SUPERVISOR
Badraldinebrahim Seyed tabatabaei,Hamid reza Rahmani,Mohammad ali Edriss,Saeed Ansari
بدرالدین ابراهیم سیدطباطبایی (استاد مشاور) حمیدرضا رحمانی (استاد مشاور) محمدعلی ادریس (استاد راهنما) سعید انصاری مهیاری (استاد راهنما)
STUDENT
Amir Broshk
امیر بروشک
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Evaluation of Relationship Between the SCD1 Gene with Production Traits in Holstein Dairy Cattle
Milk fatty acid composition is a parameter of great interest for evaluation of nutritional quality of milk. Stearoyl-CoA desaturase 1 ( SCD1 ; also known as ?9- desaturase) is a key enzyme in mammary lipid metabolism because it is able to add a double bond in the ?9- position in a large spectrum of medium and long chain fatty acids. With regard to the role of SCD1 in lipid metabolism and QTL studies for milk production traits, SCD1 has been regarded as a candidate gene related to milk production traits in dairy cattle. One polymorphism () in exon 5 region of this gene might control translation or stability of SCD1 mRNA. This polymorphism is the result of substitution of valin (allele V) with alanine (allele A). In the case of being alanine, there will be a restriction site for the restriction enzyme NcoI and as a result, alleles A and V will be recognizable as bands with length 200bp and 400bp respectively. To investigate this polymorphism and its relationship with milk production traits, blood sample from 408 Holstein cattle in 5 industrial dairy farms located in Isfahan province that had records for milk production and composition for first parity was randomly taken. Genotyping was done by PCR-RFLP technique. After extracting DNA, to determine the quality and quantity of extracted DNA, amplification and digestion by restriction enzyme, digestion product was observed on 1.5% agarose gel. Both alleles A and V were observed in all 5 herds and which their frequencies were 0.58 and 0.42 respectively. Frequency of genotypes AA, AV and VV were also 0.26, 0.65 and 0.09 respectively. The frequency of genotypes was not in Hardy–Weinberg equilibrium. Disequilibrium shows Herds could be under selection and the selection may indirectly affect SCD1 gene which cause disequilibrium for milk production and protein percentage. Genetic analysis of the population was done by the PopGen32 software. Results indicate a high diversity within this polymorphism and a high inbreeding and genetic relationship within the studied population. To investigate the effect of genotype on production traits, SAS software (procedure GLM) was employed. In analysis: the effects of genotype and combined effect of herd, year and season of parturition were considered as fixed effects and days in milk and open days were considered as co-variables. Genotype had significant effect on corrected milk production and protein percentage (P 0.01). Individuals with genotype VV had statistically more milk protein percentage and corrected milk production in comparison with genotypes AV and AA. Also cows having genotype AV showed more milk protein percentage and corrected milk production compared to genotype AA. These findings show that this polymorphism could be considered as an additive gene action. Dominance effect for the studied traits was not significant (P 0.05) which confirmed additively of the polymorphism. As there were a good relationship between the polymorphism with protein percentage and corrected milk production and also a high diversity within the studied population, this polymorphism can be used as a selection tools for these traits.
ژن استرویل کوآدیسچراز( SCD1 ) که با نام دلتا 9 دیسچراز نیز شناخته می شود در غدد پستانی نشخوارکنندگان قرار دارد. این ژن ِیک آنزیم کلیدی برای متابولیسم اسیدچرب تولید می کند که با نقش کاتالیزوری خود مسئول تشکیل یک پیوند دوگانه در ناحیه 9? اسیدهای چرب متوسط و بلند زنجیر است. با توجه به نقش ژن SCD1 در متابولیسم چربی و تاثیر آن بر سلامتی انسان و همچنین مطالعات QTL صفات تولید شیر، ژن SCD1 بعنوان یک ژن کاندید مرتبط با صفات تولید شیر در گاوهای شیری در نظر گرفته شده است. وجود یک چند شکلی از نوع در ناحیه اگزون5 این ژن ممکن است ترجمه حاصل از ژن SCD1 را کنترل کند. این چند شکلی حاصل جایگزینی اسیدآمینه والین با آلانین است. در حالت وجود نوکلئوتیدA یک جایگاه برش برای آنزیم برشی Nco I ایجاد شده و در نتیجه آلل V به صورت یک باند 400 جفت بازی و آلل A به صورت یک باند 200 جفت بازی بر روی ژل آگارز قابل تشخیص خواهد بود. به منظور بررسی این چند شکلی و ارتباط آن با صفات تولید شیر، از 408 رأس گاو هلشتاین در 5 گاوداری صنعتی اصفهان که دارای رکوردهای تولید و ترکیبات شیر در شکم اول بودند بطور تصادفی، نمونه گیری خون انجام شد. تعیین ژنوتیپ به روش PCR-RFLP انجام شد. پس از انجام مراحل استخراج، تعیین کیفیت و کمیت DNA استخراج شده و تکثیر و هضم توسط آنزیم برشی، محصول هضم بر روی ژل آگارز 5/1 درصد مشاهده گردید. هر دو آلل A و V در هر پنج گله مشاهده شد که فراوانی آن ها در مجموع به ترتیب برابر 58/0 و 42/0 بود. فراوانی ژنوتیپ های AA، AV و VV نیز به ترتیب برابر 26/0، 65/0 و 09/0 بود. مجموع گله ها برای این چند شکلی در تعادل هاردی-وینبرگ قرار نداشتند. عدم وجود تعادل احتمالا به دلیل انتخاب حیوانات به نحوی بوده که غیر مستقیم ژن SCD1 انتخاب شده و تعادل هاردی-وینبرگ را بر روی مقدار تولید شیر و درصد پروتئین تحت تاثیر قرار داده است. آنالیز ژنتیکی جمعیت توسط برنامه ی نرم افزاری opGen 32 انجام شد. شاخص های به دست آمده، وجود تنوع بالای این چند شکلی و همخونی و ارتباط ژنتیکی بالا را در جمعیت مورد نشان می دهد. به منظور تعیین اثر ژنوتیپ بر روی صفات تولیدی از برنامه ی نرم افزاری SAS، رویه ی GLM استفاده شد. اثر ژنوتیپ و اثر ترکیبی گله، سال و فصل زایش به عنوان اثرات ثابت و روز های شیردهی و روز های باز به عنوان واریانس مشترک در مدل در نظر گرفته شدند. ژنوتیپ بر تولید شیر تصحیح شده و درصد پروتئین شیر اثر معنی دار داشت (01/0P ). افراد دارای ژنوتیپ VV در مقایسه با ژنوتیپ های AV و AA از نظر آماری درصد پروتئین شیر و تولید شیر تصحیح شده بیشتری داشتند. همچنین گاو های دارای ژنوتیپ AV نسبت به ژنوتیپ AA درصد پروتئین شیر و تولید شیر تصحیح شده بیشتری نشان دادند. این یافته می تواند دلیلی بر افزایشی بودن اثر آلل های این چند شکلی باشد. اثر غالبیت برای صفات مورد بررسی معنی دار نشد (05/0P ) که مؤید عمل افزایشی این چند شکلی می باشد. با توجه به وجود ارتباط بین این چند شکلی و صفات تولید شیر تصحیح شده و درصد پروتئین شیر و همچنین وجود تنوع بالای آن در جمعیت مورد مطالعه، می توان در انتخاب برای این صفات از این چند شکلی استفاده نمود.