شناسایی جایگاه های ژنی مرتبط با وزن و نسبت اندام های داخلی بدن روی کروموزوم شماره 1 بلدرچین ژاپنی

شناسایی جایگاه­های ژنی مرتبط با وزن و نسبت اندام ­های داخلی بدن روی کروموزوم شماره 1 بلدرچین ژاپنی

حسن مرادیان*¹، علی اسمعیلی زاده کشکوئیه²، محمدرضا محمدآبادی²، سعید سهرابی³

¹دانش آموخته کارشناسی ارشد ژنتیک و اصلاح دام دانشگاه شهید باهنر کرمان

²دانشیار بخش علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

³دانشجوی دکتری ژنتیک و اصلاح دام دانشگاه شهید باهنر کرمان

تاریخ دریافت: 07/02/1392، تاریخ پذیرش: 07/01/1393

چکیده

هدف از انجام این پژوهش شناسایی نواحی ژنومی مرتبط با وزن و نسبت اندام ­های داخلی بدن روی کروموزوم شماره 1 در یک جمعیت F₂ بلدرچین ژاپنی بود. بدین منظور یک جمعیت سه نسلی از تلاقی دوجانبه دو سویه سفید (تخمگذار) و وحشی (گوشتی) بلدرچین ژاپنی ایجاد شد. 8 جفت بلدرچین سفید و وحشی تلاقی داده شد و تعداد 34 پرنده F₁ تولید شد. از تلاقی پرندگان F₁ تعداد 422 پرنده F₂ تولید شد. رکوردهای فنوتیپی مربوط به وزن ارگان­های مختلف پرندگان نسل F₂ ثبت شدند. تمامی پرندگان مربوط به هر سه نسل (472) برای 8 نشانگر ریزماهواره موجود بر روی کروموزوم 1 تعیین ژنوتیپ شدند. آنالیز QTL به روش مکان­یابی درون فاصله­ای مبتنی بر رگرسیون انجام گردید. پس از آنالیز، QTL های معنی­داری برای وزن پیش معده، وزن غده یوروپیجیال، وزن بورس­فابریسیوس، وزن سنگدان، درصد پیش­معده نسبت به وزن لاشه، درصد روده، درصد غده یوروپیجیال و درصد بورس­فابریسیوس شناسایی گردید. واریانس QTL برآورد شده در پژوهش حاضر برای QTL های با اثر افزایشی در محدوده 29/7 – 06/4 درصد، برای QTL های با اثر غلبه در محدوده 65/4 – 96/1 درصد و برای QTL های با اثر ایمپرینتینگ در محدوده 25/6 – 7/2 درصد بود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که جایگاه­های ژنی مؤثری بر وزن و درصد ارگان­های داخلی بدن روی کروموزوم 1 بلدرچین وجود دارد ولی برای درک بهتر ساختار ژنتیکی این صفات به مطالعات بیشتری نیاز است.

واژه­های کلیدی: بلدرچین ژاپنی، جایگاه صفات کمی، نشانگرهای ریزماهواره، طرح F2.

مقدمه

تنوع ژنتیکی صفات کمی معمولاً توسط چندین ژن کنترل می­شود که تحت تأثیر محیط قرار دارند. برای مکان­یابی موقعیت این ژن­ها روی کروموزوم و برآورد سهم آنها در تنوع صفت یک گام کلیدی کلون کردن موضعی و سپس پیدا کردن ژن­های هدف است. در این روش، جستجو در مورد وجود یا عدم وجود ژن هدف ممکن است زمان زیادی طول کشد. پیشرفت­های چشمگیری که در سال­های اخیر در زمینه نشانگرهای مولکولی ایجاد شده است واز طرف دیگر ابداع روش­های آماری و بیومتریک پیشرفته وتلفیق آن­ها با اطلاعات حاصل از نشانگرهای مولکولی، امکان بررسی دقیق­تر و جزئی­تر صفات کمی را فراهم نموده است. به کمک این روش­ها می­توان تعداد و جایگاه ژن­های کنترل کننده یک صفت کمی (QTL) را شناسایی و پارامترهای ژنتیکی (اثرات افزایشی، غلبه و اپیستازی) و سهم اثرات فنوتیپی آنها را برآورد نمود (Xu et al., 2011).

بلدرچین ژاپنی (Coturnix japonica) متعلق به راسته Galliformes و خانواده Phasianidae بوده و همزمان با گونه مرغ (Gallus gallus) برای تولید گوشت و تخم اهلی شده است. این پرنده نه تنها برای تولید گوشت و تخم بلکه به دلیل جثه کوچک و فاصله نسل کوتاه به عنوان یک حیوان آزمایشگاهی در تحقیقات زیستی شامل رفتارشناسی، پزشکی، ژنتیک و فیزیولوژی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین از آن به عنوان یک مدل حیوانی برای مرغ استفاده می­شود زیرا این دو گونه شباهت کروموزومی بالایی با هم داشته و تقریباً عمده تفاوت محدود آنها بر اثر جابجایی و بازآرایی کروموزومی است (Kayang et al., 2004; Sasazak et al., 2006).

در طیور مطالعات بسیار زیادی به منظور نقشه­یابی جایگاه­های صفات کمی در مرغ صورت گرفته است و QTL های معنی­دار فراوانی برای صفات مختلف در این پرنده گزارش شده است (Navarro et al., 2005; Nones et al., 2006; Gao et al., 2009; Boschiero et al., 2013). در بلدرچین نیز چندین مطالعه به منظور شناسایی QTL های مرتبط با صفات مختلف انجام شده است (Minvielle et al., 2005; Esmailizadeh et al., 2012). در مطالعه­ای که اخیراً روی یک جمعیت F₂ حاصل از تلاقی دو سویه بلدرچین ژاپنی به منظور شناسایی جایگاه صفات کمی مؤثر بر صفات رشد انجام شد QTL های معنی­داری برای وزن بدن در زمان هچ و چند صفت مرتبط با رشد روی کروموزوم 1 گزارش شد (Sohrabi et al., 2012).

انتظار می­رود که رشد ارگان­های داخلی بدن با رشد کل بدن هماهنگ باشد. رشد ارگان­های مختلف بدن نشان­دهنده ساختار طبیعی بدن است که می­تواند توان تولیدی را تحت تأثیر قرار دهد. مطالعه در زمینه نقشه­یابی QTL مؤثر بر وزن ارگان­های داخلی به درک اساس ژنتیکی رشد ارگان­های بدن کمک خواهد کرد. با این حال این گونه مطالعات نادر است (Zhang et al., 2007). تاکنون مطالعه­ای در این زمینه روی بلدرچین ژاپنی صورت نگرفته است. بنابراین این پژوهش به منظور شناسایی جایگاه­های ژنی مؤثر بر وزن و درصد ارگان­های مختلف بدن روی کروموزوم 1 در یک جمعیت F₂ بلدرچین ژاپنی انجام شد.

مواد و روش­ها

تعداد 8 جفت پرنده ازسویه سفید (تخمگذار) و 8 جفت پرنده از سویه وحشی (گوشتی) به عنوان نسل والد (P) انتخاب و تلاقی دوطرفه بین آنها (نر سفید × ماده وحشی و نر وحشی × ماده سفید) انجام شد. تعداد 34 پرنده (9 پرنده نر و 25 پرنده ماده) از بین پرندگان نسل F₁ برای تولید نسل دوم (F₂) انتخاب شدند. از تلاقی پرندگان نسل F₁ تعداد 422 پرنده نسل F₂ (246 پرنده نر و 176 پرنده ماده)در طی 5 هچ متوالی تولید شد (شکل 1). برای تولید نسل اول (F₁)، هر پرنده نر در نسل P با یک پرنده ماده تلاقی داده شد و در نسل F₁  هر پرنده نر با سه پرنده ماده (به صورت چرخشی و هر سه روز یک بار با یکی از پرندگان ماده) تلاقی داده شد.

شکل 1- شمای کلی طرح آزمایشی و ساختار شجره نتاج F₂ حاصل از تلاقی دو سویه سفید (S) و وحشی (W) بلدرچین برای نقشه یابی QTL. دایره و مربع به ترتیب بیانگر پرنده ماده و نر هستند. اعداد داخل پرانتز بیانگر تعداد پرنده می باشند.

Figure 1- Pedigree structure of the F₂ intercross between two strains of Japanese quail. The number of dams and sires as well as the number of F₂ male and female offspring in each cross are indicated.

به منظور رکوردگیری فنوتیپی از پرندگان نسل F₂، کشتار در سن 35 روزگی (در این سن پرندگان به بلوغ جنسی رسیده و از وزن نسبتاً خوبی برخوردار بودند) انجام شد و رکوردهای مربوط به وزن ارگان­های مختلف با ترازویی به دقت 01/0 گرم اندازه گیری شد.

در هنگام کشتار از تمام پرندگان خون گیری شد نمونه­های خون وارد لوله­های حاوی ماده ضد انعقاد EDTA شد. سپس نمونه ها به فریزر منتقل شد و تا زمان استخراج در دمای 20- درجه سانتی­گراد نگهداری ‌شد. استخراج DNA با روش نمکی (Miller et al., 1988) انـجـام گـرفـت. در این پژوهش، 8 جایگاه ریزماهواره‎ روی کروموزوم 1 بلدرچین ژاپنی مورد مطالعه قرار گرفت (جدول 1) و پرندگان هر سه نسل (تعداد 472 پرنده) برای این 8 نشانگر ریزماهواره تعیین ژنوتیپ شدند (شکل 2).

شکل 2- نمونه­ای از ژل تعیین ژنوتیپ شده: تعداد آلل (سمت راست) و انواع ژنوتیپ (پایین).

Figure 2- An example of genotyping gel: alleles (right) and types of genotypes (bottom).

جدول 1- خلاصه مشخصات کلی نشانگرهای ریزماهواره­های مورد استفاده در این پژوهش.

Table 1- Summary of general characteristics of the microsatellites markers used in this study.

¹ موقعیت نشانگرها روی کروموزوم 1 بلدرچین ژاپنی بر اساس نقشه پیوستگی (Kayang et al., 2004). ² دمای اتصال.

¹ Marker position on chromosome based on Japanese quail sex averaged linkage map (Kayang et al., 2004). ² Annealing temperature (ºC).

نشانگرهای ریزماهواره با استفاده از واکنش زنجیره­ای پلیمراز (PCR) و در حجم کلی 25 میکرولیتر شامل: 2 میکرولیتر DNA، 5/2 میکرولیتر بافر PCR، یک میکرولیتر MgCl2، 5/0 میکرولیتر dNTP، یک میکرولیتر پرایمر رفت ، یک میکرولیتر پرایمر برگشت، 5/16 میکرو لیتر آب استریل و 3/0 میکرولیتر آنزیم تک پلی­مراز به ازای هر نمونه، ثکثیر یافتند. واکنش PCR تحت شرایط زیر انجام شد: واسرشته­سازی ابتدایی (5 دقیقه با دمای 95 درجه سانتی­گراد)، سپس 30 چرخه شامل مراحل واسرشته­سازی (30 ثانیه با دمای 95 درجه سانتی­گراد)، اتصال آغازگر به رشته الگو (30 ثانیه با دمای بهینه هر آغازگر)، بسط توسط پلیمراز (45 ثانیه با دمای 72 درجه سانتی­گراد) و در نهایت مرحله بسط نهایی (5 دقیقه با دمای 72 درجه سانتی­گراد) (Zhan et al., 2007). جهت الکتروفورز محصولات PCR و تفکیک قطعات حاصله از ژل پلی آکریل آمید واسرشته­ساز 8 درصد استفاده شد. برای رنگ آمیزی ژل از روش رنگ آمیزی نقره سریع استفاده شد (Bassam et al., 1991).

به منظور آنالیز داده­های جمع­آوری شده از مدل آماری زیر استفاده شد. داده­ها به وسیله نرم­افزار ASRmel آنالیز شد.

Y_ijk = µ + H_i + S_j + β_k (X_k-) + e_ijk

به منظور برآورد اثرات افزایشی، غلبه و ایمپرینتینگ QTL از مدل آماری آورده شده در ذیل استفاده شد:

Y_ijk = μ + H_i + S_j+ β_k (X_k-) + aP_ak + dP_dk + iP_ik + e_ijk

در مدل­های فوق، Y_ijk مشاهده مربوط به i امین هچ، j امین جنسیت و k امین پرنده ، µ میانگین جمعیت، H_i اثر ثابت هچ i­ام دارای 5 سطح، S_j اثر جنس j­ام دارای 2 سطح (نر و ماده)، β_k ضریب رگرسیون صفت روی متغیر کمکی پرنده k­ام، X_k متغیر کمکی فرد k­ام،  میانگین متغیر کمکی جمعیت، a اثر افزایشی QTL، P_ak احتمال شرطی دریافت آلل سویه وحشی توسط پرنده k­ام، d اثر غلبه QTL، P_dk احتمال شرطی هتروزیگوت بودن پرنده k­ام، i اثر ایمپیرینتینگ QTL، P_ik احتمال شرطی اینکه پرنده k­ام هتروزیگوت باشد و آلل سویه وحشی را از والد پدری دریافت کند و e_ijk اثر تصادفی عوامل باقیمانده می­باشد.

علاوه بر مدل فوق، اثرات متقابل هچ و جنس با اثر افزایشی، غلبه یا ایمپیرینتینگ QTL نیز در دو مدل دیگر برآورد شد.

برای آنالیز QTL از روش نقشه­یابی درون فاصله­ای مبتنی بر رگرسیون استفاده شد (Haley et al., 1994). بر اساس مدل­های آماری فوق، یک QTL در فواصل یک سانتی­مورگان در طول کروموزوم 1 برازش گردید. نقطه­ای که دارای حداکثر آماره F بود به عنوان محتمل­ترین موقعیت QTL در نظر گرفته شد. تعیین آستانه­های معنی­دار کروموزومی در سطوح 5% و 1% با استفاده از روش تبدیل (Churchill and Doerge 1994) محاسبه شد. مقادیر بدست آمده از آنالیز تعداد ده هزار سری داده برای ایجاد یک توزیع تجربی از آماره آزمون تحت فرض صفر مبنی بر عدم وجود QTL، رتبه­بندی شدند. آنالیزها با استفاده از نرم­افزار آنلاینGridQTL  انجام شد.

نتایج و بحث

پارامترهای آمار توصیفی 9 صفت وزن ارگان­های بدن که شامل تعداد مشاهدات برای هر صفت، میانگین تصحیح شده هر صفت برای اثرات ثابت، مقدار حداقل و حداکثر، انحراف معیار باقی­مانده و درصد ضریب تغییرات برای هر صفت می­باشد در جدول 2 آمده است. نتایج نشان می­دهد که واریانس مقادیر مشاهده شده از تنوع گسترده­ای برخوردار است که ممکن است به دلیل تفاوت ژنتیکی میان پرندگان نسل F₂ باشد.

برای آنالیز QTL و شناسایی QTL های معنی­دار مؤثر بر وزن و درصد ارگان­های بدن روی کروموزوم 1 در بلدرچین ژاپنی از سه مدل مختلف استفاده شد. در مدل اول اثر افزایشی، غلبه و ایمپرینتیگ QTL برازش گردید و 4 صفت معنی­دار شد. یک QTL بسیار معنی­دار (01/0>P) برای وزن پیش­معده در انتهای کروموزوم و در موقعیت 206 سانتی­مورگان و در موقعیت نشانگر GUJ0090 شناسایی شد. برای وزن غده یوروپیجیال (پرین) QTL معنی­داری (01/0>P) در موقعیت 197 سانتی­مورگان مکان­یابی شد که موقعیت این QTL با موقعیت نشانگر GUJ0068 یکی بود. سومین صفتی که QTL معنی­دار برای آن شناسایی شد وزن بورس فابریسیوس بود. برای این صفت در موقعیت 9 سانتی­مورگان یک QTL (01/0>P) مشخص شد که نزدیکترین نشانگر به موقعیت این QTL نشانگر GUJ0055 بود. آخرین صفت معنی­دار براساس این مدل درصد پیش­معده بود که مانند وزن پیش­معده نیز برای این صفت QTL بسیار معنی­داری (01/0>P) در موقعیت 206 سانتی­مورگان شناسایی شد. نتایج حاصل از این آنالیز در جدول و شکل 3 خلاصه شده است.

در مدل دوم اثر متقابل هچ (5 سطح) با اثر افزایشی، غلبه یا ایمپرینتینگ QTL بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل از این آنالیز فقط برای صفت درصد روده QTL معنی­دار شناسایی شد. برای این صفت یک QTL معنی­دار (05/0>P) در موقعیت 165 سانتی­مورگان شناسایی شد به طوری که این QTL در هچ سوم معنی­دار بود ولی در سایر هچ­ها معنی­دار نبود. نزدیکترین نشانگر به موقعیت این QTL نشانگر GUJ0068 بود. نتایج این آنالیز در جدول و شکل 4 آورده شده است.

در مدل سوم اثر متقابل جنس با اثر افزایشی، غلبه یا ایمپرینتینگ QTL بررسی شد. پس از آنالیز این مدل QTL های مؤثری بر وزن سنگدان (01/0>P)، درصد غده یوروپیجیال (01/0>P) و درصد بورس­فابریسیوس (05/0>P) نقشه­یابی شد. برای وزن سنگدان در ناحیه سانترومری و در موقعیت 0 سانتی­مورگان یک QTL معنی­دار در جنس نر مکان­یابی شد. بر اساس نقشه پیوستگی موقعیت این QTL با موقعیت نشانگر GUJ0055 یکی بود. برای درصد غده یوروپیجیال QTL معنی­داری در موقعیت 197 سانتی­مورگان ودر موقعیت نشانگر GUJ0068 شناسایی شد که در جنس ماده معنی­دار بود. در نهایت برای درصد بورس­فابریسیوس در ابتدای کروموزوم و در موقعیت 1 سانتی­مورگان QTL معنی­داری مکان­یابی شد به طوری که این QTL در جنس ماده معنی­دار بود. نزدیکترین نشانگر به موقعیت این QTL نشانگر GUJ0055 بود. نتایج حاصل از این آنالیز در جدول و شکل 5 خلاصه شده است.

جدول 2- خلاصه آمار توصیفی داده­های پرندگان نسل F₂ بلدرچین ژاپنی.

Table 2- Summary statistics for the Japanese quail F₂ birds data.

¹ میانگین تصحیح شده برای اثرات ثابت جنس و هچ، ² انحراف معیار باقی­مانده، ³ ضریب تغییرات.

¹ Trait mean adjusted for fixed effects included in the model, ² Residual  standard  deviation, ³ Coefficient of variation.

جدول 3- خلاصه نتایج حاصل از برازش مدل اثر افزایشی، غلبه و ایمپیرینتینگ QTL.

Table 3- Summary of QTL results obtained from modeling of additive, dominance and imprinting QTL effects.

¹ PSW: وزن پیش معده، UGW: وزن غده یوروپیجیال، BFW: وزن بورس فابریسیوس، PSP: درصد پیش­معده. ² درصد واریانس فنوتیپی ناشی از QTL. ³ اثر افزایشی QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. ⁴ اثر غلبه QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. ⁶ اثر ایمپیرینتینگ QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. ** اثر معنی­دار QTL در سطح 1 درصد در سطح کروموزوم.

¹ PSW: Pre-stomach weight, UGW: Uropygial gland weight, BFW: Bursa of fabricius weight, PSP: Pre-stomach percentage. ² proportion of phenotypic variance of the F2 population explained by QTL. 3 The additive QTL effect. 4 The dominance QTL effect. 5 The imprinting QTL effect. ** P < 0.01 chromosome-wide significant of QTL.

شکل 3- پروفیل آماره F حاصل از برازش مدل اثر افزایشی، غلبه و ایمپیرینتینگ QTL. خطوط افقی آستانه­های معنی­دار در سطح 5 و 1 درصد را نشان می­دهد.

Figure 3- F statistic curve resulted from modeling of additive, dominance and imprinting QTL effects. The horizontal lines represent 5 and 1% chromosome-wide significant levels of linkage.

جدول 4- خلاصه نتایج حاصل از برازش مدل اثر متقابل QTL و هچ.

Table 4- Summary of QTL results obtained from modeling QTL by hatch interaction.

¹ IP: درصد روده. ² درصد واریانس فنوتیپی ناشی از QTL. ³ اثر متقابل QTL و هچ. ⁴ اثر افزایشی QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. ⁵ اثر غلبه QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. ⁶ اثر ایمپیرینتینگ QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. * اثر معنی­دار QTL در سطح 5 درصد در سطح کروموزوم.

¹ Intestine percentage. ² proportion of phenotypic variance of the F₂ population explained by QTL. ³ QTL by hatch interaction effect. ⁴ The additive QTL effect. ⁵ The dominance QTL effect. ⁶ The imprinting QTL effect. * P < 0.05 chromosome-wide significant of QTL.

شکل 4- پروفیل آماره F حاصل از برازش مدل اثر متقابل هچ با اثر افزایشی، غلبه یا ایمپیرینتینگ QTL. خطوط افقی آستانه­های معنی­دار در سطح 5 و 1 درصد را نشان می­دهد.

Figure 4- F statistic curve resulted from modeling of additive, dominance and imprinting QTL effects by hatch interaction. The horizontal lines represent 5 and 1% chromosome-wide significant levels of linkage.

با برازش 3 مدل مختلف به طور کلی 8 QTL معنی­دار برای صفات مورد مطالعه در این پژوهش روی کروموزوم 1 بلدرچین ژاپنی نقشه­یابی شد. 3 QTL موثر بر وزن پیش­معده، درصد پیش­معده و درصد روده دارای اثر افزایشی بود. منظور از اثر افزایشی QTL متوسط تفاوت دو ژنوتیپ هموزیگوت QTL (qq و QQ) می­باشد. برآورد های اثر افزایشی QTL برای این صفات همگی مثبت بود. 3 QTL مؤثر بر وزن غده یوروپیجیال، وزن سنگدان و درصد غده یوروپیجیال دارای اثر غلبه ژنی بود. منظور از اثر غلبه QTL یعنی انحراف میانگین دو ژنوتیپ هموزیگوت QTL از ژنوتیپ هتروزیگوت (Qq).  به عنوان مثال اثر غلبه برای صفت وزن سنگدان 79/0 برآورد شد که نشان می­دهد ژنوتیپ هتروزیگوت اثر غلبه مثبتی بر افزایش وزن سنگدان به مقدار 79/0 گرم دارد. 2 QTL مرتبط با وزن و درصد بورس­فابریسیوس دارای اثر ایمپرینتینگ (اثر منشأ والدی) معنی­دار بود. ایمپرینتینگ معمولاً هنگام گامتوژنز که ژنوم والدین دستخوش تغییر و تبدیل می­شود رخ می­دهد. نتیجه این است که ژن­های مشابهی که از والدین پدری یا مادری به ارث برده می­شوند به طور متفاوتی بیان شوند. یک مکانیسم مولکولی کلیدی که منجر به ایمپرینتینگ می­شود متیلاسیون DNA است که در آن ژن­ها در تخم و اسپرم به طور متفاوت متیله می­شود و توارث این علایم اپی­ژنتیک سبب بیان متفاوت این ژن­ها می­شود (Reik and Walter 2001).

از معنی­دار بودن اثرات متقابل QTL و هچ برای صفات ذکر شده می­توان چنین نتیجه گرفت که احتمالاً جایگاه­های ژنی متفاوتی در هچ­های مختلف بر صفات مورد نظر اثر معنی­دار دارند. در مورد اثر متقابل معنی­دار QTL با جنسیت نیز می­توان گفت احتمالاً ژن­های متفاوتی در دو جنس بر بروز صفات ذکر شده تأثیر می­گذارند.

جدول 5- خلاصه نتایج حاصل از برازش مدل اثر متقابل QTL و جنس.

Table 5- Summary of QTL results obtained from modeling QTL by sex interaction.

¹ GW: وزن سنگدان، UPG: درصد غده یوروپیجیال، BFP: درصد بورس­فابریسیوس. ² درصد واریانس فنوتیپی ناشی از QTL. ³ اثر متقابل QTL و جنس. ⁴ اثر افزایشی QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. ⁵ اثر غلبه QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. ⁶ اثر ایمپیرینتینگ QTL (اشتباه استاندارد) به واحد انحراف معیار باقی­مانده. * و ** اثر معنی­دار QTL در سطح 5 و 1 درصد در سطح کروموزوم.

¹ GW: Gizzard weight, UGP: Uropygial gland percentage, BFP: Bursa of fabricius percentage. ² proportion of phenotypic variance of the F2 population explained by QTL. ³ QTL by sex interaction effect. ⁴ The additive QTL effect. ⁵ The dominance QTL effect. ⁶ The imprinting QTL effect. * and ** P < 0.05 and P<0.01 chromosome-wide significant of QTL.

شکل 5- پروفیل آماره F حاصل از برازش مدل اثر متقابل جنس با اثر افزایشی، غلبه یا ایمپیرینتینگ QTL. خطوط افقی آستانه­های معنی­دار در سطح 5 و 1 درصد را نشان می­دهد.

Figure 5- F statistic curve resulted from modeling of additive, dominance and imprinting QTL effects by sex interaction. The horizontal lines represent 5 and 1% chromosome-wide significant levels of linkage.

با توجه به اینکه ایجاد تمام جمعیت F₂ به طور یکباره و در طی یک هچ امکان پذیر نبود، برای تولید حداکثر میزان نتاج F₂ به ازای هرکدام از والدین نر، در طی 5 هچ متوالی این جمعیت ایجاد شد. بنابراین اثر هچ به عنوان یک اثر ثابت تاثیر قابل توجهی در شناسایی جایگاه های موردنظر داشت.

منظور از واریانس فنوتیپی ناشی از QTL، بخشی از واریانس فنوتیپی صفت مورد نظر است که به وسیله QTL ایجاد می شود. در هر موقعیت روی کروموزوم، نقشه یابی QTL با استفاده از مدل های مختلف تعیین می کند که آیا میزان واریانس معنی دار موجود در آن صفت کمی را می توان به یک QTL موجود در آن نقطه ربط داد یا خیر. واریانس QTL برآورد شده در پژوهش حاضر برای QTL های با اثر افزایشی در محدوده %29/7–06/4، برای QTL های با اثر غلبه در محدوده %65/4–96/1 و برای QTL های با اثر ایمپرینتینگ در محدوده %25/6–70/2 بود.

بلدرچین ژاپنی از لحاظ فیلوژنی به گونه مرغ بسیار نزدیک است و همولوژی بسیار زیادی بین ژنوم دو گونه وجود دارد. هر دو گونه دارای کاریوتیپی متشکل از 78 = n2 کروموزوم می­باشند. با مقایسه موقعیت QTL های شناسایی شده روی کروموزوم 1 بلدرچین ژاپنی با موقعیت QTL های گزارش شده برای صفات مشابه در مرغ، می­توان این این بخش از ژنوم را از لحاظ ساختاری بررسی کرد (Kayang et al., 2006). از بین 8 صفت معنی­دار در این پژوهش برای صفات وزن و درصد پیش­معده، وزن و درصد غده یوروپیجیال و درصد روده تاکنون QTL معنی­دار گزارش نشده است. برای وزن و درصد بورس­فابریسیوس که به ترتیب در موقعیت­های 9 و 1 سانتی­مورگان QTL های معنی­دار روی کروموزوم 1 بلدرچین ژاپنی شناسایی شد، در مرغ روی کروموزوم 1 برای این صفت QTL معنی­دار گزارش نشده است ولی روی کروموزوم­های 17 و 26 به ترتیب در موقعیت­های 32 و31 سانتی­مورگان QTL های معنی­داری گزارش شده است (Park et al 2006). برای وزن سنگدان در پژوهش حاضر در ناحیه سانترومری و در موقعیت 0 سانتی­مورگان یک QTL معنی­دار شناسایی شد. برای این صفت در مرغ تاکنون 4 QTL معنی­دار روی کروموزوم 1 به ترتیب در موقعیت­های 162 و 187 و در فاصله­های 455-443 و 475-442 گزارش شده است (Navarro et al 2005; Nones et al 2006; Gao et al 2009; Boschiero et al 2013). علت اینکه برای این صفت در مرغ نسبت به بلدرچین تعداد QTL بیشتری گزارش شده است می­تواند به دلیل تراکم بیشتر نشانگرهای ریزماهواره روی کروموزوم 1 مرغ نسبت به بلدرچین باشد.

در سال­های اخیر چندین پژوهش به منظور نقشه­یابی صفات اقتصادی در بلدرچین ژاپنی انجام شده است که در هیچ یک از این پژوهش­ها وزن و درصد ارگان­های مختلف بدن بررسی نشده است و این اولین گزارش در زمینه نقشه­یابی جایگاه­های ژنی  موثر بر این صفات روی کروموزوم 1 در بلدرچین ژاپنی می­باشد و اطلاعات جدید و مهمی را در این زمینه ارائه می­دهد. نتایج این پژوهش نقش توارث غیر مندلی (ایمپیرینتینگ ژنومی) را در وزن و درصد بورس­فابریسیوس که نخستین ارگان درگیر در گسترش سیستم ایمنی طیور است را نشان می­دهد. از نتایج حاصل از این مطالعه می­توان نتیجه گرفت که جایگاه­های ژنی مؤثری بر وزن و درصد ارگان­های بدن روی کروموزوم 1 بلدرچین وجود دارد ولی برای درک بهتر ساختار ژنتیکی این صفات به مطالعات بیشتری نیاز می­باشد. البته می­توان از نتایج حاصل از این پژوهش در مراحل بعدی نقشه­یابی QTL مثل نقشه­یابی دقیق و مطالعات ژن کاندیدا استفاده نمود.

سپاسگزاری

هزینه انجام این تحقیق از محل گرانت پژوهشی دانشگاه شهید باهنر کرمان به نگارنده دوم مقاله و همچنین از محل بودجه پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی کرمان (قرارداد شماره 1142/1) تامین گردیده است. نگارندگان مقاله از کارکنان و دانشجویان دو مرکز یاد شده کمال تشکر و سپاسگزاری را دارند.