برآورد فراسنجه های ژنتیکی مولفه های منحنی رشد حاصل از مقایسه مدلهای غیرخطی در گوسفند مغانی

سابقه و هدف: وزن بدن در سنین مختلف و سرعت رشد، از صفات اقتصادی مهم گوسفند به شمار رفته و به عنوان معیار انتخاب در برنامه‌های اصلاح نژاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. رشد را می‌توان به ‌صورت افزایش تعداد سلول‌های بدنی یا افزایش وزن و حجم بدن در دوره خاصی از طول عمر دام تعریف نمود. منحنی رشد حیوانات را می‌توان با استفاده از مدل‌های ریاضی مختلف توصیف نمود. مولفه‌های منحنی رشد در گونه‌های مختلف دام توراث پذیر هستند. بنابراین می‌توان ظرفیت ‌ژنتیکی حیوانات را برای مولفه‌های منحنی رشد پیش‌بینی نمود. بدین ترتیب امکان تغییر شکل منحنی رشد در جمعیت، ازطریق انتخاب دامها بر اساس مولفه‌های منحنی رشد در برنامه‌های اصلاح نژادی وجود دارد. بهترین تابع توصیف کننده منحنی رشد بسته به نژاد و جمعیت تحت بررسی می‌تواند متفاوت باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی توانایی مدلهای غیر خطی مختلف در برازش منحنی رشد گوسفند نژاد مغانی و برآورد پارامترهای ژنتیکی خصوصیات منحنی رشد در این نژاد بود.مواد و روش‌ها: در این پژوهش، از رکوردهای وزن بدن گوسفندان نژاد مغانی که طی سال‌های 1368 تا 1396 در ایستگاه اصلاح نژاد جعفرآباد مغان جمع‌آوری‌شده بود جهت بررسی منحنی رشد و برآورد پارامترهای ژنتیکی خصوصیات منحنی رشد استفاده شد. از چهار مدل غیرخطی شامل مدل‌های برودی، لجستیک، گومپرتز و ون برتالانفی برای توصیف منحنی رشد گوسفند نژاد مغانی استفاده شد. مدل‌ها با استفاده از رویه nlin نرم‌افزار sas 9. روی رکوردهای وزن بدن دام‌ها در سنین مختلف برازش داده شد. مدل‌های مورد استفاده دارای سه مولفه‌ شامل a (وزن بلوغ )، b (وزن اولیه دام) و k (نرخ بلوغ) بودند. از شاخص‌های نیکوئی برازش شامل ضریب تبیین، میانگین مربعات خطا و شاخص اطلاعات آکائیک جهت انتخاب بهترین مدل استفاده شد. پس از برازش مدل‌های غیرخطی و انتخاب بهترین مدل، مولفه‌های منحنی رشد تک تک دامها با استفاده از بهترین مدل غیرخطی برآورد شد. سپس عوامل غیر ژنتیکی موثر بر مولفه‌های منحنی رشد با استفاده از رویه glm مورد بررسی قرار گرفت. شش مدل دام تک متغیره که به لحاظ اثرات محیطی دائمی مادری، اثر ژنتیکی مادری و همچنین کوواریانس بین اثر ژنتیکی مستقیم و مادری با هم متفاوت بودند، برای تجزیه ‌و تحلیل صفات مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین سه آنالیز دومتغیره بین مولفه‌های منحنی رشد جهت برآورد همبستگی ژنتیکی بین مولفه‌ها انجام شد. یافته‌ها: طبق نتایج این تحقیق، مدل لجستیک با کمترین میانگین مربعات خطا و معیار اطلاعات آکائیک و بیشترین ضریب تبیین بهترین مدل جهت توصیف منحنی رشد گوسفندان مغانی بود. مقادیر مولفه‌های وزن بلوغ (a)، وزن اولیه دام (b) و نرخ بلوغ (k) توسط مدل لجستیک به ترتیب 40.32، 7.58 و 0.027 برآورد گردید. اثرات ثابت جنس بره، تیپ تولد، سال و ماه زایش و همچنین سن مادر در هنگام زایش تاثیر معنی‌داری بر مولفه‌های منحنی رشد داشتند. از بین شش مدل خطی برازش شده، مدلهای شماره شش، دو و چهار به ترتیب به عنوان بهترین مدل جهت تجزیه و تحلیل مولفه‌های وزن بلوغ (a)، وزن اولیه دام (b) و نرخ بلوغ (k) انتخاب شدند. وراثت پذیری مستقیم مولفه‌های وزن بلوغ (a)، وزن اولیه دام ( b) و نرخ بلوغ (k) به ترتیب 0.17، 0.08 و 0.19 برآورد گردید. مقادیر همبستگی ژنتیکی برآورد شده حاصل از تجزیه و تحلیل دو متغیره بین مولفه‌های a-b، a-k و b-k به ترتیب 0.06، 0.03 و 0.0003- بود. نتیجه‌گیری: در میان چهار مدل غیرخطی مورداستفاده، مدل لجستیک بهترین برازش و انطباق را برای رشد گوسفند مغانی داشت. طبق نتایج این تحقیق مولفه‌های منحنی رشد این نژاد وراثت پذیری قابل قبولی داشتند، بطوریکه می‌توان از این صفات در برنامه‌های اصلاح نژاد جهت تغییر منحنی رشد دامها و بهبود الگوی رشد آنها استفاده نمود.

Estimation of genetic parameters of growth curve components obtained from comparison of nonlinear models in Moghani sheep

Background and objectives: The traits of economic importance such as body weight at different ages and growth rate in sheep are used as selection criteria in breeding programs. Growth can be defined either as an increase in the number of body cells or an increase in body weight and volume over a period of a lifetime. Animal growth curves can be described using various mathematical models. Growth curve components are heritable in different species. Therefore, the genetic potential of animals can be predicted for growth curve components. The best function describing the growth curve can vary depending on the breed and population under study. The aim of the present study was to investigate the ability of different nonlinear models to fit the growth curve of Moghani sheep and to estimate the genetic parameters of the growth curve characteristics in this breed.Materials and methods: In the current study, the data related to the body weights of Moghani sheep collected at the Moghani sheep breeding station in Jafarabad, Moghan, during the years 1989 – 2016 were used to investigate the growth curve and estimating the genetic parameters of the growth curve characteristics in this breed. Four nonlinear models including Brody, Logistic, Gompertz and von Bertalanffy were used to describe the growth curve of Moghani sheep. All models were fitted on the body weight records of animals at different ages using the NLIN procedure of SAS 9.0 software. The models used have three components including A (maturity weight), B (initial weight of animal) and K (maturity rate). Goodness-of-fit indices including coefficient of determination (R2), Root-Mean-Square Error (RMSE) and Akaike information criterion (AIC) were used to select the best model. After fitting the nonlinear models and selecting the best model, the components of the growth curve of individual animals were estimated using the best nonlinear model. Then, non-genetic factors affecting the growth curve components were investigated using the GLM procedure of SAS. Six univariate animal models that differed in terms of maternal permanent environmental effects and maternal genetic effect as well as covariance between direct and maternal genetic effects were used to analyze the traits. Also, three bivariate analyzes between growth curve components were performed to estimate the genetic correlation between traits.Results: According to our results, the logistic model with the lowest MSE and AIC and the highest R2 was the best model to describe the growth curve of Moghani sheep. The estimated values for the maturity weight (A), initial weight of animal (B) and maturity rate (K) by the logistic model were 40.328, 7.582 and 0.0270, respectively. The fixed effects of lamb sex, birth type, year and month of calving as well as dam age at calving had a significant effect on the components of the growth curve. Between the six fitted linear models, models number six, two and four were selected as the best models to analyze the components of maturity weight (A), initial weight of animal (B) and maturity rate (K), respectively. Direct heritability for maturity weight (A), initial weight of animal (B) and maturity rate (K) were estimated to 0.17, 0.08 and 0.19, respectively. Estimates of genetic correlation obtained from bivariate analysis between A-B, A-K and B-K were 0•06, 0•03 and −0•0003, respectively.Conclusion: Among the four nonlinear models used, the logistic model had the best fit for the growth of Moghani sheep. According to the results of our study, the growth curve components of this breed had an acceptable heritability, so that these traits could be used in breeding programs to alter the growth curve and improve the growth pattern of animals in this breed.