بررسی مبانی اطلاح نژاد آبزیان

سرفصل

مقدمه

اهمیت اصلاح نژاد ماهیان و مقایسه آن با اصلاح نژاد دام و طیور – تأثیر آن در زندگی كنونی و اهداف كلی اصلاح نژاد ماهیان طبیعت و ساختمان ژن، موتاسیون ها و ژن های كشنده

 ، حتی سلول های تناسلی و انواع كروموزوم ها –اثرات فنوتیپی ژن ها مثل اثر افزایش ژنی، ارزش ژنتیكی و روش های برآورد آن ، تركیب ژنتیكی یك جامعه و عوامل مؤثر در تغییر فراوانی ژن‌ها – قانون هاردی واینبرگ و كاربرد 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 ژنتیكی آمیزش خویشاوندی و موارد استفاده از آن، روش های انجام بهگزینی ، روش اندازه گیری خویشاوندی، كلیاتی در خصوص به وجود آوردن افراد سرآمد(نخبه) NICK و Line - دو رگه گیری (Hybridization) و اهمیت و كاربرد آن ، روش های تشخیص ماهیان دو رگه از والدین – تعریف هتروزیس و معرفی فرمول آن =Heterosis  دو رگه برتر Hybridviger ،عقیم سازی (استریل كردن) 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 .

مبانی اصلاح نژاد آبزیان                  بهگزینی  Selection))

 The Priniciple of fish breeding               آمیزش خویشاوندی (Inbreading)

                                                      سرآمد ، نخبه (Nick)

منابع

1 – مبانی ژنتیك و اصلاح نژاد ماهیان . تألیف داگلاس تار، مترجم دكتر فرهاد امینی، انتشارات وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی .

2- كتاب اصلاح نژاد دام (روش های پیش بینی ارزش ژنتیكی ) انتشارات دانشگاه تهران . نویسنده دكتر ناصر امام جمعه كاشانی .

3- اصلاح نژاد دام های بومی . نویسنده دكتر 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 كشاورزی )

5- انتشارات چاپ من اندهال                Genetics and fish Breading

 6- Fish and fisheries

7- A  TEXT  Book  of  Aquanculture

8- جزوه ژنتیك و اصلاح نژاد ماهیان دكتر فرهاد امینی

9- مبانی اصلاح دام –مهندسی صابرخوانی و مهندس فرشید مظلوم اتشارات نقش اختر .

مقدمه

breeding = The Production of yong Form animals

(Propagtion) تكثیر

اصلاح نژاد= تولید زیاد (بچه ماهیان) حیوانات در یك شرایط كنترل شده .

اصلاح نژاد علم كاربردی ژنتیك است كه استفاده از اختلافات قابل  وراثت افراد جمعیت را در جهت منابع بشر تغییر می دهد. از به كار 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 كمی جدیدتر می باشد. به عبارت بهتر در صنعت پرورش ماهی معمولاً ماهیانی مورد استفاده قرار می گیرند كه 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 كپور ماهیان و قزل آلای رنگین كمان 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 اندك است.

در یك جمله می‌توان گفت كه هدف اصلاح نژاد افزایش توان تولید می باشد. این تولید چه از نظر وزنی ، چه از نظر طول و چه از نظر خصوصیات كیفی نظیر رنگ مناسب و شكل ظاهری در برنامه های اصلاح نژاد تحت بررسی قرار می گیرد. تا كنون در صنعت پرورش ماهی بر اتثنای ماهیان زینتی ،‌اصلاح نژاد دارای نقش كمتری در بالا بردن تولید بوده است. بیشتر پرورش دهندگان برای افزایش تولید فقط بر كنترل فكر بهبود غذا و جلوگیری از بروز بیماری ها شد وشاید نداند كه با یك نظارت و كنترل درست به هنگام باعث افزایش پتانسیل بیولوژیكی ماهیان شوند.

دو ماهی كاملاً یكسان در طبیعت وجود ندارد و تنوع موجود در یك 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 كه خصوصیات ظاهری بهتری دارند و از رشد مناسبی برخوردارند ، فرزندان قوی تر و مقاوم تر ایجاد نمایند.

به همین دلیل است كه یك 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.

نكته مهم آنكه هدف كلی برنامه های اصلاح نژاد افزایش پتانسیل بیولوژیك یك جمعیت می باشد.

فنوتیپ: خصوصیات قابل مشاهده یا اندازه گیری نظیر : رنگ ، طول، وزن ،‌تعداد خارهای باله پشتی و …  است.

به طور كمی ماهیانی برای پرورش مقرون به صرفه ترند كه 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 كارگاهی تكثیر با رعایت اصول ژنتیك و اصلاح نژاد امكان پذیر است.

در برنامه های اصلاح نژاد دام یا ماهیان هدف این است كه حیواناتی كه دارای ظرفیت ژنتیكی 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 كه میانگین ظرفیت ژنتیكی فرزندان بیشتر از میانگین نسل والدین باشد.

تاریخچه اصلاح دام

از زمانی كه بشر دریافت علاوه بر شكار حیوانات و مهاجرت از جایی به جای دیگر می تواند گله هایی از حیوانات را در یك محل نگه داری نماید و با فراهم آوردن غذا برای آن ها و مراقبت از آن ها اقدام بر بومی سازی و اهلی كردن حیوانات نمود در حقیقت گام های اولیه را برای اصلاح نژاد دام برداشت.

شاید بیش از 6000 سال از اهلی كردن دام ها تا كنون می گذرد.

هدف انسان ازاهلی كردن:استفاده بیشتروبهترازمحصول آن ها بود.بنابراین دام هایی می توانستند بهتر پاسخ گو باشند كه احتیاجات انسان را در طول زمان برآورده اند . شاید اولین حیواناتی كه اهلی شدند سگ، گاو و سپس طیور بوده است و انسان های نخستین با مراقبت از آنها در حقیقت نوعی انتخاب مصنوعی به كار می بردند كه بر این اساس كم كم علم اصلاح دام شكل پذیرفت .

انسان ها سعی می كردند كه جانورانی را در كنار خود اهلی سازند كه میزان گوشت بیشتری داشته باشند و یا از شیر دهی مناسبی برخوردار باشند .

در خصوص گوسفندان بیشتر از نژادهایی استفاده می شد كه علاوه بر وزن مناسب تولید پشم آن ها نیز بیشتر باشد و حتی كم كم طیوری را در كنار خود اهلی نمودند كه 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 كوشیده است تا بتواند به خوبی از آنها نگه داری نموده ودر مواقع ضروری از آن ها تغذیه نماید.

نكته مهم آنكه تا قبل از قرن 17 میلادی تصویر روشنی از كارهای انجام شده در اصلاح نژاد دام در دسترس نیست و فقط برخی از افراد با ذوق و هنر در حین دامداری به طور پراكنده و تفننی به اصلاح دام می پرداختند. اما كم كم موسساتی در آمریكا و اروپا جهت شناسایی بهتر حیوانات و درست كردن شجره نامه برای نژادهای شناخته شده به وجود آمد. این موسسات كم كم 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 كسانی كه چنین حیواناتی را پرورش می دادند ، جایزه نقدی پرداخت می نمودند ، كم كم این موضوع اهمیت بیشتری یافت و باعث شد علمی به نام اصلاح نژاد كه بتواند با قضاوت های دقیق خود راه كارهای مناسب برای افزایش توان تولید را ادامه دهد به وجود آمد .

- متوقف نمودن تقسیم سلولی در مرحله متافاز :

انتخاب سلول های در حال تقسیم و متوقف نمودن آن ها در مرحله متافاز شاید مهم ترین قسمت در تهیه گسترش های كروموزومی می باشد. چرا كه كروموزوم ها در این حالت به خوبی مشخص و قابل مشاهده می باشند. این كروموزوم ها را می توان در سلول هایی كه همیشه در حال تقسیم شدن هستند مثل سلول های آبشش ، بخش جلویی كلیه ، روده ، كبد ، فلس و حتی ؟؟؟ در حال رشد ماهیان به دست آورد.

برای متوقف نمودن مرحله تقسیم سلول در مرحله متافاز از مواد شیمیایی استفاده می شود كه موثرترین و مرسوم ترین این مواد ماده ای به نام Colchicine می باشد.

این ماده برای اولین بار از ریشه گیاه گل حسرت جدا گردید و كار اصلی آن ممانعت یا جلوگیری از تشكیل دوگ تقسیم در سلول می باشد كه باید در غلظت های متفاوت از آن استفاده گردد.

2- هیپوتونیزه كردن سلول ها :

این كار برای متورم ساختن سلول ها و جذب آب درون سیتوپلاسم آن ها صورت می گیرد. تا در نهایت كروموزوم های متافازی از یكدیگر فاصله گیرند به عبارت بهتر آب وارد سلول شده و با متورم شدن سلول نه تنها كرومزوم‌ها از یكدیگر از یكدیگر فاصله مناسب می گیرند بلكه غشاء سلولی نازكتر شده و پاره كردن این غشاء به راحتی صورت می گیرد.

برای هیپوتونیزه كردن از H2o- Kcl  آب مقطر و نیترات سدیم یا غلظت های مختلف استفاده می گردد.

3- مرحله تثبیت Fixation : هدف از فیكس كردن ، حفظ نمودن سلول ها با كمترین تغییر شكل در تركیب و ساختار آن ها است برای مرحله تثبیت از غلظت های مختلف الكل و اسید استفاده می شود بهترین محلول فیكس كردن ، محلول كارنوی است كه از 3

حجم متانول و 1 حجم اسید استیك است كه باید به صورت تازه و سرد استفاده شود. الكل باعث سخت شدن و اسید بر با تأثیر بر روی بافت های چین و چروك خورده باعث باز شدن چروك می گردد. تأثیر توأم الكل و اسید سبب حفظ ساختار سلولی و تثبیت آن می شود.

4- مرحله پرتاب سوسپاسیون بر روی لام های گرم و سرد: در طی این مرحله سوسپانسیون سلول توسط قطره چكانی از ارتفاع 60 تا 80 سانتی‌متری و در برخی كتب 1 متری بر روی لام های سرد شده (20 تا 10-) و یا لام های گرم شده 
(45 -40)چكانده می شود یا پرتاب می گردد. سرما یا گرما با اثر چسبندگی باعث می‌شود كه غشاء‌ سلول به سطح لام چسبیده و سلول تركانده شود و محتویات خود را كه همان كروموزوم ها هستند به بیرون بپاشد.

5- رنگ آمیزی كروموزوم ها : برای رنگ آمیزی از محلول گیمسا (Giensa) با غلظت 10 تا 15 درصد و به مدت 15 تا 20 دقیقه استفاده می شود تا كروموزوم ها به خوبی رنگ آمیزی شوند و در نهایت با آب مقطر لام ها را شستشو می دهند.

6- بررسی لام ها زیر میكروسكوپ و عكس برداری از گسترش های كروموزومی و در نهایت تهیه كاریوتایپ از آن ها می باشد. در این مرحله با استفاده از یك میكروسكوپ نوری مجهز به دوربین عكاسی كروموزوم ها مورد بررسی و شناسایی قرار می گیرند و از بهترین نمونه ها عكس برداری صورت می گیرد. در نهایت با رنگ كردن عكس ها و تشخیص كروموزوم ها همولوگ و ردیف كردن آن ها بر اساس محل سانترومر و تشخیص نوع كروموزوم كاریوتایپ از آن ها تهیه می گردد.

معضلات مكنه در كاریوتایپ

1-   در بسیاری از موارد دیده شده است كه كروموزوم ها بسیار ضعیف و كوچك شده اند و حتی به صورت نقطه ای دیده می شوند 2 دلیل مهم برای این امر ممكن است وجود داشته باشد.

1-   غلظت كلچی سین بسیار زیاد است

2-   زمان در معرض قرار گرفتن لاروها در مقابل كلچی سین بیش از اندازه بوده است .

3-   به هنگام بررسی گسترش های كروموزومی باید به تعداد كروموزوم ها توجه كافی شود، چرا كه ممكن است كروموزوم های 2 سلول در كنار هم نیافتند و تعداد كروموزوم ها غیر واقعی و یا بیش از اندازه شمرده شود بهترین را. بررسی این امر مشاهده سلول های پاره شده در كنار ؟؟؟ شاكی كروموزومی می باشد چون ممكن است دو سلول در كنار هم غشایشان پاره شود و كروموزوم ها را حتی روی هم به صورت متراكم پخش شود.

3- رسوب رنگدانه گیمسا و یا كثیف بودن لام مورد استفاده یكی دیگر از مشكلات است كه برای از بین بردن این حالت حتماً باید لام ها را با الكل سفید 96 درجه و یا یك پارچه تمیز آن را به آرامی پاك كنیم .

برای جلوگیری از رسوب رنگ نیز پس از تهیه غلظت مناسب گیمسا ،‌5 تا10 دقیقه صبر كنیم تا رنگدانه های گیمسا ته نشین شوند و یا آن را از صافی های نازك بگذرانید و فقط محلول و همگن گیمسا را بر گسترش های كروموزومی بریزید.

نكته میتوان با استفاده از فیلترهای رنگی مناسب به حذف برخی از نورها و رنگ های زاید پرداخت تا تصویر گسترش كروموزومی با كیفیت بهتری مشاهده گردد.

برای این امر در میكروسكوپ های جدید فیلترهای آبی، زرد و سبز قرار داده شده اند كه ضمن ایجاد یك ضمینه رنگی مناسب باعث بهتر دیده شدن كروموزوم ها می گردد.

شاید قدما عقیده داشتند كه با دورگه گیری همیشه می توان به بهبود ژنتیكی و افزایش تولید دست یافت. اما این امر گاهی با موفقیت و گاه با شكست همراه می باشد. در متون علمی تأكید بر آن شده كه معمولاً ماهیان دورگه در افزایش تولید تا حدودی (18-10 درصد) می توانند باعث افزایش تولید گردند. اما باید این نكته را در نظر گرفت حتی دو رگه گیری در صورتی كه به روش صحیح اجام نشود ممكن است باعث كاهش توان تولید گردد. یكی از مزایای دورگه گیری می تواند مقاومت ماهیان دورگه در مقابل بیماری های مختلف به خصوص بیماری های ویروسی گردد.

Yant و همكارانش در 1976  و Ghppel در 1979 اعلام نمودند كه نه تنها بسیاری از ماهیان دورگه نسبت به بیماری ویروسی مقاومند بلكه میزان تولید در ماهیان دورگه در مقایسه با گونه‌های خالص 18-10در صد افزایش یافته هم چنین اعلام نمودند كه دو رگه گیری می تواند قابلیت صید با تور را افزایش دهد، به همین جهت پیشنهاد نمود كه اگر هدف از تولید ماهیان برای صید ورزشی(Sport fishing)باشد دو رگه گیری در این امر كار مفیدی می باشد. حتی برخی از محققان دریافتند كه دو رگه گیری ممكن است تولید تخم را افزایش دهد اما این به شرطی است كه والدین در یك زیرگونه قرار داشته باشند و از نظر خانوادگی و قرابت نزدیكی زیادی به هم داشته باشند.

-یكی دیگر از كاربردهای مهم تولید جمعیت‌های تك جنسی بوده كه بیشتر بوسیله دورگه‌گیری بین گونه‌ای (دروگه گیر از دو گونه مختلف است. چون دستگاه جنسیت فرق می كند. در آفتاب ماهیان و تیلاپیاها نر به اثبات رسیده است. البته همانطور كه مگفته شد ممكن است یكسری جمعیت‌ها 100 درصد باشد. برای ماهی‌دار كردن آبگیرها و صید و بهره‌برداری می‌توان حتی از دو رگه گیری استفاده نمود. Donald Son در سال 1983 عنوان نمود كه از ماهیان دورگه قزل آلا می توان در استخرها آبگیرهای طبیعی استفاده نمود. چرا كه قابلیت صید بالاتری نسبت به والدین خود دارند. بنابراین در برنامه های توسعه ی صید از طبیعت می توان از دورگه گیری استفاده نمود. حتی برای ایجاد جمعیت های بومی در مناطق تحت كنترل می توان از ماهیان دورگه كه سریع الرشد ترند بهره جست. به دورگه های باس و قزل آلا كه در آبگیرهای طبیعی ذخیره شده اند در این زمینه می شود اشاره كرد : منبع (Tava, 1981)