بررسی ارتباط چندشکلی های تک نوکلئوتیدی در اگزون سه ژن لپتین با صفات رشد در گوسفندان نژاد لری بختیاری و زل

چکیده مبسوط مقدمه: پرورش گوسفند از دیر باز نقش بی بدیلی در تامین منابع ارزشمندی چون گوشت، پشم، شیر و پوست داشته است و همچنان یکی از پایه های اصلی صنعت دامپروری محسوب می شود. این حیوان، با سازگاری به شرایط اقلیمی مختلف، توانسته است به بخش جدایی ناپذیری از زندگی روستایی و عشایری تبدیل شود. در این میان، ژن های موثر بر صفات رشد و تولید گوسفندان، توجه ویژه ای را به خود جلب کرده اند. ژن لپتین، به عنوان یکی از عوامل کلیدی در این زمینه، نقشی اساسی در تنظیم متابولیسم و سیستم های فیزیولوژیکی ایفا می کند. لپتین، محصول ژن obese (ob) با وزن مولکولی ۱۶ کیلودالتون، توسط بافت چربی ترشح می شود. این هورمون با تاثیر بر مراکز اشتها در هیپوتالاموس، نه تنها مصرف غذا را تنظیم می کند، بلکه در حفظ تعادل انرژی، باروری و عملکرد ایمنی بدن نیز دخیل است. ساختار ژن لپتین شامل سه اگزون و دو اینترون است که دو اگزون آن به پروتئین ترجمه می شوند. تغییرات ژنتیکی یا واریانت های موجود در این ژن، می توانند منجر به تفاوت های قابل توجهی در صفات رشد و تولید شوند. مواد و روش ها: در این پژوهش، با هدف بررسی نقش ژن لپتین در رشد گوسفندان، ۱۶۹ راس گوسفند نه ماهه نژاد لری-بختیاری (۶۳ راس نر و ۱۰۶ راس ماده) و ۱۳۰ راس گوسفند زل (۳۰ راس نر و ۱۰۰ راس ماده) مورد مطالعه قرار گرفتند. نمونه گیری از طریق خون گیری انجام شد و صفات بیومتری آن ها با دقت اندازه گیری گردیدند. داده های مرتبط با صفات رشد، شامل وزن تولد، وزن از شیرگیری، وزن شش و نه ماهگی از ایستگاه های به نژادی جمع آوری و برای تحلیل دقیق، ثبت شدند. فرآیند استخراج DNA با استفاده از ۲۵۰ میکرولیتر خون و به کارگیری روش نمکی بهینه یافته صورت پذیرفت. ارزیابی کیفیت و کمیت DNA استخراج شده از طریق اسپکتروفتومتری و الکتروفورز ژل آگارز ۱٪ انجام شد تا صحت و دقت داده ها تضمین گردد. پس از واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)، الگو های ژنتیکی تعیین گردید و توالی یابی دقیق انجام شد. برای بررسی تاثیر ژنوتیپ ها بر صفات اندازه گیری شده، دو مدل حیوانی به کار گرفته شد. در گوسفندان نژاد لری-بختیاری، به‎دلیل هم سن بودن دام ها، عامل سن از مدل حذف گردید. عوامل ثابت مورد بررسی شامل نحوه تولد (تک قلو یا چند قلو بودن)، ماه تولد، سن مادر و ژنوتیپ هر دام بودند. علاوه بر این، اثر هر دام به عنوان عاملی تصادفی و میزان هم خونی به عنوان متغیری مستقل در مدل آماری لحاظ شدند. وزن تولد، وزن از شیر گیری و سن دام در زمان وزن کشی سه ماهگی نیز به عنوان عوامل همبسته در نظر گرفته شدند تا مدل تحلیلی از دقت بالاتری برخوردار باشد. تحلیل آماری داده ها با نرم افزار SAS ۹.۱۲ انجام شد تا نرمال بودن توزیع داده ها بررسی شود و در صورت لزوم، اصلاحات لازم صورت پذیرند.  یافته ها:  نتایج بررسی های ژنتیکی انجام شده بر روی نمونه های گوسفندان نشان دادند که نمونه های DNA برای مراحل بعدی پژوهش مناسب بودند. پس از اجرای فرآیند PCR و استفاده از نشانگر SCCP، هفت الگوی باندی متفاوت شناسایی شدند که نشان دهنده تنوع ژنتیکی میان نمونه ها بود. تحلیل نتایج توالی یابی، پنج ژنوتیپ مختلف را مشخص کرد، که در نژاد های زل و لری بختیاری، در جایگاه های ۱۰۷ و ۳۱۶ ژن لپتین هیچ گونه چند شکلی وجود نداشت. اما در این نژاد ها، جهش های نوکلئوتیدی در موقعیت های ۲۷۱، ۳۸۷ و ۴۳۳ شناسایی شدند که منجر به تغییر در اسید های آمینه مرتبط گردید. این تغییرات می توانند ساختار سه بعدی پروتئین لپتین را تحت تاثیر قرار دهند و در نتیجه بر عملکرد آن موثر باشند. در نژاد زل، تنها جهش نوکلئوتیدی در موقعیت ۳۸۷ مشاهده شد که بیانگر تنوع ژنتیکی کمتر در این نژاد نسبت به لری بختیاری است. تحلیل آماری نیز نشان داد که جنسیت، ماه تولد و ژن لپتین تاثیرات معنی داری بر صفات مختلف داشتند. به طور مشخص، جنسیت بر صفاتی همچون طول بدن، قد، طول دم (P < ۰.۰۵)، دور سینه و دور گردن (P < ۰.۰۱)، دور شکم، دور ران، دور دم، طول میان، طول چپ و راست دنبه، عرض میانی و پایین دنبه و طول شکاف دنبه (P < ۰.۰۵) تاثیر گذار بود. دام های نر در بسیاری از این صفات، مقادیر بالاتری را نسبت به دام های ماده نشان دادند که می تواند به دلایل فیزیولوژیکی و هورمونی باشد. ماه تولد نیز بر وزن تولد و افزایش وزن روزانه (P < ۰.۰۱) تاثیر داشت. بره های متولد شده در ماه های مختلف، به دلیل تفاوت در شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و دسترسی به منابع غذایی، رشد متفاوتی را نشان دادند. به عنوان مثال، بره های متولد شده در فصل هایی با شرایط آب وهوایی مناسب تر، افزایش وزن بهتری داشتند. ژن لپتین تاثیر معنی داری بر افزایش وزن روزانه، نسبت کلیبر، طول بدن، قد، دور شکم، دور گردن و دور سینه (P < ۰.۰۵) نشان داد. این نتایج بیانگر نقش مهم این ژن در فرآیند های مربوط به رشد و متابولیسم انرژی در گوسفندان هستند. دام هایی با ژنوتیپ های خاص لپتین، عملکرد بهتری در صفات رشد داشتند که می تواند به عنوان معیاری در برنامه های اصلاح نژادی مورد استفاده قرار گیرد. نتیجه گیری: یافته های این پژوهش نشان می ‎دهند که جهش های ژنتیکی در ژن لپتین می توانند بر ساختار و عملکرد پروتئین تاثیر بگذارند و در نتیجه، صفات رشد و تولید را در گوسفندان تحت تاثیر قرار دهند. در نژاد لری بختیاری، بیشترین تنوع ژنتیکی مشاهده شد. در این نژاد، ژنوتیپ یک کمترین و ژنوتیپ سوم بیشترین مقادیر را در صفات مورد مطالعه داشتند، که نشان دهنده ی تاثیر مثبت برخی ژنوتیپ ها بر صفات رشد است. در نژاد زل نیز ژنوتیپ های یک، دو و سه شناسایی شدند و بین آن ها در صفاتی مانند افزایش وزن روزانه، شاخص کلیبر، طول دم، طول بدن، قد، دور سینه، دور شکم و دور گردن ارتباط معنی داری وجود داشت. این نتایج تاکید می کنند که حتی در نژادهایی با تنوع ژنتیکی کمتر، شناسایی ژنوتیپ های برتر می تواند به بهبود صفات اقتصادی مهم کمک کند. به طور کلی، این پژوهش نشان می دهد که شناسایی و تحلیل دقیق جهش های ژنتیکی در ژن لپتین می تواند ابزار قدرتمندی برای بهبود برنامه های اصلاح نژادی و افزایش بهره وری در صنعت دامپروری باشد. استفاده از مارکر های ژنتیکی مرتبط با صفات رشد، امکان انتخاب هدفمند دام های برتر را فراهم می کند و می تواند به افزایش تولید گوشت با کیفیت، بهبود کارایی تغذیه و ارتقاء صفات تولیدی منجر شود. پیشنهاد می شود که تحقیقات بیشتری در زمینه ی تاثیر جهش های ژنتیکی ژن لپتین بر سایر صفات اقتصادی گوسفندان انجام شوند تا بتوان از اطلاعات به دست آمده در برنامه های به نژادی و مدیریت پرورش بهره برداری کامل تری داشت.

کلیدواژه ها:

Exon three ، Growth traits ، Leptin ، Sheep ، لپتین ، گوسفند ، اگزون سه ، صفات رشد