مطالعه بیان و چندشکلی ژنهای کاندیدای مهم و ارتباط آنها با تولید شیر در بزهای عدنی ایران

در این مطالعه به منظور برآورد ارزش های اصلاحی تجمعی تولید شیر بزهای عدنی، از 2364 رکورد روزانه تولید شیر ایستگاه اصلاح نژاد بز عدنی استان بوشهر، که در طی سال های 1385 تا 1391 جمع آوری شده بود، استفاده شد. در بخش اول تحقیق، ابتدا مدل تابعیت تصادفی چند صفتی با درجات متفاوت تابع لژاندر پلی نومیال به منظور تعیین درجه بهینه توصیف کننده اثرات تصادفی حیوان و محیطی دائمی مورد مطالعه قرار گرفت. در تمامی این تجزیه و تحلیل ها، هر یک از دوره های شیردهی به عنوان یک صفت در نظر گرفته شد. عوامل ثابت مدل شامل اثر سال-ماه زایش، چند قلوزایی، ماه رکوردبرداری، سن زایش و ضرایب ثابت منحنی شیردهی بودند. واریانس باقیمانده بصورت ناهمگن و براساس نوبت های رکوردبرداری برای هر دوره شیردهی به 6 دسته تقسیم شد. مقایسه مدل ها، که براساس معیار bic انجام شد، نشان داد که درجه 5 تابع لژاندر پلی نومیال توصیف بهینه ای از اثرات حیوان و محیطی دائمی دارد. نتایج نشان داد که منحنی واریانس های فنوتیپی، ژنتیکی افزایشی، محیطی دائمی و باقیمانده و همچنین پارامترهای وراثت پذیری و تکرارپذیری طی منحنی شیردهی پایدار نبوده و تحت تاثیر روزهای رکوردبرداری قرار دارند. همچنین، بین دوره های شیردهی اول تا سوم هم از لحاظ میزان واریانس و هم از لحاظ روند واریانس تفاوت هایی مشاهده شد. مقادیر وراثت پذیری دوره اول از 13/0 تا 46/0، دوره دوم از 11/0 تا 48/0 و دوره سوم از 24/0 تا 38/0 متغیر بود. در تمام دوره های شیردهی، همبستگی های ژنتیکی داخل دوره شیردهی مثبت بوده و با افزایش فاصله بین روزها، مقدار همبستگی کاهش یافت. همبستگی های ژنتیکی افزایشی بین دوره های شیردهی مثبت بود و مقدار آن نیز متغیر بود. با توجه به اینکه واریانس ژنتیکی افزایشی تولید شیر بطور مدوام در حال تغییر بود و همبستگی های ژنتیکی افزایشی متفاوتی بخصوص بین دوره های شیردهی مشاهده شد، بنابراین می توان انتظار داشت که نواحی ژنومی و میزان تاثیر آنها بر تولید شیر بطور مداوم در حال تغییر باشد. همچنین می توان نتیجه گیری کرد که مقداری نواحی ژنومی مشترک بین زمان های مختلف تولید شیر وجود دارد که انتخاب بر اساس یک رکورد می تواند بر رکوردهای دیگر تاثیر گذار باشد. در بخش دوم تحقیق، تاثیر ارزش های اصلاحی بر سطح بیان تعدادی ژن بررسی شد. برای این منظور، سطح رونوشت برداری ژن های آلفا اس 1 کازئین، بتالاکتوگلوبین، بیوتیروفیلین، گیرنده پرولاکتین، ناقل نوع 1 گلوکز و فاکتور رونویسی stat5a در غدد پستانی در پیش از زایمان، تولید شیر و زمان خشکی در دو گروه از دام های با ارزشهای اصلاحی بالا و پایین مقایسه شد. به همین منظور از ارزشهای اصلاحی تجمعی تولید شیر دوره اول که براساس روش رگرسیون تصادفی چندصفتی تخمین زده شد، استفاده گردید. سپس، از بافت پستانی توسط تفنگ بیوپسی نمونه برداری در زمان های مختلف صورت گرفت و از روش real time pcr برای مطالعه بیان ژن استفاده شد. براساس نتایج این بخش از تحقیق، اثر متقابل بین گروه های ارزش اصلاحی و زمان های نمونه برداری بر سطح بیان ژن های مورد نظر معنی دار بود (01/0>p). نتایج نشان داد که در زمان تولید شیر بین دو گروه ارزش اصلاحی از لحاظ سطح رونوشت-برداری ژن های آلفا اس 1 کازئین، بتالاکتوگلوبین، بیوتیروفیلین، گیرنده پرولاکتین و ناقل نوع 1 گلوکز تفاوت معنی داری وجود دارد، در حالی که در زمان قبل از زایمان تنها سطح رونوشت برداری ژن های آلفا اس 1 کازئین و فاکتور رونویسی stat5a و در زمان خشکی تنها سطح رونوشت برداری ژن های آلفا اس 1 کازئین و بتالاکتوگلوبین بین دو گروه ارزش اصلاحی متفاوت بود. با مشاهده اثر معنی دار گروه ارزش اصلاحی بر بیان ژن ها انتظار می رود که انتخاب براساس ارزش های اصلاحی تولید شیر، اثراتی بر عملکرد و شرایط فیزیولوژیکی غده پستان خواهد گذاشت. این اثرات ممکن است برای صنعت شیر مفید و یا نامناسب باشند. دلایل مشاهده بیان متفاوت ژن ها بین دو گروه در زمان های مختلف ممکن است مجموعه شرایط زمان رونوشت برداری و یا بدلیل تغییرات نواحی ژنومی مرتبط با بیان ژن بخصوص نواحی َ5 و َ3 مجاور ژن باشند. بنابراین بررسی چندشکلی نواحی ژنومی مرتبط با این ژن ها در مطالعات تکمیلی به نظر ضروری می رسد. برای همین منظور، در بخش سوم تحقیق، نواحی َ5 و َ3 مجاور و ناحیه کد کننده ژن پروتئین آلفا اس 1 کازئین و ناحیه کد کننده ژن ناقل نوع 1 گلوکز برای شناسایی چند شکلی ها مورد مطالعه قرار گرفت. در ناحیه َ5 مجاور ژن آلفا اس 1 کازئین، 10 چندشکلی مشاهده شد که تعدادی از آنها در جایگاه اتصال فاکتورهای رونویسی قرار دارند. در ناحیه َ3 مجاور ژن آلفا اس 1 کازئین نیز 9 چند شکلی دیگر مشاهده شد که تعدادی از آنها بر محل اتصال میکروrnaها تاثیر گذار بوده اند. بنابراین پیش بینی می شود که این چندشکلی ها بر سطح بیان ژن آلفا اس 1 کازئین تاثیر گذار باشند. در ناحیه کد کننده ژن آلفا اس 1 کازئین، 5 جایگاه چند شکلی دیگر مشاهده شد که یکی از آنها جهش خنثی بوده، در حالی که 4 جایگاه دیگر منجر به تبدیل کدون اسیدآمینه شد. این نتایج نشان می دهد که ژن آلفا اس 1 کازئین دارای تغییرات ژنتیکی زیادی است و برای اجرای برنامه های اصلاح نژادی و همچنین حفظ ذخایر ژنتیکی بزهای عدنی مناسب می باشد. بررسی قسمتی از توالی ژنومی ناحیه کد کننده ژن ناقل نوع 1 گلوکز نشان داد که هیچ گونه تفاوت ژنومی بین حیوانات مورد مطالعه وجود ندارد اما از مقایسه آن با توالی موجود در پایگاه داده ncbi دو جایگاه چند شکلی در بزهای عدنی مشاهده شد که یکی از آنها جهش خنثی بوده و دیگری باعث تغییر ترکیب اسیدآمینه پروتئین ناقل نوع 1 گلوکز خواهد شد.