فهرست مطالب

نشریه اصلاح و به نژادی دام
سال سوم شماره 1 (پیاپی 7، بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/01/26
  • تعداد عناوین: 6
|
  • هادی آتشی* صفحات 5-16

    امروزه، فنآوری ریزآرایه، روشی قدرتمند برای اندازه گیری هم زمان الگوهای بیان ژن، شمار زیادی از ژنها است. پیش از آنالیز، داده های ریزآرایه، باید پیش پردازش شوند تا، با حذف بسیاری از منابع تغییرات، نتایج آنالیز داده ها صحت لازم را داشته باشند. بدین منظور، فرآیند پیش پردازش چند گامه شامل: تصحیح پس زمینه، نرمال سازی، و چکیده سازی دارد که هر کدام به چندین روش انجام می شوند. هدف این پژوهش، مقایسه ی اثر روش های متفاوت پیش پردازش بر نتایج آنالیز داده های ریزآرایه است. در این راستا، داده های استفاده شده در این پژوهش، از وبگاه NCBI دانلود شدند. شماره ی دسترسی، شماره ی پلت فرم و نام داده ها به ترتیب GSE56589، GPL18534 و Affymetrix Bovine Genome Array است. دو روش تصحیح پس زمینه (MAS.5 و RMA.2)، دو روش نرمال سازی (Scaling normalization و Quantile normalization) و دو روش چکیده-سازی (Tukey biweight و Medianpolish) ارزیابی شد. در نهایت، نتایج حاصل از این مطالعه، نشان داد که تعداد و نوع ژن های با بیان متفاوت در روش های مختلف چکیده سازی تفاوت زیادی ندارند، اما، با تغییر در روش تصحیح پس زمینه یا روش نرمال سازی هم تعداد و هم نوع ژن های با بیان متفاوت تغییر زیادی می کند.

    کلیدواژگان: بیان ژن، Affymetrix، ریزآرایه، پیش پردازش
  • فاطمه بحری بیناباج*، سید همایون فرهنگ فر، محمدرضا شیخلو صفحات 17-33

    از داده های شجره و وزن مربوط به 13633 بره نژاد بلوچی حاصل آمیزش 308 قوچ و 3747 میش که در مرکز اصلاح نژاد دام شمال شرق کشور طی سال های 1368 تا 1400 ثبت شده بود، استفاده گردید. شش مدل حیوانی شامل اثرات ثابت (سال، ماه، نوع تولد، جنس بره و سن میش) و ترکیب های متفاوتی از اثرات تصادفی به کار رفت. بررسی اثر سازه های غیر ژنتیکی موثر بر صفات با رویه GLM نرم افزار SAS و برآورد اجزاء (کو)واریانس با نرم افزارWombat انجام شد. تمام اثرات ثابت بر صفات اثر معنی دار داشتند ("P<0.001"). مدلی که شامل اثر ژنتیکی افزایشی مستقیم آتوزومی، ژنتیک افزایشی کروموزوم وابسته به جنس، اثر افزایشی مستقیم مادر بود و بین اثر افزایشی مستقیم و اثر ژنتیک مادری کوواریانس وجود داشت، به عنوان بهترین مدل برای انجام تجزیه و تحلیل ژنتیکی برای تمام وزن ها استفاده شد. برای صفات وزن تولد، سه، شش، نه ماهگی و یک سالگی وراثت پذیری مستقیم آتوزومی به ترتیب 16/0، 34/0، 41/0، 49/0 و 56/0، وراثت پذیری مستقیم وابسته به جنس به ترتیب 004/0، 0، 0، 007/0 و 005/0 و وراثت پذیری مادری به ترتیب 34/0، 38/0، 32/0، 32/0 و 36/0 برآورد شد. ژن های وابسته به جنس، اثرگذاری ناچیز و نزدیک به صفر بر وزن بدن در سنین آغازین و اثرگذاری قابل توجه تری بر وزن های بدن در سن های بالاتر دارند. پیشنهاد می شود برای تجزیه ژنتیکی صفات رشد، مدل حیوانی به کار برده شود که قادر به جداسازی واریانس ژنتیکی افزایشی کل به سه جزء اتوزومال، وابسته به جنس و مادری باشد تا بتواند در انتخاب ژنتیکی بطور موثرتری عمل کند.

    کلیدواژگان: اثر مادری، پیشرفت ژنتیکی، وزن زنده، کروموزم جنسی، گوسفند
  • محمدرضا زرگر، محمدتقی بیگی نصیری*، محمدباقر زندی باغچه مریم صفحات 33-50

    برای محافظت از نژادهای بومی به منظور حفظ تنوع ژنتیکی، نگهداری حیوان در محل زندگی خود است چرا که هزینه محافظت از ذخایر ژنتیکی بالا بوده و امکان حفظ همه ذخایر ژنتیکی در آزمایشگاه ها و موسسات تحقیقاتی ممکن نیست. هدف از این تحقیق مشخص کردن ساختار جمعیتی و اندازه موثر جمعیت گاو نجدی، هلشتاین و آمیخته های آن‎ها در گله های استان خوزستان بود. به این منظور از اطلاعات ژنومی 329 نمونه گاو شامل 141، 60 و 128 نمونه به ترتیب از نژادهای هلشتاین و آمیخته و نجدی استفاده شد. نمونه ها با آرایه های ژنومی Illumina SNP30K تعیین ژنوتیپ شدند. آنالیز جمعیت با استفاده از PCA و plotNJ انجام شد که در هر دو روش جمعیت ها تا حدودی از هم تفکیک شدند. دامنه r2 از 359/0 ± 150/0 26 تا 450/0 ± 244/0 در کروموزوم در 20 برای نژاد هلشتاین و 319/0 ± 130/0 28 تا 462/0 ± 271/0 در کروموزوم 20 در دام ه‍ای آمیخته بود، در حالیکه بالاترین مقدار r2 در نژاد نجدی از دامنه 311/0 ± 120/0 28 تا 483/0 ± 271/0 در کروموزوم 20 مشاهده شد. اندازه موثر جمعیت ها در نسل پنج برای جمعیت های این مطالعه، نجدی 45 راس، آمیخته 101 راس و هلشتاین 110 راس به دست آمد. این اعداد برای گاو نجدی برای مقادیر پیشنهاد شده جهت حفاظت از جمعیت ها فاصله زیادی دارد و این امر نشان دهنده خطر جدی حذف گاو بومی نجدی در آینده نزدیک است.

    کلیدواژگان: گاو نجدی، گاو هلشتاین، ساختار جمعیت، اندازه موثر جمعیت، عدم تعادل لینکاژی
  • مرتضی مختاری، زهرا رودباری، نجمه کارگر برزی، محمد سفلایی شهربابک، محمدرضا قائدی فر صفحات 51-61

    این پژوهش با هدف شناسایی متغیر پنهان رشد در گوسفند کرمانی، ارزیابی مدل اندازه گیری توصیف کننده این متغیر و نیز ارزیابی ژنتیکی آن با استفاده از اطلاعات شجره و رکوردهای جمع آوری شده طی سال های 1372 تا 1392 در ایستگاه اصلاح نژاد گوسفند کرمانی، واقع در شهرستان شهربابک، استان کرمان انجام شد. از داده های صفات وزن های تولد، شیرگیری، شش ماهگی، نه ماهگی و دوازده ماهگی برای تشکیل یک متغیر پنهان به نام رشد استفاده شد. مدل اندازه گیری به کار رفته برای تشکیل متغیر پنهان با استفاده از تکنیک تحلیل عاملی تائیدی اجرا شد و با به کارگیری معیارهای آماری نکویی برازش شامل جذر استاندارد شده میانگین مربعات باقی مانده (RMSEA) شاخص تاکر-لوئیس (TLI) و شاخص برازش مقایسه ای (CFI) ارزیابی شد. مقادیر RMSEA، TLI و CFI به ترتیب 05/0، 99/0 و 99/0 به دست آمدند که نشان دهنده کفایت سازه ایجاد شده برای سنجش متغیر پنهان رشد در گوسفند کرمانی است. وراثت پذیری متغیر پنهان رشد 34/0 برآورد شد. همبستگی های ژنتیکی، فنوتیپی و محیطی رشد با صفات وزن بدن مقادیر مثبتی برآورد شدند. به علاوه، همبستگی های رتبه ای اسپیرمن بین ارزش های اصلاحی متغیر پنهان رشد با صفات وزن بدن گوسفند کرمانی مقادیر مثبت و بالایی بودند که نشان می دهد انتخاب افراد برتر برای متغیر پنهان رشد، می تواند سبب انتخاب افراد برتر برای صفات وزن بدن (به جز وزن تولد) شود.

    کلیدواژگان: تحلیل عاملی تائیدی، نکویی برازش، وزن بدن، مدل دام
  • زهره منجزی، جمال فیاضی*، محسن ساری، بهزاد ناصحی صفحات 63-72

    در گوسفند و بز، آزمایشات آمیخته گری متعددی انجام شده است. این تحقیقات عمدتا بر روی صفات تولید بره یا تولید گوشت بوده است. هدف از پژوهش حاضر، مقایسه بیان ژن کالپاستاتین در بره های نژاد خالص عربی و آمیخته های آن با رومانوف بود. در این مطالعه از 16 راس بره عربی و دورگه در قالب طرح کاملا تصادفی با دو تیمار و هشت تکرار استفاده شد. میش های همسن با استفاده از روش لاپاراسکوپی با اسپرم قوچ رومانوف پس از همزمان سازی فحلی تلقیح مصنوعی شدند. بره ها پس از تولد در شرایط یکسان پرورش داده شدند و در سن شش ماهگی کشتار شدند. بلافاصله پس از کشتار، نمونه-گیری از قسمت ماهیچه لانگیسموس لومبروم از سمت راست دام انجام شد. پس از استخراج RNA کل، کیفیت و کمیت آن بررسی شد و برای تولید cDNA مورد استفاده قرار گرفت. ژن گلیسر آلدئید 3 فسفات دهیدروژناز به عنوان ژن خانه دار جهت نرمال نمودن داده ها استفاده شد. در نهایت بیان ژن کالپاستاتین به کمک Real-time qPCR ارزیابی شد. برای تجزیه و تحلیل داده های بیان ژن از نرم افزار SAS و REST استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بیش ترین سطح بیان مربوط به گروه آمیخته عربی × رومانوف بوده است. میزان بیان ژن کالپاستاتین در بره های آمیخته 3/1 برابر بیش تر از نژاد عربی بود (05/0˂P). این نتایج می تواند تایید کننده این امر باشد که آمیخته گری می تواند تاثیر بسزایی بر عملکرد ژن کالپاستاتین نسبت به گروه خالص داشته باشد. مطالعات بیش تری باید انجام شود تا نقش کالپاستاتین در فیزیولوژی ماهیچه مشخص شود.

    کلیدواژگان: آمیخته عربی × رومانوف، بیان ژن، کالپاستاتین، Real-time qPCR
  • زینب علی پور، امیرحسین خلت آبادی فراهانی، محمدحسین مرادی، حسین محمدی صفحات 73-84

    هدف پژوهش حاضر، مطالعه پویش کل ژنوم بر مبنای تجزیه و تحلیل غنی سازی مجموعه ژنی جهت شناسایی جایگاه های ژنی و مسیرهای بیوشمیایی موثر بر صفات مرتبط با تولید شیر و امتیاز سلول های بدنی در گوسفند نژاد وال دل بلیک بود. اطلاعات ژنوتیپی 476 راس گوسفند این نژاد به همراه رکوردهای فنوتیپی مرتبط با صفات تولیدی شامل تولید شیر و ترکیبات شیر در برنامه PLINK نسخه (90/1) ارزیابی شد. پس از انجام کنترل کیفیت، نهایتا 42285 نشانگر SNP در 426 حیوان برای آنالیزهای نهایی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج آنالیز پویش ژنومی به ترتیب 1830، 1577، 2186، 793، 710 و 1063 نشانگر SNP با صفات تولید شیر، مقدار و درصد چربی، مقدار و درصد پروتئین شیر و نهایتا امتیاز سلولهای بدنی در گوسفند وال دل بلیک در ارتباط می باشد (P-value ≤ 0.05). نتایج آنالیز بر پایه غنی سازی مجموعه-های ژنی منجر به شناسایی مسیرهای (ژن کاندیدای) فسفوریلاسیون چربی (ژن کاندیدای TTC7B)، جابجایی لیپوپروتئین (ژن ZDHHC17)، تنظیم انتقال یون کلسیم (ژن ATP2B2) و مسیر فرآوری هورمون پپتید (ژن PCSK6) در ارتباط با تولید شیر، مسیر تنظیم فرایندهای متابولیکی اسید چرب (ژن IRS1 و SLC45A3) مرتبط با چربی شیر، مسیر انتقال سیگنال توسط فسفوریلاسیون پروتئین (ژن ERCC6) و مسیر فرایند متابولیکی اسید آمینه های گوگرد دار (ژن NOX4) در ارتباط با پروتئین شیر و نهایتا مسیر های تنظیم مثبت پاسخ به محرک های بیوتیک (ژن PRKCA)، مسیر پاسخ به محرک های خارجی (ژن CACNA2D1)، تنظیم پاسخ به استرس (ژن های EGFR و HSP90B1) و مسیر پاسخ به عفونت های باکتریایی(ژن کاندید ANXA3) در ارتباط با امتیاز سلو های بدنی شیر شد. .

    کلیدواژگان: پویش ژنومی، تولید شیر، امتیاز سلول های بدنی، آنالیز غنی سازی، گوسفند
|
  • Hadi ATASHI * Pages 5-16

    Microarray technology is a powerful technique to measure the expression levels of large numbers of genes simultaneously. Microarray data contains many noise sources; therefore, several preprocessing steps are necessary to convert the raw data to achieve accurate analyzing results. Preprocessing of microarray data includes background correction, data normalization, and summarization steps each can be performed by a large variety of methods. However, the relative impact of these methods on the detection of differentially expressed genes remains to be determined. The aim of this study was to compare the effects of different methods of preprocessing on the results of differentially expressed gene detection. The used data was downloaded from the NCBI GEO database. The series (GSE) accession number, platform (GPL) accession number, and platform name of the data were GSE56589, GPL18534, and Affymetrix Bovine Genome Array, respectively. Two background correction methods (MAS.5 and RMA.2), two normalization methods (Scaling normalization and Quantile normalization), and two summarization methods (Tukey biweight and Medianpolish) were evaluated. The results showed that the number and types of differentially expressed genes could be mainly affected by background correction and normalization methods, but the summarization method showed a small impact.

    Keywords: Gene Expression, Affymetrix, microarray, Preprocessing
  • Fateme Bahri Binabaj *, SEYYED HOMAYOUN FARHANGFAR, Mohamadreza Sheikhlou Pages 17-33

    Pedigree and weight trait records belonging to 13633 Baluchi lambs descendent from 308 ram and 3747 dam which were collected in North-east animal breeding center from years 1989 to 2021 were used. Six univariate animal models with fixed (birth year, month, type, sex of lamb and age of dam) and different random effects were fitted to data. Effects of non-genetic factors on weight traits were investigated by Proc GLM of SAS software, and to estimate the variance components the Wombat software was used. All fixed effects had significant effect on the studied traits (P<0.001). Model with additive autosomal, sex linked, and additive maternal random with covariance between direct additive genetic and maternal genetic effect had the lowest AIC and was used for genetic analysis. For birth, weaning, 6, 9 month and yearling weight respectively additive autosomal heritability were 0.16, 0.34, 0.41, 0.49 and 0.56, additive sex-linked heritability were 0.004, 0, 0, 0.007 and 0.005 and maternal heritability were 0.34, 0.38, 0.32, 0.32 and 0.36. Results showed that sex-linked genes possibly have negligible and close to zero additive genetic effects on body weights at initial ages and in comparison, more noticeable effects on body weights at higher ages. In general, it is recommended to use an animal model for genetic analysis of growth traits in sheep, which is able to separate the total genetic variance into three autosomal, sex-dependent and maternal components in order to be more effective in genetic selection.

    Keywords: Maternal effect, genetic progress, live weight, sex chromosome, sheep
  • MohammadReza Zargar, mohammadtaghi beiginasiri *, MohammadBagher Zandi Baqcheh Maryam Pages 33-50

    The purpose of this research was to determine the population structure and effective population size of Najdi, Holstein and their hybrids in the herds of Khuzestan province. For this purpose, the genomic information of 329 cattle samples including 141, 60 and 128 samples from Holstein, mixed and Najdi breeds were used. The samples were genotyped with Illumina SNP30K genomic arrays. Population analysis was done using PCA and plotNJ, and in both methods the populations were somewhat separated. The range of r2 is from 0.150 ± 0.359 in chromosome 26 to 0.244 ± 0.450 in chromosome 20 for the Holstein breed and 0.130 ± 0.319 in chromosome 28 to 0.271 ± 0.462 in chromosome 20 in were mixed livestock, while the highest value of r2 was observed in the Najdi breed from the range of 0.120 ± 0.311 in chromosome 28 to 0.271 ± 0.483 in chromosome 20. The effective size of the populations in the fifth generation for the populations of this study was 45 Najdi heads, 101 mixed heads and 110 Holstein heads. These numbers for Najdi cattle are far from the recommended values for the protection of populations, and this indicates a serious risk of eliminating native Najdi cattle in the near future. Reducing the effective size will increase the sensitivity of this population to the upcoming environmental changes.

    Keywords: Najdi cattle breed, Holstein cattle, population structure effective, population size, linkage disequilibrium
  • Morteza Mokhtari *, Zahra Roudbari, Najmeh Kargar Borzi, Mohammad Soflaee Shahrbabak, MohammadReza Ghaedifar Pages 51-61

    The present research aims to construct the latent variable of growth in Kermani sheep, and to evaluate the measurement model and genetic evaluation by applying pedigree and data information collected from 1993 to 2013 in the Breeding Station of Kermani sheep, Shahre Babak, Kerman Province. The records of body weights at birth (BWT), weaning (WWT), six months (SIXWT), nine months (NINEWT), and twelve months (YWT) of age were used to construct a growth latent variable. Fitting the measurement model considered for constructing the latent variable of growth was done by applying confirmatory factor analysis and was evaluated by using goodness of fit statistical measures including root mean square error of approximation (RMSEA), Tuker-Lewis index (TLI), and confirmatory fit index (CFI). The values of RMSEA, TLI, and CFI were obtained at 0.05, 0.99, and 0.99, respectively, implying the construct adequacy for assessing the latent variable of growth in Kermani sheep. An estimate of 0.34 was obtained for latent variable of growth. Positive estimates of genetic, phenotypic, and environmental correlations between the latent variable of growth and any of the investigated body weight traits were obtained. Furthermore, Spearman's rank correlations between estimated breeding values of the latent variable of growth with any of the investigated body weights were positive and high, implying the selection of superior animals for the latent variable of growth may result in the selection of superior animals for investigated body weights except for BWT.

    Keywords: animal model, body weight, confirmatory factor analysis, goodness of fit
  • zohreh monjezi, Jamal Fayazi *, Mohsen Sari, Behzad Nasehi Pages 63-72

    Several cross breeding experiments have been performed in sheep. These researches have focused mainly on traits of lamb production or meat production. The aim of the present study was to compare the expression of Calpastatin gene in lambs of Arabi and its cross-breed with Romanov. For this purpose, 16 Arabi and hybrid lambs were used in a completely randomized design with 2 treatments and 8 replicates. Hybrid lambs were born from similar ewes which artificially inseminated with Romanove ram sperm by laparoscopy method after estrous synchronization. The lambs were reared after birth in the same conditions and slaughtered at the age of 6 months. Immediately after slaughter, sampling of the muscle portion of longissimus lumborum was performed from the right side of the animal. After extraction of total RNA, its quality and quantity were evaluated and used for cDNA production. Glyceraldehyde 3 phosphate dehydrogenase gene was used as housekeeping gene to normalize the data. Finally, expression of calpastatin gene was evaluated by Real-time qPCR. SAS and REST software were used for analysis of gene expression data. The results of this study showed that the Calpastatin gene expression was 1.3 times higher in crossbred lambs comparing to Arabi (P˂0.05). These results may confirm that cross-breeding can have a significant effect on calpastatin gene function over the pure group. Further studies should be performed to determine the role of calpastatin in muscle physiology.

    Keywords: Crossbreeding. Arabi×Romanow, Calpastatin, Gene Expression, Real-time qPCR
  • Zeinab Alipoor *, amirhoseni khaltabadi farahani, mohammadhosein moradi, hossein mohammadi Pages 73-84

    associated with milk related traits and somatic cell scores through genome-wide association study based on gene-set enrichment analysis in Valle del Belice sheep breed. To this end, the genotypic information of 476 sheep of this breed along with phenotypic records related to production traits including milk yield and milk composition were evaluated using PLINK v. 1.9. After performing various quality control steps, finally 42285 SNP markers in 426 animals were used for follow-up analysis. The results of the genome wide association study (GWAS) showed that 1830, 1577, 2186, 793, 710 and 1063 SNP markers are associated with milk yield, amount and percentage of fat, amount and percentage of protein and somatic cell score in Valle del Belice sheep, respectively (P-value ≤ 0.05). The results of the analysis based on gene-set enrichment led to the identification of pathways (candidate genes) of lipid phosphorylation (including TTC7B candidate gene), lipoprotein transport (ZDHHC17 gene), regulation of calcium ion transport (ATP2B2 gene) and pathway of peptide hormone processing (PCSK6 gene) associated with milk yield; regulation of fatty acid metabolic process (IRS1 and SLC45A3 genes) related to milk fat; the signal transduction by protein phosphorylation (ERCC6 gene) and the pathway of sulfur amino acid metabolic process (NOX4 gene) in relationship with milk protein; and finally the pathways of positive regulation of response to biotic stimulus (PRKCA gene), response pathway to external stimuli (CACNA2D1 gene), regulation of response to stress (EGFR and HSP90B1 genes) and response to bacterium (candidate gene ANXA3) related to somatic cell score.

    Keywords: Genome-wide scan, Milk production, Somatic cell score, Enrichment analysis, Sheep