کاربردهای بیوتکنولوژی در ژنتیک و اصلاح دام

بیوتكنولوژی یا فنآوری زیستی، كه به صورت توانائی بكارگیری فرآیندهای زیستی در بعد صنعتی تعریف میشود در دو دههِ گذشته، كاربردهای گستردهای در عرصه های كشاورزی وبهداشت، محیط زیست و غیره یافته است.
بیوتكنولوژی در مفهوم عام و نزد اكثریت مردم معنای درآمد بی دردسر را تداعی نموده است و در دههِ اخیر این كلمه را غالبا به مفهوم همه چیز برای همهِ مردم كار می برند.
تاریخچه بیوتكنولوژی نشان می هد كه سابقه استفاده از آن به ۸ هزار سال قبل می رسد. درزمان سومریان و رومیها از میكروارگانیزمها استفاده میكردند. حتی در جنگ جهانی نیز آلمانها كه ازواردات گلیسرول برای تهیه مادهِ منفجره ناامید شده بودند از راه تولید میكروبی از مخمر به گلیسرول رسیدند ‌‌ از دهه۱۹۸۰، بیوتكنولوژی زمینهِ جدیدی را برای رشد پیدا نمود كه‌این تغییر مرهون پیشرفتی است كه حاصل فن‌آوری برش و اتصال مولكولDNA به صورت دلخواه میباشد. اكنون این تفكر كه بیوتكنولوژی با تكیه بر دستاوردهای مهندسی ژنتیك قادر است منافع عظیمی را نصیب بشریت نمایند، به شدت تقویت یافته است.
مهندسی ژنتیك در واقع انقلاب عظیمی را در علوم زیستی به وجود آورده‌و با سابقهِ كوتاه قریب بیست سال، سرشار از نتایج مثبت است. تحلیلگران آگاه قرن آینده را قرن امپراطوری مهندسی ژنتیك، كامپیوتر و لیزر نامیده‌اند. امروزه در اثر مطالعات عمیق و بررسیهای ژرف مرزهای ژنتیك مولكولی و یافته های‌ مربوطه شناخت ژنها به گونه‌ای دور از تصور گسترش یافته و حجم اط‌اعات حاصله و رشد روزافزون آن قابل مقایسه با هیچ دورانی نمی باشد. نمودار زیر به بعضی ازتوانمندیهای بیوتكنولوژی در علوم مختلف اشاره می كند:
● تلقیح مصنوعی
‌‌‌‌اكنون تلقیح مصنوعی به یك فن‌آوری كاربردی با قدمت پنجاه ساله مبدل شده است وسطح وسیع در جمعیتهای گاوهای شیری برای كاهش هزینه نگهداری گاو نر و همچنین سرعت بخشیدن به پیشرفت ژنتیكی انجام می گیرد. تلقیح مصنوعی برنامه های تست نتاج را در مقیاس گسترده امكانپذیر می كند برای استفاده از این تكنیك روشهای دیگری برای انجماد اسپرم با نیتروژن مایع و رقیق كردن اسپرم ابداع گردیده است. در بعضی از كشورها همانند دانمارك و هلند استفاده عملی از تلقیح مصنوعی در صددرصد گاوداریها انجام می گیرد.
● انجماد جنین
Leibo از اولین گاو آبستن از جنین منجمد شده در بیست سال پیش گزارش می هد و نتیجه گرفت كه جنین منجمد شده نسبت به جنین تازه ۰۱% باروریش را از دست داده است در هر بار تخمكریزی ماده گاوها در شرایط طبیعی فقط یك اووسیت آزاد میكنند كه صورت باروری دورهِ آبستنی طولانی را نیز به دنبال دارد بنابراین‌ از این طریق پیشرفت ژنتیكی از یك نسل به نسل دیگر كند است. از سویی دیگر ماده گاو در طول عمر باروری خود، فقط چند گوساله تولید خواهد كرد كه معمولا از ده گوساله كمتر است. از اینرو روشهائی كه بتوانند تعداد گوساله ناشی از ماده گاوهای با ارزش ژنتیكی بالا را افزایش دهند، مزایای شایان توجهی خواهند داشت. یكی ازاین روشها سوپر اوولاسیون است كه باعث افزایش امكان دوقلوزائی در گله می شود.
● انتقال جنین
‌‌‌ انتقال جنین از دیگر ابزار و تكنیكهای‌ اصلاحگران‌ برای‌ سرعت‌ بخشیدن‌ به‌ پیشرفت‌ ژنتیكی گله‌ می‌باشد. عیب‌ روشهای‌ انتقال‌ جنین‌ اینست‌ كه‌ گوساله‌های‌ بدست‌ آمده‌ ممكن‌ است‌ متعلق‌ به‌یك‌ جنس‌ نباشند و بنابراین‌ احتمال‌ ایجاد گوسالهِ فریمارتین‌ افزایش‌ می‌یابد. با انتقال‌ جنین‌ می‌توان‌میانگین‌ تعداد زایش‌ در طول‌ عمر اقتصادی‌ گاو را از چهار شكم‌ به‌ بیست‌ و پنج‌ یا بیشتر افزایش‌ داد ودر نتیجه‌ نتاج‌ دامهای‌ مادهِ انتخاب‌ شده‌ در برنامه‌های‌ اصلاحی‌ افزایش‌ می‌یابد
● لقاح‌ آزمایشگاهی
▪ ‌‌‌‌لقاح‌ آزمایشگاهی(IVF)یكی‌ از روشهایی‌ است‌ كه‌ جنین‌های‌ مورد نیاز برای‌ انتقال‌ را فراهم می‌كند این‌ فرایند شامل‌ مراحل‌ زیر است:
- تحریك‌ تخمك‌ گذاری‌ در گاوهای‌ ماده‌ و جمع‌ آوری‌ اسپرم‌ در گاوهای‌ نر
- كنترل‌ رشد فولیكول‌ بوسیله‌ اولتراسوند
- جمع‌ آوری‌ تخمك‌ بوسیلهِ لاپارسكوپی‌
- لقاح‌ در آزمایشگاه‌ و كشت‌ جنین‌
این‌ جنین‌ها پس‌ از آمادگی‌ گاو گیرنده‌ آماده‌ انتقال‌ می‌شوند
● تعیین‌ جنسیت
‌‌‌‌یك‌ تفاوت‌ بارز ژنتیكی‌ بین‌ افراد جنسیت‌ است. توانائی‌ تعیین‌ جنسیت‌ در جنین‌ می‌تواند مدیریت‌ برنامه‌های‌ اصلاح‌ نژادی‌ مهم‌ باشد یكی‌ از بهترین‌ مثالها در صنعت‌ گاوشیرده‌ جایگزین‌كردن‌ ماده‌هاست‌ كه‌ همیشه‌ موردنیاز است. از آنجائی‌ كه‌ معمولاإ ۰۵% آبستنی‌ها، تولید گوساله‌ ماده‌می‌كند اهمیت‌ توسعه‌ روشهای‌ تعیین‌ جنسیت‌ جنین‌ در پرورش‌ گاوهای‌ شیرده‌ و نیز گاوهای‌ گوشتی‌محرز است‌ (۲۷، ۲۸۱). چندین‌ روش‌ برای‌ تشخیص‌ جنسیت‌ به‌ طور موفقیت‌ آمیز استفاده‌ می‌شودكه‌ به‌ ترتیب‌ عبارتند از روش‌ سیتوژنتیكی، تفكیك‌ اسپرمهای‌ حاوی‌ كروموزمهای‌ متفاوت، تعیین‌ایمینولوژیكی‌ آنتی‌ژنH-Y ‌، استفاده‌ از كاوشگرهایDNA ‌ می‌باشد.
● حیوانات‌ همانندسازی‌ شده‌
‌‌‌‌در این‌ روشها هستهِ سلولهای‌ بالغ‌ و تمایز یافته‌ را در مرحلهِ خاصی‌ به‌ داخل‌ سلول‌ تخم غیرباروری‌ كه‌ هسته‌ آن‌ خارج‌ شده‌ است‌ منتقل‌ می‌نمایند. بدین‌ ترتیب‌ تولد بره‌های‌ زنده‌ از سلولهای‌سوماتیك‌ مثل‌ غدد پستانی‌ امری‌ شدنی‌ است‌ و از مزایای‌ این‌ عمل‌ كاهش‌ فاصلهِ نسل‌ و استفاده‌ ازتعداد محدودی‌ از حیوانات‌ بسیار شایسته‌ و در نتیجه‌ پیشرفت‌ ژنتیكی‌ سریع‌ در گله‌ است‌ (۳۷۱).
● روشهای‌ ایجاد حیوانات‌ تراریخت‌
‌‌‌‌امروزه‌ از روش‌ انتقال‌ مستقیم‌ ژنهای‌ كنترل‌ كنندهِ هورمونها به‌ ژنوم‌ حیوانات‌ استفاده‌ می‌شود هر چند مطالعات‌ نشان‌ داده‌ است‌ كه‌ انتقال‌ ژن‌ به‌ تنهائی‌ كافی‌ نیست‌ و تنظیم‌ دقیق‌ و بیان‌ یا تظاهر ژن‌نیز لازم‌ است. با انتقال‌ ژن‌ مورد نظر به‌ سیستم‌ ژنتیكی‌ حیوان‌ می‌توان‌ میزان‌ تولید هورمون‌ را به‌ مقدارزیادی‌ افزایش‌ داد. از حیوانات‌ ترانس‌ ژنیك‌ نظیر موش‌ جهت‌ تشخیص‌ بیماریهای‌ مهلك‌ و خطرناك‌نظیر سرطان‌ و كم‌خونی‌ استفاده‌ می‌شود تولید پروتئینهای‌ داروئی‌ نیز توسط‌ حیوانات‌ ترانسژنیك‌امكانپذیر است.
برای‌ تولید پروتئین‌ داروئی‌ ابتدا ژن‌ مورد نظر با تكنیكهای‌ ریز تزریقی‌ و غیره‌ به‌داخل‌ جنین تك‌ سلولی‌ تزریق‌ می‌گردد. سپس‌ جنینها را داخل‌ رحم‌ مادران‌ گیرنده‌ جایگزین‌ می‌كنندبه‌ این‌ ترتیب‌ تعدادی‌ از فرزندان‌ متولد شده‌ ترانسژنیك، خواهند بود كه‌ قادر هستند ژن‌ را به‌ نسلهای‌بعد انتقال‌ دهند. عیب‌ این‌ روشها اینست‌ كه‌ حیواناتی‌ كه‌ جدید و پرتولید در نظر گرفته‌ می‌شوندممكن‌ است‌ حاوی‌ ژنهای‌ مطلوب‌ نباشند.
‌‌‌‌یكی‌ از اهداف‌ انتقال‌ ژن‌ در دامهای‌ شیرده، تغییر تركیبات‌ شیر می‌باشد. مقدار پنیر تولید مستقیما به‌ خصوصیت‌ مقدار كاپاكازئین‌ شیر وابسته‌ است‌ بدین‌ معنی‌ كه‌ مایه‌ پنیر فقط‌ كاپاكازئین‌ راسوبسترا قرار می‌دهد و آن‌ را به‌ دو قسمت‌ یك‌ بخش‌ كوچك‌ كه‌ ۵% وزن‌ كازئین‌ اولیه‌ را دارد و یك‌بخش‌ بزرگتر كه‌ پاراكاپاكازئین‌ است‌ تقسیم‌ می‌كند.
‌‌‌‌پاراكازئینات‌ حاصل‌ از محلول‌ مایهِ پنیر در برابر یون‌ كلسیم‌ حساس‌ بوده‌ و رسوب‌ می‌كندتجزیه‌ كاپاكازئین‌ باعث‌ بهم‌ خوردن‌ تعادل‌ بارهای‌ الكتریكی‌ شده‌ و به‌ دنبال‌ آن‌ مهاجرت‌ كازئینو به‌فاز محلول‌ عامل‌ اصلی‌ و ضروری‌ برای‌ منعقد شدن‌ شیر، می‌باشد. بنابراین‌ افزایش‌ تولید كاپاكازئین‌با تكنیك‌ انتقال‌ ژن‌ یك‌ احتمال‌ منطقی‌ به‌ نظر می‌رسد (۴). هدف‌ دیگر در انتقال‌ ژن‌ تغییر لاكتوز شیرمی‌باشد كه‌ كمك‌ بزرگی‌ به‌ امكان‌ مصرف‌ شیر توسط‌ بسیاری‌ از افراد است‌ كه‌ حساس‌ به‌ لاكتوزهستند و قدرت‌ هضم‌ لاكتوز بعد از مصرف‌ شیر یا مواد غذائی‌ حاوی‌ شیر را ندارند.
‌‌‌‌اگر چه‌ تكنیك‌ انتقال‌ ژن‌ خبر از تولید تعدادی‌ از دامهای‌ پرتولید از لحاظ‌ ژنتیكی‌ را می‌دهد .سیر ترقی‌ آن‌ آهسته‌ است. توسعه‌ نژادهائی‌ از حیوانات‌ كه‌ در برابر عفونتها مقاوم‌ هستند وبا روشهای‌ترانسژنیك‌ از مصونیت‌ ایمینولوژیكی‌ توارث‌پذیر برخوردار شوند نیز از اهداف‌ دیگر تولید حیوانات‌ترانس‌ژنیك‌ می‌باشد .
‌‌‌‌شماری‌ از ژنهای‌ كاندیدا كه‌ در سیستم‌ ایمنی‌ سهیم‌ هستند همانند ژنهای‌ گیرندهِ سلولهایT ژنهای‌ مربوط‌ به‌ غدد لنفاوی‌ و ژنهای‌ عمدهِ سازگاری‌ بافتیMHC)‌) برای‌ انتقال‌ ژن‌ موردمطالعه‌ قرار گرفته‌اند. یكی‌ از موفقیت‌آمیزترین‌ آزمایشات‌ ترانسژنیك‌ ایجاد خوكهای‌ تولید كنندهِموگلوبین‌ انسانی‌ است‌ به‌ اینصورت‌ كه‌ ناحیهِ تنظیم‌ كنندهِ ژن‌ بتاگلوبین‌ در انسان‌ را به‌ دو ژن‌آلفاگلوبین‌ متصل‌ نموده‌ و در نتیجه‌ خوك‌ ترانسژنیك‌ قادر به‌ تولید هموگلوبین‌ انسانی‌ در سلولهای‌خون‌ خود می‌باشد. بوسیلهِ آزمایشهای‌ شیمیائی‌ مختلف، مشخص‌ شده‌ است‌ كه‌ هموگلوبین‌ انسانی‌در خوك‌ ترانسژنیك‌ همان‌ خصوصیات‌ هموگلوبین‌ طبیعی‌ انسانی‌ را دارد. البته‌ علی‌رغم‌ این‌ موفقیت‌به‌ هرحال‌ هموگلوبین‌ آزاد ممكن‌ است‌ كه‌ جواب‌ مشكل‌ نباشد چون‌ این‌ هموگلوبین‌ قادر به‌ تبادل‌اكسیژن‌ بعد از ورود به‌ گلبولهای‌ قرمز انسان‌ نخواهد بود و معضل‌ تجزیه‌ شدن‌ آن‌ مسئله‌ دیگری‌ است .
▪ ‌‌‌‌محدودیتهای‌ فرایند ترانسژنیك‌ در دامهای‌ بزرگ‌ همچون‌ گاو عبارتند از:
- دامهای‌ بزرگ‌ تعداد زیاد تخمك‌ ایجاد نمی‌كنند.
- كاشتن‌ دوباره‌ جنین‌ دستكاری‌ شده‌ با توجه‌ به‌ اینكه‌ از گوسفند و گاو در هر نوبت‌ حاملگی‌ فقط‌یك‌ فرزند متولد می‌شود كار آسانی‌ نیست.
- سیتوپلاسم‌ حیوانات‌ اهلی‌ به‌ اندازه‌ای‌ كدر است‌ كه‌ مشاهدهِ پیش‌ هسته‌ بدون‌ استفاده‌ از فنون‌ویژه‌ ممكن‌ نیست‌
‌‌‌‌یكی‌ از ایده‌هائی‌ كه‌ بسیار بعید به‌ نظر می‌رسد شناسائی‌ ژنهای‌ مسئول‌ خواب‌ زمستانی‌خرسها وانتقال‌ آنها به‌ گاوهای‌ گوشتی‌ می‌باشد كه‌ احتمالا هزینهِ خوراك‌ را به‌ میزان‌ زیادی‌ كاهش‌خواهد داد
‌‌‌‌در مورد طیور، مسئله‌ ترانس‌ژنیك‌ بصورت‌ مقاومت‌ به‌ بیماریهائی‌ مثل‌ كوكسیدوز، لكوزافزایش‌ كیفیت‌ گوشت‌ یا پایین‌ آوردن‌ كلسترول‌ تخم‌مرغ‌ مطرح‌ می‌شد.
‌‌‌‌در مورد ماهی‌ تزریقDNA ‌ به‌ داخل‌ تخم‌ بارور در شماری‌ از گونه‌ها دیده‌ شده‌ است‌ در ماپیش‌ هسته‌ كاملا در زیر میكروسكوپ‌ قابل‌ روِیت‌ نیست‌ بنابراینDNA ‌ به‌ داخل‌ سیتوپلاسم‌تخمهای‌ بارور یا جنینهائی‌ كه‌ در مرحلهِ چهار سلولی‌ هستند تزریق‌ می‌شود.‌‌‌‌بر خلاف‌ پستانداران‌ در ماهی‌ لقاح‌ خارجی‌ است‌ و رشد جنین‌ در آب‌ صورت‌ می‌گیرد. از اینرو نیاز به‌ روشهای‌ لانه‌ گزینی‌ وجود ندارد. جنین‌ می‌تواند با تنظیم‌ دمای‌ تانك‌ زنده‌ بماند. امكان‌بقای‌ تخم‌ ماهی‌ بعد از تزریقDNA ‌ بالاست‌ و حدود۳۵ تا ۸۰ درصد می‌باشد و ایجاد ماهی‌ترانس‌ژنیك‌ درصد احتمالی‌ حدود ۱۰ تا ۷۰ درصد دارد .بسیاری‌ از مطالعات‌ اولیه‌ روی‌ماهیهای‌ ترانسژنیك، بر روی‌ آزمایشات‌ انتقال‌ ژن‌ هورمون‌ رشد استوار است‌ .
● ژن‌ درمانی‌
‌‌‌‌ژن‌ درمانی‌ اصلاح‌ یك‌ اشتباه‌ متابولیسمی‌ مادرزادی‌ با وارد كردن‌ یك‌ ژن‌ طبیعی‌ در فرد مبتلامی‌باشد. البته‌ در مورد جانوران‌ اشتیاق‌ زیادی‌ برای‌ زنده‌ نگاه‌ داشتن‌ مبتلایان‌ به‌ بیماریهای‌ شدید وسخت‌ ژنتیكی‌ وجود ندارد.
‌‌‌‌اخیراإ روش‌ انتقال‌ ژنها در داخل‌ سلول‌ نطفه‌ای‌ موش‌ به‌ منظور رفع‌ یك‌ نقص‌ ژنتیكی‌ موردتجربه‌ قرار گرفته‌ است. در این‌ تجربه‌ ملكولهایDNA ‌را كه‌ شامل‌ ردیف‌ كددار برای‌ سنتز پروتئین‌آزاد كنندهِ گونادوتروپین(Ghrh)هستند، بداخل‌ هسته‌ تخمك‌ بارور موشهائی‌ كه‌ مبتلا به‌ كم‌كاری‌ موروثی‌ غدد جنسی‌ بودند تزریق‌ نمودند. ژن‌ تزریق‌ شده‌ در هیپوتالاموس‌ تعدادی‌ از موشهای‌تولید شده، فعال‌ گردید و رمز خود را در راه‌ سنتز هورمون‌ نامبرده‌ بیان‌ داشت. بعلاوه‌ فعالیت‌ ژن‌بطور طبیعی‌ تحت‌ اثر سیستم‌ تنظیم‌ كننده‌ قرار گرفته‌ و حیوان‌ از هر لحاظ‌ طبیعی‌ بوده‌ است. از این‌گذشته‌ در نسلهای‌ بعدی‌ حیوان‌ نیز اثری‌ دال‌ بر كمبودGhrh مشاهده‌ نشده‌ است‌ .
● تشخیص‌ بیمارهای‌ دامی‌
‌‌‌‌روشهای‌ معمول‌ تشخیص‌ بیماریها در آزمایشهای‌ از جمله‌ آزمایشات‌ سرولوژی‌ و تزریق عوامل‌ بیماری‌زا به‌ حیوان‌ خطرناك‌ و كند است. در روشهای‌ تشخیص‌ با كشت‌ بافت، بافت‌ آلوده‌حاوی‌ عوامل‌ بیماری‌زا، تولید آنتی‌ژن‌ نموده‌ و سپس‌ با تست‌ آنتی‌بادی‌ شناسائی‌ می‌شوند. عیب‌ این‌روش‌ این‌ است‌ كه‌ بعضی‌ از میكروبها دیر رشد هستند و كشت‌ حدود ۱-۳ ماه‌ طول‌ می‌كشد .
‌‌‌‌روش‌ دیگر تشخیص‌ بیماری‌ نمونه‌گیری‌ از خون‌ و بررسی‌ آنتی‌بادی‌ است‌ كه‌ بدن‌ در مقابل آنتی‌ژنها تولید نموده‌ است. عیب‌ این‌ روش‌ هم‌ اینست‌ كه‌ بیماری‌ باید تا مرحلهِ خاصی‌ پیشرفت‌نماید. از جدیدترین‌ روشهای‌ تشخیص، استفاده‌ از واكنش‌ زنجیره‌ پلی‌مراز(PCR)برای‌ تعیین‌DNA میكروارگانیزمهای‌ پاتوژن‌ است‌ و این‌ تشخیص‌ بر خلاف‌ روشهای‌ معمول‌ چند روز بیشترطول‌ نمی‌كشد و به‌ محصولات‌ بیولوژیكی‌ دیگر نیز نیاز ندارد .
● انتخاب‌ براساس‌ نشانگرها
‌‌‌‌متخصصان‌ اصلاح‌ نژاد بیشتر روی‌ تنوع‌ صفات‌ كمی‌ می‌اندیشند و سعی‌ می‌نمایند با توسط روشهای‌ آماری‌ از همهِ اط‌لاعات‌ در برنامه‌های‌ انتخاب‌ استفاده‌ نمایند. این‌ روشها از سال۱۹۵۰ باپایه‌گذاری‌ متدهای‌ بیومتری‌ پیچیده‌تر همراه‌ شد .‌‌‌‌ژنتیك‌ كمی‌ تنها اثر تجمعی‌ ژنهایی‌ را كه‌ باعث‌ ایجاد تفاوت‌ بین‌ افراد می‌شوند مورد توجه قرار می‌دهد و فرض‌ اصلی‌ آن‌ تفكیك‌ همزمان‌ بسیاری‌ از ژنهای‌ كوچك‌ اثر می‌باشد.
این‌ موضوع‌مورد تردید است‌ كه‌ همه‌ ژنهای‌ موِثر بر صفات‌ كمی، كوچك‌ اثر باشند و ممكن‌ است‌ بعضی‌ ژنهاسهم‌ عمده‌ای‌ در تنوع‌ ژنتیكی‌ داشته‌ باشند. برای‌ توضیح‌ بیشتر تفاوت‌ عملكرد ژنها بایدخصوصیات‌ ژنها به‌ تنهائی‌ نیز بررسی‌ شود . روشهای‌ آماری‌ مناسب‌ جهت‌ شناسائی‌ حیوانات‌دارای‌ ارزش‌ اصلاحی‌ مطلوب‌ توسعه‌ یافته‌ است‌ كه‌ اساس‌ آن‌ حذف‌ هر چه‌ بیشتر عوامل‌ محیطی‌ واستفاده‌ از اط‌لاعات‌ حاصل‌ از عملكرد خود حیوان‌ و خویشاوندان‌ آن‌ جهت‌ انتخاب‌ و تخمین‌ آثارافزایشی‌ همه‌ جایگاههای‌ موِثر بر صفت‌ است.
انتخاب‌ براساس‌ فنوتیپ‌ به‌ دلیل‌ آثاری‌ كه‌ عوامل‌محیطی‌ روی‌ صفت‌ اندازه‌گیری‌ شده‌ دارند و نیز توارث‌ صفات‌ چند ژنی، اثر متقابل‌ بین‌ ژنها دریك‌ لوكوس‌ (غلبه) و بین‌ لوكوسهای‌ مختلف‌ (اپیستازی) با كاهش‌ سودمندی‌ روبروست‌ . درحال‌ حاضر كاربرد تكنیك‌ آماری‌ همچونBLUP ‌(۷)، امكان‌ جدا كردن‌ آثار محیطی‌ از ژنتیكی‌ رافراهم‌ و در برنامه‌های‌ اصلاحی‌ بسیار سودمند واقع‌ شده‌اند. ولی‌ این‌ روشها ژنوتیپ‌ یك‌ فردراناشناخته‌ باقی‌ می‌گذارند و به‌ صورت‌ یك‌ جعبهِ سیاه‌ به‌ آن‌ می‌نگرند و مضراتی‌همچون‌ كاهش‌ واریانس‌ ژنتیكی، تثبیت‌ الل‌های‌ كشنده‌ و همخونی‌ را ممكن‌ است‌ بدنبال‌ داشته‌باشد.
چرا كه‌ در روشهای‌ ژنتیك‌ كمی‌ اط‌لاعات‌ ژنوتیپی‌ افراد بطور دقیق‌ قابل‌ ارزیابی‌نمی‌باشد بلكه‌ برآوردی‌ از آن‌ از طریق‌ فنوتیپ‌ و خویشاوندان‌ امكانپذیر است.
‌‌‌‌شناخت‌ ملكولی‌ ژنهائی‌ كه‌ بزرگ‌ اثر هستند ممكن‌ است‌ دیدگاه‌ جدیدی‌ برای‌ بهبود ژنتیكی فراهم‌ كند . علم‌ ژنتیك‌ ملكولی‌ در اصلاح‌ نژاد می‌كوشد با پرده‌برداری‌ از سیما و ساختار ژنها،نقش‌ دقیق‌ آنها را در تولید حیوان‌ شناسائی‌ و چگونگی‌ تغییراتشان‌ را در سطح‌ مولكولی‌ بررسی‌ نماید.
‌‌‌‌شناسائی‌ طبیعت‌ كنترل‌ صفات، نه‌ تنها دستاوردهای‌ علمی‌ عمده‌ای‌ را به‌ همراه‌ داشته‌ بلكه برنامه‌های‌ اصلاحی‌ را به‌ یك‌ بازده‌ مناسب‌ هدایت‌ خواهد نمود كه‌ این‌ دیدگاه‌ به‌ عنوان‌ انتخاب‌ به‌كمك‌ نشانگر(۸) مشهور است‌. ژنتیك‌ ملكولی‌ و بیوشیمی‌ شكاف‌ و نقایص‌ ژنتیك‌ كمی‌ راپر كرده‌ و درك‌ ما را از علل‌ تغییرات‌ كمی‌ در سطح‌ ژن‌ بالا برده‌ است.
‌‌‌‌در برنامه‌های‌ اصلاح‌ نژاد، ماركر یا نشانگر مولكولی‌ عبارتست‌ از تفاوت‌ در توالی نوكلئوتیدهایDNA ‌ كه‌ این‌ تفاوت‌ دارای‌ توارث‌ مندلی‌ است‌ این‌ قطعه‌ ویژه‌ متعلق‌ به‌ ژن‌ یا ژنهائی‌است‌ كه‌ بطور معنی‌داری‌ در تنوع‌ بین‌ حیوانات‌ سهیم‌ هستند و در نتیجه‌ ممكن‌ است‌ بین‌ قطعه‌ویژه‌ای‌ كه‌ نتاج‌ از والدین‌ دریافت‌ می‌نمایند و عملكرد نتاج‌ یك‌ ارتباط‌ مشاهده‌ شود در نتیجه‌می‌توان‌ نتاج‌ را براساس‌ قطعه‌ كروموزومی‌ كه‌ از والدین‌ دریافت‌ كرده‌اند انتخاب‌ كرد ..
‌‌‌‌بنابراین‌ خود نشانگر معمولا روی‌ عملكرد حیوان‌ بی‌تاءثیر است‌ ولی‌ با یك‌ ژن‌ تاءثیرگذارروی‌ عملكرد حیوان‌ یا توالی‌ مجاور متصل‌ بهQTL ‌آن‌ را ارزشمند می‌كند. ما با استفاده‌ از نشانگرژنتیكی‌ مستقیماإ روی‌ تنوع‌ ژنتیكی‌ نگرش‌ داشته‌ و با شناسائی‌ تنوع‌ در سطحDNA ‌ قادر خواهیم‌ بودتفاوت‌ صحیح‌ ژنتیكی‌ دو فرد را بررسی‌ كنیم.
‌‌‌‌روش‌ مناسب‌ تركیب‌ اط‌لاعات‌ حاصل‌ از نشانگرهای‌ ژنتیكی‌ با روشهای‌ آماری‌ می‌باشد
باعث‌ افزایش‌ دقت‌ و كاهش‌ فاصلهِ نسل‌ و نهایتاإ افزایش‌ پاسخ‌ به‌ انتخاب‌ می‌گردد ‌‌‌‌مزیت‌ انتخاب‌ به‌ كمك‌ نشانگر در یك‌ صفت‌ نسبت‌ به‌ روشهای‌ انتخاب‌ براساس‌ فنوتیپ بستگی‌ به‌ وراثت‌پذیری‌ صفت‌ دارد.
▪ انتخاب‌ براساس‌ نشانگر در موارد زیر مفید است:
- وراثت‌ پذیری‌ صفت‌ كم‌ باشد
- صفت‌ محدود به‌ جنس
- صفت‌ در ابتدای‌ زندگی‌ باشد
- اط‌لاعات‌ از والدین‌ جمعیت‌ حاضر وجود نداشته‌ باشد.
- صفات‌ لاشه‌ یا صفاتی‌ كه‌ اندازه‌گیری‌ آن‌ مشكل‌ و پرهزینه‌ است‌
‌‌‌‌عیب‌ انتخاب‌ براساس‌ نشانگر فقط‌ در احتمال‌ نوتركیبی‌ است‌ كه‌ سودمندی‌ آن‌ را كاهش می‌دهد. از سه‌ راه‌ كلی‌ اط‌لاعات‌ مستقیم‌ بدست‌ آمده‌ از سطح‌ ژنها در برنامه‌های‌ اصلاحی‌ موِثراست:
- نشانگرها می‌توانند فاصله‌ نسلی‌ را كاهش‌ دهند و اجازه‌ دهند كه‌ انتخاب‌ در مراحل‌ زودتری‌ اززندگی‌ صورت‌ گیرد
- دقت‌ انتخاب‌ را با فراهم‌ كردن‌ اط‌لاعات‌ بیشتر برای‌ تخمین‌ افزایش‌ می دهد.
- نشانگر شدت‌ انتخاب‌ را افزایش‌ داده‌ و اجازه‌ انتخاب‌ كاندیدهای‌ اصلی‌ را از میان‌ تعداد زیادی‌كاندیدا برای‌ انتخاب‌ فراهم‌ می‌كند.
Denise‌‌‌‌ ۱۹۹۸در یك‌ گزارش‌ از مرور منابع،QTL هائی‌ كه‌ در جمعیتهای‌ گاو مشخص‌ شده بودند را بررسی‌ نمودند. در گاوهای‌ گوشتیQTL ‌هائی‌ برای‌ وزن‌ تولد، رشدشاخ، رشد قبل‌ ازشیرگیری‌ و چربی‌ پیدا شده‌ كه‌ اینQTL ‌ها با ماركرهای‌ ژنتیكی‌ همبستگی‌ نشان‌ داده‌اند.همچنین‌ در گاو برای‌ تشخیص‌ هیپرتروفی‌ ماهیچه و بیماری‌ پومپ(۱۱) از نشانگرهای‌ ژنتیكی‌مستقیم‌ آن‌ استفاده‌ می‌شود. علاوه‌ بر این‌ در گاوهای‌ شیر ده‌ ماركرهای‌ پیوسته‌ای‌ برای‌ شیر وتركیبات‌ آن، تولید پنیر و بیماریBLAD ‌ گزارش شده‌ است‌.
‌‌‌‌در خوكQTL ‌هائی‌ برای‌ باروری، رشد از تولد تا۳۰ كیلوگرمی، چربی‌ پشتی‌ و شكمی گزارش‌ شده‌ است.
● كاربرد نشانگرهای‌ ژنتیكی‌ در آزمون‌ نتاج‌
‌‌‌‌در آزمون‌ نتاج‌ نرهای‌ جوانی‌ كه‌ از نرها و ماده‌های‌ با ارزش‌ اصلاحی‌ بالا حاصل‌ شده‌است براساس‌ عملكرد۵۰-۱۰۰عدد از دخترانشان‌ آزمون‌ می‌گردند. در آزمون‌ نتاج‌ زمان‌ طولانی‌ صرف‌می‌شود بطوری‌ كه‌ ۵-۶ سال‌ برای‌ تایید(proof) كاندیدا صرف‌ شود. تخمین‌ ارزش‌ اصلاحی‌ نرها ازروی‌ ركورد دختران‌ به‌ هزینه‌ای‌ بالغ‌ بر ۴۵۰۰۰ دلار به‌ ازای‌ هر نر نیاز دارد و تنها ۱۰% از نرهای‌آزمون‌ شده‌ در یك‌ برنامهِ اصلاحی‌ انتخاب‌ می‌شوند.‌‌‌‌اگر چه‌ این‌ روش‌ به‌ طور موِثر شایستگی‌ ژنتیكی‌ گله‌ را بهبود می‌بخشد ولی‌ روشهائی‌ كه‌ در آن ارزش‌ اصلاحی‌ یك‌ حیوان‌ سریعتر تشخیص‌ داده‌ شود ضروری‌ به‌ نظر می‌رسد .‌‌‌‌امروزهQTL ‌ به‌ عنوان‌ اط‌لاعاتی‌ كه‌ می‌توان‌ برای‌ انتخاب‌ افراد براساس‌ ژنوتیپ‌ استفاده‌ كرد
برای‌ سرعت‌ بخشیدن‌ به‌ برآورد ارزش‌ اصلاحی، مطرح‌ گردیده‌ است.
● تاءثیر انتخاب‌ روی‌ ژنهای‌ بزرگ‌ اثر
VAN Arendonk‌‌‌‌ و(۱۹۹۵)Bovenguisگزارش‌ كردند با توجه‌ به‌ اینكه‌ انتخاب‌ براساس نشانگر باعث‌ افزایش‌ فراوانی‌ ژنهای‌ بزرگ‌ اثر می‌شود، فقط‌ در پنج‌ نسل‌ این‌ سودمندی‌ ادامه‌ خواهدداشت‌ و در زمان‌ طولانی، فراوانی‌ اللهای‌ مطلوبQTL ‌ تثبیت‌ می‌شود. لذا در دراز مدت‌ بهتر است‌كه‌ از اط‌لاعاتQTL ‌ كمتر استفاده‌ شود .
‌‌‌‌برآورد ارزش‌ اصلاحی‌ حیوانات‌ با استفاده‌ از روشهای‌ موِثری‌ چونBLUP ‌كه‌ مبنای ركوردهای‌ فنوتیپی‌ افراد می‌باشد باعث‌ افزایش‌ همخونی‌ و همچنین‌ كاهش‌ اندازهِ موِثر جمعیت‌می‌شود.
‌‌‌‌درBLUP ما با تغییر فراوانی‌ ژنهای‌ كوچك‌ اثر، تنوع‌ ژنتیكی‌ را كاهش‌ نخواهیم‌ داد ولی‌ انتخاب‌ براساس‌ نشانگر كه‌ هدف‌ آن‌ افزایش‌ ژنهای‌ بزرگ‌ اثرQTLاست، اعمال‌ شود این‌ استراتژی‌فقط‌ برای‌ انتخاب‌ كوتاه‌ مدت‌ (حداكثر ۵ سال) مفید خواهد بود
‌‌‌‌بهرحال‌ در هر دو روش‌ انتخابBLUP ‌ و انتخاب‌ براساس‌ نشانگر آللهای‌ مثبت،QTL جمعیت‌ تثبیت‌ می‌شود و حداكثر پاسخ‌ ممكن‌ برایQTL ‌ بدست‌ می‌آید با این‌ تفاوت‌ كه‌ روشهای‌متداول‌ آماری، تفاوت‌ انتخاب‌ كمتری‌ را برای‌ تثبیت‌ ژنهای‌ بزرگ‌ اثر اختصاص‌ می‌دهند و در نتیجه‌در انتخاب‌ دراز مدت‌ روش‌ مبتنی‌ برBLUP نسبت‌ بهMAS ‌ مفیدتر خواهد بود .

‌‌‌‌منابع‌
‌‌۱- آخوندی، ع.۱۳۷۶. موتاسیون‌ و نقش‌ آن‌ در اصلاح‌ نباتات، سمینار كارشناسی‌ ارشد گروه‌ اصلاح‌نباتات، دانشگاه‌ تهران.
‌‌۲- احمدیان‌ تهرانی، پ.۱۳۷۷. مقدمه‌ای‌ بر همسانه‌ سازی‌ ژنها (كلون‌ كردن‌ ژنها)، انتشارات‌ دانشگاه‌تهران.
‌‌۳- آزادی، س.۱۳۷۸. بررسی‌ تنوع‌ ژنتیكی‌ پنج‌ نژاد گوسفند ایرانی‌ با استفاده‌ از ماركرهایRAPD‌،پایان‌نامه‌ كارشناسی‌ ارشد گروه‌ علوم‌ دامی، دانشگاه‌ تبریز.
‌‌۴- آقائی، ۱.۱۳۷۶. بررسی‌ مولكولی‌ ژن‌ كاپا-كازئین‌ و تعیین‌ ژنوتیپ‌ آن‌ در نژادهای‌ سرابی، دشتیاری‌سیستانی‌ و گاومیشهای‌ شمال‌ غرب. پایان‌نامه‌ كارشناسی‌ ارشد گروه‌ علوم‌ دامی، دانشگاه‌ آزاد كرج.
‌‌۵- افراز، ف.۱۳۷۹. نقش‌ ماركرهای‌ میكروساتلیت‌ در یافتنQTL ‌و مقاومت‌ به‌ بیماری‌ دام‌ و طیور،مقالات‌ ارائه‌ شده‌ در موسسهِ تحقیقات‌ علوم‌ دامی‌ كشور.
‌‌۶- امتیازی، گ.، م.، كریمی. ۵۷۳۱. مبانی‌ زیست‌ شناسی‌ مولكولی‌ و مهندسی‌ ژنتیك، انتشارات‌ مانی.
‌‌۷- بزرگی‌ پور، ر. ۲۷۳۱. ماركرهای‌ مولكولیDNA ‌ در اصلاح‌ نباتات، پژوهش‌ و سازندگی، شماره‌ ۰۲،صفحه‌ ۸۴-۶۴.
‌‌۸- بیرجندی، م.، ر. ۶۷۳۱. بررسی‌ وضعیت‌ پرورش‌ و توان‌ تولید شیر و خصوصیات‌ شیرواری‌ گاوسیستانی‌ در شرایط‌ پرورش‌ سنتی. پایان‌نامه‌ كارشناسی‌ ارشد علوم‌ دامی، موِسسه‌ تحقیقات‌ علوم‌دامی‌ كشور.
‌‌۹- پاسالار، پ.، صمدی، ع. ۷۷۳۱. ژنتیك‌ مولكولی، جلد دوم، انتشارات‌ دانشگاه‌ تهران‌ (تالیف).
‌‌۱۰- تركمن‌ زهی. آ.۱۳۷۸. ژنتیك‌ و اصلاح‌ دام، حركت‌ از فنوتیپ‌ به‌ ژنوتیپ. سخنرانی‌ علمی‌ گروه‌علوم‌ دامی، دانشگاه‌ تهران.
‌‌۱۱- جیمزپریز.۱۳۵۸. كلینكال‌ پاتولوژی‌ دامپزشكی. مترجم‌ دكتر بهروز صمدیه، قدسیان، ۱.، انتشارات‌دانشگاه‌ تهران.
‌‌۱۲- جواهری، ح.۱۳۶۱. اصول‌ تكنیكهای‌ خون‌شناسی. ناشر مركز كتاب‌ گلگشت.
‌‌۱۳-حسنی، ع.۱۳۷۶. شناسائی‌ پلی‌ مورفیسم‌ در ژن‌ گیرنده‌ هورمون‌ رشد و ارتباط‌ آن‌ با صفات‌ تولیدی‌در گاو هلشتاین‌ ایران، پایان‌نامه‌ كارشناسی‌ ارشد گروه‌ علوم‌ دامی، دانشگاه‌ سیستان‌ و بلوچستان‌
‌‌۱۴- خدائی، ح.۱۳۷۶. بررسی‌ جهش‌ در ژن‌ بتاگلوبین، پایان‌ نامه‌ كارشناسی‌ ارشد ژنتیك، دانشكده‌علوم‌ پایه، دانشگاه‌ تربیت‌ مدرس.
۱۵-خزعلی، همایون. و زین‌الدینی، س.۱۳۷۷. اندازه‌گیری‌ غلظت‌ هورمون‌ رشد پلاسما در شترهای‌ یك‌كوهانه‌ ماده‌ نابالغ‌ و بالغ‌ ایران، پژوهش‌ و سازندگی، شماره‌ ۳۸.
۱۶-دانیال‌ زاده، آ.، خ.، زارعیان.۱۳۶۹. اصول‌ زیست‌ شیمی، جلد دوم، مركز نشر دانشگاهی‌ تهران‌(تالیف).
۱۷-رحیمی، ق.۱۳۷۶. بیوتكنولوژی‌ و تاءثیر آن‌ بر پیشرفت‌ برنامه‌های‌ اصلاحی‌ تولید گوشت‌ درصنعت‌ دامپروری، در: چكیده‌ مقالات‌ كارگاه‌ آموزشی‌ دستاوردهای‌ نوین‌ در كشاورزی. سازمان‌پژوهشهای‌ علمی‌ و صنعتی‌ ایران.
‌‌۱۸-رحیمی، م.۱۳۷۴. بررسی‌ سیتوژنتیكی‌ نژادهای‌ گاو سیستانی‌ و سرابی، پایان‌نامه‌ كارشناسی‌ ارشدگروه‌ علوم‌ دامی، دانشگاه‌ تهران.
‌‌۱۹-ضمیری، م.، ج.۱۳۷۴. تولید مثل‌ در گاو. انتشارات‌ دانشگاه‌ شیراز، (ترجمه).
۲۰-طباطبائی، م، نوری‌ دلویی، ر، تقی‌ بیگلو. ۱۳۷۲بیوتكنولوژی‌ مولكولی، انتشارات‌ مركز ملی‌مهندسی‌ ژنتیك‌ و تكنولوژی‌ زیستی.
‌‌۲۱- طهماسب، م.۱۳۷۶. شناسائی‌ پلی‌ مورفیسم‌ شایع‌ در ژن‌ هموفیلی، پایان‌ نامه‌ كارشناسی‌ ارشددانشكده‌ علوم‌ پایه، دانشگاه‌ تربیت‌ مدرس.
‌‌۲۲- عبدمیشانی، س، ح.، اشرافی، ا.، فصیحی‌ هرندی.۱۳۷۵. واكنش‌ زنجیره‌ پلی‌ مراز و كاربردهای‌ آن‌در ژنتیك‌ و اصلاح‌ نباتات. در: مجموعه‌ مقالات‌ كلیدی‌ چهارمین‌ كنگره‌ علوم‌ و زراعت‌ و اصلاح‌نباتات.
۲۳-عصفوری، ر. ۱۳۷۶-ماركرهای‌ ژنتیكی‌ در ده‌ نژاد از گوسفندان‌ بومی، پژوهش‌ و سازندگی‌ شماره‌۳۴، صفحات‌

منبع : سایت آموزشی - اطلاع رسانی هرس