8954856055505db

راهبردهای آمیزشی جهت کاهش اثرات ناهنجاری‌های مغلوب موثر بر سقط در برنامه‌های اصلاحی گاو شیری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق دکتری، گروه علوم دامی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاداسلامی، تهران، ایران

2 دانشیار گروه علوم دامی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار، گروه علوم دامی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاداسلامی، تهران، ایران

4 استادیار گروه علوم دامی، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

5 استادیار گروه علوم دامی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

به‌منظور مدیریت ناهنجاری‌های ژنتیکی مغلوب مؤثر بر سقط جنین در یک جمعیت گاو شیری، دو طرح آمیزش شبیه‌سازی شد. اولین طرح آمیزش به‌صورت کنترل‌شده تحت سه برنامۀ راهبردی آمیزشی مختلف انجام گرفت: 1. از آمیزش بین افراد حامل هاپلوتیپ‌های کشندۀ یکسان جلوگیری شد، 2. از آمیزش بین گاو نر حامل هاپلوتیپ کشنده و گاو ماده‌ای که پدرش حامل همان هاپلوتیپ بود، جلوگیری شد و 3. از آمیزش بین گاو نر حامل هاپلوتیپ کشنده با گاو ماده‌ای که پدر یا پدربزرگ مادری‌اش حامل همان هاپلوتیپ بود، جلوگیری شد. در دومین طرح، آمیزش‌ها تصادفی بود. طرح‌های آمیزش برای افق زمانی بیست‌ساله توسعه یافتند. روند ژنتیکی مشابهی برای صفت شایستگی خالص طول عمر (NM$) در سه برنامۀ راهبردی و دومین طرح در طول زمان مشاهده شد. بیشترین و کمترین هزینه به ترتیب به راهبرد اول و سوم مربوط بود. در طرح دو به‌طور میانگین 22 مورد سقط بر اثر هاپلوتیپ‌های کشنده برای متوسط 2290 آمیزش در سال اتفاق افتاد. در راهبرد اول، هیچ سقطی ناشی از هاپلوتیپ‌های کشنده مشاهده نشد. در راهبرد دوم و سوم تعداد تقریبی سقط‌های مشاهده‌شده برای متوسط 2290 آمیزش در سال، به ترتیب 10 و 4 مورد بود. نتایج تحقیق حاضر نشان داد در شرایط کنونی، راهبرد سوم با کمترین هزینه و تلفات کمتر گزینۀ مناسبی برای مدیریت ناهنجاری‌های مغلوب مؤثر بر سقط جنین در جمعیت گاوهای شیری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mating scenarios to reduce the effects of recessive disorders affecting abortion in dairy cattle breeding programs

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Salimi 1
  • Ardeshir Nejati Javaremi 2
  • Mehdi Aminafshar 3
  • Mahmood Honarvar 4
  • Abbas Jahanbakhshi 5
1 Postgraduate, Department of Animal Science, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Department of Animal Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Postgraduate and Assistant Professor, Department of Animal Science, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of Animal Science, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
5 Assistance Professor, Department of Animal Science, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this research, two mating schemes for the management of recessive genetic disorders affecting abortion in a dairy cattle population were simulated. The first mating scheme was performed under three different scenarios: 1. The mating of a pair of two carriers of the same lethal haplotype was avoided. 2. It was avoided matings in which the service sires and cow's sire carried the same lethal haplotypes. 3. It was avoided matings in which the service sires and cow's sire or maternal grandsire carried the same lethal haplotypes. In the second mating scheme, matings were done randomly. The mating schemes were developed for 20-year time horizon. Similar genetic trend was observed for lifetime net merit in the three scenarios and the second mating scheme over time. The highest and the lowest cost belonged to the first and third scenario, respectively. In the second mating scheme, on average 22 cases of abortion due to the lethal haplotypes were occurred for an average 2290 matings per year. In the first scenario, no case of abortion resulting from the lethal haplotypes was observed. In the second and third scenario the approximate number of abortions for an average 2290 matings per year was 10 and 4 cases, respectively. The results of this study showed that in the current situation the third scenario with the lowest cost and less animal losses is suitable option for management of recessive disorders affecting abortion in dairy cattle population.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dairy cattle
  • Haplotype
  • homozygote
  • recessive genetic disorders
  1. Agerholm, J. S., Bendixen, C. Andersen, O. & Arnbjerg, J. (2001). Complex vertebral malformation in Holstein calves. Journal of veterinary diagnostic investigation. 13(4):283–289.
  2. Agerholm, J. S. & Peperkamp, K. (2007). Familial occurrence of Danish and Dutch cases of the bovine brachyspina syndrome. BMC Veterinary research.3:8.
  3. Boichard, D., Maignel, L. & Verrier, E. (1996). Pedigree analysis of the French dairy cattle breeds. INRA Production Animales. 9(5):323–335.
  4. Boichard, D., Chung, H. Dassonneville, R. David, X. Eggen, A. Fritz, S. Gietzen, K. J.  Hayes, B. J.  Lawley, C. T. Sonstegard, T. S. Van Tassell, C. P. VanRaden, P. M. Viaud-Martinez, K. A. & Wiggans, G. R. (2012). Design of a Bovine Low-Density SNP Array Optimized for Imputation. PLoS ONE. 7(3):e34130.
  5. Charlier, C., Agerholm, J. S. Coppieters, W. Karlskov-Mortensen, P. Li, W. de Jong, G. Fasquelle, C. Karim, L., Cirera, S. Cambisano, N. Ahariz, N. Mullaart, E. Georges, M. & Fredholm, M. (2012). A deletion in the bovine FANCI gene compromises fertility by causing fetal death and brachyspina. PLoS ONE. 7(8):e43085.
  6. Cole, J. B., VanRaden, P. M. & Multi-State Project S-1040. (2009). AIPL research report NM$4: Net merit as a measure of lifetime profit: 2010 revision.
  7. Cooper, T. A., Wiggans, G. R. Null, D. J. Hutchison, J. L. & Cole, J. B. (2014). Genomic evaluation, breed identification, and discovery of a haplotype affecting fertility for Ayrshire dairy cattle. Journal of Dairy Science. 97(6):3878–3882.
  8. De Vries, A. (2004). Economics of delayed replacement when cow performance is seasonal. Journal of Dairy Science. 87(9):2947–2958.
  9. De Vries, A. (2006). Economic Value of Pregnancy in Dairy Cattle. Journal of Dairy Science. 89:3876– 3885.
  10. Falconer, D. S. & Mackay, T.F.C. (1996). Introduction to quantitative genetics. 4th Ed. Longman Sci. and Tech; Harlow (UK).
  11. Forar, A. L., Gay, J. M. & Hancock, D. D. (1995). The frequency of endemic fetal loss in dairy cattle: A review. Theriogenology. 43(6):989–1000.
  12. Fritz, S., Capitan, A. Djari, A. Rodriguez, S. C. Barbat, A. Baur, A. Grohs, C. Weiss, B. Boussaha, M. Esquerre´, D. Klopp, C. Rocha, D. & Boichard, D. (2013). Detection of haplotypes associated with prenatal death in dairy cattle and identification of deleterious mutations in GART, SHBG and SLC37A2. PLoS ONE. 8(6):e65550.
  13. Hansen, M., Misztal, I. Lund, M. S. Pedersen, J. & Christensen, L. G. (2004). Undesired phenotypic and genetic trend for stillbirth in Danish Holsteins. Journal of Dairy Science. 87(5):1477-86.
  14. Hill, W. G. & Robertson, A. (1968). Linkage disequilibrium in finite populations. Theoretical and Applied Genetics. 38 (6):226-231.
  15. Hovingh, E. (2009). Abortions in dairy cattle: I. Common causes of abortions. Virginia Coop. Ext. Publ. 404-288. Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg. From, http://www.holsteinusa.com/pdf/haplotypes_affecting_fertility_080511.pdf.
  16. Kadri, N. K., Sahana, G. Charlier, C. Iso-Touru, T. Guldbrandtsen, B. Karim, L. Nielsen, U. S. Panitz, F. Aamand, G. P. Schulman, N. Georges, M. Vilkki, J. Lund, M. S. & Druet, T. (2014). A 660-Kb Deletion with Antagonistic Effects on Fertility and Milk Production Segregates at High Frequency in Nordic Red Cattle: Additional Evidence for the Common Occurrence of Balancing Selection in Livestock. PLoS Genetics. 10(1):e1004049.
  17. LeBlanc, S. (2007). Economics of improving reproductive performance in dairy herds. Advances in Dairy Technology. 19:201-214.
  18. Meyer, C. L., Berger, P. J. Koehler, K. J. Thompson, J. R. & Sattler, C. G. (2001). Phenotypic trends in incidence of stillbirth for Holsteins in the United States. Journal of Dairy Science. 84(2):515-523.
  19. Miglior,  F. (2000). Impact of inbreeding – Managing a declining Holstein gene pool. In: Proceedings of the 10th World Holstein Friesian Federation Conference, 30 April-3 May., Sydney, Australia, 108–113.
  20. Online Mendelian Inheritance in Animals [OMIA]. (2014). Faculty of Veterinary Science, University of Sydney. Retrieved  April 2014, From, http://omia.angis.org.au/.
  21. Robertson, A. & Rendel J. M. (1950). The use of progeny testing with artificial insemination in dairy cattle. Journal of Genetics. 50(1):21-31.
  22. Sahana, G., Nielsen, U. S. Aamand, G. P. Lund, M. S. & Guldbrandtsen, B. (2013). Novel harmful recessive haplotypes identified for fertility traits in Nordic Holstein cattle: PLoS ONE. 8(12):e82909.
  23. Salimi, F., Nejati Javaremi, A. Aminafshar, M. & Honarvar, M. (2014). Comparing different strategies in reducing the economic impact of recessive genetic disorders affecting reproductive efficiency in dairy cattle: a simulation study. The Journal of Animal & Plant Sciences, 24(6), 1584-1591.
  24. Shuster, D. E., KehrliJr, M. E. Ackermann, M. R. & Gilbert, R. O. (1992). Identification and prevalence of a genetic defect that causes leukocyte adhesion deficiency in Holstein cattle. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1 Oct., 89, 9225–9229.
  25. Sonstegard, T. S., Cole, J. B. VanRaden, P. M.  Van Tassell, C. P.  Null, D. J. Schroeder, S. G.  Bickhart, D. & McClure, M. C. (2013). Identification of a nonsense mutation in CWC15 associated with decreased reproductive efficiency in Jersey cattle. PLoS ONE. 8(1):e54872.
  26. 26.    Thompson, P. N., Heesterbeek, J. A. P.  & van Arendonk, J. A. M. (2006). Changes in disease gene frequency over time with differential genotypic fitness and various control strategies. Journal of Animal Science. 2006. 84:2629–2635.
  27. VanRaden, P. M., Olson, K. M. Null, D. J. & Hutchison, J. L. (2011). Harmful recessive effects on fertility detected by absence of homozygous haplotypes. Journal of Dairy Science. 94:6153- 6161.
  28. VanRaden, P. M., Cooper, T. A. Wiggans, G. R. O’Connell, J. R. & Bacheller, L. R. (2013). Confirmation and discovery of maternal grandsires and great-grandsires in dairy cattle. Journal of Dairy Science. 96: 1874-1879.
  29. Van Raden, P. M., Sun, C. Cooper, T. A. Null, D. J. & Cole, J. B. (2014). Genotypes are useful for more than genomic evaluation. International Committee on Animal Recording (ICAR). In: Proceeding of 39th Int. Comm. Anim. Recording Sess., 19–23 May, Berlin, Germany,  pp. 4.
  30. Wetterstrand K. A. (2014). DNA sequencing costs: data from the NHGRI Large-Scale Genome Sequencing Program. Retrieved February 7, 2014. From, http://www.genome.gov/sequencingcosts/.