات مکتوب نسلهای گذشتهی دام است. در صورتی که در یک گله برای حیوانات شجرهی کاملی وجود داشته باشد، ارزیابیهای ژنتیکی در برنامه-های اصلاحی از موفقیت بیشتری برخوردار خواهد شد . - Parlato & Van Vleck., 2012 - ناقص بودن شجره سبب تشکیل ماتریس خویشاوندی ناصحیح شده و بر پیشبینی ارزشهای اصلاحی و برآورد پارامترهای ژنتیکی صفات تاثیر گذاشته است
و در نتیجه سبب اریب شدن برآوردها میشود . - Vatankhah et al., 2004 - از طرف دیگر ناقص بودن شجرهها از قابلیت مدل دام برای تصحیح اثر جفتگیری غیرتصادفی میکاهد. میزان تاثیر اطلاعات شجرهای گم شده به عواملی مانند میزان اطلاعات گمشده، توزیع شجره گمشده در بین گلهها، میزان استفاده از تلقیح مصنوعی، تعداد نسل یا عمق شجره و محدود به جنس بودن صفت بستگی دارد . - Abbasi, 2014 - مطالعات اخیر نشان داده که 3 تا 4 درصد کاهش در پیشرفت ژنتیکی به دلیل 10 درصد افزایش در خطاهای شجره در هر سال بوده است . - Tian et al., 2008 - با افزایش حجم میزان اطلاعات پدری گم شده، قابلیت اعتماد ارزشهای اصلاح و پاسخ به انتخاب و میانگین ارزشهای اصلاحی پیشبینی شده کاهش مییابد - Hanrder et . - al., 2005 معمولا نقص شجرهی پدری نسبت به نقص در شجرهی مادری باعث میشود مشکلات مهمتری در ساختار شجره و ارزیابی ژنتیکی ایجاد میکند . - Nilforshan et al., 2008 - اطلاعات نادرست شجره برآورد وراثتپذیری را تحت تاثیر قرار میدهد که این خود پیشرفت ژنتیکی را تحت تاثیر قرار میدهد . - Van Vleck, 1970 - از شبیهسازی میتوان در بررسی سیستمهای بزرگ و پیچیده، مدلسازی کامپیوتری، مدلسازی حیوانات آزمایشگاهی با محدودیت زمان و امکانات، در کلیه علوم و زمینهها بهره گرفت. مدلهای شبیهسازی که در اصلاح نژاد حیوانات استفاده میشود به دو صورت تصادفی یا مونته کارلو و مدل قطعی میباشد. با شبیهسازی در اصلاح نژاد میتوان استراتژهای مختلف انتخاب را با حداقل هزینه مقایسه کرد . - Naji Khouei et al., 2006 - هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر خطا بر روند پیشرفت ژنتیکی و میانگین ارزش اصلاحی میباشد.
مواد و روشها
برای بررسی تاثیر درصدهای گوناگون نقصان شجرهی پدر بر میزان پیشبینی ارزش اصلاحی و روند پیشرفت ژنتیکی در وراثتپذیریهای مختلف، با استفاده از زبان برنامهنویسی R یک جمعیت حیوانی شبیهسازی شد. پارامترهای مورد استفاده در این پژوهش بدین صورت میباشند که وراثتپذیری، واریانس فنوتیپی، واریانس ژنتیکی افزایشی و واریانس باقی مانده برای صفت وزن از شیرگیری به ترتیب 0/13 ، 1431/47، 186/091، 1245/378 و برای صفت وزن تولد به ترتیب 0/45 ، 7/77 ، 3/496 ، 4/273 میباشند. در این پژوهش از پارامترهای گاو نجدی خوزستان استفاده شد. تعداد دامهای جمعیت پایه 8500 راس شبیهسازی شد. در این جمعیت نر و مادههای برتر برای تولید نسل بعد انتخاب شدند. آمیزش نر و مادههای به صورت تصادفی انجام شد. در این برنامه شبیهسازی، فاصله نسل را 4 سال در نظر گرفتیم. که این فاصله با توجه به مطالعات و براساس جمعیت واقعی میباشد و بدین صورت میباشد که در جوامع بسته - - Closed population - جوامعی که مواد ژنتیکی از بیرون وارد جمعیت نمیشود - فاصله نسل را میتوان به صورت میانگین سن والدین در زمان تولد نتاج انتخابی آنها تعریف کرد. بعد از ایجاد 21 نسل، تمام اطلاعات شجره و عملکرد حیوانات حاصل شده برای جمعیت در یک فایل ذخیره شد. این فایل حاوی مقادیر مربوط به شمارهی دام، شمارهی پدر، شمارهی مادر، جنسیت، واریانس افزایشی ، واریانس باقی مانده و فنوتیپ دام میباشد. در این فایل دادههای شبیهسازی شده با استفاده از تابع Sample و تابع for به صورت تصادفی به مقدار0، 5، 10درصد از شمارهی پدرها صفر شده و برای هر وراثتپذیری و خطای مشخص یک فایل ذخیره گردید. یعنی با حذف تصادفی 5 و 10 درصد از 13849 دام شبیهسازی شده به ترتیب 693 و 937 از شمارهی پدران حذف شدند و به صورت فایلهای جداگانه ذخیره شدند. سپس این فایلها با استفاده از نرم افزار Wombat تجزیه و تحلیل گردید و پیشرفت ژنتیکی در وراثتپذیریهای مختلف و درصد خطاهای مشخص، از طریق مقایسه میانگین ارزش اصلاحی نسلهای گوناگون محاسبه شد.
نتایج و بحث
با اجرای برنامهی شبیهسازی فایل دادهها با 22349 دام که 8500 تا از این دامها جمعیت پایه را تشکیل دادهاند. با استفاده از زبان برنامه نویسی R، سه فایل ایجاد شد و هر فایل شامل 21 نسل میباشد. در هر کدام از فایلهای ایجاد شده حاوی0، 5 و 10 درصد از شمارهی پدر به صورت تصادفی حذف شدند و به صورت مجزا ذخیره گردیدند. روند پیشرفت ژنتیکی و میانگین ارزشهای اصلاحی برآورد شده وزن تولد و وزن 18 ماهگی بعد از 21 نسل در سطوح گوناگون حذف تصادفی شمارهی پدر در جدول 3 نشان داده شده است. میانگین ارزش اصلاحی واقعی صفات وزن تولد و 18 ماهگی در جمعیت شبیهسازی شده به ترتیب 14/014 و 100/833 بهدست آمد. با مشاهده جدول 1 میتوان دریافت با حذف تصادفی 5 درصد از شمارهی پدرها در هر دو صفت، با وراثتپذیری 0/13 و 0/45 روند پیشرفت ژنتیکی به ترتیب 26/35 و 30/33 و برای شجرهی با 10 درصد 32/41 و 34/3 درصد کاهش یافته است. در شجرهی با 5 درصد خطا، کاهش قابل توجهی نسبت به شجرهی کامل در میانگین ارزش اصلاحی مشاهده شد. نیز کاهش میانگین ارزشهای اصلاحی در اثر تشخیص هویت نادرست 0 تا 100 درصد شجرهی پدر را گزارش کردند . - Abbasi, 2014 - در روش حذف تصادفی، روند پیشرفت ژنتیکی با افزایش میزان نقص شجره کاهش پیدا کرده است. همانطور که مشاهده میشود به دلیل افزایش در انتخاب و انتخاب دامهای برتر برای نسلهای بعد، با افزایش نسل، افزایش در روند پیشرفت ژنتیکی حاصل شد ولی با افزایش درصد خطا کاهش در روند پیشرفت ژنتیکی اتفاق افتاده است.
همانطور که در جدول 3 مشخص است تاثیر نقص شجره بر صفتهای با وراثتپذیری بالا بیشتر است. در پژوهش عباسی و همکاران آمده است: حذف تصادفی 10 درصد شمارهی پدرها، میانگین ارزش اصلاحی برای صفت وزن از شیرگیری از 1/61 به 0/55 کیلوگرم و برای صفت افزایش وزن روزانه از 69/48 به 24/68 گرم تقلیل یافت . - Abbasi et al., 2014 - که با نتایج این تحقیق مطابقت دارد. نیز نشان داده که میزان کاهش در درصدهای گوناگون حذف اولیه زیاد و سپس به صورت تدریجی کم شده است. همچنین نتایج - 1986 - Gelderman et al. نشان دادهاند که شناسایی ناصحیح شجرهی پدر به میزان 15 درصد سبب میشود پیشرفت ژنتیکی برای صفاتی با وراثتپذیری 0/5 و 0/2 به ترتیب 9 و 17 درصد کاهش یافته است، که در وراثتپذیری پایین سیر نزولی کاهش پیشرفت ژنتیکی نسبتا بیشتر شده، مطابقت دارد. در یک وراثتپذیری خاص، هر چه اطلاعات شجره کاملتر و شامل نسلهای بیشتری باشد، روند پیشرفت ژنتیکی عدد بالاتری را نشان میدهد. برآورد روند پیشرفت ژنتیکی و مقایسه میانگین ارزش اصلاحی نسلهای گوناگون و
