-
- سوابق مربوط
شبیه‌سازی رشد ژنتیکی در یک طرح هسته اصلاح نژاد امکان مقایسه سناریو‌های مختلف از طرح و تعیین بهترین ترکیب از عوامل تاثیرگذار از نظر نرخ انتقال حیوانات مولد از هسته به پایه و برعکس را فراهم می‌سازد. این کار با بهره گرفتن از معادلات اساسی مربوط به پیش بینی رشد ژنتیکی در سیستم اصلاح نژادی هسته انجام می‌شود.
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 كينگهورن[8]، 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 همكاران[9]، 2000). ساده ترین روش انتخاب در طرح هسته باز، انتخاب تک مرحله‌ای است. در این روش افراد جایگزین برای هسته در طی یک مرحله از میان دامهای در دسترس انتخاب درون پایه، انتخاب شده و به هسته منتقل می‌شوند. اما روش دیگری هم می‌تواند برای این منظور استفاده شود که عبارت است از انتخاب دو مرحله‌ای (ون در ورف[10]، 2000). در این روش ابتدا از میان افراد در دسترس انتخاب در پایه، تعدادی نر یا ماده که البته بیش از تعداد مورد نیاز برای جایگزینی است شناسایی می‌شوند. سپس بین این گروه انتخاب شده، یک بار دیگر انتخاب صورت می‌گیرد و سرنوشت نهایی افرادی که قرار است به هسته مهاجرت داده شوند، مشخص می‌شود. معمولاً انتخاب مرحله دوم با صحت بالاتری انجام می‌شود. علی رغم توسعه طرح‌های اصلاح نژادی دارای هسته در دنیا به ویژه برای گوسفند، در ایران تحقیقات منتشرشده‌ی بسیار اندکی در این زمینه وجود دارد. وطن خواه و همکاران (1383)، به این نتیجه رسیدند که باید یک ساختار مناسب برای استفاده از بهترین گوسفندان تهیه کرد که برای نیل به این مقصود، شبیه‌سازی رایانه‌ای می‌تواند یک گزینه مطلوب باشد. عباسی و همکاران (1386) با بهره گرفتن از شبیه‌سازی رایانه‌ای چند برنامه انتخاب را در گوسفند بلوچی براساس شاخص انتخاب 4 صفتی با هم مقایسه کردند. ابراهیمیان (1391)، به این نتیجه دست یافت که رشد ژنتیکی صفت وزن از شیرگیری در شرایط فعلی گوسفندان گیلان نیز 0.2955 کیلوگرم درسال است که با اجرای سیستم اصلاح نژادی هسته باز میتوان به رشد ژنتیکی بیشتری در این جمعیّت دست یافت که در حالت باز بودن هسته به روی ماده‌های پایه 25 درصد و تأمین 75 درصد افرادجایگزین نر پایه از هسته میتوان به حداکثر رشد ژنتیکی دست یافت. ابراهیمیان (1391) انتخاب تک مرحله‌ای را در شبیه‌سازی خود در نظر گرفت. به این ترتیب لازم بود انتخاب دو مرحله‌ای شبیه‌سازی شود تا تفاوت نتایج حاصل از آن با انتخاب تک مرحله‌ای مورد بررسی قرار می‌گرفت.
1-2- اهداف تحقيق
- مقایسه رشد ژنتیکی حاصل از طرح اصلاح نژاد هسته باز در دو حالت انتخاب تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای.
- محاسبه ساختار بهینه طرح اصلاح نژاد هسته باز در دو حالت انتخاب تک مرحله‌ای و دو مرحله ای.
فصل دوم
مرورمنابع،ادبیات تحقیق، پیشینه تحقیق
2- طرح اصلاح نژادي داراي هسته
2-1- مشخصات طرح اصلاح نژاد دارای هسته
برنامه‌ی اصلاح نژاد دام مبتنی بر هسته ژنتیکی، یک سلسله مراتب ساختار هرمی از چند لایه است که در آن دامهای برتر به ویژه نر تخمی در رأس هرم قرار می‌گیرند (شفر و كينگهورن، 1992). در چنین طرحی وقتی بهترین نرها و ماده‌ها وارد هسته می‌شوند میتوان برنامه اصلاحی را با ثبت دقیق رکوردهای شجره‌ای و عملکردی آغاز نمود. در این روش پیش بینی ارزش اصلاحی دقیق بوده و اغلب شدت انتخاب در هسته نیز بالا می‌باشد، به طوری که میانگین شایستگی جمعیّت هسته به مراتب بیشتر از میانگین شایستگی جمعیّت گلّه‌های پایه است.
2-2- انواع طرح‌های اصلاح نژادی دارای هسته
2-2- 1- سیستم دو لایه
این سیستم متشکل از دو گلّه می‌باشد که در آن جایگزینی افراد گلّه بوسیله انتقال نتاج دامهای نر بین دو لایه صورت می‌گیرد. انتخاب و ثبت رکورد و تعیین پیشرفت ژنتیکی در گلّه هسته انجام می‌شود و پیشرفت ژنتیکی حاصله به گلّه پایه منتقل می‌گردد (ون در ورف، 2000).
در سیستم دو لایه، معمولاً جایگزینی نر مورد نیاز برای گلّه‌های پایه بوسیله نرهای ممتاز هسته صورت می‌گیرد، ولی ماده‌های جایگزین مورد نیاز از خود گلّه‌های پایه تأمین می‌شوند. در این روش ممکن است در گلّه‌های پایه رکورد برداری و ثبت عملکرد یا انتخاب صورت نگیرد و در عین حال از نظر ژنتیکی بهبود یابند. هسته توسط مراکز پرورش دامهای نر تخمی (مراکز اصلاح نژاد) تشکیل می‌شوند. برنامه رکورد گیری و انتخاب در گلّه‌های پایه، کمتر انجام می‌شود. روش آنها برای ایجاد رشد ژنتیکی به صورت خرید دامهای نر تخمی و بهبود یافته ژنتیکی از لایه‌های بالاتر (هسته) می‌باشد که بطور مداوم ژن‌های بهبود یافته جدید از لایه هسته دریافت و وارد گلّه‌های پایه خود می‌کنند. به همین دلیل میانگین ژنتیکی لایه‌ی پایه (تجاری) تا حدودی پایین تر از لایه هسته می‌باشد، اما نرخ پیشرفت ژنتیکی برابر است. این تفاوت ژنتیکی بین هسته و پایه، به عنوان تأخیر ژنتیکی[11] بیان می‌شود. تأخیر ژنتیکی ناشی از شدّت انتخاب و جایگزینی دامهای ممتاز در هسته و انتقال مازاد بر نیاز به گلّه پایه جهت جایگزینی است. در صورتیکه پرورش دهندگان تجاری توانایی تأمین دامهای اصلاح شده ژنتیکی از هسته را داشته باشند، ساختار دو لایه‌ای به بهترین نحو عمل خواهد کرد (ون در ورف، 2000).
2-2-2- سیستم چند لایه ای
یک برنامه اصلاحی می‌تواند ساختار چند لایه شامل اصلاح کنندگان و تولید کنندگان باشد. در چنین برنامه‌ای انتخاب و پیشرفت ژنتیکی ایجاد شده در هسته، به دامهای چندین گله پایه منتقل می‌شود (ون در ورف، 2000).
2-3- بررسی سیستم‌های اصلاح نژادی مبتنی بر هسته
2-3-1- سیستم هسته‌ی بسته
در سیستم هسته‌ی بسته هیچ مهاجرتی از دام‌ها به سمت هسته صورت نمی‌گیرد (كاسگي[12]، 2004). اجرای این سیستم به ساختار پیچیده‌ای نیاز ندارد، چون رکوردگیری‌ها با بهره گرفتن از منابع در دسترس به همراه کنترل متداول در سطح هسته محدود شده است (كاسگي، 2004). در این سیستم دامهای نر تخمی مورد نیاز جمعیت پایه توسط هسته تأمین می‌گردد ( گيزا وهمكاران[13]، 2008).
2-3-2- سیستم هسته‌ی باز
نظریه اصلاح نژادی هسته‌ی باز توسط جکسون و ترنر[14] (1972)، راي[15] (1974)، كلارك[16] (1975) و جیمز (1977) مورد بحث و بررسی قرار گرفتند (هاپكينز و جيمز[17]، 1978). در سیستم‌های هسته باز، انتقال حیوانات و مواد توارثی در دو جهت صورت می‌گیرد (مولر و جيمز، 1984). در این سیستم انتخاب و انتقال دامهای ماده ممتاز شناسایی شده از لایه پایین تر به هسته امکان پذیر است و به همین جهت آن را سیستم هسته باز[18]مي گویند (ون در ورف، 2000). ساده ترین سیستم اصلاحی هسته باز دارای جفت گیری بین دو گروه دامهای ممتاز هسته و دامهای پایه هستند (جيمز و مولر، 1984). از لحاظ نظری نشان داده شده است که طرح‌های هسته باز (ONBS)[19] در مقایسه با سیستم هسته بسته به جهت مسیرهای انتخابی با شدت انتخاب بالاتر، می‌تواند نرخ پیشرفت ژنتیکی را افزایش داده و نرخ همخونی را کاهش دهد. طرح هسته‌های باز برای نشخوار کنندگان کوچک مثل گوسفند و بز توصیه شده است. این روش در مقایسه با سیستم هسته‌ی بسته 15-10% رشد ژنتیکی بیشتری ایجاد می‌کند. در هسته‌های باز با انتخاب هر دو حیوان نر و ماده به جهت مسیرهای انتخابی با شدت انتخاب بالاتر، میتوان پیشرفت ژنتیکی بیشتری نسبت به انتخاب فقط نرها داشت (کاسکی و اوکیو، 2007).
2-4- عوامل اصلي مؤثّر بر رشد و پيشرفت ژنتيكي
مهمترین عوامل تعیین کننده‌ی نرخ رشد ژنتیکی (ون ولک و همکاران[20]، 1988)، عبارتند از:
- صحت برآورد
- شدّت انتخاب
- انحراف معیار ارزش ژنتیکی افزایشی
- فاصله نسلی
اين عوامل كليدي به طور كلّی 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 برتری میانگین ارزش اصلاحی دامهای انتخابی
برتری میانگین ارزش اصلاحی دامهای انتخاب شده از میانگین ارزش اصلاحی کل دامهای در دسترس برای انتخاب به چهار عامل بستگی دارد که عبارتند از:
2-5-1- تنوّع ژنتیکی[21]
اصولاً تنوّع ژنتیکی به تغییرات ارزش اصلاحی صفت مورد انتخاب نسبت داده می‌شود. بنابراین دامنه ارزش‌های اصلاحی موجود برای صفت تحت انتخاب در یک جمعیّت، معیاری از تنوّع ژنتیکی است. هر چه تنوّع ژنتیکی بیشتر باشد، این دامنه بزرگتر خواهد بود و حیوانات بالا نسبت به حیوانات پایین ممتازتر خواهند بود.
2-5-2- شدّت انتخاب[22]
تفاوت استاندارد شده میانگین گروه‌های انتخاب شده از جامعه مورد انتخاب را شدّت انتخاب گویند و با نشان داده می‌شود.
2-5-3- صحت انتخاب[23]
صحت انتخاب یعنی همبستگی بین ارزش اصلاحی واقعی و مقدار پیش بینی شده آن است و بصورت نشان داده می‌شود. هر چه شایستگی ژنتیکی دام‌ها به نحو صحیح تر ارزیابی شوند، انتقال میزان شایستگی ژنتیکی به نسل بعد به میزان پیش بینی شده نزدیک تر خواهد بود.
2-5-4- فاصله نسلی[24]
مدت زمان لازم برای جایگزینی یک نسل بوسیله نسل بعد را فاصله نسل گویند و با نشان داده می‌شود. فاصله نسل طولانی تر منجر به افزایش تعداد نتاج به ازای هر والد و صحت انتخاب می‌گردد، ولی کاهش رشد ژنتیکی سالیانه را در برخواهد داشت (ون ولک و همکاران، 1988).
برتری ژنتیکی افزایشی مورد انتظار دامهای انتخاب شده از بین دامهای موجود برای انتخاب به ازای هر نسل را با نشان می‌دهند و برابر است با :
(2-1)
پیش بینی رشد ژنتیکی سالیانه مورد انتظار را با نشان می‌دهند :
(2-2)
فرم در حال بارگذاری ...
