دوره 16، شماره 3 - ( پاییز 1404 )
جلد 16 شماره 3 صفحات 53-45 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Nematzadeh R, Alijani S, Hasanpur K, Zargarian S, Javanmard A. (2025). Associations of Polymorphisms in PDK4 and THRSP Genes with Growth-Related Traits in a Commercial Broiler Line. Res Anim Prod. 16(3), 45-53. doi:10.61882/rap.2025.1415
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1415-fa.html
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1415-fa.html
نعمت زاده رامین، علیجانی صادق، حسن پور کریم، زرگریان شایان، جوانمرد آرش.(1404). بررسی ارتباط چندشکلی در ژن های PDK4 و THRSP با صفات مرتبط با رشد در یک لاین تجاری مرغ گوشتی پژوهشهاي توليدات دامي 16 (3) :53-45 10.61882/rap.2025.1415
1- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
چکیده: (1029 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: نرخ رشد از مهمترین صفات اقتصادی در جوجههای گوشتی به شمار میرود که با پتانسیل ژنتیکی پرنده و تحت تاثیر عوامل غیر ژنتیکی تغییر میکند. از سوی دیگر، سندرم آسیت یک اختلال متابولیکی ژنتیکی در مرغهای گوشتی است که بروز آن با استعداد ژنتیکی پرنده و شرایط محیطی از جمله تغذیه و شرایط پرورش ارتباط دارد و شیوع آن با افزایش ارتفاع محل پرورش از سطح دریاهای آزاد رابطه مستقیم داشت؛ اما امروزه در ارتفاعات پایین نیز دیده میشود که بهدلیل مشکلات متابولیکی است. این سندرم غالباً در پرندگان گوشتی نر رخ می دهد و تصور بر این است که وقوع آسیت با سرعت رشد پرنده در ارتباط است و سبب شکلگیری این فرضیه شده است که احتمالاً برخی واریانتهای ژنیِ دخیل در بروز آسیت، با صفات رشد نیز همراستا باشند. هدف این مطالعه، ارزیابی ارتباط چندشکلی دو ژن کاندیدِ مرتبط با سندرم آسیت، یعنی PDK4 و THRSP، با صفات وزن بدن هفتگی و نرخ رشد در یک لاین تجاری مرغ گوشتی بود.
مواد و روش ها: تحقیق حاضر در سه فاز آنالیز بیوانفورماتیکی، مزرعه ای و آزمایشگاهی انجام شد. در فاز اول برای شناسایی واریانت ها در شش ژن CPT1A، GPR182، MEF2A، FABP4، PDK4، THRSP از داده های RNA-seq استفاده شد و سپس جهت یابی برای طراحی نشانگرهای RFLP انجام گرفت تا جایگاه هایی انتخاب شوند که با یک آنزیم برشی ارزان قیمت قابل تعیین ژنوتایپ باشند. در نهایت، یک واریانت دوآللی T/C از PDK4 و یک واریانت دوآللی A/G از THRSP برای ارزیابی جمعیتی برگزیده شدند و ژنوتایپ گیری هر دو با آنزیم ScaI انجام گرفت. در فاز مزرعه ای، جمعیت مطالعه شامل ۸۲۳ قطعه (۳۸۱ نر، ۴۴۲ ماده) از ۲۳ خانواده ناتنی پدری بود که تمامی رکوردهای وزن بدن از روز ۱ تا ۴۲ بهصورت هفتگی برداشت شدند. نرخ رشد در بازههای 1 الی 21، 21 الی 42 و 1 الی 42 روزگی محاسبه گردید. پرندههای آسیتی با بررسی مشخصات ظاهری، ژولیدگی پرها، افتادگی بال ها و تجمع مایع آبکی در شکم شناسایی شدند. برای آزمون ارتباط ژنوتیپ با فنوتیپ، بین ژنوتیپ ها در دو ژن مذکور و فنوتیپ ها از رکوردهای تعداد 114 قطعه جوجه متعلق به چهار گروه نر سالم (44 قطعه)، نر بیمار (11 قطعه)، ماده سالم (55 قطعه) و ماده بیمار (4 قطعه) استفاده شد. برای آنالیز آماری داده ها، رویه های univariate و GLM استفاده و در SAS اجرا شدند. جنسیت، وضعیت سلامت و ژنوتیپ به عنوان عوامل ثابت در مدل وارد شدند و میانگین ها با آزمون توکی مقایسه شدند.
یافته ها: تعداد 75 SNP در شش ژن مورد مطالعه شناسایی شدند که تعداد 57 تا از آنها با استفاده از آنزیم برشی و روش RFLP قابل تعیین ژنوتیپ بودند. بعد از بررسیهای دقیق تر، یک واریانت از ژن PDK4 و یک واریانت از ژن THRSP جهت آنالیز آزمایشگاهی مورد انتخاب قرار گرفتند. در هر دو ژن، تنوع ژنوتیپی مناسبی برای تحلیل مشاهده شد. در جایگاه PDK4، فراوانی ژنوتیپ های CC، TC، TT به ترتیب 0/105، 0/658، 0/237 و در THRSP فراوانی ژنوتیپ های AA، AG، GG به ترتیب 0/185، 0/5، 0/315 به دست آمد. همان گونه که انتظار میرفت، تفاوتهای ثابتِ زیستی در جمعیت نیز مشاهده شدند: نرها در بیشتر ایستگاههای سنی وزن و نرخ رشد بالاتری از مادهها داشتند، و پرندگان آسیتی، به خصوص در اواخر دوره، کاهش رشد و وزنگیری نسبت به سالمها نشان دادند. با اینحال، هیچیک از ژنوتیپها در دو ژن مورد بررسی، در هیچیک از صفات وزن بدن هفتگی و نرخ رشد تفاوت معنیدار آماری ایجاد نکردند (0/05 <P ). الگوهای برآوردی نشان دادند که در PDK4، اگرچه میانگین برخی ایستگاه ها برای CC اندکی بالاتر از TC/TT بود، اندازه اثر به آستانه معنی داری نرسید. در THRSP نیز گرایشِ خفیفِ برتری فنوتیپی در AA نسبت به AG/GG مشاهده شد ولی از نظر آماری قابل اتکا نبود. این یافتهها با گزارشهای اخیر مبنی بر این که کاهش کارایی دستگاه قلبی–ریوی و نه سرعت رشد بهتنهایی عامل کلیدی بروز آسیت است، همخوانی دارند و تأییدی می کنند که همبستگی ساده و مستقیم میان آللهای مرتبط با رشد و آللهای مستعدکننده آسیت قابل تعمیم نیست.
نتیجه گیری: نتایج نشان دادند که چندشکلی های منتخب در ژن های PDK4 و THRSP با صفات رشد و وزن بدن در این جمعیت ارتباط معنی داری ندارند. به نظر می رسد که می توان نتیجه گرفت که آلل هایی که در ژن های مرتبط با رشد باعث رشد سریع تر پرنده می شوند، همان آلل های مستعدکننده پرنده برای وقوع سندروم آسیت نیستند. به طور کلی، دادههای حاضر هیچ شواهدی به ارتباط مستقیم ژنتیکی میان رشد سریع و استعداد بروز آسیت در سطح دو ژن PDK4 و THRSP ارائه نمیکنند و به این ترتیب، راهبردهای انتخاب ژنتیکی میتوانند با تمرکز بر بهبود رشد و کارایی، بدون ترس از افزایش مستقیم ریسک آسیت از ناحیه این دو ژنِ مشخص، مشروط بر رعایت پایش فیزیولوژیک و مدیریت محیطی برای حفظ تعادل نیاز اکسیژن با ظرفیت بافتی، ادامه یابند. با اینکه ارتباط ژنتیکی مستقیم بین سندرم آسیت و صفات رشد در مطالعه حاضر مشاهده نشد، مطالعه ژن های دیگر با استفاده از نشانگرهای SNP یا RFLP قابل توصیه است.
مقدمه و هدف: نرخ رشد از مهمترین صفات اقتصادی در جوجههای گوشتی به شمار میرود که با پتانسیل ژنتیکی پرنده و تحت تاثیر عوامل غیر ژنتیکی تغییر میکند. از سوی دیگر، سندرم آسیت یک اختلال متابولیکی ژنتیکی در مرغهای گوشتی است که بروز آن با استعداد ژنتیکی پرنده و شرایط محیطی از جمله تغذیه و شرایط پرورش ارتباط دارد و شیوع آن با افزایش ارتفاع محل پرورش از سطح دریاهای آزاد رابطه مستقیم داشت؛ اما امروزه در ارتفاعات پایین نیز دیده میشود که بهدلیل مشکلات متابولیکی است. این سندرم غالباً در پرندگان گوشتی نر رخ می دهد و تصور بر این است که وقوع آسیت با سرعت رشد پرنده در ارتباط است و سبب شکلگیری این فرضیه شده است که احتمالاً برخی واریانتهای ژنیِ دخیل در بروز آسیت، با صفات رشد نیز همراستا باشند. هدف این مطالعه، ارزیابی ارتباط چندشکلی دو ژن کاندیدِ مرتبط با سندرم آسیت، یعنی PDK4 و THRSP، با صفات وزن بدن هفتگی و نرخ رشد در یک لاین تجاری مرغ گوشتی بود.
مواد و روش ها: تحقیق حاضر در سه فاز آنالیز بیوانفورماتیکی، مزرعه ای و آزمایشگاهی انجام شد. در فاز اول برای شناسایی واریانت ها در شش ژن CPT1A، GPR182، MEF2A، FABP4، PDK4، THRSP از داده های RNA-seq استفاده شد و سپس جهت یابی برای طراحی نشانگرهای RFLP انجام گرفت تا جایگاه هایی انتخاب شوند که با یک آنزیم برشی ارزان قیمت قابل تعیین ژنوتایپ باشند. در نهایت، یک واریانت دوآللی T/C از PDK4 و یک واریانت دوآللی A/G از THRSP برای ارزیابی جمعیتی برگزیده شدند و ژنوتایپ گیری هر دو با آنزیم ScaI انجام گرفت. در فاز مزرعه ای، جمعیت مطالعه شامل ۸۲۳ قطعه (۳۸۱ نر، ۴۴۲ ماده) از ۲۳ خانواده ناتنی پدری بود که تمامی رکوردهای وزن بدن از روز ۱ تا ۴۲ بهصورت هفتگی برداشت شدند. نرخ رشد در بازههای 1 الی 21، 21 الی 42 و 1 الی 42 روزگی محاسبه گردید. پرندههای آسیتی با بررسی مشخصات ظاهری، ژولیدگی پرها، افتادگی بال ها و تجمع مایع آبکی در شکم شناسایی شدند. برای آزمون ارتباط ژنوتیپ با فنوتیپ، بین ژنوتیپ ها در دو ژن مذکور و فنوتیپ ها از رکوردهای تعداد 114 قطعه جوجه متعلق به چهار گروه نر سالم (44 قطعه)، نر بیمار (11 قطعه)، ماده سالم (55 قطعه) و ماده بیمار (4 قطعه) استفاده شد. برای آنالیز آماری داده ها، رویه های univariate و GLM استفاده و در SAS اجرا شدند. جنسیت، وضعیت سلامت و ژنوتیپ به عنوان عوامل ثابت در مدل وارد شدند و میانگین ها با آزمون توکی مقایسه شدند.
یافته ها: تعداد 75 SNP در شش ژن مورد مطالعه شناسایی شدند که تعداد 57 تا از آنها با استفاده از آنزیم برشی و روش RFLP قابل تعیین ژنوتیپ بودند. بعد از بررسیهای دقیق تر، یک واریانت از ژن PDK4 و یک واریانت از ژن THRSP جهت آنالیز آزمایشگاهی مورد انتخاب قرار گرفتند. در هر دو ژن، تنوع ژنوتیپی مناسبی برای تحلیل مشاهده شد. در جایگاه PDK4، فراوانی ژنوتیپ های CC، TC، TT به ترتیب 0/105، 0/658، 0/237 و در THRSP فراوانی ژنوتیپ های AA، AG، GG به ترتیب 0/185، 0/5، 0/315 به دست آمد. همان گونه که انتظار میرفت، تفاوتهای ثابتِ زیستی در جمعیت نیز مشاهده شدند: نرها در بیشتر ایستگاههای سنی وزن و نرخ رشد بالاتری از مادهها داشتند، و پرندگان آسیتی، به خصوص در اواخر دوره، کاهش رشد و وزنگیری نسبت به سالمها نشان دادند. با اینحال، هیچیک از ژنوتیپها در دو ژن مورد بررسی، در هیچیک از صفات وزن بدن هفتگی و نرخ رشد تفاوت معنیدار آماری ایجاد نکردند (0/05 <P ). الگوهای برآوردی نشان دادند که در PDK4، اگرچه میانگین برخی ایستگاه ها برای CC اندکی بالاتر از TC/TT بود، اندازه اثر به آستانه معنی داری نرسید. در THRSP نیز گرایشِ خفیفِ برتری فنوتیپی در AA نسبت به AG/GG مشاهده شد ولی از نظر آماری قابل اتکا نبود. این یافتهها با گزارشهای اخیر مبنی بر این که کاهش کارایی دستگاه قلبی–ریوی و نه سرعت رشد بهتنهایی عامل کلیدی بروز آسیت است، همخوانی دارند و تأییدی می کنند که همبستگی ساده و مستقیم میان آللهای مرتبط با رشد و آللهای مستعدکننده آسیت قابل تعمیم نیست.
نتیجه گیری: نتایج نشان دادند که چندشکلی های منتخب در ژن های PDK4 و THRSP با صفات رشد و وزن بدن در این جمعیت ارتباط معنی داری ندارند. به نظر می رسد که می توان نتیجه گرفت که آلل هایی که در ژن های مرتبط با رشد باعث رشد سریع تر پرنده می شوند، همان آلل های مستعدکننده پرنده برای وقوع سندروم آسیت نیستند. به طور کلی، دادههای حاضر هیچ شواهدی به ارتباط مستقیم ژنتیکی میان رشد سریع و استعداد بروز آسیت در سطح دو ژن PDK4 و THRSP ارائه نمیکنند و به این ترتیب، راهبردهای انتخاب ژنتیکی میتوانند با تمرکز بر بهبود رشد و کارایی، بدون ترس از افزایش مستقیم ریسک آسیت از ناحیه این دو ژنِ مشخص، مشروط بر رعایت پایش فیزیولوژیک و مدیریت محیطی برای حفظ تعادل نیاز اکسیژن با ظرفیت بافتی، ادامه یابند. با اینکه ارتباط ژنتیکی مستقیم بین سندرم آسیت و صفات رشد در مطالعه حاضر مشاهده نشد، مطالعه ژن های دیگر با استفاده از نشانگرهای SNP یا RFLP قابل توصیه است.
فهرست منابع
1. Alinaghizadeh, R., Mohammadabadi, M., & Zakizadeh, S. (2010). Exon 2 of BMP15 gene polymorphism in Jabal Barez Red Goat. Agricultural Biotechnology Journal, 2(1), 69-80.
2. Askari, N., Baghizadeh, A., & Mohammadabadi, M. (2008). Analysis of the genetic structure of Iranian indigenous Raeni cashmere goat populations using microsatellite markers. Biotechnol, 2(3), 1-4.
3. Askari, N., Mohammadabadi, M., Beygi Nassiry, M., Baghizadeh, A., & Fayazi, J. (2009). Study of genetic diversity of Raeini Cashmere goat based on microsatellite markers. Journal of Agricultural Science, 18(4), 155-161.
4. Bahador, Y., Mohammadabadi, M., Khezri, A., Asadi, M., & Medhati, L. (2016). Study of genetic diversity in honey bee populations in Kerman province using ISSR markers. Research on Animal Production (Scientific and Research), 7(13), 192-186. [DOI:10.18869/acadpub.rap.7.13.192]
5. Cogburn, L., Wang, X., Carre, W., Rejto, L., Aggrey, S., Duclos, M., Simon, J., & Porter, T. (2004). Functional genomics in chickens: development of integrated‐systems microarrays for transcriptional profiling and discovery of regulatory pathways. Comparative and Functional Genomics, 5(3), 253-261. [DOI:10.1002/cfg.402]
6. Cogburn, L., Wang, X., Carré, W., Rejto, L., Porter, T., Aggrey, S., & Simon, J. (2003). Systems-wide chicken DNA microarrays, gene expression profiling, and discovery of functional genes. Poultry Science, 82(6), 939-951. [DOI:10.1093/ps/82.6.939]
7. Currie, R. J. (1999). Ascites in poultry: recent investigations. Avian pathology, 28(4), 313-326. [DOI:10.1080/03079459994560]
8. Daneshyar, M., Kermanshahi, H., & Golian, A. (2009). Changes of biochemical parameters and enzyme activities in broiler chickens with cold-induced ascites. Poultry Science, 88(1), 106-110. [DOI:10.3382/ps.2008-00170]
9. Druyan, S., Ben-David, A., & Cahaner, A. (2007). Development of ascites-resistant and ascites-susceptible broiler lines. Poultry Science, 86(5), 811-822. [DOI:10.1093/ps/86.5.811]
10. Druyan, S., Hadad, Y., & Cahaner, A. (2008). Growth rate of ascites-resistant versus ascites-susceptible broilers in commercial and experimental lines. Poultry Science, 87(5), 904-91. [DOI:10.3382/ps.2008-00003]
11. Gholamhoseinzadeh Gooki, F., Mohammadabadi, M., & Asadi Fozi, M. (2018). Polymorphism of the growth hormone gene and its effect on production and reproduction traits in goat. Iranian Journal of Applied Animal Science, 8(4), 653-659.
12. Hasanpur, K., Nassiri, M., Hosseini Salekdeh, G., Vaez Torshizi, R., Pakdel, A., Kermanshahi, H., & Naghous, M. (2016). The suitability of some blood gas and biochemical parameters as diagnostic tools or early indicators of ascites syndrome in broiler sire lines. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 100(3), 456-463. [DOI:10.1111/jpn.12395]
13. Hasanpur, K., Nassiry, M., Hosseini Salekdeh, G., Vaez Torshizi, R., Pakdel, A., & Kermanshahi, H. (2015). Association between early growth-related traits and ascites induced in broiler sire lines by saline drinking water or cool temperatures. European Poultry Science/Archiv für Geflügelkunde, 79, (99). [DOI:10.1399/eps.2015.95]
14. Hasanpur, K., Nassiry, M., Salekdeh, G. H., Torshizi, R. V., Pakdel, A., & Kermanshahi, H. (2015). Influence of ascites syndrome on growth pattern of chickens reared at normal or cold ambient temperature. Annals of Animal Science, 15(2), 373-385. [DOI:10.2478/aoas-2014-0081]
15. Karami, M., Hasanpur, K., Fayazi, J., Javanmard, A., & Varnaseri, H. (2021). The effect of successful phenotypic selection against ascites syndrome on different traits in a commercial broiler line. Animal Production, 23(4), 501-514.
16. Langmead, B. (2010). Aligning short sequencing reads with Bowtie. Current Protocols in Bioinformatics, 32(1), 1-24. [DOI:10.1002/0471250953.bi1107s32]
17. Li, H., Handsaker, B., Wysoker, A., Fennell, T., Ruan, J., Homer, N., Marth, G., Abecasis, G., Durbin, R., & Subgroup, G. P. D. P. (2009). The sequence alignment/map format and SAMtools. Bioinformatics, 25(16), 2078-2079. [DOI:10.1093/bioinformatics/btp352]
18. Liaw, C. W., & Towle, H. C. (1984). Characterization of a thyroid hormone-responsive gene from rat. Journal of Biological Chemistry, 259(11), 7253-7260. [DOI:10.1016/S0021-9258(17)39865-4]
19. McKenna, A., Hanna, M., Banks, E., Sivachenko, A., Cibulskis, K., Kernytsky, A., Garimella, K., Altshuler, D., Gabriel, S., & Daly, M. (2010). The Genome Analysis Toolkit: a MapReduce framework for analyzing next-generation DNA sequencing data. Genome Research. 20, 1297-1303. [DOI:10.1101/gr.107524.110]
20. Moazeni, S., Mohammadabadi, M., Sadeghi, M., Moradi Shahrbabak, H., & Esmailizadeh, A. (2016). Association of the melanocortin-3 (MC3R) receptor gene with growth and reproductive traits in Mazandaran indigenous chicken. Journal of Livestock Science and Technologies, 4(2), 51-56.
21. Mohamadipoor Saadatabadi, L., Mohammadabadi, M., Amiri Ghanatsaman, Z., Babenko, O., Stavetska, R., Kalashnik, O., Kucher, D., Kochuk-Yashchenko, O., & Asadollahpour Nanaei, H. (2021). Signature selection analysis reveals candidate genes associated with production traits in Iranian sheep breeds. BMC Veterinary Research, 17(1), 1-9. [DOI:10.1186/s12917-021-03077-4]
22. Mohammadifar, A., & Mohammadabadi, M. (2018). Melanocortin-3 receptor (mc3r) gene association with growth and egg production traits in Fars indigenous chicken. Malaysian Applied Biology, 47(3), 85-90.
23. Nematzadeh, R., Alijani, S., Hasanpur, K., Olyayee, M., & Shodja, J. (2022). Comparison of different mathematical functions for fitting growth curves of ascitic and healthy broiler chickens. Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 69(3), 289-295. [DOI:10.33988/auvfd.842816]
24. Rohallah, A., Mohammadreza, M. A., & Shahin, M. B. (2007). Kappa-casein gene study in Iranian Sistani cattle breed (Bos indicus) using PCR-RFLP. pakistan Journal of Biological sciences, 10(23), 4291-4294. [DOI:10.3923/pjbs.2007.4291.4294]
25. Rychlik, W. (2007). OLIGO 7 primer analysis software. PCR Primer Design, 35-59. [DOI:10.1007/978-1-59745-528-2_2]
26. Shahdadnejad, N., Mohammadabadi, M., & Shamsadini, M. (2016). Typing of clostridium perfringens isolated from broiler chickens using multiplex PCR. Genetics in the 3rd Millennium, 14(4), 4368-4374.
27. Spriet, L. L., Tunstall, R. J., Watt, M. J., Mehan, K. A., Hargreaves, M., & Cameron-Smith, D. (2004). Pyruvate dehydrogenase activation and kinase expression in human skeletal muscle during fasting. Journal of Applied Physiology, 96(6), 2082-2087. [DOI:10.1152/japplphysiol.01318.2003]
28. Trapnell, C., Pachter, L., & Salzberg, S. L. (2009). TopHat: discovering splice junctions with RNA-Seq. Bioinformatics, 25(9), 1105-1111 [DOI:10.1093/bioinformatics/btp120]
29. Untergasser, A., Cutcutache, I., Koressaar, T., Ye, J., Faircloth, B. C., Remm, M., & Rozen, S. G. (2012). Primer3-new capabilities and interfaces. Nucleic Acids Research, 40(15), e115-e115. [DOI:10.1093/nar/gks596]
30. Wang, Y., Guo, Y., Ning, D., Peng, Y., Yang, Y., & Liu, D. (2013). Analysis of liver transcriptome in broilers with ascites and regulation by L-carnitine. The Journal of Poultry Science, 50(2), 126-137. [DOI:10.2141/jpsa.0120124]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
