تقديم به مادرم:
سنگ صبوري که الفباي زندگي به من آموخت
پروردگارا
نه ميتوانم موهايشان را که در راه عزت من سفيد شد، سياه کنم و نه براي دستهاي پينه بسته شان که ثمره تلاش براي افتخار من است، مرهمي دارم. توفيقم ده که هر لحظه شکر گزارشان باشم .
فهرست مطالب
عناوينصفحهچكيده فارسي…………………………………………………………………………………………………………………………………1فصل اول- كليات تحقيق1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………2 1-1- سوابق مربوط ………………………………………………………………………………………………………………………..3 1-2- اهداف تحقيق ………………………………………………………………………………………………………………………..4فصل دوم – مرور منابع، ادبيات پيشينه تحقيق2- طرح اصلاح نژادي داراي هسته…………………………………………………………………………………………………….62-1- مشخصات طرح اصلاح نژاد داراي هسته……………………………………………………………………………………62-2- انواع طرح‌هاي اصلاح نژادي داراي هسته…………………………………………………………………………………..62-2-1- سيستم دو لايه……………………………………………………………………………………………………………………62-2-2- سيستم چند لايه اي…………………………………………………………………………………………………………….72-3- بررسي سيستم‌هاي اصلاح نژادي مبتني بر هسته………………………………………………………………………….72-3-1- سيستم هسته‌ي بسته…………………………………………………………………………………………………………..72-3-2- سيستم هسته‌ي باز………………………………………………………………………………………………………………72-4- عوامل اصلي مؤثّر بر رشد و پيشرفت ژنتيکي……………………………………………………………………………..82-5- عوامل موثر بر برتري ميانگين ارزش اصلاحي دام‌هاي انتخابي……………………………………………………..82-5-1- تنوّع ژنتيکي………………………………………………………………………………………………………………………82-5-2- شدّت انتخاب ……………………………………………………………………………………………………………………82-5-3- صحت انتخاب……………………………………………………………………………………………………………………82-5-4- فاصله نسلي……………………………………………………………………………………………………………………….92-5-5- انحراف معيار ارزش ژنتيکي افزايشي…………………………………………………………………………………….92-5-6- صحت پيش بيني ارزش ژنتيکي افزايشي……………………………………………………………………………….102-5-7- شدّت انتخاب……………………………………………………………………………………………………………………102-6- عوامل مؤثّر بر رشد ژنتيكي در طرح هسته اصلاح نژادي……………………………………………………………..102-7- نمونه اي از تحقيقات انجام شده……………………………………………………………………………………………….102-8- گوسفند بومي گيلاني……………………………………………………………………………………………………………..122-8-1- خصوصيّت گوسفند بومي گيلاني…………………………………………………………………………………………122-8-2- پرورش گوسفند در استان گيلان…………………………………………………………………………………………..132-8-3- سيستم پرورش گوسفند بومي گيلاني…………………………………………………………………………………….132-8-4- پراكنش جمعيّت گوسفند بومي گيلاني…………………………………………………………………………………..132-8-5- برّرسي‌هاي اصلاح نژادي در مورد گوسفند بومي گيلاني………………………………………………………….13فصل سوم- روش اجراي تحقيق، مواد و روش ها3-1- اطّلاعات مورد بررسي……………………………………………………………………………………………………………..163-2- آماده كردن اطّلاعات براي تجزيه و تحليل ………………………………………………………………………………..163-3- برآورد تركيب سني در جمعيّت هاي مورد بررسي………………………………………………………………………163-3-1- تركيب سني ميش‌ها و قوچ‌ها در گوسفندان بومي گيلان…………………………………………………………..163-3-1-2- گلّه پايه شماره 1…………………………………………………………………………………………………………….173-3-1-3-گلّه پايه شماره 2……………………………………………………………………………………………………………..173-3-1-4-گلّه پايه شماره 3…………………………………………………………………………………………………………….183-3-1-5-گلّه پايه شماره 4…………………………………………………………………………………………………………….183-3-1-6- گلّه پايه شماره 5……………………………………………………………………………………………………………193-4- انتخاب افراد جايگزين در جمعيّت گوسفندان بومي گيلان ………………………………………………………….203-5- شبيه سازي رشد ژنتيكي در جمعيّت گوسفندان بومي گيلان ……………………………………………………….203-5-1- نرم افزار مورد استفاده جهت انجام شبيه سازي……………………………………………………………………….20فصل چهارم – تجزيه وتحليل داده‌ها و يافته هاي تحقيق4-1- رشد ژنتيکي در گوسفند بومي گيلاني……………………………………………………………………………………….224-1-1- انتخاب تک مرحله اي…………………………………………………………………………………………………………224-1-1-1- اثر تغيير سهم هسته با درنظر گرفتن وراثت پذيري 0.3050………………………………………………….224-1-1-2- اثر تغيير سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذيري 0.2745…………………………………………………..264-1-1-3- اثر تغيير سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذيري 0.3355…………………………………………………..304-2-1- انتخاب دو مرحله اي…………………………………………………………………………………………………………..344-2-1-1- اثر تغيير سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذيري 0.3050…………………………………………………..344-2-1-2- اثر تغيير سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذيري 0.2745…………………………………………………..394-2-1-3- اثر تغيير سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذيري 0.3355…………………………………………………..44فصل پنجم – بحث، نتيجه گيري و پيشنهادات5-1- مروري بر طرح اصلاح نژادي هسته بسته، هسته باز با انتخاب تک مرحله‌اي و انتخاب دو مرحله اي…505-1-1- هسته بسته…………………………………………………………………………………………………………………………505-1-2-هسته با انتخاب تک مرحله اي………………………………………………………………………………………………515-1-3-انتخاب دو مرحله اي……………………………………………………………………………………………………………535-2- نتيجه گيري……………………………………………………………………………………………………………………………545-3- پيشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………..55منابع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………………………………………..56چكيده انگليسي……………………………………………………………………………………………………………………………….60فهرست جدول ها
عناوين صفحهجدول 3-1- کلاس و ترکيب سني ميش و تعداد ميش برآورد شده در هر کلاس سني در گوسفندان بومي گيلان…17جدول 3-2- کلاس و ترکيب سني قوچ و تعداد قوچ برآورد شده در هر کلاس سني در گوسفندان بومي گيلان …17جدول 3-3- کلاس و ترکيب سني ميش و تعداد ميش در هر کلاس سني گله پايه 1………………………………………..17جدول 3-4- کلاس و ترکيب سني قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سني گله پايه 1…………………………………………17جدول 3-5- کلاس و ترکيب سني ميش و تعداد ميش در هر کلاس سني گله پايه 2………………………………………..18جدول 3-6- کلاس و ترکيب سني قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سني گله پايه 2…………………………………………18جدول 3-7- کلاس و ترکيب سني ميش و تعداد ميش در هر کلاس سني گله پايه 3……………………………………….18جدول 3-8- کلاس و ترکيب سني قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سني گله پايه 3…………………………………………18جدول 3-9- کلاس و ترکيب سني ميش و تعداد ميش در هر کلاس سني گله پايه 4………………………………………..19جدول 3-10- کلاس و ترکيب سني قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سني گله پايه 4……………………………………….19جدول 3-11- کلاس و ترکيب سني ميش وتعداد ميش در هر کلاس سني گله پايه 5……………………………………….19جدول 3-12- کلاس و ترکيب سني قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سني گله پايه 5……………………………………….19جدول 3-13- توارث پذيري و واريانس ژنتيكي افزايشي صفت وزن از شيرگيري در گوسفندان بومي گيلاني……..20جدول 3-14-توارث پذيري و واريانس ژنتيكي افزايشي صفت وزن ازشيرگيري در گوسفندان بومي گيلاني………..20جدول4-1- رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقاديرمختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.3050 ………………………………………………….23
جدول4-2- رشد ژنتيکي درانتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.3050…………………………..24
جدول4-3- رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) بادر نظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.3050…………………………25جدول4-4- رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده ازپايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.2745 ……………………….27جدول 4-5- رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقاديرمختلف نرخ انتقال ماده ازپايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري0.2745 …………………………..28جدول4-6- رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقاديرمختلف نرخ انتقال ماده ازپايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعيت و باوراثت‌پذيري0.2745 ………………………….29
جدول4-7- رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده ازپايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري0.3355 ………………………..31جدول 4-8- رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقاديرمختلف نرخ انتقال ماده ازپايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعيّت و باوراثت‌پذيري 0.3355 ………………………….32جدول 4-9- رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه نسبت انتخاب ميش‌هاي پايه براي انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.3355 ……………………..33جدول4-10- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله ي اول(q1) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.3050……………………………………..35جدول4-11- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله ي اول( q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري0.3050………………………………….36جدول 4-12- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله‌ي اول( q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري .3050……………………………………38جدول 4-13- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله ي اول ( q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.2745 …………………………….40جدول 4-14- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله‌ي اول (q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.2745 ………………………………………41جدول 4-15- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله ي اول( q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.2745 ……………………………..43جدول 4-16- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله‌ي اول(q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.3355 ……………………………………45جدول 4-17- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله‌ي اول(q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.3355 ……………………………………..46جدول 4-18- حداکثر رشد ژنتيکي در انتخاب دو مرحله‌اي به ازاي مقادير مختلف نرخ انتقال ماده از پايه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پايه (W) به همراه مقدار بهينه نسبت انتخاب مرحله‌ي اول(q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعيّت و با وراثت‌پذيري 0.3355 …………………………………..48
فهرست شکل ها
عناوين صفحهشکل 1- 1- نمايي از سطح گلّه گوسفند بومي گيلان در ارتفاعات شهرستان ماسال………………………………………..13
فصل اول
کليات تحقيق
چکيده
شبيه سازي رايانه‌اي رشد ژنتيکي صفت وزن از شيرگيري ناشي از انتخاب تک مرحله‌اي و دو مرحله‌اي در طرح اصلاح نژادي هستهي باز در گوسفندان گيلان
به منظور محاسبه رشد ژنتيکي صفت وزن از شيرگيري، مقايسه حالات مختلف از نظر رشد ژنتيکي در انتخاب تک مرحله‌اي و دو مرحله‌اي و همچنين تعيين بهترين ساختار و نرخ انتقال بهينه در جمعيّت گوسفندان بومي گيلان از يک مدل قطعي شبيه سازي رايانه‌اي استفاده شد. داده‌ها شامل اطّلاعات جمع آوري شده از سازمان جهاد کشاورزي استان گيلان تا سال 1392 و همچنين بازديد ميداني از سطح گلّه بود. شبيه سازي سيستم اصلاح نژادي با استفاده از نرم افزار Matlabانجام شد. صفت وزن از شيرگيري، تابع هدف را در اين تحقيق، تشكيل مي داد. زماني که هسته بسته بود اساساً هيچ حيواني از پايه به هسته منتقل نمي‌شد و در همه حالات رشد ژنتيکي نسبت به هسته باز کمتر بود. ميزان رشد ژنتيکي در هسته بسته در انتخاب تک مرحله‌اي و دو مرحله‌اي برابر بود. در طرح هسته باز با انتخاب تک مرحله‌اي و دو مرحله‌اي با زياد شدن سهم هسته از کل جمعيّت زماني که وراثت‌پذيري کم يا متوسط بود (يعني برابر 0.2745 يا 0.3050)، رشد ژنتيکي افزايش يافت و هنگامي که وراثت‌پذيري بالا بود (0.3355)، وقتي سهم هسته از کل جمعيّت برابر 10 درصد بود بيشترين رشد ژنتيکي حاصل شد كه در انتخاب تک مرحله‌اي 0.2570 کيلوگرم و در انتخاب دو مرحله‌اي 0.2572 کيلوگرم بود. انتخاب دو مرحله‌اي بر انتخاب تک مرحله‌اي ارجحيت داشت. در همه حالات مورد بررسي با تغيير سهم هسته و ميزان وراثت‌پذيري مقادير بهينه نرخ انتقال نرها و مادهها تغيير كرد اما نوع انتخاب بر ساختار بهينه طرح بيتأثير بود. بطور کلّي براي جمعيّت گوسفندان بومي گيلان، استفاده از طرح هسته باز با انتخاب دو مرحله‌اي با تأمين 50 درصد ماده‌هاي هسته از پايه و 50 درصد نرهاي پايه از هسته به بالاترين رشد ژنتيکي سالانه در تابع هدف منجر شد.
کليد واژه‌ها: رشد ژنتيكي- انتخاب تك مرحله‌اي- انتخاب دو مرحله‌اي- شبيه سازي – هسته باز
مقدمه
در راهبرد انتخاب درون نژادي، يکي از روش‌ها استفاده از هسته‌هاي اصلاح نژادي است (جيمز1، 1977). پيشرفت ژنتيکي در گلّه‌هاي اصلاح نژادي داراي هسته، يک شروع مناسب براي برنامه‌هاي اصلاح نژادي است. بدليل دقّت در اندازه‌گيري‌هاي صفات اقتصادي و مديريت جفت گيري‌ها، مسئله همخوني نيز راحتتر کنترل مي‌شود.
طرح اصلاح نژادي هسته مبتني بر ايجاد پيشرفت ژنتيکي در بخشي از جمعيّت يک توده نژادي بنام هسته و انتقال آن به ساير افراد يک جمعيّت است که در قالب گله‌هاي متعدّد بنام پايه بسر مي‌برند. روش اصلاح نژادي هسته‌اي داراي مزاياي زير است ( مولر و جيمز2، 1984):
1- کاهش هزينه‌هاي رکورد گيري در سطح ملّي و استاني.
تمرکز بر روي يک واحد کوچکتري بنام هسته تا برتري ژنتيکي ايجاد شده در آن، بتدريج به کل جمعيّت همان توده نژادي منتقل گردد.
کنترل پرورش و ثبت عملکرد و همچنين سرعت بخشيدن تجديد نسل در حيوانات.
اندازهگيري صفاتي که در مزرعه امکان آن وجود ندارد.
با وجود فراواني تعداد و تنوّع توده‌هاي نژادي گوسفند در کشورهاي در حال توسعه و نگهداري آنها در دامداري‌هاي روستايي، اطّلاعات اندکي در زمينه برنامه‌هاي بهبود ژنتيکي اين حيوانات در دست مي‌باشد (كاسگي و اوكيو3، 2007). يکي از روش‌هاي عمده براي پيشرفت ژنتيکي پايدار در نشخوارکنندگان کوچک مثل گوسفند و بز، انتخاب درون نژادي است. هسته اصلاح نژادي مي‌تواند بصورت باز يا بسته تعريف گردد. در يک هسته نژادي بسته هيچ جريان ژني بين لايه پايه و لايه هسته وجود ندارد و تمام عمليّات ثبت رکورد، محدود به همان جمعيّت است.
ايران با دارا بودن بيش از 50 ميليون رأس گوسفند در قالب توده‌هاي نژادي مختلف، رتبه چهارم دنيا را دارد (مرکز اصلاح نژاد کشور). در طي سه دهه گذشته 10 ايستگاه پرورش و اصلاح نژاد گوسفند در سطح کشور احداث شده است. از اهداف اصلي اين ايستگاه‌ها، شناسايي ظرفيّت توليدي، حفظ نژاد، بهبود عملکرد صفات توليدي و انتقال پيشرفت ژنتيکي به گلّه‌هاي مردمي است (عباسي و همکاران، 1386، وطن خواه و همکاران، 1383).
مطالعات نشان مي‌دهد در گلّه‌هاي اين ايستگاه‌ها که بعنوان هسته‌هاي مرکزي اصلاح نژاد محسوب مي‌شوند، هيچ پيشرفت ژنتيکي معني داري ايجاد نشده است. علّت اين امر را مي‌توان به مشخص نبودن عوامل زير نسبت داد (وطن خواه و همکاران، 1383):
فقدان تعريف براي اهداف اصلاحي4
عدم وجود معيار انتخاب5
عدم استفاده از مدل‌هاي حيواني در پيش بيني از ارزش‌هاي اصلاحي6 و ارزيابي حيوانات
فقدان ثبت شجره7
عدم دقّت در رکوردگيري صفات توليدي
امروزه تعيين ساختار مناسب براي اصلاح نژاد گوسفندان کشور و مقايسه روش‌هاي اصلاحي با هم از طريق شبيه‌سازي رايانه‌اي امکانپذير شده است. اين روش‌ها در کنار مطالعات آکادميک که به بررسي گوناگوني چون برآورد پارامترهاي ژنتيکي صفات اقتصادي و تعيين اهداف اصلاح نژادي مبتني بر محاسبه ضرايب اقتصادي صفات، بسيار راهگشا است.
سوابق مربوط
شبيه‌سازي رشد ژنتيکي در يک طرح هسته اصلاح نژاد امکان مقايسه سناريو‌هاي مختلف از طرح و تعيين بهترين ترکيب از عوامل تاثيرگذار از نظر نرخ انتقال حيوانات مولد از هسته به پايه و برعکس را فراهم مي‌سازد. اين کار با استفاده از معادلات اساسي مربوط به پيش بيني رشد ژنتيکي در سيستم اصلاح نژادي هسته انجام مي‌شود.
سيستم اصلاح نژادي داراي هسته، به سيستمي مي گويند كه از يك گلّه ممتاز به عنوان هسته و يك يا چند گلّه غير ممتاز به عنوان پايه تشكيل شده است (جيمز و مولر، 1983). هسته به عنوان مركز پرورش دام هاي اصلاحي در رأس يك هرم قرار دارد كه قائده آن از گلّه هاي پايه، تشكيل مي شود (شفر و كينگهورن8، 1992). در داخل هسته ركورد هاي شجره اي و عملكرد به طور دقيق ثبت مي شوند، از تكنيك هاي پيش بيني ژنتيكي دقيق استفاده شده و اغلب شدّت انتخاب نيز، بالا مي باشد (پينلي و همكاران9، 2000). ساده ترين روش انتخاب در طرح هسته باز، انتخاب تک مرحله‌اي است. در اين روش افراد جايگزين براي هسته در طي يک مرحله از ميان دام‌هاي در دسترس انتخاب درون پايه، انتخاب شده و به هسته منتقل مي‌شوند. اما روش ديگري هم مي‌تواند براي اين منظور استفاده شود که عبارت است از انتخاب دو مرحله‌اي (ون در ورف10، 2000). در اين روش ابتدا از ميان افراد در دسترس انتخاب در پايه، تعدادي نر يا ماده که البته بيش از تعداد مورد نياز براي جايگزيني است شناسايي مي‌شوند. سپس بين اين گروه انتخاب شده، يک بار ديگر انتخاب صورت مي‌گيرد و سرنوشت نهايي افرادي که قرار است به هسته مهاجرت داده شوند، مشخص مي‌شود. معمولاً انتخاب مرحله دوم با صحت بالاتري انجام مي‌شود. علي رغم توسعه طرح‌هاي اصلاح نژادي داراي هسته در دنيا به ويژه براي گوسفند، در ايران تحقيقات منتشرشده‌ي بسيار اندکي در اين زمينه وجود دارد. وطن خواه و همکاران (1383)، به اين نتيجه رسيدند که بايد يک ساختار مناسب براي استفاده از بهترين گوسفندان تهيه کرد که براي نيل به اين مقصود، شبيه‌سازي رايانه‌اي مي‌تواند يک گزينه مطلوب باشد. عباسي و همکاران (1386) با استفاده از شبيه‌سازي رايانه‌اي چند برنامه انتخاب را در گوسفند بلوچي براساس شاخص انتخاب 4 صفتي با هم مقايسه کردند. ابراهيميان (1391)، به اين نتيجه دست يافت که رشد ژنتيکي صفت وزن از شيرگيري در شرايط فعلي گوسفندان گيلان نيز 0.2955 کيلوگرم درسال است که با اجراي سيستم اصلاح نژادي هسته باز ميتوان به رشد ژنتيکي بيشتري در اين جمعيّت دست يافت که در حالت باز بودن هسته به روي ماده‌هاي پايه 25 درصد و تأمين 75 درصد افرادجايگزين نر پايه از هسته مي‌توان به حداکثر رشد ژنتيکي دست يافت. ابراهيميان (1391) انتخاب تک مرحله‌اي را در شبيه‌سازي خود در نظر گرفت. به اين ترتيب لازم بود انتخاب دو مرحله‌اي شبيه‌سازي شود تا تفاوت نتايج حاصل از آن با انتخاب تک مرحله‌اي مورد بررسي قرار مي‌گرفت.
1-2- اهداف تحقيق
مقايسه رشد ژنتيکي حاصل از طرح اصلاح نژاد هسته باز در دو حالت انتخاب تک مرحله‌اي و دو مرحله‌اي.
محاسبه ساختار بهينه طرح اصلاح نژاد هسته باز در دو حالت انتخاب تک مرحله‌اي و دو مرحله اي.

فصل دوم
مرورمنابع،ادبيات تحقيق، پيشينه تحقيق
2- طرح اصلاح نژادي داراي هسته
2-1- مشخصات طرح اصلاح نژاد داراي هسته
برنامه‌ي اصلاح نژاد دام مبتني بر هسته ژنتيکي، يک سلسله مراتب ساختار هرمي از چند لايه است که در آن دام‌هاي برتر به ويژه نر تخمي در رأس هرم قرار مي‌گيرند (شفر و كينگهورن، 1992). در چنين طرحي وقتي بهترين نرها و ماده‌ها وارد هسته مي‌شوند مي‌توان برنامه اصلاحي را با ثبت دقيق رکوردهاي شجره‌اي و عملکردي آغاز نمود. در اين روش پيش بيني ارزش اصلاحي دقيق بوده و اغلب شدت انتخاب در هسته نيز بالا مي‌باشد، به طوري که ميانگين شايستگي جمعيّت هسته به مراتب بيشتر از ميانگين شايستگي جمعيّت گلّه‌هاي پايه است.
2-2- انواع طرح‌هاي اصلاح نژادي داراي هسته
2-2- 1- سيستم دو لايه
اين سيستم متشکل از دو گلّه مي‌باشد که در آن جايگزيني افراد گلّه بوسيله انتقال نتاج دام‌هاي نر بين دو لايه صورت مي‌گيرد. انتخاب و ثبت رکورد و تعيين پيشرفت ژنتيکي در گلّه هسته انجام مي‌شود و پيشرفت ژنتيکي حاصله به گلّه پايه منتقل مي‌گردد (ون در ورف، 2000).

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

در سيستم دو لايه، معمولاً جايگزيني نر مورد نياز براي گلّه‌هاي پايه بوسيله نرهاي ممتاز هسته صورت مي‌گيرد، ولي ماده‌هاي جايگزين مورد نياز از خود گلّه‌هاي پايه تأمين مي‌شوند. در اين روش ممکن است در گلّه‌هاي پايه رکورد برداري و ثبت عملکرد يا انتخاب صورت نگيرد و در عين حال از نظر ژنتيکي بهبود يابند. هسته توسط مراکز پرورش دام‌هاي نر تخمي (مراکز اصلاح نژاد) تشکيل مي‌شوند. برنامه رکورد گيري و انتخاب در گلّه‌هاي پايه، کمتر انجام مي‌شود. روش آنها براي ايجاد رشد ژنتيکي به صورت خريد دام‌هاي نر تخمي و بهبود يافته ژنتيکي از لايه‌هاي بالاتر (هسته) مي‌باشد که بطور مداوم ژن‌هاي بهبود يافته جديد از لايه هسته دريافت و وارد گلّه‌هاي پايه خود مي‌کنند. به همين دليل ميانگين ژنتيکي لايه‌ي پايه (تجاري) تا حدودي پايين تر از لايه هسته مي‌باشد، اما نرخ پيشرفت ژنتيکي برابر است. اين تفاوت ژنتيکي بين هسته و پايه، به عنوان تأخير ژنتيکي11 بيان مي‌شود. تأخير ژنتيکي ناشي از شدّت انتخاب و جايگزيني دام‌هاي ممتاز در هسته و انتقال مازاد بر نياز به گلّه پايه جهت جايگزيني است. در صورتيکه پرورش دهندگان تجاري توانايي تأمين دام‌هاي اصلاح شده ژنتيکي از هسته را داشته باشند، ساختار دو لايه‌اي به بهترين نحو عمل خواهد کرد (ون در ورف، 2000).
2-2-2- سيستم چند لايه اي
يک برنامه اصلاحي مي‌تواند ساختار چند لايه شامل اصلاح کنندگان و توليد کنندگان باشد. در چنين برنامه‌اي انتخاب و پيشرفت ژنتيکي ايجاد شده در هسته، به دام‌‌هاي چندين گله پايه منتقل مي‌شود (ون در ورف، 2000).
2-3- بررسي سيستم‌هاي اصلاح نژادي مبتني بر هسته
2-3-1- سيستم هسته‌ي بسته
در سيستم هسته‌ي بسته هيچ مهاجرتي از دام‌ها به سمت هسته صورت نمي‌گيرد (كاسگي12، 2004). اجراي اين سيستم به ساختار پيچيده‌اي نياز ندارد، چون رکوردگيري‌ها با استفاده از منابع در دسترس به همراه کنترل متداول در سطح هسته محدود شده است (كاسگي، 2004). در اين سيستم دام‌هاي نر تخمي مورد نياز جمعيت پايه توسط هسته تأمين مي‌گردد ( گيزا وهمكاران13، 2008).
2-3-2- سيستم هسته‌ي باز
نظريه اصلاح نژادي هسته‌ي باز توسط جکسون و ترنر14 (1972)، راي15 (1974)، كلارك16 (1975) و جيمز (1977) مورد بحث و بررسي قرار گرفتند (هاپكينز و جيمز17، 1978). در سيستم‌هاي هسته باز، انتقال حيوانات و مواد توارثي در دو جهت صورت مي‌گيرد (مولر و جيمز، 1984). در اين سيستم انتخاب و انتقال دام‌هاي ماده ممتاز شناسايي شده از لايه پايين تر به هسته امکانپذير است و به همين جهت آن را سيستم هسته باز18مي گويند (ون در ورف، 2000). ساده ترين سيستم اصلاحي هسته باز داراي جفت گيري بين دو گروه دام‌هاي ممتاز هسته و دام‌هاي پايه هستند (جيمز و مولر، 1984). از لحاظ نظري نشان داده شده است که طرح‌هاي هسته باز (ONBS)19 در مقايسه با سيستم هسته بسته به جهت مسيرهاي انتخابي با شدت انتخاب بالاتر، مي‌تواند نرخ پيشرفت ژنتيکي را افزايش داده و نرخ همخوني را کاهش دهد. طرح هسته‌هاي باز براي نشخوار کنندگان کوچک مثل گوسفند و بز توصيه شده است. اين روش در مقايسه با سيستم هسته‌ي بسته 15-10% رشد ژنتيکي بيشتري ايجاد مي‌کند. در هسته‌هاي باز با انتخاب هر دو حيوان نر و ماده به جهت مسيرهاي انتخابي با شدت انتخاب بالاتر، مي‌توان پيشرفت ژنتيکي بيشتري نسبت به انتخاب فقط نرها داشت (کاسکي و اوکيو، 2007).
2-4- عوامل اصلي مؤثّر بر رشد و پيشرفت ژنتيكي
مهمترين عوامل تعيين کننده‌ي نرخ رشد ژنتيکي (ون ولک و همکاران20، 1988)، عبارتند از:
صحت برآورد
شدّت انتخاب
انحراف معيار ارزش ژنتيکي افزايشي
فاصله نسلي
اين عوامل كليدي به طور كلّي تصوير كاملي از پيشرفت ژنتيكي را ارائه كرده و با يكديگر اثر متقابلي دارند و ممكن است تحت تأثير شرايط محيط قرار گيرند. در كنار اين چهار عامل تعداد مناسب دام هاي انتخاب شده، براي جلوگيري از همخوني بايستي مورد توجه قرار گيرد (ون در ورف، 2000).
2-5- عوامل موثّر بر برتري ميانگين ارزش اصلاحي دامهاي انتخابي
برتري ميانگين ارزش اصلاحي دام‌هاي انتخاب شده از ميانگين ارزش اصلاحي کل دام‌هاي در دسترس براي انتخاب به چهار عامل بستگي دارد که عبارتند از:
2-5-1- تنوّع ژنتيکي21
اصولاً تنوّع ژنتيکي به تغييرات ارزش اصلاحي صفت مورد انتخاب نسبت داده مي‌شود. بنابراين دامنه ارزش‌هاي اصلاحي موجود براي صفت تحت انتخاب در يک جمعيّت، معياري از تنوّع ژنتيکي است. هر چه تنوّع ژنتيکي بيشتر باشد، اين دامنه بزرگتر خواهد بود و حيوانات بالا نسبت به حيوانات پايين ممتازتر خواهند بود.
2-5-2- شدّت انتخاب22
تفاوت استاندارد شده ميانگين گروه‌هاي انتخاب شده از جامعه مورد انتخاب را شدّت انتخاب گويند و با ip نشان داده مي‌شود.
2-5-3- صحت انتخاب23
صحت انتخاب يعني همبستگي بين ارزش اصلاحي واقعي و مقدار پيش بيني شده آن است و بصورت rAA° نشان داده مي‌شود. هر چه شايستگي ژنتيکي دام‌ها به نحو صحيح تر ارزيابي شوند، انتقال ميزان شايستگي ژنتيکي به نسل بعد به ميزان پيش بيني شده نزديک تر خواهد بود.
2-5-4- فاصله نسلي24
مدت زمان لازم براي جايگزيني يک نسل بوسيله نسل بعد را فاصله نسل گويند و با l نشان داده مي‌شود. فاصله نسل طولاني تر منجر به افزايش تعداد نتاج به ازاي هر والد و صحت انتخاب مي‌گردد، ولي کاهش رشد ژنتيکي ساليانه را در برخواهد داشت (ون ولک و همکاران، 1988).
برتري ژنتيکي افزايشي مورد انتظار دام‌هاي انتخاب شده از بين دام‌هاي موجود براي انتخاب به ازاي هر نسل را با ?G نشان مي‌دهند و برابر است با :
?G = rAA°* ip *?A (2-1)
پيش بيني رشد ژنتيکي ساليانه مورد انتظار را با ?g نشان مي‌دهند :
?g =?G/l(2-2)
(2-3) ?g=(rAA°* ip*?A )/l
تا حد امکان با تغيير و بزرگ کردن صورت کسر در معادله 2-3 مي‌توان پيش بيني رشد ژنتيکي ساليانه مورد انتظار را افزايش داد. اگرچه اين امر مهم ترين هدف مي باشد، اما برخي محدوديت هاي اجرايي نيز وجود دارد.
سه فاكتور صحت انتخاب، شدّت انتخاب و فاصله نسلي، به نحوي تحت کنترل اصلاح کنندگان نژاد دام مي‌باشند. ازطرفي بدليل وجود اثر متقابل ميان سه فاکتور معادله مذکور، ممکن است اصلاحگري با بکارگيري روش غلط، سبب تغييرات ناخواسته و نامطلوب در يک نژاد گردد (ون ولک و همکاران، 1988).
2-5- 5- انحراف معيار ارزش ژنتيکي افزايشي
براي انتخاب مؤثّر، تنوّع يا واريانس ژنتيکي ضروري است. متأسفانه تنوّع ژنتيكي در معادله برآورد رشد ژنتيكي عاملي است كه اصلاح گران به راحتي قادر به تغيير آن نيستند. واريانس ژنتيکي را نمي‌توان به راحتي تغيير داد و در داخل جمعيّت نسبتاً ثابت است. آميزش خويشاوندي آن را کاهش مي‌دهد و غيرخويشاوندي تا حدودي موجب افزايش آن مي‌شود. واريانس ژنتيکي در برخي صفات کم و در برخي ديگر زياد است. انحراف معيار ژنتيکي افزايشي يک صفت به ميزان واريانس فنوتيپي و توارث پذيري آن صفت بستگي دارد. در اصطلاح، نسبت واريانس ژنتيکي افزايشي به واريانس کل يا واريانس فنوتيپي را توارث پذيري (h^2) گويند.
2-5- 6- صحت پيش بيني ارزش ژنتيکي افزايشي25
صحت پيش بيني ارزش ژنتيکي افزايشي به روش ارزيابي ارزش ارثي بستگي دارد. پيش بيني ارزش ارثي ممکن است بر مبناي رکورد خود حيوان و يا رکورد‌هاي تعداد زيادي از نتاج فرد و يا ديگر خويشاوندان نزديک حيوان انجام شود. همبستگي بين ارزش ژنتيکي افزايشي حقيقي و مقدار پيش بيني شده را صحت انتخاب (rAA° ) نامند كه مقدار آن از صفر تا مقدار برآورد دقيق تغيير مي‌کند. صحت پيش بيني ارزش ژنتيکي افزايشي به تعداد رکوردهاي دام و خويشاوندان نزديک آن که در ارزيابي مورد استفاده قرار مي‌گيرند بستگي دارد، که در نهايت اطلّاعات خويشاوندان نزديک به مقدار بيشتر صحت انتخاب را افزايش مي‌دهد. گاه تغييرات کم در صحت انتخاب، ممکن است از نظر اقتصادي داراي اهميّت باشد که در اينصورت بايد تمام رکوردهاي خويشاوندان در دسترس باشد مورد استفاده قرار گيرند، مگر آنهايي که تحت تأثير مديريّت قرار مي‌گيرند (ون ولك و همكاران، 1988).


پاسخ دهید