بخشی از مقاله
چکیده
نواحی ژنومی حامل چند شکلی هاي مرتبط با تنوع در صفات آمی اصطلاحا" QTL نام دارند. ﲢلیل مولکوﱄ صفات آمی بطور سنﱵ با استفاده از ﲢلیل پیوستگی براي ترسیم نقشه QTL و سپس بررسی رابطه ژهناي آاندیدا در نزدیکی موقعیت QTL و صفت مورد نظر اﳒام می شود. ﲢقیق حاضر ﳕونه اي از آاربرد این روش جهت ﲢلیل مولکوﱄ صفت تردي گوشت گاو می باشد. سه خانواده ناتﲏ پدري شامل 356 حیوان براي تعداد 189 نشانگر ریزماهواره اي تعیﲔ ژنوتیپ شدند. تردي گوشت بر حسب نﲑوي برش وارنر-براتزلر روي گوشت حیوانات اندازه گﲑي شد. با استفاده از روش ﲢلیل پیوستگی، دو QTL موثر بر تردي گوشت گاو تشخیص داده شدند.
یکی از این QTL ها بر روي آروموزوم 2 و دیگري بر روي آروموزوم 29 و به ترتیب در نزدیکی ژهناي عامل ﲤایز رشد - GDF8 - 8 و آالپﲔ 1 واقع شده بودند. ﲢلیل مولکوﱄ اثرات این QTL ها نشان داد آه ارتباط معﲏ داري بﲔ تردي گوشت و ژنوتیپ حیوانات در SNP316 از ژن آالپﲔ 1 و SNP433 از ژن GDF8 وجود دارد. پیشرفت هاي اخﲑ در فن آوري DNA به خصوص اﳚاد نقشه هاي ژنتیکی مﱰاآم مبتﲏ بر چند شکلی هاي تک نوآلوتیدي - SNPs - و ﳘچنﲔ توسعه روشهاي نقشه یابی دقیق QTL با استفاده از عدم تعادل پیوستگی، امکان ﲢلیل دقیق تر صفات پیچیده را بوجود آورده است. بنابراین، زمینه جدیدي در عرصه بیوتکنولوژي براي ﲢلیل مولکوﱄ صفات اقتصادي اﳚاد شده آه نتایج حاصل از آن می تواند در برنامه هاي اصلاح نژادي به منظور تولید فراورده هاي بیولوژیک دامی مورد استفاده قرار گﲑد.
مقدمه
هزینه زیاد یا مشکل بودن رآورد برداري براي برخی از صفات اقتصادي عامل ﳏدودآننده در بود ژنتیکی آهنا با استفاده از روشهاي سنﱵ اصلاح نژاد آه فقط از داده هاي فنوتیپی براي ارزیابی ژنتیکی حیوانات استفاده می آنند، می باشد. فن آوري هاي مولکوﱄ به شکل نشانگرهایی آه تفاوت افراد را در سطح DNA آهنا نشان می دهند، می توانند نقش مهمی در بود ژنتیکی این صفات پیچیده از طریق انتخاب به آمک نشانگر یا ژن داشته باشند. نواحی ژنومی حامل چند شکلی هاي مرتبط با تنوع در صفات آمی اصطلاحا QTL نام دارند. میزان دسﱰسی به ابزار مولکوﱄ، روش و طرح
مورد استفاده براي ترسیم نقشه QTL را تعیﲔ می آند. تاآنون عمده مطالعات براي آنالیز QTL مبتﲏ بر ریزماهواره ها بوده است.
تراآم
این نشانگرها طوري است آه فقط امکان استفاده از ﲢلیل پیوستگی را براي بررسی ﳘبستگی QTL و نشانگر فراهم می ﳕاید. این نیازمند استفاده از طرح هاي آزمایشی ﳘانند تلاقی لاین ها یا خانواده هاي ناتﲏ دارد. به ﳏض یافﱳ ناحیه اي از ژنوم آه حامل QTL است، نشانگرهاي بیشﱰي در آن ناحیه قرار داده تا ترسیم دقیق تر ﳏل QTL امکان پذیر گردد. در هنایت ژهناي آاندید موجود در ناحیه هدف، مورد بررسی قرار می گﲑند. این فرآیند چند مرحله اي براي ﲢلیل مولکوﱄ صفات آمی ناآارآمد و پرهزینه بنظر می رسد. ﲢقیق حاضر ﳕونه اي از آاربرد این روش چند مرحله اي را به منظور ﲢلیل مولکوﱄ دو QTL موثر بر آیفیت گوشت گاوهاي گوشﱵ ارائه می ﳕاید و آارآیی روشهاي موجود و روشهاي مبتﲏ بر فن آوري هاي جدید DNA را مورد ﲝث قرار می دهد.
مواد و روش ها
در این ﲢقیق براي ارائه یک مثال در مورد امکان ﲢلیل مولکوﱄ صفات آمی، صفت تردي گوشت آه یک صفت پیچیده اي است انتخاب گردید. داده هاي آزمایشی مورد استفاده در این ﲢقیق در طی پروژه دیویس 1 در دانشگاه آدلاید اسﱰالیا ﲨع آوري گردید. طرح آزمایشی مورد استفاده یک طرح ناتﲏ پدري شامل سه خانواده بود. بطور متوسط سه والد نر براي 189 نشانگر ریزماهواره اي هﱰوزیگوت بودند لذا ﲤامی 356 نتاج براي 189 نشانگر تعیﲔ ژنوتیپ شدند. اندازه گﲑي مکانیکی تردي گوشت بر حسب نﲑوي برش وارنر-براتزلر - 1 - 2 یکی از روشهاي متداول تعیﲔ تردي گوشت است.
لذا این خصوصیت روي دو نوع عضله M. longissimus dorsi - LD - - و - M. semitendinosus - ST - نتاج در روزهاي 1، 5، 12 و 26 بعد از آشتار اندازه گﲑي شد . به منظور تشخیص QTL با استفاده از ﲢلیل پیوستگی، از روش نقشه یابی درون فاصله اي مبتﲏ بر رگرسیون ساده - 3 - استفاده شد. مدل آماري مورد استفاده براي بررسی اثر ژن هاي آاندیدا بر تردي گوشت شامل اثر ثابت ژنوتیپ، نژاد مادر، سال تولد، اثر جنس اثر ثابت پدر و ﲤامی اثرات متقابل دو طرفه بود.
نتایج و ﲝث
با استفاده از ﲢلیل پیوستگی دو QTL یکی بر روي آروموزوم 2 و دیگري بر روي آروموزوم 29 شناسایی شدند - شکل - 1 آه ژهناي آاندید براي اثر این دو QTL به ترتیب ژن عامل ﲤایز رشدي - GDF8 - 8 و ژن آالپﲔ 1 - CAPN1 - بودند. آالپﲔ 1 آد آننده ﲞشی از پروتئاز میکروآالپﲔ است آه نقش مهمی در فرآیند تردي گوشت بعد از آشتار دام دارد. تواﱄ یابی آامل این ژن اﳒام شده و تعداد 38 چند شکلی تک نوآلوتیدي - SNP - در قسمت اگزون و اینﱰون آن از ﲨله SNP316 در اگزون 9 ژن گزارش شده آه یک جایگزیﲏ سیتوزین - C - ﲜاي گوانﲔ - G - بوده و منجر به جایگزیﲏ آلانﲔ ﲜاي گلایسﲔ در ساختار پروتئاز می گردد .
- 4 - بررسی اثرات ژنوتیپی این SNP - ژنوتیپ هاي GG، GC و - CC نشان داد آه آلل C باعث آاهش میزان نﲑوي برش وارنر -براتزلر - افزایش تردي گوشت - هر دو نوع عضله مورد مطالعه گردیده است - جدول . - 1 تاآنون براي ژن GDF8 تعداد 9 جهش گزارش شده آه یکی از آهنا SNP433 در اگزون 1 این ژن بوده و در واقع یک جایگزیﲏ آدنﲔ - A - ﲜاي سیتوزین - C - است و منجر به جایگزیﲏ لوسﲔ ﲜاي فنیل آلانﲔ در ساختار پروتئﲔ می گردد - . - 2 از آﳒا آه هر سه والد نر مورد مطالعه در این ﲢقیق از ﳊاظ این SNP هﱰوزیگوت بودند، ﳘبستگی آن با تردي گوشت نتاج مورد بررسی قرار گرفت. اثرات ژنوتیپی - ژنوتیپ هاي CC، AC و - AA این SNP بر تردي عضله ST معﲏ دار بود و آلل A باعث آاهش میزان نﲑوي برش وارنر-براتزلر - افزایش تردي گوشت - این عضله گردید - جدول - 1 وﱄ تاثﲑ معﲏ داري بر تردي عضله LD نداشت آه احتمالا دلیل آن متفاوت بودن میزان بافت پیوندي در دو عضله می باشد. علاوه بر این, دو ماهیچه از ﳊاظ بیوشیمایی متفاوت می باشند بطوریکه LD یک عضله اآسیداتیو است و ST یک عضله گلیکولیتیک است.
اگرچه در این ﲢقیق روش سنﱵ چند مرحله اي براي ﲢلیل مولکوﱄ صفات آمی مورد استفاده قرار گرفت اما با توجه به پیشرفت هاي جدید در فن آوري DNA به خصوص اﳚاد نقشه هاي ژنتیکی مﱰاآم مبتﲏ بر چند شکلی هاي تک نوآلوتیدي و تکنیک هاي آماري جدید براي مثال، روشهاي مبتﲏ بر عدم تعادل پیوستگی - LD - ، امکان ﲢلیل دقیق تر صفات آمی و توسعه آزمون هاي ﳐتلف ژنتیکی مرتبط با صفات پیچیده ای ﳘچون تردی گوشت بوجود آمده است. پروژه تواﱄ یابی ژنوم گاو با الگوبرداري از نتایج پروژه ژنوم انسان به پایان رسیده و هزاران SNP براي آن گزارش شده است. تعداد نشانگرهاي SNP در گوسفند در حال حاضر اندك است اما با توجه به پروژه بﲔ اﳌللی تواﱄ یابی در گوسفند، انتظار می رود تا پایان سال 2007 میلادي تعداد بیش از SNP 50000 در دسﱰس باشد.
روشهاي سریع براي تعیﲔ ژنوتیپ براي SNPs ﲞصوص روشهاي مبتﲏ بر اسپکﱰومﱰي جرمی2 بوجود آمده اند و انتظار می رود آه در آینده بسیار نزدیک هزینه تعیﲔ ژنوتیپ براي این نشانگرها حﱵ نسبت به هزینه تعیﲔ فنوتیپ نیز آمﱰ شود. بنابر این در آینده بسیار نزدیک روش LD جایگزین روش ﲢلیل پیوستگی خواهد شد. مزیت مهم روشLD این است آه نیاز به طرح آزمایشی از پیش تعیﲔ شده نداشته و مبتﲏ بر عدم تعادل موجود در ﲨعیت بوده و می توان از حیواناتی آه بطور معمول در برنامه هاي اصلاح نژادي تعیﲔ فنوتیپ می شوند، استفاده ﳕود. بنابراین، افق هاي جدیدي در عرصه بیوتکنولوژي براي ﲢلیل مولکوﱄ صفات آمی و استفاده از نتایج آن در برنامه هاي اصلاح نژادي و حﱵ تولید فراورده هاي بیولوژیک دامی فراهم گردیده است.
