קוד זיהוי - 364-0177-05

 

 מיפוי עדין בכרומוזום 7 של גנים המשפיעים על תכונות כלכליות בבקר לחלב

סרוסי איל - חוקר ראשי, רון מיכאל, ולר יהודה - חוקרים משניים.

תקציר

סקירה כללית של גנום אוכלוסיית בקר לחלב בישראל הצביעה על קיום גנים כמותיים על כרומוזום 7. גנים אלה משפיעים על ייצור חלב, שומן, חלבון, ריכוז תאים סומאטיים, הישרדות, ואינדקס הטיפוח הישראלי. בפרים פלור, בוטח, סינבד, ופצפון נמצא כי גנים אלה מתפצלים. מיפוי עדין לפי מקטעים שערכנו בבנות פלור העיד שיתכן שהאפקט שנצפה נובע משני גנים. האחד קרוב למקום 25 יחידות מפה (י"מ), השפיע בעיקר על ייצור שומן וחלבון בערך מובהקות גבוה מאוד (F קרוב ל-17 עבור ייצור שומן). הגן השני, במרכז הכרומוזום, קרוב למקום 45 י"מ, השפיע על ריכוז תאים סומאטיים והישרדות. מטרות המחקר היו לבצע מיפוי עדין של כרומוזום 7 עבור משפחות הפרים הנ"ל עם השפעות מובהקות, ולקבוע אם אכן מתפצלים שני גנים כלכליים בכרומוזום זה. בשנה הראשונה השלמנו מיפוי עדין במבנה בתי אב בבנות הפרים בוטח וסינבד. מפוי זה חזר על הממצא של שני גנים כמותיים. כדי לאמת את ממצאי המיפוי חזורנו עליו במדגם בלתי תלוי. לשם כך, נבחנו בשנה השניה 768 נכדות בוטח במבנה "בית-סב מתוקן", עבור הגן במרכז הכרומוזום. אולם לא ניתן היה לאשש, בצורה נחרצת, במבנה זה את הממצאים הראשוניים. הוחלט מכלל התכונות שאופיינו לאורך הכרומוזום להתמקד בפוריות לה נמצאה השפעה מובהקת בבנות בוטח. האישוש למיפוי גן לפוריות לכרומוזום 7 נתמך על ידי קבוצות מחקר נוספות. מפוי עדין של התכונה נעשה בשנה השלישית בבנות בוטח, מפי, פצפון , סיר ושנף. תוצאות המחקר סוכמו במאמר הרצ"ב והן כוללות, לאחר שקלול של כל הסמנים שבדקנו בכרומוזום, מיפוי עדין של הגנים הכמותיים הבאים: כמות חלבון ואחוז שומן ב- 34 י"מ; תאים סומטיים ב- 65 י"מ; השרדות ב- 79 י"מ; ופוריות ב-12 י"מ. ההשפעות על השרדות ופוריות אומתו גם במבנה של בית סב. תדירות האללים הכלכליים לשתי תכונות אלה מוערכת בפחות מ-50%, בבקר לחלב בישראל, ועל כן, השבחה באמצעות הסמנים לתכונות אלה, צפויה להביא לשיפור משמעותי.

בשנת 2004 התפרסמו תוצאות סריקת הגנום עבור גנים כמותיים המשפעים על תשע תכונות כמותיות לפי מבנה ניסוי של בתי אב. נקבעו גנוטיפים ל-5221 פרות מ-11 בתי-אב עבור 73 סמנים גנטיים הממוקמים על כל 29 האוטוזומים של הבקר. איתרנו גנים המשפיעים על כל התכונות שנבדקו, להוציא פוריות נקבית. לפני שנה דווחנו על גן כמותי בכרומוזום 7 המשפיע על פוריות בנות, ומתפצל בבנות מפי ובוטח. בסקירת הגנום נמצאו גנים כמותיים על כרומוזום 7 עבור כל יתר התכונות הכלכליות. מטרת המחקר הנוכחית היתה לבחון את כל 11 המשפחות עבור מספר רב של סמנים לאורך כרומוזום 7, כשלב ראשון למיפוי עדין של הגנים המתפצלים על הכרומוזום הזה. נבדקו עשר תכונות, כולל התמדת בתנובת חלב, בנוסף לתשע התכונות שנבדקו בסקירה הכללית.
נקבעו גנוטיפים ל-27 סמנים גנטיים לאורך הכרומוזום עבור 5391 פרות בנות 11 בתי אב. הפרים ומספר הבנות לפי בתי אב מופיעים בטבלה 1. נקבעו הגנוטיפים של הבנות רק עבור אותם הסמנים שהיו הטרוזיגוטים באבותיהן. ניתן לקבוע את האלל האבהי של הפרה רק כאשר הגנוטיפ של הבת שונה מהגנוטיפ של אביה. מרחק התאחיזה בין הסמנים נקבע לפי התכנית   Crimap (
http://linkage.rockefeller.edu/soft/crimap. הסמנים כללו 156 יחידות מיפוי.

 

טבלה 1. מספר בנות שנבדקו לפי בתי אב


בשלב ראשון נקבעה השפעת האלל האבהי על כל אחד מהתכונות הכמותיות לפי מבחן F. עבור משפחות עם השפעות מובהקות על אחד התכונות, נקבע מיקום הגן הכמותי ע"י "מיפוי לפי מקטעים" (interval mapping). לפי שיטה זו משתמשים במידע מכל הסמנים המתפצלים בכל בית אב.
מספר המשפחות עם השפעות מובהקות, מספר הפרות בניתוח, מיקום ההשפעה המירבי, ערכי F, וההסתברויות שלהם מופיעים בטבלה 2 עבור כל תכונה.

 

טבלה 2. מספר המשפחות עם השפעות מובהקות, מספר הפרות בניתוח, מיקום ההשפעה המירבי, ערכי F, וההסתברויות שלהם.

היו השפעות מובהקות ברמת 5% עבור כל התכונות להוציא התמדה, למרות שהיתה השפעה מובהקת ברמה 10-4 של סמן אחד על התמדה. ההשפעה המובהקת ביותר הייתה עבור ק"ג שומן, 10-8. השיא עבור רוב התכונות היה קרוב ל-30 יחידות מיפוי, אבל נמצאה השפעה חזקה על סת"ס במקום 65.

 


מיפוי לפי מקטעים עבור תכונות יבול חלב מופיע באיור 1. בהתאם לתוצאות בטבלה 2, השיא לק"ג שומן, % שומן וחלבון נמצאים קרוב ל-40 יחידות מיפוי. לכן, סביר להניח שאותו גן משפיע על שלושת תכונות האלה. עבור כל חמשת המשפחות, האלל שגרם לעליה בק"ג שומן גם גרם לעליה באחוז שומן וק"ג חלבון.
היו שני פרים עם השפעות מובהקות עבור PD04, פלור וסינבד. באיור 2 מופיעות העקומה הכללית והעקומות עבור פלור וסינבד. למרות שהשיא הכללי היה במקום 30, היה שיא שני עבור פלור במקום 80, המעיד על גן נוסף המשפיע על אינדקס הטיפוח.


הפרים פלור ובוטח התפצלו עבור גן המשפיע על סת"ס. באיור 3 מופיעות העקומה הכללית, והעקומות עבור פלור ובוטח. כאמור, השיא הכללי וכן השיא עבור שני הפרים נמצא מקום 65. לכן, סביר שאותו גן מתפצל בשתי משפחות.


הפרים פלור, בוטח וסקורר התפצלו עבור הגן המשפיע על הישרדות. באיור 4 מופיעות העקומה הכללית, והעקומות עבור הפרים האלה. העקומות עבור פלור ובוטח דומות, אך העקומה עבור סקורר שונה. לכן, יתכן שגן אחר מתפצל בבנות סקורר.
תוצאות המחקר סוכמו במאמר, שהוגש לפרסום. תוכנית מחקר ממשיכה מתמקדת באפיון הגנים המשפיעים על מדדי הפוריות וסת"ס בכרומוזום 7.

 


סיכום עם שאלות מנחות
נא לענות על כל השאלות, בקצרה ולעניין, ב 3 עד 4 שורות מכסימום לכל שאלה (לא תובא בחשבון חריגה מגבולות המסגרת המודפסת).
שיתוף הפעולה שלך יסייע לתהליך ההערכה של תוצאות המחקר. הערה: נא לציין הפנייה לדו"ח אם נכללו בו נקודות נוספות לאלה שבסיכום.

1.                  מטרות המחקר לתקופת הדו"ח תוך התייחסות לתוכנית העבודה.

1. מיפוי עדין (fine mapping) של גנים כמותיים על כרומוזום 7, המשפיעים על התכונות הנכללות באינדקס הטיפוח של עדר הבקר הישראלי לחלב.

2.      איתור סמנים מסוג SNP בגנים מועמדים.

3. זיהוי הפלוטיפים הקשורים ל- QTL.

3.                  עיקרי הניסויים והתוצאות שהושגו בתקופה אליה מתייחס הדו"ח.

מיפוי עדין של הגנים הכמותיים הבאים: כמות חלבון ואחוז שומן ב- 34 י"מ; תאים סומטיים ב- 65 י"מ; השרדות ב- 79 י"מ; ופוריות ב-12 י"מ.  ההשפעות על השרדות ופוריות אומתו גם במבנה של בית סב.

המסקנות המדעיות וההשלכות לגבי יישום המחקר והמשכו. האם הושגו מטרות המחקר בתקופת הדו"ח.

מטרת המחקר (1) בתקופת הדו"ח הושגה. שאר המטרות מושגות בתוכניות המשך. תדירות האללים הכלכליים להשרדות ופוריות מוערכת בפחות מ-50%, בבקר לחלב בישראל, ועל כן, השבחה באמצעות הסמנים לתכונות אלה, צפויה להביא לשיפור משמעותי.

4.            הבעיות שנותרו לפתרון ו/או השינויים שחלו במהלך העבודה (טכנולוגיים, שיווקיים ואחרים); התייחסות המשך המחקר לגביהן, האם יושגו מטרות המחקר בתקופה שנותרה לביצוע תוכנית המחקר.

זיהוי הגנים הכמותים והשונות האחראית.

האם הוחל כבר בהפצת הידע שנוצר בתקופת הדו"ח - יש לפרט: פרסומים – כמקובל  בביבליוגרפיה, פטנטים - יש לציין מס' פטנט, הרצאות וימי עיון - יש לפרט מקום ותאריך.

 

מ. רון, ש. ריכב, מ. גוליק, א. סרוסי, י. ולר. איתור גנים כמותיים בכרומוזום 7 לפוריות ויצרנות בעדר הבקר הישראלי. תקציר. הכנס השנתי ה-18 למדעי הבקר. 6-8 ביוני 2006.

פרסום הדו"ח: אני ממליץ לפרסם את הדו"ח: (סמן אחת מהאופציות)

       ×         ללא הגבלה (בספריות ובאינטרנט)

לכל המבזקים....
office@milk.org.il פקס: 972-3-9564766 טל: 972-3-9564750 דרך החורש 4 , ת"ד 97, יהוד 5647003
מופעל באמצעות מעוף - מגוון אפקט