تقدیم به مادرم:
سنگ صبوری که الفبای زندگی به من آموخت
پروردگارا
نه میتوانم موهایشان را که در راه عزت من سفید شد، سیاه کنم و نه برای دستهای پینه بسته شان که ثمره تلاش برای افتخار من است، مرهمی دارم. توفیقم ده که هر لحظه شکر گزارشان باشم .
فهرست مطالب
عناوینصفحهچکیده فارسی…………………………………………………………………………………………………………………………………1فصل اول- کلیات تحقیق1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………2 1-1- سوابق مربوط ………………………………………………………………………………………………………………………..3 1-2- اهداف تحقیق ………………………………………………………………………………………………………………………..4فصل دوم – مرور منابع، ادبیات پیشینه تحقیق2- طرح اصلاح نژادی دارای هسته…………………………………………………………………………………………………….62-1- مشخصات طرح اصلاح نژاد دارای هسته……………………………………………………………………………………62-2- انواع طرح‌های اصلاح نژادی دارای هسته…………………………………………………………………………………..62-2-1- سیستم دو لایه……………………………………………………………………………………………………………………62-2-2- سیستم چند لایه ای…………………………………………………………………………………………………………….72-3- بررسی سیستم‌های اصلاح نژادی مبتنی بر هسته………………………………………………………………………….72-3-1- سیستم هسته‌ی بسته…………………………………………………………………………………………………………..72-3-2- سیستم هسته‌ی باز………………………………………………………………………………………………………………72-4- عوامل اصلی مؤثّر بر رشد و پیشرفت ژنتیکی……………………………………………………………………………..82-5- عوامل موثر بر برتری میانگین ارزش اصلاحی دام‌های انتخابی……………………………………………………..82-5-1- تنوّع ژنتیکی………………………………………………………………………………………………………………………82-5-2- شدّت انتخاب ……………………………………………………………………………………………………………………82-5-3- صحت انتخاب……………………………………………………………………………………………………………………82-5-4- فاصله نسلی……………………………………………………………………………………………………………………….92-5-5- انحراف معیار ارزش ژنتیکی افزایشی…………………………………………………………………………………….92-5-6- صحت پیش بینی ارزش ژنتیکی افزایشی……………………………………………………………………………….102-5-7- شدّت انتخاب……………………………………………………………………………………………………………………102-6- عوامل مؤثّر بر رشد ژنتیکی در طرح هسته اصلاح نژادی……………………………………………………………..102-7- نمونه ای از تحقیقات انجام شده……………………………………………………………………………………………….102-8- گوسفند بومی گیلانی……………………………………………………………………………………………………………..122-8-1- خصوصیّت گوسفند بومی گیلانی…………………………………………………………………………………………122-8-2- پرورش گوسفند در استان گیلان…………………………………………………………………………………………..132-8-3- سیستم پرورش گوسفند بومی گیلانی…………………………………………………………………………………….132-8-4- پراکنش جمعیّت گوسفند بومی گیلانی…………………………………………………………………………………..132-8-5- برّرسی‌های اصلاح نژادی در مورد گوسفند بومی گیلانی………………………………………………………….13فصل سوم- روش اجرای تحقیق، مواد و روش ها3-1- اطّلاعات مورد بررسی……………………………………………………………………………………………………………..163-2- آماده کردن اطّلاعات برای تجزیه و تحلیل ………………………………………………………………………………..163-3- برآورد ترکیب سنی در جمعیّت های مورد بررسی………………………………………………………………………163-3-1- ترکیب سنی میش‌ها و قوچ‌ها در گوسفندان بومی گیلان…………………………………………………………..163-3-1-2- گلّه پایه شماره 1…………………………………………………………………………………………………………….173-3-1-3-گلّه پایه شماره 2……………………………………………………………………………………………………………..173-3-1-4-گلّه پایه شماره 3…………………………………………………………………………………………………………….183-3-1-5-گلّه پایه شماره 4…………………………………………………………………………………………………………….183-3-1-6- گلّه پایه شماره 5……………………………………………………………………………………………………………193-4- انتخاب افراد جایگزین در جمعیّت گوسفندان بومی گیلان ………………………………………………………….203-5- شبیه سازی رشد ژنتیکی در جمعیّت گوسفندان بومی گیلان ……………………………………………………….203-5-1- نرم افزار مورد استفاده جهت انجام شبیه سازی……………………………………………………………………….20فصل چهارم – تجزیه وتحلیل داده‌ها و یافته های تحقیق4-1- رشد ژنتیکی در گوسفند بومی گیلانی……………………………………………………………………………………….224-1-1- انتخاب تک مرحله ای…………………………………………………………………………………………………………224-1-1-1- اثر تغییر سهم هسته با درنظر گرفتن وراثت پذیری 0.3050………………………………………………….224-1-1-2- اثر تغییر سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذیری 0.2745…………………………………………………..264-1-1-3- اثر تغییر سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذیری 0.3355…………………………………………………..304-2-1- انتخاب دو مرحله ای…………………………………………………………………………………………………………..344-2-1-1- اثر تغییر سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذیری 0.3050…………………………………………………..344-2-1-2- اثر تغییر سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذیری 0.2745…………………………………………………..394-2-1-3- اثر تغییر سهم هسته با درنظرگرفتن وراثت پذیری 0.3355…………………………………………………..44فصل پنجم – بحث، نتیجه گیری و پیشنهادات5-1- مروری بر طرح اصلاح نژادی هسته بسته، هسته باز با انتخاب تک مرحله‌ای و انتخاب دو مرحله ای…505-1-1- هسته بسته…………………………………………………………………………………………………………………………505-1-2-هسته با انتخاب تک مرحله ای………………………………………………………………………………………………515-1-3-انتخاب دو مرحله ای……………………………………………………………………………………………………………535-2- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………545-3- پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………..55منابع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………………………………………..56چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………………………………….60فهرست جدول ها
عناوین صفحهجدول 3-1- کلاس و ترکیب سنی میش و تعداد میش برآورد شده در هر کلاس سنی در گوسفندان بومی گیلان…17جدول 3-2- کلاس و ترکیب سنی قوچ و تعداد قوچ برآورد شده در هر کلاس سنی در گوسفندان بومی گیلان …17جدول 3-3- کلاس و ترکیب سنی میش و تعداد میش در هر کلاس سنی گله پایه 1………………………………………..17جدول 3-4- کلاس و ترکیب سنی قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سنی گله پایه 1…………………………………………17جدول 3-5- کلاس و ترکیب سنی میش و تعداد میش در هر کلاس سنی گله پایه 2………………………………………..18جدول 3-6- کلاس و ترکیب سنی قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سنی گله پایه 2…………………………………………18جدول 3-7- کلاس و ترکیب سنی میش و تعداد میش در هر کلاس سنی گله پایه 3……………………………………….18جدول 3-8- کلاس و ترکیب سنی قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سنی گله پایه 3…………………………………………18جدول 3-9- کلاس و ترکیب سنی میش و تعداد میش در هر کلاس سنی گله پایه 4………………………………………..19جدول 3-10- کلاس و ترکیب سنی قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سنی گله پایه 4……………………………………….19جدول 3-11- کلاس و ترکیب سنی میش وتعداد میش در هر کلاس سنی گله پایه 5……………………………………….19جدول 3-12- کلاس و ترکیب سنی قوچ و تعداد قوچ در هر کلاس سنی گله پایه 5……………………………………….19جدول 3-13- توارث پذیری و واریانس ژنتیکی افزایشی صفت وزن از شیرگیری در گوسفندان بومی گیلانی……..20جدول 3-14-توارث پذیری و واریانس ژنتیکی افزایشی صفت وزن ازشیرگیری در گوسفندان بومی گیلانی………..20جدول4-1- رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیرمختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.3050 ………………………………………………….23
جدول4-2- رشد ژنتیکی درانتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.3050…………………………..24
جدول4-3- رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) بادر نظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.3050…………………………25جدول4-4- رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده ازپایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.2745 ……………………….27جدول 4-5- رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیرمختلف نرخ انتقال ماده ازپایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری0.2745 …………………………..28جدول4-6- رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیرمختلف نرخ انتقال ماده ازپایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعیت و باوراثت‌پذیری0.2745 ………………………….29
جدول4-7- رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده ازپایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری0.3355 ………………………..31جدول 4-8- رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیرمختلف نرخ انتقال ماده ازپایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعیّت و باوراثت‌پذیری 0.3355 ………………………….32جدول 4-9- رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه نسبت انتخاب میش‌های پایه برای انتقال به هسته (qBFN) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.3355 ……………………..33جدول4-10- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله ی اول(q1) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.3050……………………………………..35جدول4-11- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله ی اول( q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری0.3050………………………………….36جدول 4-12- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله‌ی اول( q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری .3050……………………………………38جدول 4-13- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله ی اول ( q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.2745 …………………………….40جدول 4-14- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله‌ی اول (q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.2745 ………………………………………41جدول 4-15- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله ی اول( q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.2745 ……………………………..43جدول 4-16- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله‌ی اول(q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 10 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.3355 ……………………………………45جدول 4-17- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله‌ی اول(q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 5 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.3355 ……………………………………..46جدول 4-18- حداکثر رشد ژنتیکی در انتخاب دو مرحله‌ای به ازای مقادیر مختلف نرخ انتقال ماده از پایه به هسته (X) و نرخ انتقال نر از هسته به پایه (W) به همراه مقدار بهینه نسبت انتخاب مرحله‌ی اول(q 1) با درنظرگرفتن سهم هسته 15 درصد از کل جمعیّت و با وراثت‌پذیری 0.3355 …………………………………..48
فهرست شکل ها
عناوین صفحهشکل 1- 1- نمایی از سطح گلّه گوسفند بومی گیلان در ارتفاعات شهرستان ماسال………………………………………..13
فصل اول
کلیات تحقیق
چکیده
شبیه سازی رایانه‌ای رشد ژنتیکی صفت وزن از شیرگیری ناشی از انتخاب تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای در طرح اصلاح نژادی هستهی باز در گوسفندان گیلان
به منظور محاسبه رشد ژنتیکی صفت وزن از شیرگیری، مقایسه حالات مختلف از نظر رشد ژنتیکی در انتخاب تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای و همچنین تعیین بهترین ساختار و نرخ انتقال بهینه در جمعیّت گوسفندان بومی گیلان از یک مدل قطعی شبیه سازی رایانه‌ای استفاده شد. داده‌ها شامل اطّلاعات جمع آوری شده از سازمان جهاد کشاورزی استان گیلان تا سال 1392 و همچنین بازدید میدانی از سطح گلّه بود. شبیه سازی سیستم اصلاح نژادی با استفاده از نرم افزار Matlabانجام شد. صفت وزن از شیرگیری، تابع هدف را در این تحقیق، تشکیل می داد. زمانی که هسته بسته بود اساساً هیچ حیوانی از پایه به هسته منتقل نمی‌شد و در همه حالات رشد ژنتیکی نسبت به هسته باز کمتر بود. میزان رشد ژنتیکی در هسته بسته در انتخاب تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای برابر بود. در طرح هسته باز با انتخاب تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای با زیاد شدن سهم هسته از کل جمعیّت زمانی که وراثت‌پذیری کم یا متوسط بود (یعنی برابر 0.2745 یا 0.3050)، رشد ژنتیکی افزایش یافت و هنگامی که وراثت‌پذیری بالا بود (0.3355)، وقتی سهم هسته از کل جمعیّت برابر 10 درصد بود بیشترین رشد ژنتیکی حاصل شد که در انتخاب تک مرحله‌ای 0.2570 کیلوگرم و در انتخاب دو مرحله‌ای 0.2572 کیلوگرم بود. انتخاب دو مرحله‌ای بر انتخاب تک مرحله‌ای ارجحیت داشت. در همه حالات مورد بررسی با تغییر سهم هسته و میزان وراثت‌پذیری مقادیر بهینه نرخ انتقال نرها و مادهها تغییر کرد اما نوع انتخاب بر ساختار بهینه طرح بیتأثیر بود. بطور کلّی برای جمعیّت گوسفندان بومی گیلان، استفاده از طرح هسته باز با انتخاب دو مرحله‌ای با تأمین 50 درصد ماده‌های هسته از پایه و 50 درصد نرهای پایه از هسته به بالاترین رشد ژنتیکی سالانه در تابع هدف منجر شد.
کلید واژه‌ها: رشد ژنتیکی- انتخاب تک مرحله‌ای- انتخاب دو مرحله‌ای- شبیه سازی – هسته باز
مقدمه
در راهبرد انتخاب درون نژادی، یکی از روش‌ها استفاده از هسته‌های اصلاح نژادی است (جیمز1، 1977). پیشرفت ژنتیکی در گلّه‌های اصلاح نژادی دارای هسته، یک شروع مناسب برای برنامه‌های اصلاح نژادی است. بدلیل دقّت در اندازه‌گیری‌های صفات اقتصادی و مدیریت جفت گیری‌ها، مسئله همخونی نیز راحتتر کنترل می‌شود.
طرح اصلاح نژادی هسته مبتنی بر ایجاد پیشرفت ژنتیکی در بخشی از جمعیّت یک توده نژادی بنام هسته و انتقال آن به سایر افراد یک جمعیّت است که در قالب گله‌های متعدّد بنام پایه بسر می‌برند. روش اصلاح نژادی هسته‌ای دارای مزایای زیر است ( مولر و جیمز2، 1984):
1- کاهش هزینه‌های رکورد گیری در سطح ملّی و استانی.
تمرکز بر روی یک واحد کوچکتری بنام هسته تا برتری ژنتیکی ایجاد شده در آن، بتدریج به کل جمعیّت همان توده نژادی منتقل گردد.
کنترل پرورش و ثبت عملکرد و همچنین سرعت بخشیدن تجدید نسل در حیوانات.
اندازهگیری صفاتی که در مزرعه امکان آن وجود ندارد.
با وجود فراوانی تعداد و تنوّع توده‌های نژادی گوسفند در کشورهای در حال توسعه و نگهداری آنها در دامداری‌های روستایی، اطّلاعات اندکی در زمینه برنامه‌های بهبود ژنتیکی این حیوانات در دست می‌باشد (کاسگی و اوکیو3، 2007). یکی از روش‌های عمده برای پیشرفت ژنتیکی پایدار در نشخوارکنندگان کوچک مثل گوسفند و بز، انتخاب درون نژادی است. هسته اصلاح نژادی می‌تواند بصورت باز یا بسته تعریف گردد. در یک هسته نژادی بسته هیچ جریان ژنی بین لایه پایه و لایه هسته وجود ندارد و تمام عملیّات ثبت رکورد، محدود به همان جمعیّت است.
ایران با دارا بودن بیش از 50 میلیون رأس گوسفند در قالب توده‌های نژادی مختلف، رتبه چهارم دنیا را دارد (مرکز اصلاح نژاد کشور). در طی سه دهه گذشته 10 ایستگاه پرورش و اصلاح نژاد گوسفند در سطح کشور احداث شده است. از اهداف اصلی این ایستگاه‌ها، شناسایی ظرفیّت تولیدی، حفظ نژاد، بهبود عملکرد صفات تولیدی و انتقال پیشرفت ژنتیکی به گلّه‌های مردمی است (عباسی و همکاران، 1386، وطن خواه و همکاران، 1383).
مطالعات نشان می‌دهد در گلّه‌های این ایستگاه‌ها که بعنوان هسته‌های مرکزی اصلاح نژاد محسوب می‌شوند، هیچ پیشرفت ژنتیکی معنی داری ایجاد نشده است. علّت این امر را می‌توان به مشخص نبودن عوامل زیر نسبت داد (وطن خواه و همکاران، 1383):
فقدان تعریف برای اهداف اصلاحی4
عدم وجود معیار انتخاب5
عدم استفاده از مدل‌های حیوانی در پیش بینی از ارزش‌های اصلاحی6 و ارزیابی حیوانات
فقدان ثبت شجره7
عدم دقّت در رکوردگیری صفات تولیدی
امروزه تعیین ساختار مناسب برای اصلاح نژاد گوسفندان کشور و مقایسه روش‌های اصلاحی با هم از طریق شبیه‌سازی رایانه‌ای امکانپذیر شده است. این روش‌ها در کنار مطالعات آکادمیک که به بررسی گوناگونی چون برآورد پارامترهای ژنتیکی صفات اقتصادی و تعیین اهداف اصلاح نژادی مبتنی بر محاسبه ضرایب اقتصادی صفات، بسیار راهگشا است.
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 استفاده از معادلات اساسی مربوط به پیش بینی رشد ژنتیکی در سیستم اصلاح نژادی هسته انجام می‌شود.
سیستم اصلاح نژادی دارای هسته، به سیستمی می گویند که از یک گلّه ممتاز به عنوان هسته و یک یا چند گلّه غیر ممتاز به عنوان پایه تشکیل شده است (جیمز و مولر، 1983). هسته به عنوان مرکز پرورش دام های اصلاحی در رأس یک هرم قرار دارد که قائده آن از گلّه های پایه، تشکیل می شود (شفر و کینگهورن8، 1992). در داخل هسته رکورد های شجره ای و عملکرد به طور دقیق ثبت می شوند، از تکنیک های پیش بینی ژنتیکی دقیق استفاده شده و اغلب شدّت انتخاب نیز، بالا می باشد (پینلی و همکاران9، 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 ورف10، 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 استفاده 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 تحقیق
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 نژادی دارای 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 کینگهورن، 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 ژنتیکی11 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 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 سیستم هسته‌ی بسته هیچ مهاجرتی از دام‌ها به سمت هسته صورت نمی‌گیرد (کاسگی12، 2004). اجرای این سیستم به ساختار پیچیده‌ای نیاز ندارد، چون رکوردگیری‌ها با استفاده از منابع در دسترس به همراه کنترل متداول در سطح هسته محدود شده است (کاسگی، 2004). در این سیستم دام‌های نر تخمی مورد نیاز جمعیت پایه توسط هسته تأمین می‌گردد ( گیزا وهمکاران13، 2008).
2-3-2- سیستم هسته‌ی باز
نظریه اصلاح نژادی هسته‌ی باز توسط جکسون و ترنر14 (1972)، رای15 (1974)، کلارک16 (1975) و جیمز (1977) مورد بحث و بررسی قرار گرفتند (هاپکینز و جیمز17، 1978). در سیستم‌های هسته باز، انتقال حیوانات و مواد توارثی در دو جهت صورت می‌گیرد (مولر و جیمز، 1984). در این سیستم انتخاب و انتقال دام‌های ماده ممتاز شناسایی شده از لایه پایین تر به هسته امکانپذیر است و به همین جهت آن را سیستم هسته باز18می گویند (ون در ورف، 2000). ساده ترین سیستم اصلاحی هسته باز دارای جفت گیری بین دو گروه دام‌های ممتاز هسته و دام‌های پایه هستند (جیمز 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 اصلی مؤثّر بر رشد و پیشرفت ژنتیکی
مهمترین عوامل تعیین کننده‌ی نرخ رشد ژنتیکی (ون ولک و همکاران20، 1988)، عبارتند از:
صحت برآورد
شدّت انتخاب

انحراف معیار ارزش ژنتیکی افزایشی
فاصله نسلی
این عوامل کلیدی به طور کلّی تصویر کاملی از پیشرفت ژنتیکی را ارائه کرده و با یکدیگر اثر متقابلی دارند و ممکن است تحت تأثیر شرایط محیط قرار گیرند. در کنار این چهار عامل تعداد مناسب دام های انتخاب شده، برای جلوگیری از همخونی بایستی مورد توجه قرار گیرد (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 ژنتیکی21
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 انتخاب22
تفاوت استاندارد شده میانگین گروه‌های انتخاب شده از جامعه مورد انتخاب را شدّت انتخاب گویند و با ip نشان داده می‌شود.
2-5-3- صحت انتخاب23
صحت انتخاب یعنی همبستگی بین ارزش اصلاحی واقعی و مقدار پیش بینی شده آن است و بصورت rAA° 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 نسلی24
مدت زمان لازم برای جایگزینی یک نسل بوسیله نسل بعد را فاصله نسل گویند و با l 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 ?G نشان می‌دهند و برابر است با :
?G = rAA°* ip *?A (2-1)
پیش بینی رشد ژنتیکی سالیانه مورد انتظار را با ?g نشان می‌دهند :
?g =?G/l(2-2)
(2-3) ?g=(rAA°* ip*?A )/l
تا حد امکان با تغییر و بزرگ کردن صورت کسر در معادله 2-3 می‌توان پیش بینی رشد ژنتیکی سالیانه مورد انتظار را افزایش داد. اگرچه این امر مهم ترین هدف می باشد، اما برخی محدودیت های اجرایی نیز وجود دارد.
سه فاکتور صحت انتخاب، شدّت انتخاب و فاصله نسلی، به نحوی تحت کنترل اصلاح کنندگان نژاد دام می‌باشند. ازطرفی بدلیل وجود اثر متقابل میان سه فاکتور معادله مذکور، ممکن است اصلاحگری با بکارگیری روش غلط، سبب تغییرات ناخواسته و نامطلوب در یک نژاد گردد (ون ولک و همکاران، 1988).
2-5- 5- انحراف معیار ارزش ژنتیکی افزایشی
برای انتخاب مؤثّر، تنوّع یا واریانس ژنتیکی ضروری است. متأسفانه تنوّع ژنتیکی در معادله برآورد رشد ژنتیکی عاملی است که اصلاح گران به راحتی قادر به تغییر آن نیستند. واریانس ژنتیکی را نمی‌توان به راحتی تغییر داد و در داخل جمعیّت نسبتاً ثابت است. آمیزش خویشاوندی آن را کاهش می‌دهد و غیرخویشاوندی تا حدودی موجب افزایش آن می‌شود. واریانس ژنتیکی در برخی صفات کم و در برخی دیگر زیاد است. انحراف معیار ژنتیکی افزایشی یک صفت به میزان واریانس فنوتیپی و توارث پذیری آن صفت بستگی دارد. در اصطلاح، نسبت واریانس ژنتیکی افزایشی به واریانس کل یا واریانس فنوتیپی را توارث پذیری (h^2) گویند.

دسته بندی : پایان نامه ها

پاسخ دهید