جمعه, ۱۰ فروردین, ۱۴۰۳ / 29 March, 2024
مجله ویستا

کاربرد بیوتکنولوژی در آبزی پروری: ژینوژنز و آندروژنز(۲)


کاربرد بیوتکنولوژی در آبزی پروری: ژینوژنز و آندروژنز(۲)
ماده زایی(ژینوژنز) را می توان " فرایند تکامل جنینی تنها با محتویات ژنتیکی مادری، بدون دخالت مواد وراثتی پدری" تعریف نمود.در واقع ماده زایی نوع ویژه ای از بکرزایی (پارتنوژنز) می باشد که در آن جنین بعد از فعال شدن تخم با اسپرمی که از نظر ژنتیکی غیر فعال گردیده، رشد و نمو نموده و تنها حاوی مواد وراثتی منتقل شده از مادر می باشد. نرزایی یا آندروژنز فرآیندی است که در نتیجه ی آن نسلی تمام نر ایجاد می گردد. نر زایی طبیعی در ماهیان دورگه ای که فاصله ی ژنتیکی آنها از هم زیاد می باشد و یا ژنوم های سازگار ندارند دیده می شود. ماده زایی و نر زایی کوتاه ترین مسیر وموثرترین روش ها برای ایجاد لاین همخون هموزیگوت می باشند. با انجام آمیزش بازگشتی این لاین های همخون با ذخایر هتروزیگوت، نسلی با رشد ۳۰-۴۰ درصد بالاتر از نسل طبیعی ایجاد می شود. علاوه بر این از این تکنیک می توان در تولید جمعیت تک جنس بهره برد.
● ماده زایی
ماده زایی را می توان " فرایند تکامل جنینی تنها با محتویات ژنتیکی مادری، بدون دخالت مواد وراثتی پدری" تعریف نمود.در واقع ماده زایی نوع ویژه ای از بکرزایی (پارتنوژنز) می باشد که در آن جنین بعد از فعال شدن تخم با اسپرمی که از نظر ژنتیکی غیر فعال گردیده، رشد و نمو نموده و تنها حاوی مواد وراثتی منتقل شده از مادر می باشد.در این حالت زیگوت (تخم لقاح یافته) N کروموزومی یا هاپلوئیدند. این ماهیها از لحاظ ریخت شناسی ناهنجار بوده (سندرم هاپلوئید) و قبل از تخم گشایی و یا بلافاصله بعد از آن می میرند.از علائم سندرم هاپلوئید در ماهی می توان به منحنی شکل شدن ناحیه ی دمی اشاره نمود.
در ماده زایی طبیعی، بازگشت حالت دیپلوئید(N۲ کروموزومی) بطور خودانگیز صورت می پذیرد ولی در شرایط القاء مصنوعی ماده زایی این کار از طریق اعمال شوک های محیطی (شوک دمایی ،فشار هیدروستاتیک و ...) انجام می گیرد.
در برخی از گونه های خانواده کپور ماهیان دنداندار زنده زا(Poecilia formosa) و کپور ماهیان (Carassius auratus) ماده زایی طبیعی دیده شده است.
● القاء ماده زایی
القاء مصنوعی ماده زایی از طریق حذف یا تغییر ماهیت مواد ژنتیکی(DNA) اسپرم بوسیله ی اشعه ی U.V. ،اشعه ی گاما یا مواد شیمیایی و فعال کردن تخم ها با اسپرم های اشعه دیده انجام می گیرد. از آنجایی که در اثر از بین رفتن محتویات ژنتیکی اسپرم، تخم ها بعد از لقاح فاقد کروموزوم پدری می باشند، در نتیجه هاپلوئید خواهند شد. همانطوریکه قبلا بیان گردید، ماهیهای هاپلوئید از لحاظ ریخت شناسی ناهنجار بوده (سندرم هاپلوئید) و قبل از تخم گشایی و یا بلافاصله بعد از آن می میرند. بدین دلیل بازگرداندن حالت دیپلوئیدی (N۲ کروموزوم) در جنین با استفاده از شوک های محیطی، ضروریست.
● روش های ماده زایی
▪ ماده زایی میوزی یا ماده زایی هتروزیگوت
در این روش تقسیم میوزی تخمک در مرحله ی متافاز میوز دو متوقف می گردد؛ به عبارت ساده تر از خروج گویچه ی قطبی دوم جلوگیری به عمل می آید. در این روش بعد از از بین بردن محتویات ژنتیکی اسپرم و لقاح تخم با این اسپرم های غیر فعال از لحاظ وراثتی ولی فعال از لحاظ بیولوژیکی، با بکار بردن شوک های محیطی دومین گویچه ی قطبی در تخم محبوس می گردد. نتیجه ی این فرایند تولید زیگوت دیپلوئید (N۲ کروموزوم) با رشد طبیعی که از لحاظ وراثتی حاوی کروموزوم های مادری بوده و دارای جنسیت ماده است، می باشد.
▪ ماده زایی میوزی یا ماده زایی هموزیگوت
در ماده زایی میتوزی بعد از لقاح تخم توسط اسپرمی که محتویات ژنتیکی آن توسط اشعه ی U.V. ،اشعه ی گاما یا مواد شیمیایی از بین رفته است، اجازه خروج دومین گویچه ی قطبی از تخم داده می شود ( برخلاف روش قبلی) .در نتیجه تخم های لقاح یافته ایی بدست می آید که داری یک سری کروموزوم( Nکروموزوم ) می باشند. با توقف روند طبیعی تقسیم میتوزی در اولین تقسیم سلولی ، این تخم های هاپلوئید به جنین N ۲ کروموزومی تبدیل می گردند. نکته ی کلیدی در این روش شوک دهی در زمان بین همانند سازی کروموزوم ها و جدا شدن کروموزوم ها و ورود محتویات سلولی به دوسلول مجزا می باشد.
آنچه در القاء ماده زایی در ماهی حائز اهمیت می باشد، زمان دقیق شوک دهی و مدت زمان لازم برای اشعه دادن اسپرم برای از بین بردن محتویات ژنتیکی ، بدون از بین رفتن فعالیت بیولوژیکی آن می باشد. به عنوان مثال مدت زمان اشعه دادن اسپرم کپور ماهیان هندی ۱۷-۲۰ دقیقه و برای کپور معمولی ۳۵-۴۰ دقیقه گزارش شده است. شرایط مطلوب حبس دومین گویچه ی قطبی (در ماده زایی میوزی) و شوک دهی در ماده زایی میتوزی در گونه های محتلف متغیر می باشد. در باس دریایی شوک سرمایی(۰-۱ درجه سانتی گراد) به مدت ۱۵-۲۰ دقیقه ، ۵ دقیقه پس از لقاح و فشار هیدروستاتیک ۸۵۰۰ پی.اس.آی ، ۲ دقیقه پس از لقاح بهترین نتایج را در پی داشته است.در تیلاپیا ، ماده زایی میتوزی بوسیله ی شوک حرارتی (۴۱ درجه سانتی گراد) به مدت ۵/۳ دقیقه در ۵/۲۷ -۳۰ دقیقه پس از لقاح القاء گردیده است.
۵-۲- ۲) نرزایی
نرزایی یا آندروژنز فرآیندی است که در نتیجه ی آن نسلی تمام نر ایجاد می گردد. نر زایی طبیعی در ماهیان دورگه ای که فاصله ی ژنتیکی آنها از هم زیادمی باشد و یا ژنوم های سازگارندارند دیده می شود. مانند دورگه ی کپور معمولی ماده و کپور علفخوار نر.
دو روش برای القای نر زایی در ماهیها معمول می باشد. اولین روش ژنوم مادری با استفاده از اشعه U.V. گاما یا مواد شیمیایی (مشابه آنچه در ماده زایی بر روی اسپرم انجام می گیرد) از بین برده و در ادامه تخم های اشعه داده شده با اسپرم های طبیعی لقاح داده می شود. سپس در زمان اولین تقسیم سلولی برای جلوگیری از تقسیم سلول ها شوک های حرارتی یا شوک فشار هیدروستاتیک بر تخم وارد می گردد که به واسطه ی آن دو هسته ی هاپلوئید (N کوروموزومی) با هم ترکیب شده وهسته ی دیپلوئید(N۲کوروموزومی) تولید می شود. در روش دوم ابتدا محتویات ژنتیکی تخم بوسیله ی اشعه از بین رفته و سپس با اسپرم یک ماهی تتراپلوئید (N ۴کوروموزومی) لقاح داده می شود.
● کاربرد ماده زایی و نر زایی
ماده زایی و نر زایی کوتاه ترین مسیر وموثرترین روش ها برای ایجاد لاین همخون هموزیگوت می باشند. با انجام آمیزش بازگشتی این لاین های همخون با ذخایر هتروزیگوت، نسلی با رشد ۳۰-۴۰ درصد بالاتر از نسل طبیعی ایجاد می شود. علاوه بر این از این تکنیک می توان در تولید جمعیت تک جنس بهره برد.
منابع
۱- کلباسی، محمدرضا،جزوه ی درسی ژنتیک و اصلاح نژاد، دوره ی کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس،۱۳۸۲.
۲-Foresti, F., Biotechnology and fish culture, Hydrobiologia, ۴۲۰:۴۵-۴۷,۲۰۰۰
۳-Lutz, C.G., practical genetics for aquaculture, Fishing News Books, ۲۰۰۱
۴-Peruzzi, S., Chatani, B., Pressure and cold shock induction of meiotic gynogenesis and triploidy in the European seebass, Dicentrarchus labrax: relative efficiency of methods and parental variability. , Aquaculture, ۲۰۰۰, ۱۸۹(۱-۲):۲۳-۳۷
۵-Thomas, P.C., Rath, S.C., Mohapatra, D.K. Breeding and seed production of Fin fish and Sellfish. Daya puplishing house. ۲۰۰۳.
سید مرتضی ابراهیم زاده
دانش آموخته ی دانشگاه تربیت مدرس
مقطع کارشناسی ارشد


همچنین مشاهده کنید