شاهین اقبال سعید 1، محمد مرادی شهربابک2، سیدرضا میرایی آشتیانی3
1. استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان، دانشکده کشاورزی، گروه علوم دامی، اصفهان، ایران
2. استادیار دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، کرج، ایران
3. دانشیار دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، کرج، ایران

تاریخ: 86/8/2 تاریخ پذیرش : 87/12/19

چکیده

به منظور بررسی عملکرد صفات تولید شیر و مقدار چربی شیر دختران گاوهای نر هلشتاین مورد استفاده درشرایط اقلیمی مختلف ایران، از اطلاعات 9673 راس گاو شیری متعلق به سیزده گاو هلشتاین که توسط مرکز اصلاح نژاد دام کشور از سال 1364 تا 1384 جمع آوری شده گاو های نر هلشتاین مورد استفاده در شرایط مختلف اقلیمی ایران، از اطلاعات 9673 رأس گاو شیری متعلق به 13 گله گاو هلشتاین که توسط مرکز اصلاح نژاد دام کشور از سال 1364 تا 1384 جمع آوری شده بود، استفاده شد. محل جغرافیایی گله ها براساس شرایط اقلیمی منطقه و استفاده از روش دومارتن پیشرفته به چهار اقلیم خشک سرد، فراخشک سرد، مرطوب معتدل و نیمه خشک سرد گروه بندی شد. عملکرد گاوها در هر کدام از اقلیم ها به عنوان صفات جداگانه در نظر گرفته شد. اجزای (کو) واریانس صفات میزان تولید شیر و مقدار چربی شیر با استفاده از مدل حیوانی چند صفتی برای اقلیم های مختلف برآورد شد. وراثت پذیری در اقلیم های مختلف برای صفت تولید شیر و مقدار چربی شیر به ترتیب از هفده تا سی و سه درصد و از نه تا چهارده درصد و ضرایب همبستگی ژنتیکی برای آن ها به ترتیب از 0/55 تا 0/98 و از 0/22 تا 0/94 متغیر بود. همبستگی ژنتیکی صفات تولید شیر و مقدار چربی شیر بین اقلیم مرطوب معتدل با سایر اقلیم ها، کمتر از 0/90 بوده که نشان دهنده وجود اثر متقابل ژنوتیپ و محیط است. همبستگی ژنتیکی هر دو صفت، بین اقلیم های خشک سرد و فراخشک سرد بیشتر از 0/90 بود که نشان می دهد می توان عملکرد گاوها را در این دو اقلیم به عنوان یک صفت در نظر گرفت. میانگین ارزش های اصلاحی دختران گاوهای نر کشور نیوزیلند از نظر دو صفت تولید شیر و چربی شیر در تمام اقلیم ها (بجز اقلیم نیمه خشک سرد) بیشترین و میانگین ارزش های اصلاحی دختران گاوهای نر ایرانی برای هر دو صفت و در تمام اقلیم ها کمترین بود.
کلمات کلیدی : هلشتاین، فراسنجه های ژنتیکی، اثر متقابل ژنوتیپ و محیط، اقلیم های ایران.

مقدمه

در سال های اخیر اکثر کشورها به منظور بهبود صفات تولیدی دام های خود، اقدام به وارد کردن اسپرم منجمد گاوهای نر دارای ارزش اصلاحی بالا نموده اند. یکی از موارد قابل توجه در انتخاب اسپرم این است که نتایج آن ها بتوانند با شرایط اقلیمی و محیطی عادت پذیری داشته باشند. هوموستازی تحت اثر پلی مورفیسم در ژن های خاصی و نیز عوامل اپی ژنتیک بوده و مهمترین مکانیسمی است که بدن به کمک آن خود را در شرایط محیطی مختلف استرس زا و با استفاده از سیستم اعصاب مرکزی و تصحیح فراسنجهای فیزیولوژیکی عادت می دهد(10). ارزش اصلاحی گاوهای نر خارجی بر مبنای عملکرد نتایج آن ها در شرایط محیطی و اقلیمی همان کشور پیش بینی می شود. ممکن است این شرایط اقلیمی با شرایط اقلیمی موجود در ایران مطابقت نداشته باشد و به همین دلیل، بین عملکرد مورد انتظار و عملکرد واقعی نتاج آن ها در شرایط جدید اغلب اختلاف معنی داری مشاهده می شود(5 و 6).
کشور ایران در عرض جغرافیایی بیست و دو درجه تا چهل درجه شمالی و طول جغرافیایی چهل و پنج تا شصت و دو درجه شرقی واقع است و اکثر نواحی آن خشک و نیمه خشک است. میانگین بارش سالانه کمتر از دویست و پنجاه میلی متر و ضریب تغییرات آن هفتاد درصد می باشد. بنابراین، تنوع آب و هوایی در ایران بسیار زیاد است(17). برهمین اساس، مشکل انتخاب اسپرم مناسب به خصوص برای کشورهای با تنوع اقلیمی زیاد نظیر کشور ایران، بیشتر مطرح می شود.

در صورت وجود اثر متقابل ژنوتیپ و محیط، برای مشخص کردن میزان پیشرفت ژنتیکی به ازای انتخاب ژنوتیپ های مختلف به عنوان والدین نسل بعد، می بایست علاوه بر اختلاف ژنتیکی والدین انتخاب شده از میانگین جمعیت، اثر متقابل ژنوتیپ و محیط نیز به عنوان یک عامل مهم برای پیش بینی میزان پیشرفت ژنتیکی در نظر گرفته شود.

همبستگی ژنتیکی تولید شیر در اولین دوره شیردهی بین دو کشور کنیا و انگلیس 0/49 برآورد شده که دلیل بر وجود اثر متقابل ژنوتیپ و محیط است (18 و 19). ضرایب همبستگی ژنتیکی بین مناطق مختلف مکزیک و امریکا برای تولید شیر از 0/60 تا 0/71 برآورد شد. کمتربودن واریانس ژنتیکی در مکزیک نسبت به آمریکا و همچنین پایین تر بودن ضرایب همبستگی ژنتیکی بین مکزیک و آمریکا در مطالعه دیگری نشان دهنده معنی دار بودن اثر متقابل ژنوتیپ و محیط می باشد. وجود اثر متقابل ژنوتیپ و محیط باعث کاهش صحت ارزیابی های ژنتیکی و به دنبال آن کاهش پیشرفت ژنتیکی برای صفات لاشه شده و ارزیابی های ژنتیکی را با استفاده از آزمون نتاج به شدت تحت تأثیر قرار می دهد. همبستگی ژنتیکی صفات تولید شیر و چربی شیر در اقلیم های مختلف کشور ایران، بین اقلیم های خشک بیابانی، نیمه خشک و مدیترانه ای بیشتر از 0/90 و بین اقلیم های خشک بیابانی؛ نیمه خشک، و مدیترانه ای با اقلیم های مرطوب، نیمه مرطوب و خیلی مرطوب کمتر از 0/90 برآورد شده که دلیل آن را وجود اثر متقابل ژنوتیپ و محیط گزارش کردند(2). اهداف این مطالعه، شامل ارزیابی ژنتیکی گاوهای هلشتاین درشرایط مختلف اقلیمی ایران برای صفات تولید شیر و چربی شیر، بررسی اثر متقابل ژنوتیپ و محیط در اقلیم های مختلف ایران و مقایسه عملکرد گاوهای نر وارد شده از کشورهای مختلف با گاوهای نر داخلی از نظر صفات ذکر شده بود.

مواد و روش ها

داده ها

در این تحقیق از اطلاعات 9673 رأس گاو شیری هلشتاین متعلق به سیزده گله بنیاد مستضعفان و جانبازان انقلاب اسلامی ایران که توسط مرکز اصلح نژاددام کشور آماده سازی شده بود، برای صفات تولید شیر و مقدار چربی شیر استفاده شد. اقلیم شهرها و مناطق مربوط به گله ها با استفاده از روش طبقه بندی دو مارتن گسترش یافته، مطالعه و چهار اقلیم خشک سرد، نیمه خشک سرد، فراخشک سرد و مرطوب معتدل مشخص شد. به دلیل استفاده از روش طبقه بندی دو مارتن پیشرفته دسته بندی اقلیم ها با مطالعه قبلی (2) که از روش دومارتن معمولی استفاده شد، متفاوت بود. براین اساس، استان اصفهان در اقلیم فراخشک سرد، استان گیلان در اقلیم معتدل مرطوب، استان تهران در اقلیم نیمه خشک سرد و استان های زنجان و آذربایجان شرقی در اقلیم خشک سرد تقسیم بندی شدند. در این تحقیق از رکورد گاوهایی استفاده شد که پدر آن ها در هرکدام از اقلیم ها حداقل دارای یک دختر بودند، به همین دلیل از اطلاعات دختران مربوط به 94 رأس گاو نر در هر اقلیم استفاده شد، گاوهای نری که اسپرم آن ها برای تلقیح مصنوعی در این گله ها مورد استفاده واقع شد، مربوط به کشورهای ایران، هلند، نیوزیلند، کانادا و آمریکا به ترتیب به تعداد 33، 2، 4، 30، و 25 بوده و توزیع آن ها در مناطق مختلف اقلیمی یکنواخت بود. رکوردهای تولید شیر و چربی شیر مربوط به زایش اول بوده که برای 305 روز شیردهی تصحیح شدند.

مدل حیوانی چند صفتی

تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از مدل حیوانی چند صفتی در نرم افزار DFREML1 انجام شد(13). ارزش های اولیه فراسنجه ها و مؤلفه های واریانس مورد استفاده در برآورد نهایی فراسنجه ها توسط نرم افزار تأثیر داشت. برای جلوگیری از اریب ناشی از این اثر، ابتدا ارزشهای اولیه فراسنجه و مؤلفه های واریانس مربوط به سایر مطالعات به عنوان ارزش های اولیه در مدل های تک صفتی استفاده شده و سپس واریانس های برآورد شده از این مدل ها به همراه کواریانس های گزارش شده در مطالعات قبلی به عنوان ارزش های اولیه در مدل های دوصفتی استفاده شدند. سرانجام، مؤلفه های (کو) واریانس برآورد شده از مدل دوصفتی به عنوان ارزش های اولیه در مدل چندصفتی استفاده شدند. مدل مورد استفاده برای هر دوصفت تولید شیر و چربی شیر در تمامی اقلیم ها مشابه و به صورت زیر بود:
Yijkمشاهده مربوط به هر یک از صفات و در مناطق اقلیمی مختلف، b ضریب رگرسیون اثر متغیر کمکی (Age) سن در هنگام زایش، HYSi اثر ثابت i امین گله سال - فصل ، ak اثر تصادفی ژنتیک افزایشی حیوان و eijkاثر تصادفی باقی مانده است. عملکرد حیوانات برای هر کدام از صفات تولید شیر و مقدار چربی شیر در اقلیم های مختلف به عنوان صفات جداگانه در نظرگرفته شد. بنابراین، هر حیوان فقط برای یک صفت دارای رکورد بوده و کواریانس محیطی بین صفات برابر صفر فرض شد. ماتریس (کو) واریانس باقی مانده یک ماتریس قطری بوده که عناصر قطری آن برابر واریانس های محیطی صفات در اقلیم های مختلف بودند. برای حل معادلات مختلط از تبدیل چالسکی2 استفاده شد (14). همبستگی ژنتیکی بین تمام جفت اقلیم ها برآورد شد و میانگین همبستگی های ژنتیکی برای هر اقلیم برآورد شد و میانگین همبستگی های ژنتیکی برای هر اقلیم به عنوان یک معیاری از پایدرای ژنتیکی3 حیوانات در آن اقلیم در نظر گرفته شد(9و20).

نتایج و بحث

مؤلفه های واریانس و وراثت پذیری برآورد شده برای دو صفت تولید شیر (کیلوگرم) و مقدار چربی شیر (کیلوگرم) در جداول دو و سه ارائه شده است. وراثت پذیری صفت تولید شیر از هفده (اقلیم فرا خشک سرد) تا سی و سه درصد (اقلیم مرطوب معتدل) و برای صفت چربی شیر از نه (اقلیم فرا خشک سرد) تا سیزده درصد (اقلیم مرطوب معتدل) بود.
وراثت پذیری های برآورد شده در این مطالعه با وراثت پذیری تولید شیر جمعیت گاوهای هلشتاین در مشهد، اقلیم نیمه خشک، 0/11 تا 0/24،(1) دشت مغان، اقلیم مدیترانه ای ، 0/27 تا 0/37(3) و اصفهان، اقلیم خشک بیابانی، 0/19 تا 0/20(4) مطالبقت داشت.
همان طوری که نتایج نشان می دهند، اقلیم مرطوب معتدل دارای کمترین ضریب تغییرات می باشد. ضریب تغییرات اقلیم فراخشک سرد علیرغم دارا بودن تعداد دام کم نسبت به اقلیم خشک سرد و نیمه خشک سرد، زیاد بوده که ممکن است به دلیل وجود سیستم های مدیریتی مختلف در این گله ها باشد. اقلیم مرطوب معتدل فقط دارای یک گله بوده و به همین دلیل، ضریب تغییرات و واریانس فنوتیپی آن نسبت به سایر اقلیم ها کمتراست، ولی ضریب وارثت پذیری در این اقلیم نسبت به سایر اقلیم ها بیشتر است.