کاربرد بیوتکنولوژی در آبزی پروری: ژینوژنز و آندروژنز


مقدمه
ماده زایی(ژینوژنز) را می توان " فرایند تكامل جنینی تنها با محتویات ژنتیكی مادری، بدون دخالت مواد وراثتی پدری" تعریف نمود.در واقع ماده زایی نوع ویژه ای از بكرزایی (پارتنوژنز) می باشد كه در آن جنین بعد از فعال شدن تخم با اسپرمی كه از نظر ژنتیكی غیر فعال گردیده، رشد و نمو نموده و تنها حاوی مواد وراثتی منتقل شده از مادر می باشد. نرزایی یا آندروژنز فرآیندی است كه در نتیجه ی آن نسلی تمام نر ایجاد می گردد. نر زایی طبیعی در ماهیان دورگه ای كه فاصله ی ژنتیكی آنها از هم زیاد می باشد و یا ژنوم های سازگار ندارند دیده می شود. ماده زایی و نر زایی كوتاه ترین مسیر وموثرترین روش ها برای ایجاد لاین همخون هموزیگوت می باشند. با انجام آمیزش بازگشتی این لاین های همخون با ذخایر هتروزیگوت، نسلی با رشد 30-40 درصد بالاتر از نسل طبیعی ایجاد می شود. علاوه بر این از این تكنیك می توان در تولید جمعیت تك جنس بهره برد.
ماده زایی:
ماده زایی را می توان " فرایند تكامل جنینی تنها با محتویات ژنتیكی مادری، بدون دخالت مواد وراثتی پدری" تعریف نمود.در واقع ماده زایی نوع ویژه ای از بكرزایی (پارتنوژنز) می باشد كه در آن جنین بعد از فعال شدن تخم با اسپرمی كه از نظر ژنتیكی غیر فعال گردیده، رشد و نمو نموده و تنها حاوی مواد وراثتی منتقل شده از مادر می باشد.در این حالت زیگوت (تخم لقاح یافته) N كروموزومی یا هاپلوئیدند. این ماهیها از لحاظ ریخت شناسی ناهنجار بوده (سندرم هاپلوئید) و قبل از تخم گشایی و یا بلافاصله بعد از آن می میرند.از علائم سندرم هاپلوئید در ماهی می توان به منحنی شكل شدن ناحیه ی دمی اشاره نمود.
در ماده زایی طبیعی، بازگشت حالت دیپلوئید(N2 كروموزومی) بطور خودانگیز صورت می پذیرد ولی در شرایط القاء مصنوعی ماده زایی این كار از طریق اعمال شوك های محیطی (شوك دمایی ،فشار هیدروستاتیك و ...) انجام می گیرد.
در برخی از گونه های خانواده كپور ماهیان دنداندار زنده زا(Poecilia formosa) و كپور ماهیان (Carassius auratus) ماده زایی طبیعی دیده شده است.
القاء ماده زایی
القاء مصنوعی ماده زایی از طریق حذف یا تغییر ماهیت مواد ژنتیكی(DNA) اسپرم بوسیله ی اشعه ی U.V. ،اشعه ی گاما یا مواد شیمیایی و فعال كردن تخم ها با اسپرم های اشعه دیده انجام می گیرد. از آنجایی كه در اثر از بین رفتن محتویات ژنتیكی اسپرم، تخم ها بعد از لقاح فاقد كروموزوم پدری می باشند، در نتیجه هاپلوئید خواهند شد. همانطوریكه قبلا بیان گردید، ماهیهای هاپلوئید از لحاظ ریخت شناسی ناهنجار بوده (سندرم هاپلوئید) و قبل از تخم گشایی و یا بلافاصله بعد از آن می میرند. بدین دلیل بازگرداندن حالت دیپلوئیدی (N2 كروموزوم) در جنین با استفاده از شوك های محیطی، ضروریست.
روش های ماده زایی
ماده زایی میوزی یا ماده زایی هتروزیگوت
در این روش تقسیم میوزی تخمك در مرحله ی متافاز میوز دو متوقف می گردد؛ به عبارت ساده تر از خروج گویچه ی قطبی دوم جلوگیری به عمل می آید. در این روش بعد از از بین بردن محتویات ژنتیكی اسپرم و لقاح تخم با این اسپرم های غیر فعال از لحاظ وراثتی ولی فعال از لحاظ بیولوژیكی، با بكار بردن شوك های محیطی دومین گویچه ی قطبی در تخم محبوس می گردد. نتیجه ی این فرایند تولید زیگوت دیپلوئید (N2 كروموزوم) با رشد طبیعی كه از لحاظ وراثتی حاوی كروموزوم های مادری بوده و دارای جنسیت ماده است، می باشد.
ماده زایی میوزی یا ماده زایی هموزیگوت
در ماده زایی میتوزی بعد از لقاح تخم توسط اسپرمی كه محتویات ژنتیكی آن توسط اشعه ی U.V. ،اشعه ی گاما یا مواد شیمیایی از بین رفته است، اجازه خروج دومین گویچه ی قطبی از تخم داده می شود ( برخلاف روش قبلی) .در نتیجه تخم های لقاح یافته ایی بدست می آید كه داری یك سری كروموزوم( Nكروموزوم ) می باشند. با توقف روند طبیعی تقسیم میتوزی در اولین تقسیم سلولی ، این تخم های هاپلوئید به جنین N 2 كروموزومی تبدیل می گردند. نكته ی كلیدی در این روش شوك دهی در زمان بین همانند سازی كروموزوم ها و جدا شدن كروموزوم ها و ورود محتویات سلولی به دوسلول مجزا می باشد.
آنچه در القاء ماده زایی در ماهی حائز اهمیت می باشد، زمان دقیق شوك دهی و مدت زمان لازم برای اشعه دادن اسپرم برای از بین بردن محتویات ژنتیكی ، بدون از بین رفتن فعالیت بیولوژیكی آن می باشد. به عنوان مثال مدت زمان اشعه دادن اسپرم كپور ماهیان هندی 17-20 دقیقه و برای كپور معمولی 35-40 دقیقه گزارش شده است. شرایط مطلوب حبس دومین گویچه ی قطبی (در ماده زایی میوزی) و شوك دهی در ماده زایی میتوزی در گونه های محتلف متغیر می باشد. در باس دریایی شوك سرمایی(0-1 درجه سانتی گراد) به مدت 15-20 دقیقه ، 5 دقیقه پس از لقاح و فشار هیدروستاتیك 8500 پی.اس.آی ، 2 دقیقه پس از لقاح بهترین نتایج را در پی داشته است.در تیلاپیا ، ماده زایی میتوزی بوسیله ی شوك حرارتی (41 درجه سانتی گراد) به مدت 5/3 دقیقه در 5/27 -30 دقیقه پس از لقاح القاء گردیده است.

نرزایی:
نرزایی یا آندروژنز فرآیندی است كه در نتیجه ی آن نسلی تمام نر ایجاد می گردد. نر زایی طبیعی در ماهیان دورگه ای كه فاصله ی ژنتیكی آنها از هم زیادمی باشد و یا ژنوم های سازگارندارند دیده می شود. مانند دورگه ی كپور معمولی ماده و كپور علفخوار نر.
دو روش برای القای نر زایی در ماهیها معمول می باشد. اولین روش ژنوم مادری با استفاده از اشعه U.V. گاما یا مواد شیمیایی (مشابه آنچه در ماده زایی بر روی اسپرم انجام می گیرد) از بین برده و در ادامه تخم های اشعه داده شده با اسپرم های طبیعی لقاح داده می شود. سپس در زمان اولین تقسیم سلولی برای جلوگیری از تقسیم سلول ها شوك های حرارتی یا شوك فشار هیدروستاتیك بر تخم وارد می گردد كه به واسطه ی آن دو هسته ی هاپلوئید (N كوروموزومی) با هم تركیب شده وهسته ی دیپلوئید(N2كوروموزومی) تولید می شود. در روش دوم ابتدا محتویات ژنتیكی تخم بوسیله ی اشعه از بین رفته و سپس با اسپرم یك ماهی تتراپلوئید (N 4كوروموزومی) لقاح داده می شود.
كاربرد ماده زایی و نر زایی
ماده زایی و نر زایی كوتاه ترین مسیر وموثرترین روش ها برای ایجاد لاین همخون هموزیگوت می باشند. با انجام آمیزش بازگشتی این لاین های همخون با ذخایر هتروزیگوت، نسلی با رشد 30-40 درصد بالاتر از نسل طبیعی ایجاد می شود. علاوه بر این از این تكنیك می توان در تولید جمعیت تك جنس بهره برد.منبع:سید مرتضی ابراهیم زاده
دانش آموخته ی دانشگاه تربیت مدرس-مقطع كارشناسی ارشد

1- کلباسی، محمدرضا،جزوه ی درسی ژنتیک و اصلاح نژاد، دوره ی کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس،1382.
2-Foresti, F., Biotechnology and fish culture, Hydrobiologia, 420:45-47,2000

3-Lutz, C.G., practical genetics for aquaculture, Fishing News Books, 2001

4-Peruzzi, S., Chatani, B., Pressure and cold shock induction of meiotic gynogenesis and triploidy in the European seebass, Dicentrarchus labrax: relative efficiency of methods and parental variability. , Aquaculture, 2000, 189(1-2):23-37

5-Thomas, P.C., Rath, S.C., Mohapatra, D.K. Breeding and seed production of Fin fish and Sellfish. Daya puplishing house. 2003
5-2- 2- نرزایی


نوشته شده در تاریخ یکشنبه 5 شهریور 1391    | توسط: jamshid darzi    |    | نظرات()

اشتراک این مطلب در :