منو
 کاربر Online
702 کاربر online

کاربرد بیوتکنولوژی در اصلاح دام

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > زیست شناسی > زیست سلولی مولکولی
علوم طبیعت > زیست شناسی > ژنتیک > ژنتیک مولکولی
(cached)

مقدمه

بیوتکنولوژی که به صورت توانایی بکارگیری فرآیندهای زیستی در بعد صنعتی تعریف می‌شود در دو دهه گذشته ، کاربردهای گستردهای در عرصه‌های کشاورزی و بهداشت ، محیط زیست یافته است. بیوتکنولوژی در مفهوم عام و نزد اکثریت مردم معنای درآمد بی‌دردسر را تداعی نموده است و در دهه اخیر این کلمه را غالبا به مفهوم همه چیز برای همه مردم بکار می‌برند.

تاریخچه بیوتکنولوژی نشان می‌هد که سابقه استفاده از آن به 8 هزار سال قبل می‌رسد. از دهه 1980 ، بیوتکنولوژی زمینه جدیدی را برای رشد پیدا نمود که ‌این تغییر مرهون پیشرفتی است که حاصل فن‌آوری برش و اتصال مولکولDNA به صورت دلخواه می‌باشد. اکنون این تفکر که بیوتکنولوژی با تکیه بر دستاوردهای مهندسی ژنتیک قادر است منافع عظیمی را نصیب بشریت نمایند، به شدت تقویت یافته است.



تصویر

تلقیح مصنوعی
‌اکنون تلقیح مصنوعی به یک فن‌آوری کاربردی با قدمت پنجاه ساله مبدل شده است و سطح وسیع در جمعیتهای گاوهای شیری برای کاهش هزینه نگهداری گاو نر و همچنین سرعت بخشیدن به پیشرفت ژنتیکی انجام می‌گیرد. تلقیح مصنوعی برنامه‌های تست نتاج را در مقیاس گسترده امکان‌پذیر می‌کند برای استفاده از این تکنیک روشهای دیگری برای انجماد اسپرم با نیتروژن مایع و رقیق کردن اسپرم ابداع گردیده است. در بعضی از کشورها همانند دانمارک و هلند استفاده عملی از تلقیح مصنوعی در صددرصد گاوداریها انجام می‌گیرد.

انجماد جنین

جنین منجمد شده نسبت به جنین تازه 10 درصد باروریش را از دست داده است در هر بار تخمک‌ریزی ماده گاوها در شرایط طبیعی فقط یک اووسیت آزاد می‌کنند که صورت باروری دوره آبستنی طولانی را نیز به دنبال دارد بنابراین‌ از این طریق پیشرفت ژنتیکی از یک نسل به نسل دیگر کند است. از سویی دیگر ماده گاو در طول عمر باروری خود ، فقط چند گوساله تولید خواهد کرد که معمولا از ده گوساله کمتر است. از اینرو روشهایی که بتوانند تعداد گوساله ناشی از ماده گاوهای با ارزش ژنتیکی بالا را افزایش دهند، مزایای شایان توجهی خواهند داشت. یکی ازاین روشها سوپر اوولاسیون است که باعث افزایش امکان دوقلوزایی در گله می‌شود.

انتقال جنین

انتقال جنین از دیگر ابزار و تکنیکهای‌ اصلاح‌گران‌ برای‌ سرعت‌ بخشیدن‌ به‌ پیشرفت‌ ژنتیکی گله‌ می‌باشد. عیب‌ روشهای‌ انتقال‌ جنین‌ اینست‌ که‌ گوساله‌های‌ بدست‌ آمده‌ ممکن‌ است‌ متعلق‌ به‌یک‌ جنس‌ نباشند و بنابراین‌ احتمال‌ ایجاد گوساله فریمارتین‌ افزایش‌ می‌یابد. با انتقال‌ جنین‌ می‌توان‌ میانگین‌ تعداد زایش‌ در طول‌ عمر اقتصادی‌ گاو را از چهار شکم‌ به‌ بیست‌ و پنج‌ یا بیشتر افزایش‌ داد و در نتیجه‌ نتاج‌ دامهای‌ ماده انتخاب‌ شده‌ در برنامه‌های‌ اصلاحی‌ افزایش‌ می‌یابد.



تصویر

حیوانات‌ همانندسازی‌ شده‌

‌در این‌ روشها هسته سلولهای‌ بالغ‌ و تمایز یافته‌ را در مرحله خاصی‌ به‌ داخل‌ سلول‌ تخم غیرباروری‌ که‌ هسته‌ آن‌ خارج‌ شده‌ است‌ منتقل‌ می‌نمایند. بدین‌ ترتیب‌ تولد بره‌های‌ زنده‌ از سلولهای ‌سوماتیک‌ مثل‌ غدد پستانی‌ امری‌ شدنی‌ است‌ و از مزایای‌ این‌ عمل‌ کاهش‌ فاصله نسل‌ و استفاده‌ از تعداد محدودی‌ از حیوانات‌ بسیار شایسته‌ و در نتیجه‌ پیشرفت‌ ژنتیکی‌ سریع‌ در گله‌ است‌.

روشهای‌ ایجاد حیوانات‌ تراریخت‌

‌امروزه‌ از روش‌ انتقال‌ مستقیم‌ ژنهای‌ کنترل‌ کننده هورمونها به‌ ژنوم‌ حیوانات‌ استفاده‌ می‌شود هر چند مطالعات‌ نشان‌ داده‌ است‌ که‌ انتقال‌ ژن‌ به‌ تنهایی‌ کافی‌ نیست‌ و تنظیم‌ دقیق‌ و بیان‌ یا تظاهر ژن‌ نیز لازم‌ است. با انتقال‌ ژن‌ مورد نظر به‌ سیستم‌ ژنتیکی‌ حیوان‌ می‌توان‌ میزان‌ تولید هورمون‌ را به‌ مقدار زیادی‌ افزایش‌ داد. از حیوانات‌ ترانس‌ ژنیک‌ نظیر موش‌ جهت‌ تشخیص‌ بیماریهای‌ مهلک‌ و خطرناک‌ نظیر سرطان‌ و کم‌خونی‌ استفاده‌ می‌شود تولید پروتئینهای‌ داروئی‌ نیز توسط‌ حیوانات‌ ترانس‌ژنیک ‌امکان‌پذیر است. برای‌ تولید پروتئین‌ داروئی‌ ابتدا ژن‌ مورد نظر با تکنیکهای‌ ریز تزریقی‌ به‌داخل‌ جنین تک‌ سلولی‌ تزریق‌ می‌گردد. سپس‌ جنینها را داخل‌ رحم‌ مادران‌ گیرنده‌ جایگزین‌ می‌کنند به‌ این‌ ترتیب‌ تعدادی‌ از فرزندان‌ متولد شده‌ ترانس‌ژنیک ، خواهند بود که‌ قادر هستند ژن‌ را به‌ نسلهای ‌بعد انتقال‌ دهند.

عیب‌ این‌ روشها اینست‌ که‌ حیواناتی‌ که‌ جدید و پرتولید در نظر گرفته‌ می‌شوند ممکن‌ است‌ حاوی‌ ژنهای‌ مطلوب‌ نباشند. یکی‌ از اهداف‌ انتقال‌ ژن‌ در دامهای‌ شیرده ، تغییر ترکیبات‌ شیر می‌باشد. مقدار پنیر تولید مستقیما به‌ خصوصیت‌ مقدار کاپاکازئین‌ شیر وابسته‌ است‌ بدین‌ معنی‌ که‌ مایه‌ پنیر فقط‌ کاپاکازئین‌ راسوبسترا قرار می‌دهد و آن‌ را به‌ دو قسمت‌ یک‌ بخش‌ کوچک‌ که‌ 5% وزن‌ کازئین‌ اولیه‌ را دارد و یک‌ بخش‌ بزرگتر که‌ پاراکاپاکازئین‌ است‌ تقسیم‌ می‌کند. هدف‌ دیگر در انتقال‌ ژن‌ تغییر لاکتوز شیر می‌باشد که‌ کمک‌ بزرگی‌ به‌ امکان‌ مصرف‌ شیر توسط‌ بسیاری‌ از افراد است‌ که‌ حساس‌ به‌ لاکتوز هستند و قدرت‌ هضم‌ لاکتوز بعد از مصرف‌ شیر یا مواد غذائی‌ حاوی‌ شیر را ندارند.



تصویر

‌محدودیتهای‌ فرایند ترانسژنیک‌ در دامهای‌ بزرگ‌ همچون‌ گاو

  • دامهای‌ بزرگ‌ تعداد زیاد تخمک‌ ایجاد نمی‌کنند.

  • کاشتن‌ دوباره‌ جنین‌ دستکاری‌ شده‌ با توجه‌ به‌ اینکه‌ از گوسفند و گاو در هر نوبت‌ حاملگی‌ فقط‌ یک‌ فرزند متولد می‌شود کار آسانی‌ نیست.

  • سیتوپلاسم‌ حیوانات‌ اهلی‌ به‌ اندازه‌ای‌ کدر است‌ که‌ مشاهده پیش‌ هسته‌ بدون‌ استفاده‌ از فنون‌ ویژه‌ ممکن‌ نیست.‌

تشخیص‌ بیمارهای‌ دامی‌

‌روشهای‌ معمول‌ تشخیص‌ بیماریها در آزمایشهای‌ از جمله‌ آزمایشات‌ سرولوژی‌ و تزریق عوامل‌ بیماری‌زا به‌ حیوان‌ خطرناک‌ و کند است. در روشهای‌ تشخیص‌ با کشت‌ بافت، بافت‌ آلوده‌حاوی‌ عوامل‌ بیماری‌زا، تولید آنتی‌ژن‌ نموده‌ و سپس‌ با تست‌ آنتی‌بادی‌ شناسائی‌ می‌شوند. عیب‌ این‌روش‌ این‌ است‌ که‌ بعضی‌ از میکروبها دیر رشد هستند و کشت‌ حدود 3 - 1 ماه‌ طول‌ می‌کشد.

‌روش‌ دیگر تشخیص‌ بیماری‌ نمونه‌گیری‌ از خون‌ و بررسی‌ آنتی‌بادی‌ است‌ که‌ بدن‌ در مقابل آنتی‌ژنها تولید نموده‌ است. عیب‌ این‌ روش‌ هم‌ اینست‌ که‌ بیماری‌ باید تا مرحلهِ خاصی‌ پیشرفت‌نماید. از جدیدترین‌ روشهای‌ تشخیص، استفاده‌ از واکنش‌ زنجیره‌ پلی‌مراز (PCR) برای‌ تعیین‌DNA میکروارگانیزمهای‌ پاتوژن‌ است‌ و این‌ تشخیص‌ بر خلاف‌ روشهای‌ معمول‌ چند روز بیشتر طول‌ نمی‌کشد و به‌ محصولات‌ بیولوژیکی‌ دیگر نیز نیاز ندارد.

انتخاب‌ براساس‌ نشانگرها

‌متخصصان‌ اصلاح‌ نژاد بیشتر روی‌ تنوع‌ صفات‌ کمی‌ می‌اندیشند و سعی‌ می‌نمایند با توسط روشهای‌ آماری‌ از همه اط‌لاعات‌ در برنامه‌های‌ انتخاب‌ استفاده‌ نمایند. این‌ روشها از سال1950 با پایه‌گذاری‌ متدهای‌ بیومتری‌ پیچیده‌تر همراه‌ شد. ‌ژنتیک‌ کمی‌ تنها اثر تجمعی‌ ژنهایی‌ را که‌ باعث‌ ایجاد تفاوت‌ بین‌ افراد می‌شوند مورد توجه قرار می‌دهد و فرض‌ اصلی‌ آن‌ تفکیک‌ همزمان‌ بسیاری‌ از ژنهای‌ کوچک‌ اثر می‌باشد. این‌ موضوع ‌مورد تردید است‌ که‌ همه‌ ژنهای‌ موثر بر صفات‌ کمی ، کوچک‌ اثر باشند و ممکن‌ است‌ بعضی‌ ژنها سهم‌ عمده‌ای‌ در تنوع‌ ژنتیکی‌ داشته‌ باشند. برای‌ توضیح‌ بیشتر تفاوت‌ عملکرد ژنها باید خصوصیات‌ ژنها به‌ تنهایی‌ نیز بررسی‌ شود.


تصویر



روشهای‌ آماری‌ مناسب‌ جهت‌ شناسایی‌ حیوانات‌ دارای‌ ارزش‌ اصلاحی‌ مطلوب‌ توسعه‌ یافته‌ است‌ که‌ اساس‌ آن‌ حذف‌ هر چه‌ بیشتر عوامل‌ محیطی‌ و استفاده‌ از اط‌لاعات‌ حاصل‌ از عملکرد خود حیوان‌ و خویشاوندان‌ آن‌ جهت‌ انتخاب‌ و تخمین‌ آثار افزایشی‌ همه‌ جایگاههای‌ موثر بر صفت‌ است. انتخاب‌ بر اساس‌ فنوتیپ‌ به‌ دلیل‌ آثاری‌ که‌ عوامل‌ محیطی‌ روی‌ صفت‌ اندازه‌گیری‌ شده‌ دارند و نیز توارث‌ صفات‌ چند ژنی ، اثر متقابل‌ بین‌ ژنها در یک‌ لوکوس‌ (غلبه) و بین‌ لوکوسهای‌ مختلف‌ (اپیستازی) با کاهش‌ سودمندی‌ روبروست‌. درحال‌ حاضر کاربرد تکنیک‌ آماری‌ همچونBLUP ، امکان‌ جدا کردن‌ آثار محیطی‌ از ژنتیکی‌ رافراهم‌ و در برنامه‌های‌ اصلاحی‌ بسیار سودمند واقع‌ شده‌اند. ولی‌ این‌ روشها ژنوتیپ‌ یک‌ فرد را ناشناخته‌ باقی‌ می‌گذارند و به‌ صورت‌ یک‌ جعبه سیاه‌ به‌ آن‌ می‌نگرند و مضراتی‌همچون‌ کاهش‌ واریانس‌ ژنتیکی ، تثبیت‌ الل‌های‌ کشنده‌ و همخونی‌ را ممکن‌ است‌ بدنبال‌ داشته‌ باشد.

چرا که‌ در روشهای‌ ژنتیک‌ کمی‌ اط‌لاعات‌ ژنوتیپی‌ افراد بطور دقیق‌ قابل‌ ارزیابی‌ نمی‌باشد بلکه‌ برآوردی‌ از آن‌ از طریق‌ فنوتیپ‌ و خویشاوندان‌ امکان‌پذیر است. ‌شناخت‌ ملکولی‌ ژنهایی‌ که‌ بزرگ‌ اثر هستند ممکن‌ است‌ دیدگاه‌ جدیدی‌ برای‌ بهبود ژنتیکی فراهم‌ کند. علم‌ ژنتیک‌ ملکولی‌ در اصلاح‌ نژاد می‌کوشد با پرده‌برداری‌ از سیما و ساختار ژنها ، نقش‌ دقیق‌ آنها را در تولید حیوان‌ شناسائی‌ و چگونگی‌ تغییراتشان‌ را در سطح‌ مولکولی‌ بررسی‌ نماید. ‌شناسائی‌ طبیعت‌ کنترل‌ صفات ، نه‌ تنها دستاوردهای‌ علمی‌ عمده‌ای‌ را به‌ همراه‌ داشته‌ بلکه برنامه‌های‌ اصلاحی‌ را به‌ یک‌ بازده‌ مناسب‌ هدایت‌ خواهد نمود که‌ این‌ دیدگاه‌ به‌ عنوان‌ انتخاب‌ به‌ کمک‌ نشانگر مشهور است‌. ژنتیک‌ ملکولی‌ و بیوشیمی‌ شکاف‌ و نقایص‌ ژنتیک‌ کمی‌ راپر کرده‌ و درک‌ ما را از علل‌ تغییرات‌ کمی‌ در سطح‌ ژن‌ بالا برده‌ است.



تصویر

مارکر یا نشانگر مولکولی‌

‌در برنامه‌های‌ اصلاح‌ نژاد ، مارکر یا نشانگر مولکولی‌ عبارتست‌ از تفاوت‌ در توالی نوکلئوتیدهایDNA که‌ این‌ تفاوت‌ دارای‌ توارث‌ مندلی‌ است‌ این‌ قطعه‌ ویژه‌ متعلق‌ به‌ ژن‌ یا ژنهایی ‌است‌ که‌ بطور معنی‌داری‌ در تنوع‌ بین‌ حیوانات‌ سهیم‌ هستند و در نتیجه‌ ممکن‌ است‌ بین‌ قطعه ‌ویژه‌ای‌ که‌ نتاج‌ از والدین‌ دریافت‌ می‌نمایند و عملکرد نتاج‌ یک‌ ارتباط‌ مشاهده‌ شود در نتیجه ‌می‌توان‌ نتاج‌ را براساس‌ قطعه‌ کروموزومی‌ که‌ از والدین‌ دریافت‌ کرده‌اند انتخاب‌ کرد.

‌بنابراین‌ خود نشانگر معمولا روی‌ عملکرد حیوان‌ بی‌تاثیر است‌ ولی‌ با یک‌ ژن‌ تاثیرگذار روی‌ عملکرد حیوان‌ یا توالی‌ مجاور متصل‌ به QTL ‌آن‌ را ارزشمند می‌کند. ما با استفاده‌ از نشانگر ژنتیکی‌ مستقیما روی‌ تنوع‌ ژنتیکی‌ نگرش‌ داشته‌ و با شناسایی‌ تنوع‌ در سطح DNA قادر خواهیم‌ بود تفاوت‌ صحیح‌ ژنتیکی‌ دو فرد را بررسی‌ کنیم. ‌روش‌ مناسب‌ ترکیب‌ اط‌لاعات‌ حاصل‌ از نشانگرهای‌ ژنتیکی‌ با روشهای‌ آماری‌ می‌باشد.

مباحث مرتبط با عنوان


تعداد بازدید ها: 23737


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..