شناسايي ژنهاي موثر بر روي كيفيت شير در گاوهاي شيري
قربان الياسي زرين قبايی1، ام البنين پيراهري2 و آرش جوانمرد3
1- كارشناس ارشد مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبیعی استان آذربايجان شرقي
2- کارشناس ارشد سازمان جهاد کشاورزی استان آذربايجان شرقی
3- دانشجوی مقطع دکترای علوم دامی دانشگاه مالزی
بسياري از تحقيقات انجام گرفته بر روي شناسايي نقشه ژنتيكي در گاوهاي شيري, در زمينه تعيين مكانهاي ژني مرتبط با توليد شير مي باشد. گذشته از اختلافات بسيار زياد موجود بين نژادها از لحاظ مقدار توليد و كيفيت شير كه به صورتهاي مختلف در مقالات گزارش شده است، تحقيقات زيادي بر روي بررسي اختلافات موجود در داخل هر نژاد از لحاظ توليد شير صورت گرفته است. اين تحقيقات بيشتر بر روي صفاتي انجام شده كه بتوان به آساني در جمعيتهاي تجاري داراي روابط خويشاوندي برادر و خواهر ناتني تعيين نقشه نمود كه اين جمعيتها در مقياس وسيع توسط تكنيك تلقيح مصنوعي ايجاد ميگردند. ولي توليد يك شجره و ثبت ركوردهاي آن در گاو (بخصوص براي تحقيقات تعيين نقشه ژنتيكي) وقت گير و هزينه زا مي باشد.
در درون يك جمعيت Half-Sib موجود, ثبت ركوردهاي مرتبط با توليد شير و تعيين ژنوتيپ دختران حاصل از هر نر والد، زمينه اي را فراهم مي سازد تا ژنهاي هتروزيگوت موجود در نرها تشخيص داده شوند. چنين ژنهايي در دختران آنها تفكيك مي شوند كه بطور متوسط نصف دخترها يك الل و نصف ديگر الل بعدي را به ارث خواهند برد بنابراين, اگر عملكرد توليدي دخترهاي اين نر توسط يك الل تحت تاثير قرار گيرد در اين صورت اين اللها از نر والد بصورت نشانگرهاي ويژه اي به ارث مي رسند و اين موضوع بيانگر اين است كه يك ژن موثر بر روي صفت با يك ماركر پيوسته است.
طرح توليد دختر از يك والد نر به منظور تعيين نقشه ژنتيكي, يك روش قدرتمندي براي تشخيص چنين ژنهايي در تست نتاج مي باشد (Weller et al 1990). اين روش شجره هاي Half-Sib را در صنعت گاو شيري توليد مي كند كه فعاليتها بر روي نشانگرهاي ژنتيكي در نرها و پسرانشان متمركز مي گردد. گاوهاي نر حاصل از نر والد هيچگونه ركورد توليد شير ندارند اما ركوردهاي زيادي از دختران آنها وجود دارد كه در واقع نوه هاي گاو نر والد مي باشند بنابراين ارزش اصلاحي هر گاو نر حاصل از گاو نر والد اصلي بهتر از ارزش اصلاحي دختران (كه بر اساس ركوردهاي توليد شير خودشان برآورد مي گردد) تخمين زده مي شود. بنابراين با تعيين ژنوتيپ نرها و پسران آنها و استفاده از ركوردهاي عملكرد دختران پسرهاي يك گاو نر هتروزيگوت قدرت تشخيص ژن موثر بر يك صفت افزايش پيدا مي كند.
به منظور تشخيص ژن و يا ژنهاي موثر بر يك صفت (QTL) در نظر گرفتن نوه ها براي تعيين ژنوتيپ تنها يك چهارم از حيواناتي كه در روش دختران يك نر نياز است احتياج دارد. امروزه تعيين نقشه هاي ژنتيكي مرتبط با توليد شير در حيوانات و ثبت ركوردهاي آنها بر روي گله هاي اصلاحي ملي انجام مي گيرد.
به علت اينكه توليد چربي و پروتئين و درصدها و ركوردهاي آنها مرتبط با كل توليد مي باشند بسياري از مكانهاي ژني تعيين نقشه شده موثر بر كيفيت شير با در نظر گرفتن اثرات مختلف, بر روي تركيبات شير تاثير دارند. يكي از گسترده ترين تحقيقات انجام شده در اين مورد توسط Zhang و همكاران (1998) گزارش گرديد كه 206 نشانگر در روي 1794 فرزند نر حاصل از 14 نر والد تعيين ژنوتيپ گرديد كه هر فرزند نر داراي حدود 1000 دختر تحت ركورد بود. بنابراين در كل اين تحقيق تعداد 2000000 ركورد دختري براي برخي صفات مورد ارزيابي قرار گرفت. 6 اثر بسيار معني داري بر روي 3 كروموزوم شناسايي شدند كه 3 صفت توليد شير, درصد چربي و درصد پروتئين را تحت تاثير قرار مي دادند. در كروموزوم شماره 3 اثر معني دار QTL بر روي درصد چربي شير مشخص گرديد در كروموزوم 6 گاو اثر معني دار QTL در هر سه مورد توليد شير, درصد چربي شير و درصد پروتئين شير شناسايي گرديد. و بالاخره در كروموزوم 20 اثرات معني دار در درصدهاي چربي و پروتئين شير گزارش گرديد. نتايج حاصل از اين تحقيق چشمگيرتر از ساير تحقيقات بود كه توانستند اثرات معني داري را روي چند صفت گزارش كنند.
همانطوري كه انتظار ميرفت صفات متاثر از اين جايگاه هاي ژني داراي پيوستگي ژنتيكي ميباشند مثلاً درصد پروتئين و چربي شير هم جهت با يكديگر افزايش و يا كاهش مي يابند ولي افزايش در توليد شير باعث كاهش چربي و پروتئين شير مي گردد. بايد به خاطر داشت كه نتايج بدست آمده در كروموزوم 3 جزو جايگاه هاي QTL است و تنها درصد پروتئين شير را تحت تاثير قرار مي دهد و نشان مي دهد كه ارتباط بين صفات مطلق نيست و محدوده پيوستگي ژنتيكي از 1- تا 1+ متغير مي باشد.
ديدگاه ديگر در تحقيقات اين است كه خود پروتئينهاي شير به عنوان ژنهاي كانديد بر روي تركيبات شير موثر بوده و خصوصيات فراوري شير را تحت تاثير قرار مي دهند. تا كنون تعداد زيادي الل براي انواع چهارگانه كازئين, بتالاكتوگلوبولين و آلفا لاكتالبومين كشف شده اند. ارتباط قابل قبول و تكرارپذيري بين واريانتهاي ژنتيكي اين مكانهاي ژني و ميزان چربي, پروتئين و كيفيت آنها در ارتباط با توليد پنير و كيفيت آن پيدا شده است كه اين ارتباط در تحقيقات مختلف, متفاوت گزارش شده است كه در برخي موارد هم به اختلاف نژاد گاوهاي مورد مطالعه و حتي شانس بستگي دارد. براي مثال ارتباط دو واريانت عمده بتالاكتوگلوبولين (A و B) با تفاوت در ميزان پروتئين شير مشخص شده است.
حيوانات هموزيگوت براي واريانت A بتالاكتوگلوبولين داراي ميزان پروتئين بيشتري در شير نسبت به حيوانات هموزيگوت براي واريانت B بتالاكتوگلوبولين به واسطه سطوح بالاتر پروتئين آب پنير مي باشند. اما ژنوتيپ BB ميزان كازئين بيشتري نسبت به ژنوتيپ AA دارد. بالا بودن ميزان كازئين در شير حاصل از ژنوتيپ BB بتالاكتوگلوبولين باعث توليد مقدار بيشتر پنير مي گردد. اثرات مشابهي كه ميتواند توليد پنير و كيفيت آن را تحت تاثير قرار دهد در واريانت B كاپاكازئين در مقايسه با واريانت A در اين لوكوس پيدا شده است(Ng-Kwai-Hang 1998, Buchberger and Dovs 2000).
بايد يادآوري گردد كه تعيين نقشه مكان ژني كازئين در يك كلاستر ار كروموزوم 6 گاو صورت گرفته كه ممكن است باعث تغيير درصد پروتئين شود. غربال ژنومي و مطالعه ارتباط اين ژن با صفات توليدي نشان داده كه جايگاه ژني كازئين با تركيب شير و كيفيت آن در گوسفند و بز نيز ارتباط معني داري دارد.
منابع
Buchberger, J., Dovc, P. 2000. Lactoprotein genetic variants in cattle and cheese making ability. Food Technology and Biotechnology 38: 91-98.
Ng-Kwai-Hang K.F. 1998. Genetic polymorphism of milk proteins: Relationships with production traits, milk composition and technological properties. Canadian Journal of Animal Science 78: 131-147 Suppl. S
Weller, J.I., Kashi, Y. and Soller, M. 1990. Power of daughter and granddaughter designs for determining linkage between marker loci and quantitative trait loci in dairy cattle. Journal of Dairy Science 73: 2525-2537.
Zhang Q., Boichard D., Hoeschele I., Ernst C., Eggen A., Murkve B., Pfister-Genskow M., Witte L.A., Grignola F.E., Uimari P., Thaller G., Bishop M.D. 1998. Mapping quantitative trait loci for milk production and health of dairy cattle in a large outbred pedigree Genetics 149: 1959-1973.
یکى از مهمترین مسائل یک دامدارى، چگونگى تامین خوراک دامهاست. چون خوراک دام یک ماده حیاتى است که باید بهصورت دایمى (روزانه و بهموقع) در اختیار دام باشد. بنابراین، تامین غذاى دام به عنوان یک اصل مهم اهمیت زیادى دارد. یک دامدار باید براى تامین غذاى سالیانه دام و جلوگیرى از خطر کمبود غذاى دام یا افزایش هزینه آن، در فصل تابستان با جمعآورى علوفه یا سیلوکردن، توشه زمستانه را براى دامها مهیا کند. در دامدارىهاى ایران معمولا نیاز غذایى دام را کنسانتره و دیگر علوفه تشکیل مىدهد. در استان گیلان با توجه به شرایط جغرافیایى منطقه، انواع علوفهاى را که به دام شیرى یا گوشتى مىدهند، عبارتند از: کاه گندم، کاه جو، سیلوى ذرت، ذرت علوفهاى، علف باغات، پَس چَر مزارع، برگ درختان، یونجه، شبدر و کاه برنج مىباشد که دراین میان کاه برنج بیشترین مواد را در تغذیه دام تشکیل مىدهد.
با این حال جمعیت دامى استان آنقدر زیاد است که انواع علوفه گفته شده نمىتواند نیاز غذاى دامهاى منطقه گیلان را تامین کند. بنابراین براى تامین خوراک دام مىتوان از سایر منابع موجود استفاده کرد. یکى از این منابع مهم گیاه آزولا است. در این نشریه، ضمن معرفى آزولا، چگونگى و راههاى عملآورى و استفاده از این گیاه براى شما روستاییان عزیز توضیح داده مىشود.
استفاده از آزولا در تغذیه دام
گیاه آزولا براى اولین بار توسط دانشمندى به نام لامارک شناسایى شد. این گیاه به صورت شناور و به رنگهاى سبز و قرمز با منظره زیبایى در مردابها، تالابها، استخرهاى پرورش ماهى، گودالهاى کمعمق و رودخانههاى داراى آب کم و آبگیرها دیده مىشود. دامداران ساکن اطراف مردابها یا افرادى که در حاشیه رودخانهها زندگى مىکنند و ... به راحتى مىتوانند از این علوفه خوراک دامهاى خود استفاده کنند.
آزولا در مردابها ، تالابها ، استخرهای پرورش ماهی و ... میروید
رنگ آزولا در موقع رشد و نمو (فصل بهار و تابستان) سبز است و در موقع پاییز و زمستان به علت پوسیدگى قرمز مىشود که در این موقع، براى غذاى دام مناسب نیست. چرخه زندگى گیاه آزولا 15-30 روز طول مىکشد. با توجه به شرایط جغرافیایى و اقلیمى منطقه و نوع جنس آزولا، میزان آن 30-80 تن در هر هکتار در ماه مىباشد. از این رو با توجه به شرایط منطقه مىتوان از این گیاه استفاده کرد.
تولید زیاد بدون عملیات کاشت و استفادههاى مختلف با روشهاى ویژه نگهدارى در دیگر فصلها و ساده بودن کار، باعث شده تا آزولا به صورتهاى تازه، آب چکیده، خشک و یا سیلوشده مورد استفاده دامها قرار بگیرد.
مشخصات گیاه آزولا آزولا نوعى علف آبى از جنس گیاهى به نام سرخس مىباشد و در تمام مناطق دنیا وجود دارد. آزولا به فراوانى در کانالهاى آبیارى و بخصوص در مزارع برنج یافت مىشود. اندازه گیاه آزولا حدود 3 سانتىمتر است. ساقه این گیاه به صورت شناور با برگهاى کوچک و یک در میان روى هم قرار دارند.
از آزولا میتوان برای تغذیه دامها استفاده کرد
ریشه آزولا به صورت معلق در آب قرار دارد و طول آن به اندازه 2-5 سانتىمتر مىرسد، برگهاى آزولا دو قسمتى است. قسمت رویى برگ به رنگ سبز یا صورتى و گوشتى است و قسمت زیرى آن که نازکتر است، با بافتهاى اسفنجى به صورت نیمه معلق در آب قرار دارد.
آزولا داراى چند نوع ریشه است که به صورت افشان و آویزان رشد مىکنند.ریشه و ساقههاى مسن در مرحله پوسیدگى به رنگ قهوهاى یا قرمز مىشوند.
آزولا در مرحله پوسیدگی به رنگ قهوه ای یا قرمز در می آید
ویژگىهاى آزولا
آزولا به فراوانى در رودخانههاى کمشیب و آب پشت سدها و در منابع آبى که راکد هستند، به راحتى رشد مىکند. میزان تولید روزانه آن در حدود 2 تن مىباشد. استفاده از آزولا بسیار راحت است. همچنین آزولا با روشهاى ساده تکثیر و برداشت مىشود. این مسائل جزء ویژگىهاى گیاه به حساب مىآید.
در بعضى از مکانها، لایهاى ضخیم از آزولا سطح آب را مىپوشاند و لایههاى زیرین آن به طور دائم در حال پوسیدهشدن است. بنابراین آب این نهرها از نظر مواد غذایى بویژه فسفر، منگنز، آهن و ازت بسیار غنى است. آزولا مخصوص مناطق معتدله است و در محیطهاى اسیدى رشد مىکند و در دماى 14-40 درجه سانتیگراد هم رشد دارد.
گیاه آزولا در مناطق معتدله رشد خوبی دارد
روش تکثیر و انتشار آزولا آزولا به راحتى در آبگیرها پرورش یافته و تکثیر مىشود. روش معمول تکثیر، روش سبزینهاى است. براى این منظور کافى است که قسمتى از بافتهاى سبز و تازه آزولا را برداشته و در آبگیرهایى که ارتفاع آب در آنها حدود 5-40 سانتىمتر است، پخش کنید. دماى حدود 20-30 درجه سانتىگراد براى رشد و نمو آزولا بسیار مناسب است. انتشار آزولا از طریق آبهاى جارى، انسان و یا پرندگان صورت مىگیرد.
روشهاى مختلف استفاده از آزولا اصلىترین هدف از پرورش آزولا تامین خوراک دام است. با توجه به اینکه بیش از 2 میلیون هکتار از مساحت کشور، به خصوص مناطق گیلان استعداد خوبى براى پرورش این گیاه دارند، مىتوان از آن براى تامین خوراک دام استفاده کرد.
آزولا داراى 23-30درصد پروتئین خام، 4درصد چربى خام و 3/5 درصد قند محلول و یک درصد فسفر است. علاوه بر آن، از املاح و ویتامین نیز غنى مىباشد. آزولا به شکلهاى مختلف در تغذیه دام مورد استفاده قرار مىگیرد که مهمترین آنها عبارتند از:
آزولاى تر گیاه آزولا را در موقع بهار و تابستان که رنگ آن سبز است، برداشت کرده و یک درصد نمک به آن اضافه مىکنند و به عنوان علوفه در اختیار دام قرار مىدهند.
آزولای تر را با یک درصد نمک میتوان به دام داد
آزولاى نیمه خشک (آب چکیده) آزولا را پس از برداشت حدود 10-24 ساعت در محوطهاى پهن مىکنند تا رطوبت آن گرفته شود و سپس با اضافهکردن یکدرصد نمک، آن رادر اختیار دام قرار مىدهند.
آزولاى خشک گیاه آزولا را پس از برداشتکردن، مدت زیادى در مقابل آفتاب مىگذارند تا خشک شود. در حین خشکشدن چندین بار آزولا را به هم مىزنند تا رطوبت آن کاملا گرفته شود. آنگاه آزولاى خشک شده را در گونى ریخته و انبار مىکنند و در مواقع مختلف (معمولا زمستان) با کنسانتره مخلوط مىکنند و در اختیار دام قرار مىدهند.
آزولاى سیلوشده بهترین روش نگهدارى و عملآورى علوفه آزولا، استفاده از سیلوى آن است. در این روش، چون آزولا با مواد دیگرى مخلوط مىشود، ارزش غذایى آن بالا مىرود و خوشخوراکتر مىشود. از سوى دیگر، آزولاى سیلوشده را مىتوان به عنوان علوفه تر در تمام فصول سال در دامدارىهاى شیرى یا گوشتى استفاده کرد.
با سیلو کردن، ارزش غذائی آزولا زیاد شده و خوش خوراکتر میشود
روش سیلوکردن آزولا
یکى از راههاى نگهدارى آزولا سیلوکردن آن است. در این روش، آزولا را پس از برداشت به مدت 24 ساعت در فضاى آزاد پهن مىکنند تا مقدارى از رطوبت آن گرفته شود. سپس 75 کیلوگرم از آزولا را با 25 کیلوگرم تفاله خشک چغندر قند (تفاله خردشده) مخلوط مىکنند. پس از آمادهسازى جایگاه سیلو، مقدارى علوفه خشک را به ارتفاع 15 سانتىمتر درداخل سیلو مىریزند و سپس آزولاى مخلوط شده را روى علوفه مىریزند و توسط غلتک چوبى یا لگدکوبکردن، مواد سیلوشده را فشرده (متراکم) مىکنند.
سیلو کردن آزولا ، یکی از راههای نگهداری آن است
دوباره 75 کیلوگرم آزولا و 25 کیلوگرم تفاله چغندر قند را با هم مخلوط کرده و در داخل سیلو ریخته و فشرده مىکنند و این عمل را آنقدر ادامه مىدهند تا سیلو پر شود. پس از پرشدن سیلو روى آن کاه ریخته و سپس با پلاستیک کاملا مىپوشانند. روى پلاستیک سیلو، جسم سنگینى مثل سنگ، بلوک، آجر، چوب یا گل مىریزند تا آزولا سیلو شده در حالت فشرده (و بدون هوا) حفظ شود. پس از گذشت حدود 45 روز، علوفه آزولا به سیلوى آزولا تبدیل مىشود. با بازکردن سیلو بوى ترشى کاملا احساس مىشود، از این پس مىتوان از سیلوى آزولا به همراه دیگر علوفه در تغذیه پروارى یا شیرى استفاده کرد.
پس ازگذشت 45 روز علوفه آزولا به سیلوی آن تبدیل میشود
نحوه استفاده از سیلوى آزولا در تغذیه دام از سیلوى آزولا در تغذیه دام به روش زیر استفاده مىشود:
- روز اول نیم کیلوگرم آزولاى سیلوشده را با کاه مخلوط کرده و در اختیار دام قرار مىدهند.
- در روز دوم مقدار یک کیلوگرم سیلوى آزولا را با کاه مخلوط کرده وبه دام مىدهند.
- این عمل را هر روز با افزایش نیم کیلوگرم آزولاى سیلوشده به مقدار روز قبل تکرار مىکنند. پس از گذشت یک هفته، حیوان کاملا به جیره جدید عادت مىکند. براى هر راس گاو پروارى مىتوان تا مقدار 10 کیلوگرم و براى هر راس دام شیرى تا 15 کیلوگرم آزولاى سیلوشده را به صورت روزانه استفاده کرد.
سیلوی آزولا را باید به تدریج در اختیار دام قرار داد
پس از هر بار استفاده از سیلو، بلافاصله روى سیلو را کاملا مىپوشانند تا از ورود هوا و خرابشدن سیلو جلوگیرى شود. آزولاى سیلوشده چون به صورت تازه با تفاله چغندر سیلوشده ست، بسیار خوشخوراک بوده و از پروتئین و قابلیت هضم بالایى برخوردار است.
چند نکته مفید:
1- گیاه آزولا به صورت شناور در مردابها، استخرهاى پرورش ماهى، آبگیرها و رودخانهها با آب کم مشاهده مىشود.
2- قسمت رویى برگ آزولا به رنگ سبز یا صورتى و گوشتى است.
3- گیاه آزولا با روشهاى ساده، تکثیر و برداشت مىشود.
4- اصلىترین هدف از پرورش آزولا، تامین خوراک دام است.
5- آزولا داراى پروتئین و چربى خام، قند محلول و از املاح و ویتامین غنى است.
6- در بهار و تابستان، از آزولاى تر، در تغذیه دام استفاده مىکنند.
7- آزولاى خشک را با کنسانتره مخلوط کرده و در زمستان در اختیار دام قرار مىدهند.
8- آزولاى سیلوشده را مىتوان در تمام فصلهاى سال به دامهاى شیرى گوشتى داد.
9- پس از هر بار استفاده از سیلوى آزولا، روى سیلو را کاملا بپوشانید