Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad ali Edriss,Hamid reza Rahmani,Sayedamirhossein Mahdavi,Majid Talebi
محمدعلی ادریس (استاد راهنما) حمیدرضا رحمانی (استاد مشاور) سیدامیرحسین مهدوی (استاد راهنما) مجید طالبی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Milad Heyhavande kheiri pur
میلاد هیهاوندخیری پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Assessment of Alpha-1-anti trypsin Gene Polymorphism and its Association with Production Traits in Holstein Dairy Cows
This experiment was conducted to evaluate the assessment of alpha-1-anti trypsin gene polymorphism and its association with production traits in Holstein dairy cows. Alpha-1-antitrypsin (AAT), a strong protease inhibitor, also known as ?1-protease inhibitor, belongs to the superfamily of serpins, or serine proteinase inhibitors that include amongst others C1 esterase, antithrombin and ?1-antichymotrypsin. AAT is a glycoprotein which forms a SDS stable complex with elastase. The molecular mass of AAT is about 52 kDa, and carbohydrates account for 15% of its mass. The bovine AAT gene consists of five exons, spanning about 9 kb of genomic DNA and encoding a 416-AA protein. Five at positions 164, 269, 284, 407, and 989 of the bovine proteinase inhibitor gene were identified in different cattle populations. The major role of AAT is to protect tissue against proteolytic digestion by neutrophil elastase. The nucleotide substitutions in this positions leads to create or loss restriction enzyme recognition site and using this we can identify different alleles of this gene. Blood samples obtained from a random sampling of dairy Holstein cows maintained in five farms located in Isfahan province (n=408) to investigate polymorphism of AAT gene. Number of samples varied from 65 to 96 among herds. DNA was extracted using salting out procedure. The quality and quantity of DNA determined by electrophoresis. The 448 bp fragment of this gene amplified using specific primers by PCR. PCR product was detected by electrophoresis on 1% TAE agarose gel. Amplified fragment digested using SphI restriction enzyme for 16 hours at 37 ? c. The genotype frequency of AA, AB, and BB were 0.36, 0.55, and 0.09, respectively. Allele A of the AAT gene occurred at a higher frequency than allele B. The frequencies of alleles A and B alleles were 0.63 and 0.37 respectively. The A allele in Herd 5 was more frequent than other herds but the A allele in Herd 2 was lowest frequency. In general, five herds were not in Hardy-Weinberg equilibrium. The Shannon and Nei’s index showed herd number 5 has lowest and herd number 2 has highest gene diversity among the studied herds. In this study the association between AAT genotypes and productive and performance traits was analyzed by GLM procedure of SAS software. The results showed significant associations between the genotypes, with fat and protein percentages. No significant association was found between genotypes and adjusted 305 day milk, lactation period and SCS (P 0.05). These results suggest that AAT is a candidate gene that influences milk production traits and it could be implemented in breeding programmes to improve the production performance of Holstein cattle. Key words: Alpha-1-antitrypsin gene, polymorphism, Holstein cow, genotype
هدف از مطالعه حاضر ارزیابی چند شکلی ژن آلفا-1-آنتی تریپسین با استفاده از روش PCR-RFLP و ارتباط آن با صفات تولیدی در گاوهای شیری هلشتاین است. آلفا-1-آنتی تریپسین (AAT)، یک مهارکننده پروتئازی قوی است که به نام آلفا-1-پروتئاز اینهیبیتور نیز شناخته می شود، به خانواده بزرگ سرپین ها یا سرین پروتئیناز اینهیبیتور تعلق دارد که از آن جمله می توان به C1 استراز، آنتی ترومبین و آلفا-1-آنتی کیموتریپسین اشاره نمود. آلفا-1-آنتی تریپسین یک گلیکوپروتئین بوده که با الاستاز یک کمپلکس پایدار SDS تشکیل می دهد. وزن مولکولی AAT حدود 52 کیلو دالتون است و 15 درصد از وزن آن را کربوهیدرات ها تشکیل می دهند. این ژن در گاو دارای 5 اگزون بوده و طولی معادل kb9 از DNA ژنومی را به خود اختصاص می دهد و یک پروتئین 416 اسید آمینه ای را کد می کند. پنج در موقعیت های 164، 269، 284، 407 و 989 در ژن مهارکننده پروتئیناز در گاوهای هلشتاین شناسایی شده است. نقش اصلی AAT، حفاظت از بافت ها در مقابل تجزیه پروتئولایتیکی به وسیله نوتروفیل الاستاز می باشد. جهش در این موقعیت ها باعث ایجاد یا از بین رفتن محل شناسایی آنزیم های محدود کننده می شود و بدین وسیله می توان آلل های مختلف این ژن را شناسایی کرد. جهت بررسی چند شکلی ژن AAT از تعداد 408 گاو شیری در پنج گاوداری انتخاب شده به صورت تصادفی، به عنوان نمونه خونگیری به عمل آمد. تعداد نمونه های هر گاوداری از 65 تا 96 نمونه متغیر بود. سپس استخراج DNA به روش نمکی از نمونه خون های به دست آمده انجام گرفت و کیفیت و خلوص DNA به دست آمده با روش الکتروفورز تعیین شد. سپس قطعهbp 448 از ژن AAT با یک جفت پرایمر اختصاصی و به وسیله روش PCR تکثیر شد و محصول PCR جهت تعیین اندازه و کمیت روی ژل آگارز یک درصد TAE الکتروفورز شد. قطعه تکثیر شده به وسیله آنزیم برشی Sph I به مدت 16 ساعت در دمای 37 درجه سانتی گراد هضم شد و روی ژل آگارز 2/1 درصد TBE الکتروفورز و تعیین ژنوتیپ گردید. فراوانی سه ژنوتیپ AA، AB و BB به ترتیب برابر 36/0، 55/0 و 09/0 به دست آمد. همچنین فراوانی آلل های A و B به ترتیب برابر 63/0 و 37/0 به‌دست آمد. در میان گله ها گله 5 با فراوانی 70/0 بیشترین و گله 2 با 55/0 کمترین فراوانی آلل A را داشتند. به طور کلی گله ها در تعادل هاردی واینبرگ قرار نداشتند. همچنین شاخص شانون و نئی نشان داد که گله 5 دارای کمترین و گله 2 دارای بیشترین تنوع ژنتیکی در بین گله های مورد بررسی بود. در مرحله بعد با نرم افزار آنالیز داده SAS رویه GLM ارتباط بین ژنوتیپ و صفات مهم اقتصادی دام ها بررسی شد. آنالیزهای آماری صورت گرفته در مورد تأثیر ژنوتیپ های مختلف این ژن روی صفات مهم تولیدی و عملکردی نشان ‌داد که چندشکلی این ژن با صفات درصد چربی و درصد پروتئین ارتباط معنی داری داشت (05/0p )، ولی با صفات تولید شیر تصحیح شده، طول دوره شیردهی و SCS ارتباط معنی‌داری نداشت. نتایج این مطالعه نشان داد که AAT به عنوان یک ژن کاندید توانست صفات تولید شیر را تحت تأثیر قرار داده و در برنامه های اصلاح نژادی به منظور بهبود عملکرد تولیدی گاو هلشتاین مورد استفاده قرار گیرد. واژگان کلیدی: ژن آلفا-1-آنتی تریپسین، چند شکلی، گاو هلشتاین، ژنوتیپ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی