پروژه بررسی مبانی اطلاح نژاد آبزیان در 111 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمه
اهمیت اصلاح نژاد ماهیان و مقایسه آن با اصلاح نژاد دام و طیور – تأثیر آن در زندگی کنونی و اهداف کلی اصلاح نژاد ماهیان طبیعت و ساختمان ژن، موتاسیون ها و ژن های کشنده ، حتی سلول های تناسلی و انواع کروموزوم ها –اثرات فنوتیپی ژن ها مثل اثر افزایش ژنی، ارزش ژنتیکی و روش های برآورد آن ، ترکیب ژنتیکی یک جامعه و عوامل مؤثر در تغییر فراوانی ژن‌ها – قانون هاردی واینبرگ و کاربرد آن در اصلاح نژاد ماهیان، وراثت پذیری و روش های تعیین آن، براورد وراثت پذیری ، سرعت رشد و افزایش روز افزون ، بهگزینی و انواع آن ، روش های انجام برگزینی ، مبانی ژنتیکی آمیزش خویشاوندی و موارد استفاده از آن، روش های انجام بهگزینی ، روش اندازه گیری خویشاوندی، کلیاتی در خصوص به وجود آوردن افراد سرآمد(نخبه) NICK و Line - دو رگه گیری (Hybridization) و اهمیت و کاربرد آن ، روش های تشخیص ماهیان دو رگه از والدین – تعریف هتروزیس و معرفی فرمول آن =Heterosis دو رگه برتر Hybridviger ،عقیم سازی (استریل کردن) Strilization ، نرسازی ، ماده سازی ،تریپلوئیدی و تتراپلوئیدی ، تعیین جنسیت ، توارث وابسته به جنس ، برآورد ارزش ژنی ، هم بستگی بین صفات – محاسبه بهگزینی بر اساس شجره نامه .
The Priniciple of fish breeding آمیزش خویشاوندی (Inbreading)
سرآمد ، نخبه (Nick)
1 – مبانی ژنتیک و اصلاح نژاد ماهیان . تألیف داگلاس تار، مترجم دکتر فرهاد امینی، انتشارات وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی .
2- کتاب اصلاح نژاد دام (روش های پیش بینی ارزش ژنتیکی ) انتشارات دانشگاه تهران . نویسنده دکتر ناصر امام جمعه کاشانی .
3- اصلاح نژاد دام های بومی . نویسنده دکتر محمد علی ادریس ،مهندس محمد مستأجران ، انتشارات آریان .
4- اثر دو رگه گیری و افزایش تولید شیر . نویسنده مهندس منوچهر صفرزادگان ، انتشارات معاونت امور دام و آبزیان (جهاد سازندگی کشاورزی )
5- انتشارات چاپ من اندهال Genetics and fish Breading
6- Fish and fisheries
7- A TEXT Book of Aquanculture
8- جزوه ژنتیک و اصلاح نژاد ماهیان دکتر فرهاد امینی
9- مبانی اصلاح دام –مهندسی صابرخوانی و مهندس فرشید مظلوم اتشارات نقش اختر .
breeding = The Production of yong Form animals
(Propagtion) تکثیر
اصلاح نژاد= تولید زیاد (بچه ماهیان) حیوانات در یک شرایط کنترل شده .
اصلاح نژاد علم کاربردی ژنتیک است که استفاده از اختلافات قابل وراثت افراد جمعیت را در جهت منابع بشر تغییر می دهد. از به کار گیری اصول اساسی اصلاح نژاد در پرورش آبزیان مدت زیادی نمی گذرد و این علم در مقایسه با اصلاح نژاد دام و نسبت به صنعت دام پروری کمی جدیدتر می باشد. به عبارت بهتر در صنعت پرورش ماهی معمولاً ماهیانی مورد استفاده قرار می گیرند که یا مستقیماً از ذخایر وحشـی به دسـت آمده اند و یا فقط چند نسل از انتقال آن ها از محیط های طبیعی می گذرد.
در این زمینه فقط چند سویه (Strain ) از کپور ماهیان و قزل آلای رنگین کمان در برخی از نقاط جهان اهلی شده و می توان گفت ذخایر دیگری از این ماهیان اهلی شده وجود ندارد . از طرفی اطلاعات اساسی مورد نیاز برای اجرای برنامه های علمی و منطقه‌ای اصلاح نژاد ماهیان اندک است.
در یک جمله می‌توان گفت که هدف اصلاح نژاد افزایش توان تولید می باشد. این تولید چه از نظر وزنی ، چه از نظر طول و چه از نظر خصوصیات کیفی نظیر رنگ مناسب و شکل ظاهری در برنامه های اصلاح نژاد تحت بررسی قرار می گیرد. تا کنون در صنعت پرورش ماهی بر اتثنای ماهیان زینتی ،اصلاح نژاد دارای نقش کمتری در بالا بردن تولید بوده است. بیشتر پرورش دهندگان برای افزایش تولید فقط بر کنترل فکر بهبود غذا و جلوگیری از بروز بیماری ها شد وشاید نداند که با یک نظارت و کنترل درست به هنگام باعث افزایش پتانسیل بیولوژیکی ماهیان شوند.
دو ماهی کاملاً یکسان در طبیعت وجود ندارد و تنوع موجود در یک جمعیت از ماهیان در برگیرنده تمام فنوتیپ های واقعی آن هاست .
از دیرباز بشر به پرورش و اهلی ساختن دام بخصوص گوسفند، بز، اسب و گاو پرداخت تا بتواند با انتخاب والدینی که خصوصیات ظاهری بهتری دارند و از رشد مناسبی برخوردارند ، فرزندان قوی تر و مقاوم تر ایجاد نمایند.
به همین دلیل است که یک علم اصلاح نژاد ماهی نسبت به اصلاح نژاد دام از سابقه زیادتری برخوردار نیست و فقط در چند ساله اخیر (نیم قرن اخیر) به آن توجه زیادی شده است.
نکته مهم آنکه هدف کلی برنامه های اصلاح نژاد افزایش پتانسیل بیولوژیک یک جمعیت می باشد.
فنوتیپ: خصوصیات قابل مشاهده یا اندازه گیری نظیر : رنگ ، طول، وزن ،تعداد خارهای باله پشتی و … است.
به طور کمی ماهیانی برای پرورش مقرون به صرفه ترند که دارای رشد سریعتر، درصد بالاتر گوشت (لاشه) باشند. ضریب تبدیل نهایی پایین تری داشته باشند و مقاومت بیشتری به بیماری از خود نشان دهند، همة این مزایا در مدیریت کارگاهی تکثیر با رعایت اصول ژنتیک و اصلاح نژاد امکان پذیر است.
در برنامه های اصلاح نژاد دام یا ماهیان هدف این است که حیواناتی که دارای ظرفیت ژنتیکی بالاتر از میانگین داشته باشند، در ابتدا انتخاب شده و ازآن ها به عنوان والدین نسل بعد استفاده شود. در این صورت انتظار این است که میانگین ظرفیت ژنتیکی فرزندان بیشتر از میانگین نسل والدین باشد.
از زمانی که بشر دریافت علاوه بر شکار حیوانات و مهاجرت از جایی به جای دیگر می تواند گله هایی از حیوانات را در یک محل نگه داری نماید و با فراهم آوردن غذا برای آن ها و مراقبت از آن ها اقدام بر بومی سازی و اهلی کردن حیوانات نمود در حقیقت گام های اولیه را برای اصلاح نژاد دام برداشت.
شاید بیش از 6000 سال از اهلی کردن دام ها تا کنون می گذرد.
هدف انسان ازاهلی کردن:استفاده بیشتروبهترازمحصول آن ها بود.بنابراین دام هایی می توانستند بهتر پاسخ گو باشند که احتیاجات انسان را در طول زمان برآورده اند . شاید اولین حیواناتی که اهلی شدند سگ، گاو و سپس طیور بوده است و انسان های نخستین با مراقبت از آنها در حقیقت نوعی انتخاب مصنوعی به کار می بردند که بر این اساس کم کم علم اصلاح دام شکل پذیرفت .
انسان ها سعی می کردند که جانورانی را در کنار خود اهلی سازند که میزان گوشت بیشتری داشته باشند و یا از شیر دهی مناسبی برخوردار باشند .
در خصوص گوسفندان بیشتر از نژادهایی استفاده می شد که علاوه بر وزن مناسب تولید پشم آن ها نیز بیشتر باشد و حتی کم کم طیوری را در کنار خود اهلی نمودند که بتواند در مواقع مختلف از گوشت و تخم آن ها به خوبی استفاده نمایند.
بنابراین در ابتدا علاوه بر انتخاب مصنوعی ، همیشه بشر در فراهم سازی محیطی مناسب برای حیوانات کوشیده است تا بتواند به خوبی از آنها نگه داری نموده ودر مواقع ضروری از آن ها تغذیه نماید.
نکته مهم آنکه تا قبل از قرن 17 میلادی تصویر روشنی از کارهای انجام شده در اصلاح نژاد دام در دسترس نیست و فقط برخی از افراد با ذوق و هنر در حین دامداری به طور پراکنده و تفننی به اصلاح دام می پرداختند. اما کم کم موسساتی در آمریکا و اروپا جهت شناسایی بهتر حیوانات و درست کردن شجره نامه برای نژادهای شناخته شده به وجود آمد. این موسسات کم کم استانداردهایی را برای انتخاب حیوانات برتر با ویژگی های ظاهری و تولید گوشت بیشتر در نظر گرفتند و حتی با راه اندازی جشنواره ها و مسابقات مختلف به کسانی که چنین حیواناتی را پرورش می دادند ، جایزه نقدی پرداخت می نمودند ، کم کم این موضوع اهمیت بیشتری یافت و باعث شد علمی به نام اصلاح نژاد که بتواند با قضاوت های دقیق خود راه کارهای مناسب برای افزایش توان تولید را ادامه دهد به وجود آمد .
نام دانشمندان زیادی در عرضه اصلاح نژاد در دنیا مطرح شد. Charls در 1859 با چاپ کتابی در خصوص اصول انتخاب طبیعی و تنازع بقاء انقلاب بزرگی در مکتب فکری زیست شناسان آن زمان به وجود آورد.
پس از آن داروین با ارائه نظریات مختلق در این عرصه پانهاد ولی متأسفانه نتوانست تفاوت های ژنتیکی و غیر ژنتیکی وابسته به محیط را کاملاً از یکدیگر متمایز سازد.
بنا به گفته داروین به وجود آمدن گونه های مختلف موجودات نتیجه انتخاب طبیعی آن هاست و برای زنده ماندن آن دسته از موجوداتی شانس بیشتری دارند که بهتر بتوانند با شرایط محیطی سازش پذیر باشند و از خود تعداد فرزندان بیشتری را باقی بگذارند .
محاسبه فراوانی ژنی در جمعیتی که غلبه ژنی در آن وجود ندارد.
برای محاسبه نشان دادن فراوانی یک ژن در یک جمعیت بهتر است از یک جمعیت آلل که بر هم غلبه ندارند استفاده کنیم چون در این حالت می توان ژنوتیپ را حتی از روی فنوتیپ وضعیت ظاهری مشخص نمود .
مثال : ژن های کنترل کننده رنگ در ماهی قزل آلا می باشد.
اگر فرض کنیم در یک جمعیت کوچک از ماهی قزل آلا 100 عدد کل جمعیت باشد، 50 عدد آن رنگ طبیعی و 40 تا رنگ بینابینی (ابرش) و 10 تا طلایی است. فراوانی ژن های طبیعی که با R نشان می دهیم .
rr = طلایی Rr= ابرش 40 RR= طبیعی 50
فراوانی ژن و ژنوتیپ در تعادل ها روی واینبرگ :
در یک جمعیت با تعادل ها روی واینبرگ که در آن جمعیت بسیار بزرگ است ، آمیزش های تصادفی وجود دارد و عدم وجود نیروهایی که فراوانی ژن ها و ژنوتیپ ها را تغییر می دهد . برای یک آلل می توان فراوانی ژن و ژنوتیپ را کاملاً مشخص نمود و ارتباط بین آن ها را برقرار کرد.
مثال :
در یک جمعیت اگر ژنوتیپ BB و Bb و bb داشته باشیم ، در حقیقت فراوانی ژنوتیپ ها بر اساس فرمول ریاضی قابل تعمیم خواهد بود.
به عبارت بهتر دیگر فراوانی ژن B را با P نشان دادیم و b را با q نشان می دهیم . در مجموع بر اساس اصل احتمالات فراوانی
و مجموع این ها برابر با 1 است .
3- فراوانی آلل
در بسیاری از مواقع فقط به محاسبه فراوانی ژن و ژنوتیپ نمی پردازیم ، بلکه محاسبة فراوانی آلل ها نیز برای ما اهمیت دارد، بر اساس فرمول زیر می توان میزان فراوانی یک آلل را به دست آورد.
تعداد کل جمعیت = N تعداد افراد ناخالص =1 n تعداد افراد خالص= n
مثال :
فرض کنید در یک جمعیت ماهیان قزل آلا 360 عدد خالص به صورت طبیعی GG باشند 160 تا از این ها به صورت طبیعی َ GَG و 480 ابرش َ GG باشند (مجموع 1000 عدد ) فراوانی آلل های G و َG را به دست آورید.
ژن های کشنده : Lethal Genes
بعضی از ژنوتیپ ها به خصوص در حالت های خاص می توانند سبب مرگ در فرد شوند به این ژن‌ها، ژن‌های کشنده می گویند. ژن های کشنده در بسیاری از موجودات به اثبات رسیده اند اما در ماهیان شاید کمتر مورد مطالعه قرار گرفته اند . مهم ترین ژن های کشنده عبارتند از:
در تلاپیا ، معمولاً شکل و حالت پشت بدن را ژن های مختلفی کنترل می نماید اگر حالت طبیعی داشته باشد ژن ها را به صورت مثبت نشان می دهند (+)
اما یک ژن دیگر به نام ژنS نیز در این امر دخالت دارد، در حالتی که یک ژن S و یک ژن طبیعی با هم در یک آلل قرار گیرند حالتی به نام پشت زمینی Saddle bacit در ماهی ایجاد می گردد. این امر به دلیل جوش خوردن 5 مهره اول به صورت غیر طبیعی به یکدیگر است . اما این ژن که یک ژن کشنده بارز می باشد در حالت خالص (SS) موجب مرگ ماهی می شود. بنابراین از آمیزش 2 ماهی تیلاپیا که ژن های هتروزیگوس دارند (+S) ژنوتیپ های زیر مشاهده می شود.
(مرگ SS پشت زمینی + S پشت طبیعی ++)
ب) در ماهی کپور که حالت سرکوب کننده دارد.
در ماهی کپور الگوی فلس به وسیله ژن های N و S کنترل می شود. این ژن ها فنوتیپ های خاصی ایجاد می نمایند. به طوری که بر روی هم نیز تأثیری گذارند ، برخی از ژن ها حتی حالت سرکوب کننده دارد. در این حالت ژن N یک جایگاه اپی ستازیک و یژه و کشنده از خود ظاهر می سازد و در حالت خالص کشنده است. اما ژن S به خوبی داشتن فلس را کنترل می کند و حتی می تواند ژن N را تغییر دهد.
به عبارت کلی حالت های مختلفی از ژن ها را در کنار یکدیگر می توانیم داشته باشیم. ژنوتیپ و فنوتیپ حاصله به شرح زیر است، نکته مهم آن که هر گاه ژن N به صورت خالص یا هموزیگوت (NN) قرار گیرد مرگ کپور حتمی است .
| فنوتیپ | ژنوتیپ |
فلس دارفلس دار کپور آئینه ای کپور خطی کپور خطی کپور چرمی مرگ حتمی مرگ حتمیمرگ حتمی | SSnn Ssnn Ssnn SSNn SsNn SsNn SSNN SsNN ssNN |
دو رگه گیری و کاربردهای آن در پرورش ماهی (دو رگه گیری Hybridization)
1-تولید جمعیت های تک جنس : mona sex
برخی از آمیزش های دورگه گیری منجر به ایجاد جمعیت های تک جنس یا منوسکسی ایجاد می کنند. به وسیله دو رگه گیری بین دو گونه مختلف از ماهیان تیلاپا می توان جمعیت های تک جنسی از آن ها ایجاد نمونه، مشهورترین نمونه در بین تیلاپیایی است که از لحاظ دستگاه تعیین جنسیت با هم متفاوت باشند ،به عنوان مثال ، اگر جنس تیلاپیا ، گونه T.nilation با T.hornorum به دلیل این که سیستم های تعیین جنسیت در آن ها متفاوت است تمامی نوزادان با درصد 98 نر خواهند شد.
با این دو رگه گیری تا 98 در صدمی توان جمعیت های تک جنسی نر به وجود آورد. اما همیشه ممکن است به طور کامل این دورگه گیری با تولید نر همراه نباشد و باعث تولید ماده نیز گردد. علت این موضوع وجود ژن های آتوزومی یا غیر جنسی است Autosomr که می تواند مؤثر بر جنسیت باشد. و حتی باعث تغییر جنسیت گردد.
2-تولید ماهیان یک شکل Uniform(هم شکل)
که مـعمولاً در کارخـانجات فراوری یا توسـط مصرف کنندگان مورد اسـتفاده قـرار می گیرد. و دو رگه گیری کارآمدترین روش برای تولید ماهیان هم شکل است .
3-تولید ماهیان مناسب برای پروار بندی :
در یک دو رگه گیری می توان جهت آمیزش نهایی جهت ماهیان مناسب برای پروار بندی چرا که ممکن است در برخی از دورگه گیری های انجام شده افراد حاصل یا (F1) عقیم باشند در این صورت انرژی زیادی برای تولید گامت های جنسی مصرف نمی کنند و در مدت کوتاهتری به رشد مناسب می رسند.
4-تولید نژادها و یا سویه های جدید
یک کاربرد مهم دو رگه گیری به دلیل تصادفی بودن در کنار هم قرار گرفتن ژن ها، ممکن است نژادها Breads یا سویه های Strain مختلف و جدیدی حاصل آید، اما این امر قابل پیش بینی نیست ، مگر آنکه آزمایش شود و مورد امکان قرار گیرد.
5-تولید ماهیان دو رگه برای ذخیره سازی در پیکره های آبی
یکی دیگر از کاربرها که قاصر از نگه داری جمعیت های خود تکثیر (دورگه گیری که قاصر از تولید و تکثیر طبیعی باشند) نکته : هیچ وقت از دورگه گیری برای تولید ماهیان مولد استفاده نکنیم .
و تمامی موارد گفته شده به طور کلی مزایای دو رگه گیری است اما نکته مهم آن که چون ماهیان مولد خوبی حاصل نمی گردد به عبارت بهتر توانایی ماهیان دو رگه در تولید ماهیان مولد کاملاً با علامت سؤال روبه رو است ،چرا که ممکن است نقص های ژنتیکی و یا جهش های مختلفی در آن ها دیده شود و مهم تر آنکه عقیمی به مقدار زیادی از ماهیان دو رگه می تواند بروز یابد.
در ادامة کاربردها: برای افزایش توان تولید می توان از دو رگه گیری به عنوان یک روش موقت و سریع با عنوان «Quick Method» پیش از انجام یا Selection از دو رگه گیری استفاده کنیم .