رابطه¬ی بین چند¬شکلی ژن هورمون رشد و گیرنده¬ی آن با عملکرد تولیدی و تولید مثلی در گاوهای هلشتاین

دانشکده کشاورزی
بخش علوم دامی
پايا‌ن‌نامه کارشناسي ارشد در رشتهی علوم دامي گرایش اصلاح دام
رابطهی بین چندشکلی ژن هورمون رشد و گیرندهی آن با عملکرد تولیدی و تولید مثلی در گاوهای هلشتاین
به کوشش
زینب هادی
استاد راهنما
دکتر هادی آتشی
استادان مشاور
دکتر محمد دادپسند
دکتر عبداله درخشنده
بهار 1393

به نام خدا
اظهارنامه
اينجانب زینب هادی (901259) دانشجوي رشتهي علوم دامی گرايش اصلاح دام دانشكدهي کشاورزی متعهد میشوم که مطالب مندرج در این پایاننامه حاصل کار پژوهشی اینجانب است و به دستاوردهای پژوهشی دیگران که در این پژوهش از آنها استفاده شده است، مطابق مقررات ارجاع و در فهرست منابع ذکر گردیده است. این پایاننامه قبلاً برای احراز هیچ مدرک هم سطح یا بالاتر ارائه نشده است. تعهد مي نمايم كه بدون مجوز دانشگاه دستاوردهاي آن را منتشرننموده و يا در اختيار غير قرار ندهم. كليه حقوق اين اثر مطابق با آيين نامه مالكيت فكري و معنوي متعلق به دانشگاه شيراز است.
نام و نام خانوادگی: زینب هادی
تاریخ و امضا: 18/3/1393

تقـدیم به
پدر و مادر مهربانم
خواهر و دوبرادر دلسوزم
و
همه بزرگوارانی
که به من
فاصله خرد و دانش را آموختند.
سپاسگزاری
حمد و سپاس پروردگار مهربانم که گستره لطفش انتهایی ندارد.
سپاس خداوند را که شادی و آرامش را با حضور پدر و مادری مهربان و خواهر و دوبرادر دلسوز به من هدیه داد.
سپاسگزارم از دکتر آتشی، استاد راهنمای محترم که در تمامی مراحل مختلف پایاننامه نسبت به اشتباهات اینجانب نهایت سعه صدر را مبذول داشتند.
متشکرم از استاد مشاور دکتر دادپسند که با حسن خلق، مرا رهین منت خویش ساختند.
سپاسگزارم از دکتر درخشنده بابت کمکهای بیدریغشان در مراحل مختلف پایان نامه.
و سپاسگزارم:
از اساتید محترم بخش بابت مشاوره و راهنمایی اینجانب در طول تحصیل.
از کارمندان و پرسنل گروه علوم دامی.
از تمامی همکلاسی هایم که آشنایی و همراهیشان برای من تجربه ای تکرار نشدنی بود.
واز جناب دکتر قهرمانی که لطف بی دریغشان همیشه شامل حالم بود.
این پژوهش با همکاری قطب علمی مطالعات تولیدمثل در گاو شیری پر تولید دانشکده دامپزشکی دانشگاه شیراز انجام شد. مراتب سپاس خود را بابت این همکاری تقدیم مینمایم.
امید که پیوسته شادمان باشند، آسوده خاطر و آرام.
چکیده
رابطهی بین چندشکلی ژن هورمون رشد و گیرندهی آن با عملکرد تولیدی و تولید مثلی در گاوهای هلشتاین
به کوشش
زینب هادی
هدف این پژوهش بررسی همراهی چند ریختی جایگاه 5 ژن هورمون رشد و چندریختی جایگاه 10 ژن گیرندهی هورمون رشد، با صفات تولیدی و تولید مثلی در گاوهای هلشتاین بود. در این پژوهش از 130 گاو هلشتاین خونگیری شد و سپس DNA ژنومیک آنها با استفاده از کیت استخراج DNA شرکت ژن فنآوران استخراج شد. ژنهای مورد مطالعه، با استفاده از پرایمرهای اختصاصی و با واکنشهای زنجیرهای پلیمراز تکثیر شدند. برای تعیین ژنوتیپ در دو ژن، آنزیم محدود کنندهی AluI استفاده شد، و سپس نمونهها روی ژل 5/2 درصد آگارز الکتروفورز شدند. واکاوی همراهی چندریختیها و صفات تولیدی و تولید مثلی با استفاده از نرمافزار SAS انجام شد. دادههای صفات پیوسته با رویهی MIXEDو دادههای صفات گسسته با رویهی GENMOD واکاوی شدند. مقایسهی میانگین با روش میانگین حداقل مربعات در سطح معنی داری 5 درصد انجام شد. چندریختی AluI در جایگاه 5 ژن هورمون رشد با سختزایی همراهی معنیدار داشت، اما با دیگر صفات همراهی نداشت. چندریختی AluI در جایگاه 10 ژن گیرندهی هورمون رشد با صفات تولید شیر و صفات تولیدمثلی همراهی نداشت.
کلیدواژهها: آنزیم محدود کنندهیAluI، ژن گیرندهی هورمن رشد، ژن هورمن رشد، گاو هلشتاین
فهرست مطالب
عنوانصفحه
فصل اول: مقدمه2
فصل دوم: مروری بر پژوهشهای انجام شده
2-1- هورمون رشد 6
2-1-1- ژن هورمون رشد8
2-1-2- چندریختیهای RFLP شناسایی شده در ژن هورمون رشد8
2-1-3- همراهی چندریختیهای ژن هورمون رشد و صفات تولیدی و تولیدمثلی9
2-2- گیرندهی هورمون رشد11
2-2-1- فرآیند انتقال پیام توسط گیرندهی هورمون رشد 12
2-2-2- ژن گیرندهی هورمون رشد 12
2-2-3- چندریختیهای ژن گیرندهی هورمون رشد 13
2-2-4- همراهی چندریختیهای ژن گیرندهی هورمون رشد و صفات تولیدی و تولید
مثلی14
فصل سوم: مواد و روش ها
3-1- محل اجرای پژوهش 17
3-2- استخراج DNA 17
عنوانصفحه
3-3- بررسی کمیت و کیفیت استخراج19
3-3-1- الکتروفورز DNAی استخراج شده روی ژل آگارز یک درصد19
3-3-2- تهیهی بافر TAE 50X20
3-3-3- تهیهی بافر TAE 1X20
3-4- واکنشهای زنجیره پلیمراز (PCR)20
3-4-1- ژن هورمون رشد20
3-4-2- ژن گیرندهی هورمون رشد22
3-5- هضم محصولات PCR با آنزیمهای برشی24
3-6- واکاوی همراهی چندریختیها و صفات تولیدی و تولیدمثلی25
فصل چهارم: یافتهها
4-1- DNA ژنومیک28
4-2- فرآوردههای واکنشهای PCR ژنهای هورمون رشد و گیرندهی آن29
4-3- هضم محصولات PCR با آنزیمهای برشی29
4-3-1- هضم محصولات PCR جایگاه 5 ژن هورمون رشد با آنزیم برشی AluI29
4-3-2- فراوانیهای اللی و ژنوتیپی در جایگاه 5 ژن هورمون رشد29
4-3-3- واکاوی همراهی ژنوتیپهای جایگاه 5 ژن هورمون رشد با صفات تولیدی
و تولیدمثلی.31
4-3-4- هضم محصولات PCR جایگاه 10 ژن گیرندهی هورمون رشد با آنزیم برشی
AluI32
4-3-5- فراوانی اللی و ژنوتیپی در جایگاه 10 ژن گیرندهی هورمون رشد33
عنوانصفحه
4-3-6- واکاوی همراهی ژنوتیپهای جایگاه 10 ژن گیرندهی هورمون رشد با صفات
تولیدی وتولیدمثلی34
فصل پنجم: بحث
بحث 37
فهرست منابع و مآخذ
منابع انگلیسی 41
فهرست جدول‌ها
عنوانصفحه
جدول 3-1- آغازگرهای استفاده شده در ازدیاد ژن هورمون رشد21
جدول 3-2- مواد استفاده شده در هر واکنش PCR در ازدیاد ژن هورمون رشد .21
جدول 3-3- چرخهی گرمایی استفاده شده در ازدیاد ژن هورمون رشد21
جدول 3-4- آغازگرهای استفاده شده در ازدیاد ژن گیرندهی هورمون رشد22
جدول 3-5- مواد استفاده شده در هر واکنش PCR در ازدیاد ژن گیرندهی هورمون رشد22
جدول 3-6- چرخهی گرمایی استفاده شده در ازدیاد ژن گیرندهی هورمون رشد23
جدول 3-7- ترکیبهای لازم برای هضم آنزیمی در هر واکنش هضم24
جدول 4-1- فراوانی اللی و ژنوتیپی ژن هورمون رشد30
جدول 4-2- میانگین و انحراف معیار دادههای صفات تولیدی و تولیدمثلی31
جدول 4-3- همراهی ژنوتیپهای جایگاه 5 ژن هورمون رشد با صفات چنددستهای31
جدول4-4- میانگین حداقل مربعات (خطای استاندارد) همراهی ژنوتیپهای جایگاه 5 ژن هورمون رشد با صفات پیوسته32
جدول 4-5- اثر جایگزینی آللهای جایگاه 5 ژن هورمون رشد بر صفات پیوسته32
جدول 4-6- فراوانی اللی و ژنوتیپی ژن گیرندهی هورمون رشد33
جدول 4-7-همراهی ژنوتیپهای جایگاه 10 ژن گیرندهی هورمون رشد با صفات چند دستهای34
عنوانصفحه
جدول 4-8- میانگین حداقل مربعات (خطای استاندارد) همراهی ژنوتیپهای جایگاه 10ژن گیرندهی هورمون رشد با صفات پیوسته…………………………………………………………………………………….34
جدول4-9- اثر جایگزینی آللهای جایگاه 10 ژن گیرندهی هورمون رشد بر صفات پیوسته35
فهرست نگاره‌ها
عنوانصفحه
نگارهی 4-1- الکتروفورز چند نمونه از DNA ژنومیک استخراج شده 28
نگارهی 4-2- فرآوردههای PCR در ازدیاد ژن هورمون رشد و گیرندهی آن29
نگارهی 4-3- ژنوتیپهای جایگاه 5 ژن هورمون رشد30
نگارهی 4-4- ژنوتیپهای جایگاه 10 ژن گیرندهی هورمون رشد33
فصل اولمقدمهتولید و تولید مثل از مهمترین سازههای موثر بر بهرهوری و سودآوری در صنعت پرورش گاو شیری هستند (Meadows et al., 2005)، و تحت تاثیر ژنتیک و سازههای محیطی گوناگون قرار دارند (Berglund, 2008). تغذیه، بهداشت و شرایط اقلیمی از مهمترین سازههای محیطی موثر بر راندمان تولید و تولید مثل هستند (West, 2003; Tamminga and Kemp, 2005; Fulwider et al., 2007). ژنها با رمز کردن پروتئینها بر عملکرد تاثیر دارند. از جمله پروتئینهای موثر بر تولید و تولیدمثل میتوان به هورمونها اشاره کرد. هورمونها مواد بیوشیمیایی هستند که با اثر بر سلولهای گوناگون بدن باعث بروز فرآیندهای فیزیولوژیک میشوند (Sperelakis, 2001). هورمون رشد، تیروکسین، استروژن، پرولاکتین و پروژسترون از مهمترین هورمونهای موثر بر تولید شیر و باروری هستند (Travers et al., 1996; Lammers et al., 1999; Bonczek et al., 1988 (Anderson et al., 2003 . تغییر در توالی ژنهای رمز کنندهی این هورمونها میتواند بر مقدار تراوش و ساختار این هورمونها تاثیر بگذارد، و در نتیجه بر بروز صفات تاثیر داشته باشند.بهبود راندمان تولید و تولید مثل در روشهای انتخاب کلاسیک، محدودیتهایی دارد. از یک سو گردآوری رکوردهای صفات تولید شیر و باروری تنها پس از نخستین زایش، شدنی است؛ و از سوی دیگر وراثتپذیری صفات تولید مثلی پایین است. با پیشرفت و توسعهی روشهای ژنتیک مولکولی، شناسایی ژنهای موثر بر تولید و تولید مثل امکانپذیر شده است (Jiang and Ott, 2010)، بنابراین، با شناسایی ژنهای موثر بر صفات و استفاده از روش انتخاب به کمک نشانگرها میتوان در گامههای آغازین زندگی، حیوانهای برتر را شناسایی کرد، وکارایی برنامـــههای اصلاح نژادی را افزایش داد (Lande and Thompson, 1990). هورمون رشد یک هورمون پروتئینی است، و پژوهشها نشان دادهاند که بر تولید شیر و باروری تاثیر دارد؛ بنابراین، میتوان از ژن هورمون رشد به عنوان یک ژن کاندیدا در برنامههای اصلاح نژادی استفاده کرد. هورمون رشد در هیپوفیز پیشین ساخته میشود، و در رشد پس از تولد نقش دارد (Butler and Roith, 2001). پژوهشها نشان دادهاند که تزریق هورمون رشد باعث افزایش تولید شیر در گاو و بز میشود (Knight et al., 1992; Chaiyabutr et al., 2005). درگلههای گاو شیری، استفاده از هورمون رشد گاوی نوترکیب(rbGH)، تداوم شیردهی و مقدار شیر در گامهی اوج را افزایش داد Etherton and Bauman, 1998; Capuco et al., 2003)). غلظت هورمون رشد در سرم خون گاوهای پر شیر نسبت به گاوهای کم شیر بیشتر است (Lucy et al., 2009)، و نشان داده شده است که در یک دورهی شیردهی، تولید شیر با غلظت هورمون رشد خون همبستگی دارد (Bell, 1995)
هورمون رشد هدایت مواد مغذی به سمت سلولهای پستان را افزایش میدهد و باعث تولید شیر میشود (Etherton and Bauman, 1998). به دیگر سخن، هورمون رشد از یک سو باعث کاهش جذب گلوکز در سلولهای ماهیچهی اسکلتی و بافت چربی و همچنین کاهش حساسیت سلولها به انسولین میشود، و از سوی دیگر جذب گلوکز توسط سلولهای پستان را افزایش میدهد؛ در نتیجه گلوکز بیشتری برای سنتز لاکتوز در اختیار سلولهای پستان قرار میگیرد (Sechen et al., 1990; Faulkner, 1999; Drackley et al., 2006). با افزایش سنتز لاکتوز، فشار اسمزی در سلولهای پستانی بیشتر میشود و در پی آن حجم شیر افزایش مییابد (McManaman and Neville, 2003). اثر هورمون رشد بر تولید مثل توسط پژوهشگران زیادی بررسی شده است. در موشهای تراریخت که در ژن گیرندهی هورمون رشد آنها جهش مصنوعی ایجاد شده بود، و گیرندهی آنها دچار نقص شده بود، کاهش پاسخ تخمدان به گونادوتروپینها، کاهش شمار فولیکولها پیش از تخمکریزی، و کاهش شمار فرزندان در هر زایش دیده شد؛ و حتا با تزریق هورمون رشد شبه انسولین نیز برطرف نشد، که نشاندهندهی اثر مستقیم هورمون رشد بر تخمدان و فولیکولها است (Bachelot et al., 2002). با تزریق هورمون رشد به گاوهای دهندهی تخمک، و سپس تلقیح آنها، شمار سلولهای تخم که به گامهی بلاستوسیست رسیدند، افزایش یافت (Moreira et al., 2002a). از سوی دیگر، افزودن این هورمون به محیط کشت در لقاح برون تنی (IVF)، سلول تخم با سرعت بیشتری به گامهی بلاستوسیست رسید (Moreira et al., 2002a; Moreira et al., 2002b).چند جهش در ژنهای هورمون رشد و گیرندهی آن شناسایی شده است (Falaki et al., 1996; Aggrey et al., 1999)، این جهشها ممکن است، توالی اسیدهای آمینه هورمونهای رمز شده توسط این ژنها را تغییر دهند، و در نتیجه بر میزان تاثیر این هورمونها بر سلولهای هدف و به دنبال آن بر بروز صفات تاثیر داشته باشند.
هدف پژوهش
هدف این پژوهش، بررسی چندریختی در ژنهای هورمون رشد و گیرندهی آن و همراهی آنها با صفات تولیدی و تولیدمثلی در یک نمونه از گاوهای هلشتاین است.
فصل دوّم
پیشینهی پژوهش2-1- هورمون رشد
در دههی 1920 مشخص شد که عصارهی بدست آمده از هیپوفیز گاو باعث تحریک رشد در موش میشود؛ این عصاره را هورمون رشد یا سوماتوتروپین نامیدند (Evans and Long, 1921). پژوهشهای بعدی نشان داد که این هورمون باعث افزایش تولید شیر در بزهای شیری نیز میشود (Asdell, 1932). آسیموف و کروز (Asimov and Krouze, 1937) نشان دادند که مصرف عصارهی هیپوفیز در گاوهای شیری تولید شیر را افزایش می دهد. فالی و یانگ (Folley and Young, 1938) نشان دادند که با تزریق عصارهی استخراج شده از هیپوفیز گاوهای کشتار شده به گاوهای شیرده، تولید شیر افزایش مییابد. هورمون رشد در سال 1945 برای نخستین بار از غدهی هیپوفیز موش صحرایی استخراج شد (Li et al., 1945) با تزریق هورمون رشد، تجزیهی چربی در بافت چربی افزایش (Davidson, 1987)، و سنتز اسیدهای چرب کاهش مییابد (Walton and Etherton, 1986). هورمون رشد همچنین باعث افزایش سنتز چربی (Forsyth, 1986)، تولید لاکتوز و کازیین (Skarda et al., 1982) و کاهش تجزیهی پروتئینها در بافت پستان میشود (Eisemann et al., 1986)، با افزایش ساخت چربی، پروتئین و لاکتوز در بافت پستان (Bauman and Bruce Currie, 1980)، حجم شیری که به آلویولها تراوش میشود، افزایش مییابد. هورمون رشد باعث افزایش تولید آنزیمهای کلیدی در سنتز شیر مانند استیل کوآنزیم آ کربوکسیلاز، استیل کوآنزیم آ سنتتاز (Knight et al., 1990; Baldwin and Knapp, 1993) و افزایش mRNA بتاکازین در سلولهای بافت پستانی گاو میشود (Yang et al., 2005). با

Author:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *