dairy cattle
در نشریات گروه علوم دام-
مقدمه و هدف
یکی از مهمترین و چالش برانگیزترین مطالعات حیوانات در زمینه ژنتیک جمعیت، شناسایی نشانههای انتخاب در جهت ارتقا صفات اقتصادی و کاهش بیماریها است. بیماری یون یک عفونت باکتریایی مزمن علاجناپذیر است که بهصورت اولیه قسمتهای تحتانی روده کوچک نشخوارکنندگان را درگیر میکند، هرچند آسیبشناسی و نشانههای آن میان گونهها متفاوت است. از پیامدهای اقتصادی بیماری یون کاهش تولید، از دست رفتن ارزش ژنتیکی، افزایش حساسیت به سایر بیماریها، افزایش فاصله بین گوسالهزایی، کاهش وزنگیری، کاهش ارزش لاشه، کاهش باروری (بهدلیل کاهش تشکیل پروژسترون سرم و جسم زرد)، کاهش کیفیت وکمیت شیر (کاهش چربی و پروتئین و افزایش سلولهای سوماتیک در شیر) و حذف پیش از موعد میباشند. از جهتی، با توجه به نتایج تحقیقات جدید احتمال داده میشود این باکتری یک پاتوژن زئونوز باشد که در ایجاد بیماری کرون (یک بیماری التهابی مزمن روده (IBD)) در انسان نقش دارد. نتایج بررسی تعدادی از محققان نشان میدهد که حتی در مواردی بعد از پاستوریزاسیون شیر نیز این پاتوژن، زنده باقیمانده و در نتیجه تهدیدی برای سلامت جامعه میباشد. این بیماری از نظر اقتصادی یکی از مهم ترین بیماریها و از نظر شیوع یکی از شایعترین بیماری هاست و خسارت اقتصادی زیادی به صنعت دامداری در سراسر جهان وارد میکند. در این مطالعه، با هدف شناسایی نشانه های انتخاب بین جمعیت های گاوهای مبتلا به بیماری یون و سالم هلشتاین، با استفاده از چندشکلی های تک نوکلئوتیدی (SNP) یک پویش گسترده در سطح ژنوم انجام شد.
مواد و روشها:
در این مطالعه از گاوهای گاوداری فکا در اصفهان که شامل 145 راس گاو هلشتاین بود استفاده شد. این 145 راس بر اساس تراشه های 30K شرکت ایلومینا تعیین ژنوتیپ شدند. گاوها در دو گروه بیمار و سالم گروهبندی شدند. گروه بیمار شامل 45 راس و گروه سالم شامل 100 راس گاو بود. شاخصهای کنترل کیفیت شامل نرخ خوانش حیوان (mind)، نرخ خوانش SNP (geno)، فراوانی آلل نادر (maf) و تعادل هاردی- واینبرگ بودند. برای شناسایی مسیرهای متابولیکی مهم، از افزونه ClueGo (نسخه 2.5.6) در نرم افزار Cytoscape استفاده شد که تفسیرهای بیولوژیکی ژنها را ارائه میکنند. در این مطالعه برای شناسایی نشانههای انتخاب از دو آماره iHS و RSB استفاده شد.
یافته ها:
63 ژن در جمعیت بیمار و 70 ژن در جمعیت سالم گاوهای هلشتاین توسط آماره iHS شناسایی شد. ژنهای مهم شناسایی شده توسط آماره iHS در جمعیت بیمار شامل HCN2، DOCK4، ITGA8 و STAG1 و همچنین، در جمعیت سالم شامل CAV2، CNTNAP4، MIB1 و TTC23 بودند. همچنین، پس از بررسی مناطق تحت انتخاب 39 ژن در جمعیت بیمار و 53 ژن در جمعیت سالم گاوهای هلشتاین توسط آماره RSB شناسایی شد. ژنهای مهم شناسایی شده توسط آماره RSB در جمعیت بیمار شامل GRID2، PPIP5K2 و CTNNA2 و در جمعیت سالم شامل DOCK1، PCDH9 و AK1 بودند.
نتیجه گیری کلی:
در مطالعه اخیر، نتایج آماره iHS نشان داد که در جمعیت سالم 84 منطقه ژنومی و در جمعیت بیمار 96 منطقه ژنومی و همچنین در آماره RSB در جمعیت سالم 152 منطقه ژنومی و در جمعیت بیمار 129 منطقه ژنومی تحت انتخاب بودند. اکثر ژن های شناسایی شده در این مطالعه با ایمنی، سرطان، تهاجم باکتری به سلولها، پیری سلولی، پاسخ سلولی، رشد و چسبندگی سلولی در ارتباط بود، که جزو صفات و ویژگی های مهم زیستی جاندار قرار میگیرد. با مشخص شدن ژنهای کاندید احتمالی مرتبط با بیماری یون و مقاوم به بیماری یون در گاو، میتوان از این اطلاعات در برنامههای اصلاح نژادی (انتخاب در جهت کاهش یا افزایش بیان و فراوانی ژنهای مهم) گاوهای هلشتاین در کشور استفاده کرد. البته بهدلیل اطلاعات ناقص مربوط به عملکرد ژن ها در گونه گاو و همچنین کوچک بودن جمعیت مورد استفاده در این مطالعه، مطالعات گستردهتر با تعداد نمونههای بیشتر و تجزیه و تحلیل چند جمعیت جداگانه درک بهتری از ژنهای کاندید برای بیماری یون در جمعیت گاو ایجاد خواهد نمود.
کلید واژگان: بیماری یون، گاو شیری، نشانه های انتخاب، Ihs، RSB، SNPBackgroundOne of the principal and challenging animal studies in population genetics is to identify the signs of selection to improve economic traits and reduce diseases. Johne's disease is an incurable chronic bacterial infection that primarily affects the lower parts of the small intestine of ruminants, although its pathology and symptoms vary among species. The economic consequences of Johne's disease include reduced production, loss of genetic value, increased sensitivity to other diseases, increased interval between calving, weight loss, reduced carcass value, reduced fertility (due to reduced serum progesterone formation and corpus luteum), decreased quality and quantity of milk (decreasing fat and protein and increasing somatic cells in milk), and premature elimination. According to the results of new research, this bacterium may be a zoonotic pathogen that plays a role in causing Crohn's disease (a chronic inflammatory bowel disease (IBD)) in humans. Even after milk pasteurization, this pathogen remains alive and is therefore a threat to the health of society. This disease is one of the main diseases economically and one of the most prevalent diseases, causing great economic damage to the livestock industry worldwide. In this study, an extensive genome-wide scan was performed using single nucleotide polymorphisms (SNPs) to identify the signs of selection between populations of Holstein cows affected by Johne's disease and healthy animals.
MethodsIn this study, 145 Holstein cows of the Feka cattle farm in Isfahan were genotyped based on Illumina 30K chips. Cows were grouped into two sick and healthy groups, with 45 and 100 cows, respectively. Quality control indicators included the animal read rate (mind), SNP read rate (geno), rare allele frequency (MAF), and Hardy-Weinberg equilibrium. To identify important metabolic pathways, ClueGo (version 2.5.6) was used in Cytoscape software, which provides biological interpretations of genes. In this study, two statistics, iHS and RSB, were used to identify the signs of selection.
ResultsUsing iHS statistics, 63 and 70 genes were identified in the diseased and healthy populations of Holstein cows, respectively. The important genes identified by iHS statistics included HCN2, DOCK4, ITGA8, and STAG1 in the patient population, and CAV2, CNTNAP4, MIB1, and TTC23 in the healthy population. After examining the selected regions, 39 and 53 genes were identified in the diseased and healthy populations of Holstein cows with RSB statistics. The important genes identified by RSB statistics included GRID2, PPIP5K2, and CTNNA2 in the patient population, and DOCK1, PCDH9, and AK1 in the healthy population.
ConclusionIn the present study, the results of the iHS statistics showed that 84 and 96 genomic regions were under selection in the healthy and patient populations, as well as 152 and 129 genomic regions in the healthy and patient populations using the RSB statistics. Most of the genes identified in this study were related to immunity, cancer, bacterial invasion of cells, cell aging, cell response, growth, and cell adhesion, which are among the important biological traits and characteristics of living organisms. By identifying possible candidate genes related to and resistance to Johne's disease in cattle, this information can be used in breeding programs (selection to reduce or increase the expression and frequency of important genes) for Holstein cows in Iran. However, due to the incomplete information related to the function of the genes in cattle species and the small population used in this study, more extensive studies with more samples and the analysis of several separate populations will provide a better understanding of candidate genes for Johne's disease in the cattle population.
Keywords: Dairy Cattle, Ihs, Johne's Disease, RSB, Selection Signature, SNP -
سابقه و هدفشیر اولین و مهم ترین منبع ماده غذایی طبیعی انسان است که از نظر عناصر غذایی موردنیاز برای مصرف انسان غنی می باشد و نیز مصرف آن در هرسن و سال مانعی ندارد. شیر را می توان از منابع مختلف، مانند بز، گوسفند، گاو، گاومیش و شتر به دست آورد، بااین حال، شیر گاو محبوب ترین شیر در بین تمام شیرها است. از طرفی شیر تنها فرآورده کشاورزی است که تولید آن وابسته به فصل معین از سال نمی باشد. همچنین صنعت پرورش گاوهای شیری یا همان صنعت لبنیات از نظر اشتغال به ویژه برای زنان دارای جایگاه و ویژه ای است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی وضعیت پرورش گاوهای شیری، تولید شیر و فرآورده های لبنی، بازاریابی شیر و فرآورده های لبنی و چالش های موجود در تولید و فروش فرآورده های لبنی در استان لوگر افغانستان می باشد.مواد و روش هااین پژوهش در سال 1401 در شهرستان های پل علم، محمد آغه و برکی برک واقع در افغانستان انجام شد و در مجموع 55 روستا و 255 دامدار را با استفاده از روش جامعه هدفمند تحت پوشش قرار گرفت. داده های اولیه این پژوهش از طریق توزیع پرسش نامه ها جمع آوری و به کمک نرم افزار اکسل مورد و SAS تجزیه و تحلیل قرار گرفت.یافته هانتایج نشان داد که در منطقه تحت پژوهش بیش تر از 40 درصد نژاد گاوهای خارجی هلشتاین و براون سویس پرورش داده می شد و میانگین تعداد گاوهای شیری در مزارع 2 راس بود. دامنه تولید روزانه شیر در مزارع پرورش گاوهای شیری بین 00/20 - 80/12 کیلوگرم در روز بود و پس از نژاد هلشتاین (02/13 و 12/12 کیلوگرم در روز)، بهترین عملکر تولیدی را گاوهای آمیخته (هلشتاین * کندهاری) با تولید 00/11 کیلوگرم در روز داشت. علاوه بر این دامداران 26/56 درصد شیر تولیدی را به گونه شیر تازه می فروختند و میانگین در آمد مالکان مزارع پرورشی گاوهای شیری از بابت فروش شیر و فرآورده های لبنی دریک دوره شیردهی 1700 دلار آمریکایی بود. همچنین نتایج نشان داد، بیش ترین خریداران شیر و فرآورده های لبنی درمنطقه تحت پژوهش تعاونی ها و شرکت های خصوصی بود. بر اساس نتایج این پژوهش مهترین چالش از لحاظ رتبه بندی در قسمت تولید شیر فقدان تسهیلات بانکی (وام دهی) و کمترین چالش کمبود واکسن ها و داروهای دامی می باشد همچنین مهمترین چالش در بازاریابی شیر و فرآورده های لبنی کمبود وسایل و ماشین های مدرن جهت انتقال شیر و فرآورده های لبنی و کمترین چالش در این قسمت تاثیر نوسانات فصلی شیر تولیدی می باشد.نتیجه گیرینتیجه گیری کلی پژوهش نشان داد، در استان لوگر تولید شیر در گاوهای نژاد هلشتاین بیشتر و نیز گاوهای آمیخته در مقایسه با نژاد گاوهای بومی عملکرد بهتری داشتند و دامداران میزان زیادی از شیر تولیدی خود را به صورت شیر تازه می فروختند، همچنین مهم ترین خریداران شیر تولیدی در استان لوگر تعاونی ها و شرکت های خصوصی بودند. به منظور بهبود وضعیت موجود به دامداران و مالکان مزارع پیشنهاد می گردد تا انجمن های دامداری را تشکیل دهند.کلید واژگان: تولید شیر، تعاونی ها، تولیدکننده، مصرف کننده، نژاد گاوهای شیریAbstractBackground and Object: Milk is the first and most important source of natural human food, which is rich in nutrients needed for human consumption, and its consumption is not a problem at any age. Milk can be obtained from different sources, such as goat,sheep, cow, buffalo and camel; however, cow's milk is the most popular sweet among all milk. On the other hand, milk is only an agricultural product whose production is not dependent on a specific season of the year. Also, the dairy industry has a special place for women in terms of employment. The objective of this research is to investigate the status of dairy cattle breeding, production of milk and dairy products, marketing of milk and dairy products, and challenges in the production and sale of dairy products in Logar province of Afghanistan.Materials and methodsThis research was conducted in 2023 in districts of Pol Alam, Mohammad Agheh, and Barki Barak, and a total of 55 villages and 255 animal handlers were covered using the targeted population method. Primary data of this research has been collected and analyzed with the help of Excel and SAS softwares.ResultsResults showed that more than 40% of Holstein and Brown Swiss foreign cattle breeds were nurturing in the research area, and the average number of dairy cattle in farms was 2 heads. The range of daily milk production in dairy farms was between 20.00 - 12.80 kg per day, and after the Holstein breed (13.02 kg/day), cross breed cattle (Holstein * Kandahari) with a production of 11.00 kg/ day had the best productivity.In addition, animal handlers sold 56.26% of produced milk as fresh milk, and the average income of dairy farm owners from selling milk and dairy products in one lactation period was 1700 dollars($$). Also, results showed that the majority of buyers of milk and dairy products in the region under research were cooperatives and private companies. According to the results of this research, the most important challenge in terms of ranking in milk production is the lack of banking facilities (lending) and the least challenge is the lack of vaccines and animal medicines. The most important challenge in marketing milk and dairy products is the lack of modern tools and machines for transportation milk and dairy products and the least challenge in this part is the effect of seasonal fluctuations in milk production.ConclusionThe general conclusion of the research showed that in Logar province, Holstein breed produced more milk and cross breed performed better compared to indigenous breeds, and farmers sold a large amount of their produced milk in the form of fresh milk, as well as the most important buyers of produced milk. There were cooperatives and private companies in Logar province. In order to improve the current situation, it is suggested to ranchers and farm owners to form livestock associations.Keywords: Cooperatives, Consumer, Dairy Cattle, Milk Production, Producer
-
با وجود پیشینه 15 ساله در ورود و استفاده از اسپرم تعیین جنسیت شده در ایران، تناقض های موجود درباره برآیند مزایا و معایب استفاده از اسپرم تعیین جنسیت شده سبب اختلاف نظر بین استفاده کنندگان این نوع اسپرم از دیدگاه کارایی و بازدهی اقتصادی آن شده است. در این پژوهش، پرسش نامه ای با 28 پرسش پنج گزینه ای در مقیاس لیکرت در در باره نگرش افراد پاسخ دهنده به استفاده از اسپرم تعیین جنسیت شده از جنبه های مختلف عملکردی، اقتصادی، شناختی و زیرساختی طراحی و در اختیار پژوهش گران، مشاورین و افراد شاغل در مزارع صنعتی پرورش گاو شیری قرار داده شد. واکاوی داده ها نشان داد که شاغلین فارم به طور معنی داری موافق تاثیر این نوع اسپرم بر کاهش سخت زایی در مقایسه با پژوهش گران بودند (01/0>P). هم چنین، این گروه از پاسخ گویان، مخالف کاهش گیرایی اسپرم تعیین جنسیت شده در اقلیم های مختلف بودند (01/0>P). بهتر بودن اسپرم تعیین جنسیت شده در تلیسه ها در مقایسه با گاوهای شکم بالاتر به طور معنی داری در شاغلین و مشاورین واحدهای پرورشی مورد تایید بود (01/0>P). از نظر پژوهش گران به علت متداول نبودن استفاده از اسپرم تعیین جنسیت شده، استفاده از این نوع اسپرم ریسک بالاتری دارد (01/0>P). یافته ها نشان دادند که نگرش شاغلین واحدهای صنعتی بزرگ تا اندازه زیادی با واقعیت های علمی منتشرشده در زمینه اسپرم تعیین جنس شده هماهنگ بود و اختلاف نظر این دسته از شاغلین با پژوهش گران تا اندازه زیادی ناشی از تاثیر سیاست های خرید و توزیع اسپرم در عمل و نیز سیاست های مدیریتی و بهداشتی گله بود.کلید واژگان: اسپرم تعیین جنس شده، ایران، پرسشنامه، گاو شیری، نگرشdisadvantages of using sexed semen among dairy producers in terms of outcome and economic efficiency. A questionnaire containing 28 five-choice Likert scale questions was prepared to test the attitudes of respondents concerning the use of sexed sperm in terms of functional, economic, cognitive and infrastructural aspects. The respondents were the researchers, consultants and dairy farm employees. The findings indicated that farm employees, unlike the researchers, believed that sexed sperm was effective in reducing dystocia, and the conception rate was not deleteriously affected in differentclimates (P<0.01). Better performance of sex-sorted semen in heifers compared to multiparous cows was significantly confirmed by farm employees and consultants compared to the researchers (P<0.01). According to the researchers, the use sex- sorted semen is uncommon and hence the use of this type of sperm has a higher risk (P<0.01). The results of this study indicated that the attitude of employees in large industrial dairy farms is largely consistent with the scientific facts published in the field of sex-sorted semen, and the disagreement of thisKeywords: Attitude, Dairy cattle, Iran, sexed semen, survey
-
سقط جنین در گاو شیری را می توان به دو نوع سقط سبک (سقط بین روزهای 60 تا 260 آبستنی بدون تغییر در نوبت زایش) و سنگین (از دست دادن جنین بعد از روز 200 آبستنی با شروع یک دوره شیردهی جدید)، تعریف نمود. بر اساس این تعریف، زیان های مالی سقط ممکن است با توجه به نوع سقط در سطح گله متفاوت باشد. برای این منظور، از روش بودجه بندی جزیی، در 6 گله گاو شیری هلشتاین، واقع در استان اصفهان و چهار محال و بختیاری در سال 1399 استفاده شد. در این مدلسازی، زیان مالی ناشی از کاهش در عملکرد تولیدی و تولیدمثلی، زیان های جایگزینی و از دست رفتن گوساله در نظر گرفته شد. به طور متوسط زیان های مالی از دست دادن آبستنی 4/27673 هزار ریال به ازای هر مورد، برآورد شد. اگرچه احتمال وقوع سقط سنگین در گله های مورد مطالعه خیلی کمتر از سقط سبک بود (3/2 در مقابل 5/12 درصد)، اما خسارت قابل توجهی را به دامدار تحمیل می کند (به طور میانگین 4/32 در مقابل 0/22 میلیون ریال به ازای هر مورد وقوع سقط). بیشترین زیان ناشی از سقط به دلیل کاهش در باروری (3/63 درصد) بود و کاهش در تولید شیر (8/22 درصد) در رتبه بعدی قرار داشت. نتایج این پژوهش می تواند در تصمیم گیری بهینه مبنی بر حذف و یا نگهداری گاو سقط کرده در گله های گاو شیری مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: زیان وقوع سقط، سقط سبک، سقط سنگین، گاو شیری، مدلسازیAbortion in dairy cow can be categorized into two types of abortion: Rebreeding (RA, abortion incidence between 60 and 260 d of gestation, without change in lactation number), and new lactation abortion (NLA, abortion incidence after 200 d in gestation which leads to a new lactation). According to this definition, the losses of abortion might be different based on the type of abortion at the herd level. For this purpose, a partial budgeting model was developed to estimate the losses of abortion in 6 Holstein dairy herds located in Isfahan and Chaharmahal-Bakhtiari provinces during 2020. Financial losses due to reduction in productive and reproductive performances, replacement costs and calf loss were considered in this modeling. On average, loss of pregnancy was estimated 27.7 million IRR per case. Although the probability of NLA incidence was much lower than RA abortion (2.3% vs 12.5%), but NLA imposes significant financial losses to farmers (on average 32.4 million IRR vs. 22.0 million IRR per case). In general, decline in fertility was the most crucial factor of losses (63.3%) due to abortion, and decrease in milk yield (22.8%) placed in the second rank. The results obtained in this study can be used by farmers who make the optimal decision to keep or cull the aborted cows in the dairy farms.
Keywords: Dairy cattle, losses due to abortion, modeling, new lactation abortion, rebreeding abortion -
به منظور مصرف بهینه نهاده ها، کارآمد سازی واحدهای اقتصادی از اهمیت فراوانی برخوردار است. هدف پژوهش حاضر، بررسی کارایی فنی و ارزش اقتصادی برخی از صفات تولیدی، تولید مثلی، ماندگاری و رشدی گاوهای هلشتاین کشت و صنعت پارس می باشد. بدین منظور، اطلاعات مورد نیاز شامل: نیروی انسانی، اندازه جمعیت گاو مورد نگهداری، مصرف خوراک و مقادیر تولید شیر با روش مطالعه اسنادی، مشاهده و مصاحبه حضوری از واحد گاوداری پارس جمع آوری و میزان کارآیی آنها بر اساس عملکرد تولیدی و اقتصادی محاسبه شد. متغیر های مورد استفاده در تحقیق شامل، اندازه گله بر حسب راس، خوراک و کنسانتره بر حسب کیلو گرم، نیروی انسانی بر حسب نفر مرد روز، بهداشت بر حسب دفعات در روز، تولید شیر و تولید کود دامی بر حسب کیلوگرم و درآمدها برحسب ریال که شامل درآمد حاصل از فروش شیر، ارزش ریالی کود دامی تولید شده، درآمد حاصل از فروش حذف اختیاری و اجباری دام ها، درآمد حاصل از فروش گاو های نر و تلیسه در دام های شیری بود، مورد بررسی قرار گرفت. برای تجزیه و تحلیل های مربوط به محاسبات کارایی از نرم افزار Deap 2.1 استفاده شد. تصمیم بهینه بصورت عددی با یک روش تکرار پشت سرهم با استفاده از جعبه ابزار compecon در برنامه MATLAB محاسبه شد احتمال آبستنی در اولین، دومین، سومین و دوره های شیردهی بالاتر بر اساس تحلیل داده ها و با استفاده از رگرسیون لوجستیک و رویه GenMod نرم افزار SAS به دست آمد. نتایج نشان داد که میانگین کارایی فنی با بازده ثابت نسبت به مقیاس 0/83، میانگین کارایی با بازده متغیر نسبت به مقیاس 0/86 و کارایی مقیاس این شرکت 0/96 برآورد شد. مقدار کارایی فنی در حالت کلی 0/83، کارایی تخصیصی 0/87 و کارایی اقتصادی 0/72 محاسبه شد. این واحد در اسفند ماه از لحاظ انواع کارایی در بازه کارا بود بدین معنی که در طی این ماه علاوه بر اینکه با مصرف حداقل نهاده ها مقدار مشخصی محصول تولید شده حداقل هزینه ها نیز در ترکیب نهاده ها در نظر گرفته شده است، لذا واحد در این ماه از لحاظ فنی، تخصیصی، اقتصادی و مقیاس کارا بوده و از بازدهی ثابت نسبت به مقیاس برخوردار بوده است. همچنین بیشترین ارزش اقتصادی در شرایط نا بهینه در صفات ماندگاری، تولید مثلی، تولیدی و رشد به ترتیب برای صفات نرخ بقاء بعد از شیرگیری، سن نخستین زایش، چربی شیر و وزن بدن دام بالغ برابر 234297/30، 41835/16-، 12/128664 و 45427/93 ریال برآورد شد و در شرایط بهینه بیشترین ارزش اقتصادی صفات ماندگاری، تولید مثلی، تولیدی و رشد مربوط به مجموعه صفات طول عمر تولیدی، فاصله زایش، تولید چربی شیر و صفت افزایش وزن روزانه قبل از شیرگیری به ترتیب برابر 4594/88، 9084/67، 1582264/09 و 1464/87- ریال برآورد شد. دلیل تفاوت ارزش های اقتصادی صفات در شرایط بهینه در مقایسه با شرایط نابهینه بدلیل اعمال استراتژی جایگزینی بهینه دام است به طوری که سیاست دامدار در حذف و جایگزینی، سود گله را تحت تاثیر قرار می دهد.
کلید واژگان: ارزش اقتصادی، برنامه ریزی پویا، تحلیل پوششی داده ها، کارایی، گاوشیریIn order to optimally use the inputs, the efficiency of economic units is of great importance. The purpose of this study is to investigate the technical efficiency and economic value of some traits of production, reproduction, survival and growth of Holstein cows in Pars agro-industry. For this purpose, required information including: manpower, cattle population, feed consumption and milk production quantities were collected from Pars Livestock Unit by documentary study, observation and face-to-face interview and their efficiency was calculated based on production and economic performance. The variables used in the research include herd size in terms of head, feed and concentrate in terms of weight, manpower in terms of men per day, health in terms of number of days per day, milk production and production of manure in terms of kilograms and incomes in Rials, which include Income from milk sales, Rial value of livestock manure produced, income from sales of voluntary and forced elimination of livestock, income from sales of bulls and heifers in dairy farms were examined. Deap 2.1 software was used for performance calculations. Optimal decision was calculated numerically by a iterative method using compecon toolbox in MATLAB program. Probability of pregnancy in the first, second, third and higher lactation periods based on data analysis and using logistic regression and GenMod procedure of SAS software Obtained, the results showed that the average of technical efficiency with constant efficiency compared to the scale was 0.83; the average efficiency with variable efficiency compared to the scale was 0.86 The scale efficiency of this company was estimated to be 0.96. The amount of technical efficiency in general was 0.83, allocation efficiency was 0.87 and economic efficiency was 0.72. This unit was efficient in March in terms of types of efficiency, which means that during this month, in addition to consuming a certain amount of product produced with a minimum of inputs, the minimum costs are also considered in the composition of inputs, so the unit in this month was technically, allocative, economically and economically efficient and has a constant return on scale. Also, the highest economic value in non-optimal conditions in survival, reproductive, productive and growth traits, and also for survival rate after weaning, first calving age, milk fat and body weight of adult animals was equal to 234297.30, -41835.16, 128664.12 and 454227.93 Rials, respectively. In optimal conditions, the highest economic value for survival, reproduction, production and growth traits was related to the set of traits of production lifespan, and the calving interval, milk fatproduction and daily weight gain before weaning were estimated at 4594.88,9084.67, 1582264.09 and -1464.87 Rials, respectively. The reason for the difference in economic values of traits in optimal conditions compared to non-optimal conditions is due to the application of optimal livestock replacement strategy, so that the farmer's policy in eliminating and replacing, affect herd profit.
Keywords: Dairy cattle, Data envelopment analysis, Dynamic programming, Economic value, Efficiency -
سابقه و هدف
فراتحلیل (متاآنالیز) روشی آماری برای یکی کردن نتایج حاصل از تحقیقات مستقل با فرضیه های مشابه است که در تحقیقات دامی می تواند منجر به افزایش توان تجزیه آماری و نیز بالا بردن تکرارپذیری نتایج، نسبت به تحقیقات انفرادی شود. چندشکلی ژن های بزرگ اثر دی آسیل گلیسرول آسیل ترانسفراز 1 (DGAT1) و لپتین در طی سال های اخیر به خاطر اثرات احتمالی آن ها روی صفات مهم اقتصادی در تحقیقات مختلف، توسط محققین علوم دامی مورد توجه قرار گرفته است. با این وجود، ارتباط بین این ژن ها و صفات مرتبط با تولید شیر در نژادهای مختلف گاو شیری متناقض، یعنی گاهی معنی دار و گاهی نیز بدون ارتباط معنی دار گزارش شده است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی اثرات کلی ژن های DGAT1 و لپتین روی برخی از صفات مهم اقتصادی شامل میزان تولید شیر، مقدار و درصد چربی و پروتئین شیر در گاوهای شیری به روش فراتحلیل بود.
مواد و روش هادر این پژوهش، از مطالعات منتشر شده در مجلات و پایان نامه های معتبر تا سال 2018 استفاده شد. پس از انجام مراحل مختلف کنترل کیفیت، به ترتیب از 9 و 4 تحقیق گزارش شده برای جایگاه های K232A و Sau3AI مربوط به ژن های DGAT1 و لپتین، استفاده شد. این بررسی با استفاده از نرم افزار Stata v. 15انجام شد. شاخص عدم تجانس (I2) برای همه پارامترها معنی دار بود، بنابراین از مدل اثرات تصادفی استفاده شد. داده ها برای هر متغیر با استفاده از این مدل ها، برای تخمین اندازه اثر، دامنه اطمینان 95 درصد و سطح معنی داری آماری، آنالیز شدند. تمام متغیرها در این مطالعه به صورت داده های پیوسته بودند. اندازه اثر برای داده های پیوسته، تفاوت میانگین استانداردشده بود که برای چندشکلی K232A ژن DGAT1 و چندشکلی Sau3AI ژن لپتین، روی مقدار و درصد چربی و پروتئین، و مقدار تولید شیر محاسبه شد.
یافته هانتایج این تحقیق نشان داد که چندشکلی جایگاه ژنی K232A در ژن DGAT1 اثر معنی داری روی درصد و مقدار چربی شیر داشته و می تواند نقش مهمی در افزایش مقدار آن ها ایفا کند، اما ارتباط آن با درصد و مقدار پروتئین و همچنین میزان تولید شیر معنی دار نیست. همچنین نتایج بررسی چندشکلی جایگاه ژنی Sau3AI ژن لپتین نشان داد که این جایگاه با هیچ یک از صفات مورد بررسی ارتباط معنی داری ندارد.
نتیجه گیریدر مجموع، نتایج حاصل از این تحقیق با شناسایی اثرات کلی ژنوتیپ های مورد مطالعه ژن های DGAT1 و لپتین روی صفات مرتبط با تولید شیر در گاوهای شیری، می تواند نقش مهمی در برنامه ریزی تحقیقات بعدی در این زمینه داشته باشد.
کلید واژگان: چند شکلی، لپتین، دی آسیل گلیسرول آسیل ترانسفراز 1، گاو شیریBackground and objectivesMeta-analysis is a statistical approach for combining the results from independent studies with the same assumptions, that is able to increase the statistical analysis power and the repeatability of the results in the livestock researches, comparing to single-study analysis. The polymorphism in the major genes of Diacylglycerol O-Acyltransferase 1 (DGAT1) and Leptin have drawn much attention from animal scientists during recent years, for their possible roles in the economically important traits. However, the relationships between these genes and milk production traits have been incompatible in dairy cows, it means sometimes significant and some other times no significant association has been reported. The purpose of this study was to investigate the overall effect of DGAT1 and Leptin genes on some economically important traits including milk yield, fat and protein content and percentages in dairy cows by using meta-analysis.
Materials and methodsin this study, all researches published in the validated journals and thesis up to 2018 were used. Following to quality control, 9 and 4 studies reported for K232A and Sau3AI polymorphisms of DGAT1 and Leptin genes were used, respectively. The analysis was carried out using the Stata v. 15. Non conformance index (I 2) was significant for all parameters, so that a random risk model was used. Data were analyzed for each variable using these models for measuring the effect size, 95% confidence interval and statistical significance level of the measurements. All variables were continuously in this study. The measurement of the effect size for continuous data was carried out using the standardized mean difference (SMD) that calculated for the polymorphisms of K232A and Sau3AI loci in DGAT1 and Leptin genes on the milk yield, fat and protein content and percentage.
Resultsthe results of this study showed that the polymorphism in the K223A locus of DGAT1 gene, has a significant effect on lipid content and percentage, and can play an important role in increasing of their amounts, but its relationship with milk yield and protein content and percentage is not significant. Also, the results for Sau3AI polymorphism in the Leptin revealed that this locus had no significant effect on the traits investigated in this study.
ConclusionOverall, the results of this study with identifying the overall effects of the studied genotypes of DGAT1 and Leptin genes on milk production traits in dairy cows can play an important role for planning next researches in this field.
Keywords: Polymorphism, Leptin, Diacylglycerol O-Acyltransferase 1 (DGAT1), Dairy Cattle -
سابقه و هدف
تامین نیازهای گاوهای شیری در اوایل دوره شیردهی که مصرف ماده خشک کمی دارند و نیاز پروتیینی آنها بالااست، حایز اهمیت می باشد. گروه های متیل در بدن موجودات زنده سنتز نمی شود، بلکه از طریق منابع غذایی از قبیل بتایین،کولین، پیریدوکسین و متیونین تامین می گردد. از سه منبع (کولین، بتایین و متیونین) که دارای گروه متیل در ساختمان خود می باشند، فقط بتایین می تواند به طور مستقیم به عنوان دهنده گروه متیل در سیکل انتقال این گروه در کبد دخالت داشته باشد و بسیاری ازعملکردهای کلیدی بدن مانند رشد، سلامت کبد (نقش موثری در متابولیسم چربیها و محافظت از کبد) و شیردهی را تحت تاثیرقرار می دهد. بنابراین در مطالعه حاضر اثرات تغذیه ای بتایین محافظت شده در یک سطح و غیر محافظت شده در دو سطح بر روی فراسنجه های پلاسمای گاوهای شیری هلشتاین مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش هااز 40 راس گاو شیری هلشتاین (میانگین تولید 1 / 2 ± 38 کیلوگرم و روزهای شیردهی 5 تا 35 روز) دو شکم به بالا به صورت تصادفی در 5 تیمار هشت راسی استفاده گردید. مدت انجام آزمایش یک ماه (14 روز اول دوران عادت پذیری و16 روز بعدی دوران اصلی آزمایش) بود. جیره های آزمایشی اختصاص یافته به هرگروه عبارت بودند از : 1 - جیره شاهد بدون افزودن مکمل بتایین 2 - جیره حاوی 50 گرم مکمل بتایین محافظت نشده به ازای هر راس گاو در روز 3 - جیره حاوی 50 گرم مکمل بتایین محافظت شده خارجی 4 - جیره حاوی 100 گرم مکمل بتایین محافظت نشده 5 - جیره حاوی 50 گرم بتایین محافظت شده تولیدی بود. گاوها جیره پایه کاملا مخلوط همراه با افزودنی های فوق الذکر بتایین در 2 وعده (ساعت 10 صبح و 22 بعدظهر)دریافت نموده اند. مقدار ماده خشک مصرفی هر تیمار روزانه اندازه گیری شد و همچنین نمونه گیری خون در اول و آخر دوره آزمایش انجام گرفت. تجزیه و تحلیل داده های خوراک مصرفی و فراسنجه های پلاسمایی توسط نرم افزار SAS و رویه Mixed انجام شد.
یافته هادر این آزمایش اختلاف معنی داری (05 / 0 < P) در میزان گلوکز، کلسترول، تری گلیسیرید، کلسیم، فسفر و منیزیم مابین گروه های آزمایشی مشاهده نگردید. میزان اسیدهای چرب غیراستریفه (0/576mmol/l) و بتاهیدروکسی بوتیرات (0/428mmol/l) علاوه براین میزان آنزیم های کبدی مثل آسپارتات آمینوترانسفراز (5/11IU/L) ، آلانین آمینوترانسفراز (1/56IU/L) و آلکالین فسفاتاز (0/396IU/L) در تیمار پنجم نسبت به سایر گروه ها کاهش داشت (05 / 0 > P).
نتیجه گیرینتایج آزمایش حاضر نشان داد، کاهش معنی داری (05 / 0 > P) در میزان اسیدهای چرب غیر استریفه، بتاهیدروکسی بوتیرات و میزان آنزیم های کبدی پلاسما در اثر مصرف بتایین محافظت شده تولیدی نسبت به گروه شاهد در گاوهای شیری وجود داشت. که بیانگر کاهش اختلالات متابولیکی می باشد،لذا استفاده از میزان 50 گرم بتایین محافظت شده تولیدی در اوایل دوره شیردهی توصیه می گردد.
کلید واژگان: بتائین، پلاسما، گاو شیری، محافظتHistory and ObjectiveSupplying the needs of dairy cows in the early lactation period that have low dry matter intake and high protein requirements is important. Methyl groups are not synthesized in the body of living organisms, but are supplied through feed sources such as betaine, choline, pyridoxine and methionine. Of the three sources (choline, betaine, and methionine) that have the methyl group in their structure, only betaine can be directly involved as a methyl group donor in the transmission cycle of this group in the liver, and many key bodily functions such as Growth, liver safety (effective role in fat metabolism and liver protection) and lactation are affected, so in the present study, the nutritional effects of protected betaine at one level and unprotected at two levels on bovine plasma parameters Holstein Dairy Cows was examined.
Materials and methodsTo Investigate the nutritional effects of protected and unprotected betaine on plasma parameters of dairy cows, 40 Holstein dairy cows (Average production 38 ± 2.1 kg and lactation days 5 to 35 days) with history of at least two deliveries were randomly used in 5 eight -head treatments. The experiment lasted one month (the first 14 days of the adaptation period and the next 16 days of the main experiment period). Experimental diets included: 1- control diet 2- diet containing 50 g of unprotected Betaine supplement 3- Diet containing 50 g of externally produced protected Betaine supplement 4- Diet containing 100 g of unprotected Betaine supplement; 5- Diet containing 50 g of protected Betaine produced. The cows received a perfectly mixed base diet containing the above Betaine additives. In two promises (10 am and 10 pm). The amount of dry matter consumed for each treatment was measured daily and Blood samples were also taken at the beginning and end of the experiment. Analysis of feed consumption data and plasma parameters were performed by SAS software and Mixed procedure.
FindingsIn this experiment, no significant difference (P>0.05) in the amount of glucose, cholesterol, triglyceride, calcium, phosphorus and magnesium was observed between the experimental groups. The amount of non-esterified fatty acids (0.576 mm/l) and beta-hydroxy butyrate (0.428 mm/l) in the group receiving protected betaine production was lower than the other groups and their difference was significant at the level of P=0.0001 In addition, the amount of liver enzymes such as aspartate aminotransferase (5.11 IU/L), aspartate aminotransferase (56.1 IU/L) and alkaline phosphatase (0.396 IU/L) in the five treatment decreased compared to other groups and at the level (P <0.05) Became meaningful.
ConclusionThe results of the present experiment showed that there was a significant decrease (p < 0.05) in the amount of non-esterified fatty acids, beta-hydroxy butyrate and the amount of plasma liver enzymes due to the consumption of protected betaine produced compared to the control group in dairy cows. therefore, the use of 50 g of protected betaine produced in the early stages of lactation is recommended.
Keywords: Betaine, Dairy Cattle, Plasma, Protection -
یکی از تصمیمات مهم و پیچیده مدیریتی در گاوداری های صنعتی شیری که تا حد زیادی اقتصاد و سودآوری گله را تحت تاثیر قرار می دهد، حذف دام است. با توجه به اهمیت موضوع، این مطالعه با هدف بررسی وضعیت و علل حذف گاوهای شیری هلشتاین در گاوداری های صنعتی استان قزوین انجام شد. برای انجام این تحقیق اطلاعات حذف مربوط به 35 گله صنعتی گاو شیری تحت پوشش اتحادیه دامداران استان قزوین در طول یک سال جمع آوری و مورد بررسی قرار گرفت. گاوداری ها در 5 گروه (تیمار) شامل گروه با ظرفیت کمتر از 100 راس (پایین)، 200-100 راس (نسبتا پایین)، 500-200 راس (متوسط)، 1000-500 راس (نسبتا بالا) و بیش از 1000 راس (بالا) تقسیم شدند. داده های حاصل در قالب طرح کاملا تصادفی جهت بررسی وضعیت و علل حذف در قالب دو دسته اصلی حذف اجباری و اختیاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد از نظر میانگین شکم زایش گاوهای حذفی بین تیمارهای مختلف تفاوت معنی داری وجود داشت و با افزایش ظرفیت گاوداری شکم زایش گاوهای حذفی کاهش یافت (05/0p≤). میانگین شکم زایش گاوهای حذفی در گله های مورد مطالعه 92/3 بود. تفاوت معنی داری در درصد حذف گاوهای تازه زا، گاوهای شکم اول و همچنین درصد حذف گاوهای مولد (شیرده و خشک) بین تیمار های مختلف مشاهده نشد. 08/5 درصد از کل حذف گاوها در اثر ورم پستان بالینی بود و از نظر این بیماری تفاوت معنی داری بین تیمارها مشاهده نشد. 25/1 درصد کل حذف در گله های گاو شیری مورد مطالعه مربوط به بیماری لوکوز بود و از این نظر تیمار با ظرفیت نسبتا بالا و بالا با سایر تیمارها تفاوت معنی دار داشت (05/0p≤). تفاوت معنی داری در خصوص حذف گاوها در اثر بیماری های متابولیک مورد مطالعه شامل اسیدوز، جابجایی شیردان، کتوز/کبدچرب، تب شیر و نفخ بین تیمارهای مختلف وجود نداشت. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد در گاوداری های بزرگ (بیش از 500 راس) گاوها زودتر از گله حذف می شوند. همچنین نسبت حذف اختیاری در
گله های مورد مطالعه 67/27 درصد بود و مهمترین عامل حذف در گاوداری های مذکور ناباروری و ناهنجاری های تولید مثلی با سهم 85/31 درصد بود.کلید واژگان: بیماری، حذف، شکم زایش، قزوین، گاوشیریOne of the most important and complex management decisions in dairy farms that greatly affects the economy and profitability of the dairy herd is the issue of culling. Regarding the importance of the subject, this study aimed to investigate the culling status and causes of Holstein dairy cattle in Qazvin province. For this research, the culling data of 35 industrial dairy herds under the cover of Qazvin Farmerschr('39') Union were collected and analyzed during one year. Herds were categorized into five categories(treatments) of dairy cows including herds by capacity less than 100 (low), 100-200 (relatively low), 200-500 (average), 1000-500 (relatively high) and more than 1000 heads (high)., The culling data were analyzed in a completely randomized design in two main categories of forced and optional removal. The results showed that there was a significant difference in mean parity of the cows between the different treatments and mean parity decreased with increasing capacity of the studied cows. The mean parity of culling cows in the studied herds in Qazvin province was 3.92. There was no significant difference between different treatments in the percentage of fresh cows, primiparous cows as well as the percentage of productive cows (lactating and dry). Clinical mastitis accounted for 5.08% of total culling in dairy herds and there was no significant difference between treatments for this disease. BLV disease accounted for 1.25% of the total culling in the dairy herds studied and the difference between relatively high and high treatments were significant (P≤0.05). There were no significant differences between treatments for acidosis, abomasal displacement, ketosis / fatty liver, milk fever and bloat. The results of this study showed that in high capacity dairy herds (more than 500 heads), cows are culled earlier from the herd. The voluntary removal ratio in industrial dairy herds in Qazvin province was 27.67%. The most important factor for removal in these dairy farms was infertility and reproductive malformations with the ratio of 31.85%.
Keywords: Culling, Disease, Dairy Cattle, Parity, Qazvin -
به منظور بررسی صحت ارزیابی ژنومی صفات تولید شیر گاوهای هلشتاین ایران در حضور اثر متقابل ژنوتیپ و محیط، از تعداد 344170، 135000و 156840 رکورد روزانه به ترتیب برای مقدار شیر، چربی و پروتئین در دوره شیردهی اول از 34417، 13500 و 15684 راس گاو ماده و 1935 پدر ژنوتیپ شده بر اساس نشانگرهای SNP استفاده شد. این داده ها طی سال های 1392 لغایت 1397 از بانک اطلاعات مرکز اصلاح نژاد دام و بهبود تولیدات دامی کشور استخراج گردید. جهت در نظر گرفتن اثر متقابل ژنوتیپ و محیط از متوسط شاخص دما-رطوبت نسبی (THI) طی سه روز قبل از روز رکوردگیری، به عنوان عوامل محیطی با خصوصیت پیوسته، مربوط به 35 ایستگاه هواشناسی در مجاورت 139 گله گاو هلشتاین با رکورد روز آزمون از 13 استان استفاده شد. مولفه های (کو)واریانس از طریق مدل تابعیت تصادفی یک صفته با استفاده از نرم افزار AIREMLF90 و در تابع لژاندر مرتبه دو برای روزهای شیردهی و THI، برآورد گردید. نتایج نشان داد تغییر THI طی دوره شیردهی، منجر به تغییر مقدار واریانس ژنتیکی افزایشی می شود. تغییرات وراثت پذیری صفات تولید شیر در طول دوره شیردهی نیز مشابه واریانس ژنتیکی افزایشی بود. آنالیز اعتبار سنجی برای مقایسه صحت پیش بینی شده در مدل هایی با و بدون THI منجر به افزایش صحت با قراردادن اطلاعات ژنومی و بهبود نااریبی با وجود THI در مدل می شود. با توجه به تغییر عملکرد دختران گاوهای نر طی روزهای شیردهی و با مقادیر مختلف THI، برای انتخاب گاونر در شرایط مختلف باید اثر متقابل ژنوتیپ و محیط در نظر گرفته شود.کلید واژگان: ارزیابی ژنومی، اعتبارسنجی، شاخص دما-رطوبت، گاوشیری، مدل تابعیت تصادفیIn order to evaluate the effect of genotype by environment interaction on production traits of Holstein cattle of Iran, first lactation test day records of 344170, 135000 and 156840 of milk, fat and protein yield on 34417, 13500 and 15684 cows and SNP markers of 1935 genotyped bulls were used. The production data were retrieved from the Animal Breeding Center and Productions Improvement of Iran’s database which were collected from 2013 to 2018. To consider the interaction of genotype and environment, mean of temperature-humidity index (THI) in three days before each test day records as continuous environmental effect were retrieved from the 35 closest meteorological stations in the vicinity of 139 Holstein herds from 13 provinces. Variance and covariance components were estimated through a single-trait random regression model with orthogonal Legendre polynomials of second order for days in milk and THI using AIREMLF90 software. The results showed that changes in THI across lactation led tofluctuations in additive genetic variance over time. The change in heritability of milk production traits over lactation followed the same trend as additive genetic variance. The results from cross-validation analysis showed that including genomic information into the predictive model, increased prediction accuracy and including THI information increased unbiasedness. Due to the changes in milk production of daughters of bulls across days and THI , genotype by environment interaction should be considered when selecting bulls under different conditions.Keywords: cross-validation, Dairy cattle, Genomic Evaluation, random regression model, Temperature-humidity index
-
سابقه و هدف
در دسترس بودن هزاران تک نکلیوتید چندشکل که در سراسر ژنوم گسترش یافته، امکان استفاده از اطلاعات نشانگرهای ژنوم گسترده در انتخاب ژنومی برای پیش بینی ارزش اصلاحی کل را فراهم نمودند. اثر متقابل بین چند جایگاه ژن، به تغییرات فنوتیپی مرتبط با بیان صفات پیچیده چند ژنی کمک می کند. مطالعه حاضر به منظور مقایسه عملکرد مدل های مختلف با اثر ژنتیکی افزایشی و غیرافزایشی به ویژه اثر اپیستاتیک در پیش بینی اجزای واریانس و ارزش های اصلاحی ژنومی و همچنین مکان یابی نوکلیوتیدهای کنترل کننده صفت کمی در یک جمعیت گاو شیری بر اساس مدل بیز لاسو انجام شد.
مواد و روشها:
یک جمعیت گاو شیری بر اساس انتخاب چهار مسیره به منظور بیشینه نمودن سرعت پیشرفت ژنتیکی در طی 10 نسل با اندازه موثر 100 فرد در جمعیت تاریخی شبیه سازی شدند. ساختار ژنومی شامل 3 کروموزوم با طول 100 سانتی مورگان فرض شد که بر روی هر کدام 1000 نشانگر 2 آللی با فراوانی 5/0 جانمایی شدند. 50 جایگاه کنترل کننده صفت کمی دو آللی با فراوانی برابر که به صورت تصادفی در روی هر کروموزوم قرار داشتند، شبیه سازی شدند. برای اثرات آللی QTL از یک توزیع آماری گاما با شیب پارامتر 4/0 در نرم افزار QMSim استفاده شد و نمونه برداری انجام گرفت. اطلاعات فنوتیپی و ژنوتیپی 10 نسل آخر برای تجزیه و تحلیل ها استفاده شدند. اثرات نشانگری، مولفه های واریانس و پارامترهای ژنتیکی با روش بیز لاسو در قالب 6 مدل آماری برآورد شدند که مدل 1 شامل تنها آثار افزایشی نشانگرها، مدل 2 شامل اثرات چندژنی حیوان، مدل 3 شامل اثرات توام افزایشی نشانگرها و چند ژنی حیوان، مدل 4 شامل اثرات غالبیت نشانگرها و آثار چندژنی حیوان، مدل 5 شامل اثرات افزایشی و غالبیت نشانگرها بعلاوه آثار چند ژنی حیوان و مدل 6 شامل اثرات افزایشی، غالبیت و اپیستاتیک نشانگرها بعلاوه آثار چند ژنی حیوان می باشند. به منظور کنترل خطای اول در برآورد آثار نشانگری از آزمون بنفرونی در سطح احتمال یک درصد استفاده شد.
یافته ها:
نتایج این مطالعه نشان داد که مدل افزایشی (یا مدل چند ژن) به تنهایی نمی تواند مقادیر واریانس های گمشده یا مخفی را نمایان سازد، به نحوی که افزودن آثار ژنتیکی غیر افزایشی شامل غالبیت و اپیستاتیک نشانگرها منجر به کاهش واریانس باقیمانده شد. همچنین در مدل کامل شامل آثار افزایشی و غیر افزایشی، واریانس ژنتیکی کل افزایش یافت. با اضافه شدن آثار غیرافزایشی در مدل آماری میزان وراثت پذیری عام افزایش و وراثت پذیری خاص صفت کاهش یافت. صحت برآورد ارزش های اصلاحی در مدل یک کمترین و در مدل-های 3، 4، 5 و 6 مشابه هم بودند. مدل 5 با کمترین QTN مثبت کاذب و به نسبت بیشترین مثبت واقعی مدل مناسبی در ارزیابی ژنتیکی صفت مورد مطالعه بود. با قرار دادن آثار چندژنی و آثار غیر افزایشی در مدل از تعداد خطاهای مثبت کاذب کاسته شد.
نتیجه گیری:
نتایج این تحقیق نشان داد اجزای واریانس افزایشی و غالبیت نشانگرها بر میزان تنوع ژنتیکی صفت مورد مطالعه سهم کم داشت، اما اثرات چندژنی حیوان و اپیستاتیک بیشترین سهم را در بروز تنوع صفت داشتند. همچنین نتایج نشان داد که سهم عمده جایگاه های ژنی در بروز صفات مربوط به ژن های افزایشی با اثر افزایشی هستند که توزیع نرمال دارند. نادیده گرفتن آثار غیر افزایشی موجب التهاب در واریانس افزایشی صفت می شود.
کلید واژگان: گاو شیری، انتخاب ژنومیک، اجزای واریانس، بیز لاسو، اثرات غیراقزایشیBackground and objectiveThe availability of thousands of polymorphic single nucleotides (SNPs) spread across the genomes made it possible to use genome-wide marker information to predict total breeding value in the implementation of genomic selection. The interaction between several gene loci contributes to the phenotypic changes associated with the expression of complex polygenic traits. The present study aimed to compare the performance of different models with additive and non-additive genetic effects, especially epistasis effects in predicting variance components and genomic breeding values as well as QTN in a dairy cow population based on Bayes Lasso model.
Materials and methodsA population of dairy cattle was simulated based on a choice of four pathways to maximize the rate of genetic progress over ten generations with an effective size of 100 individuals in the base population. The genomic structure was assumed consisting of 3 chromosomes with a length of 100 cM and On each chromosome were located 1000 markers 2 allelic markers with a frequency of 0.5. 50 QTL double alleles with equal frequency were randomly assigned to each chromosome. For QTL allelic effects, a gamma distribution with a parameter slope of 0.4 was used in QMSim software and sampling was performed. Phenotypic and genotypic data of the last 10 generations were used for analysis. Marker effects, variance components and genetic parameters were estimated using the Bayes Lasso method in the form of 6 statistical models, that model 1 includes only the marker additive effects, model 2 includes the polygenic effects of animal, model 3 includes the combined effects of additive marker effects and polygenic effects of animal, model 4 includes the dominance effect of markers and polygenic effects of animal, model 5 includes the dominance and additive effects of markers in addition to the polygenic effects of animal, and finally, model 6 includes the additive, dominance and epistatic effects of markers in addition to the polygenic effects of animal. To control the type I error in estimating marker effects, Bonferroni test was used at 1% probability level.
ResultsThe results of this study showed that the additive model or the polygenic model alone could not show the missing or hidden variance, in such a way that adding non-additive genetic effects including dominance and epistatic effects reduced the residual variance effects. Also in the complete model including additive and non-additive effects, the total genetic variance increased. With the addition of non-additive effects in the statistical model the Hertability in the broad sense was increased and the Hertabilitity in the narrow sense of trait decreased. The accuracy of breeding value estimation in model 1 was the lowest and in models 3 to 6 was the same. Model 5 with the lowest false positive QTN and the highest true positive proportion was the appropriate model for genetic evaluation of the studied traits. By including polygenic and non-additive effects in the model, the number of false positive errors was reduced.
ConclusionThe results of this study showed that the components of additive and dominance variance markers had a small share in the genetic diversity of the studied trait, but the polygenic effects of animal and epistatic had the largest share in the exploring of genetic diversity of trait. The results also showed that the major contribution of gene loci in the exploring of traits is related to additive genes with an additive effect that have a normal distribution. Ignoring non-incremental effects causes inflammation in the additive variance of the trait.
Keywords: Dairy Cattle, Genomic selection, Variance components, Bayes LASSO, Nonadditive effects -
هدف از این آزمایش بررسی اثر پیش مخلوط های تجاری کنسانتره حاوی پروتئین های عبوری در جیره های کم پروتئین متوازن شده بر اساس آمینو اسیدها بر عملکرد و بازدهی نیتروژن گاوهای شیرده هلشتاین در اواسط شیردهی بود. در این پژوهش از 24 راس گاو شیرده هلشتاین سه شکم زایش با میانگین روزهای شیردهی 10±80 در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 جیره آزمایشی و به مدت 46 روز استفاده شد. گاوها به طور تصادفی به یکی از سه جیره آزمایشی (حاوی 5/17، 5/16 و 5/15 درصد پروتئین خام) اختصاص داده شدند. نسبت پروتئین تجزیه ناپذیر به پروتئین تجزیه پذیر در شکمبه در جیره های آزمایشی برابر با 37 به 63 درصد از پروتئین خام تنظیم شد. نتایج نشان داد که مصرف ماده خشک با کاهش سطح پروتئین خام جیره افزایش یافته به طوریکه تیمار 5/17 و 5/15 درصد پروتئین خام اختلاف معنی داری را نشان دادند (048/0=p). گروه دریافت کننده جیره های حاوی 5/16 درصد پروتئین خام بیشترین شیر تصحیح شده بر اساس چربی 5/3 درصد (FCM) و شیر تصحیح شده بر اساس انرژی (ECM) را تولید کردند که نسبت به دو گروه دیگر تفاوت معنی داری را نشان داد (038/0=p). تنها تولید پروتئین (05/0=p) و بازده نیتروژن (03/0=p) شیر به طور معنی دار برای تیمار 5/16 درصد پروتئین خام نسبت به گروه کنترل بیشتر بود. این مطالعه نشان داد که کاهش سطح پروتئین خام در مقایسه با مقادیر توصیه شده NRC (2001) و تامین نسبت بهینه آمینو اسیدهای محدود کننده می تواند ضمن حفظ تولید، بازدهی نیتروژن را افزایش دهد.
کلید واژگان: پیش مخلوط، پروتئین عبوری، بازده خوراک، بازده نیتروژن، تولید شیر، گاو شیریThe aim of this experiment was to evaluate the effects of concentrate premixes containing of by-pass proteins (BP) in balanced low protein diets for essential amino acids on performance, blood metabolites and nitrogen efficiency of lactation Holstein dairy cows. Twenty-four multiparous Holstein cows (in 3rd parity and DIM 80±10) randomly were divided to three experimental rations including, 1) control ration with 17.5% CP based on NRC 2001 recommendations, 2) Low protein ration containing concentrate premix with 16.5% CP and 3) Low protein ration containing concentrate premix with 15.5% CP. The ratio of the rumen undegradable protein (RUP) to rumen degradable protein (RDP) in experimental diets was 37:63 and the ratio lysine to methionine was adjusted by concentrate premix up to 3:1 and 2.8:1 in the diet 16.5% and 15.5% CP, respectively. The results showed that the dry matter intake (DMI) increased linearly with a reduction of CP in the diets (P=0.048). The highest 3.5% fat corrected milk yield (FCM) and energy corrected milk (ECM) was recorded for 16.5% CP diet that showed a significant difference than other groups (P=0.038). Milk protein yield and milk nitrogen efficiency (MNE) showed significantl difference between control and 16% CP diets (P=0.05 and P=0.03, respectively). This study showed that decreased in CP levels compared to recommended NRC values (2001), and providing an optimal ratio of limiting amino acids can increase nitrogen yield while maintaining production.
Keywords: Pre-Mixed, Bypass Protein, Feed Efficiency, Nitrogen Efficiency, Milk Production, Dairy Cattle -
هدف این مطالعه، بررسی نقش اثر متقابل ژنوتیپ و محیط (G×E) و فاصله نسل در پیشرفت ژنتیکی حاصل از واردات مواد ژنتیکی گاو شیری در یک کشور فاقد برنامه اصلاح نژادی پیشرفته بود. به منظور شبیه سازی G×E از تغییر آثار جانشینی آلل ها استفاده شد. سه سطح 100 (شاهد)، 75 و 50 درصد هم پوشانی آثار جایگاه های کنترل کننده صفات کمی (QTL) در نرهای وارداتی در سطوح وراثت پذیری 1/0، 3/0 و 5/0 و سه سناریوی جایگزینی پیوسته، جایگزینی با فاصله یک نسل و با فاصله دو نسل مواد ژنتیکی خارجی در نظر گرفته شد. علاوه بر آن، اثر کاهش صحت پیش بینی ژنومی در صفات با وراثت پذیری پایین مورد مطالعه قرار گرفت. عملکرد دختران گاوهای نر در جمعیت محلی در سناریوی شاهد نشان داد که راهبردهای مبتنی بر واردات بر راهبردهای جمعیت محلی برتری دارد. همبستگی ژنتیکی ایجاد شده برای هم پوشانی 75 و 50 درصدی آثار QTL ها به ترتیب 7/0 و 5/0 بود. با کاهش همبستگی ژنتیکی اگر چه در طول زمان روند پاسخ ژنتیکی افزایش یافت، اما به اندازه جمعیت مبدا نبود. بیشترین میزان پیشرفت ژنتیکی (56/2) برای وراثت پذیری 5/0 در جایگزینی پیوسته و عدم وجود G×E مشاهده شد. کاهش صحت پیش بینی، G×E را تشدید کرد. به طور کلی فقط با واردات مواد ژنتیکی از جمعیت مبدا با میانگین ژنتیکی بالاتر و همچنین در نظر گرفتن G×E در صفات مختلف، می توان میزان بیشتری از انتقال پیشرفت ژنتیکی به جمعیت محلی را به دست آورد.
کلید واژگان: اثر متقابل ژنوتیپ و محیط، انتخاب ژنومی، پیشرفت ژنتیکی، فاصله نسل، گاو شیریThe present study was aimed to assess the role of genotype× environment interaction (G×E) and generation interval on the genetic gain caused by importing the genetic materials of dairy cattle in a country without advanced breeding program. Changing allele substitution effects of quantitative trait loci (QTLs) underlying the trait was used to simulate G×E. To this end, three levels of 100 (control), 75 and 50% overlapping of QTL effects in imported sires at the heritability levels of 0.1, 0.3, and 0.5, as well as three scenarios of continuous replacing and discontinuous replacing with one and two generations of foreign genetic materials were considered. Moreover, the effect of decreasing the accuracy of genomic prediction in traits with the low level of heritability was investigated. Based on the performance of daughters of sires in the local population of control scenario, import-based strategies were better than on the strategies of local population. The genetic correlation created in 75% and 50% overlapping of QTL effects were as 0.7 and 0.5, respectively. Although the trend of genetic response increased by decreasing genetic correlation over the time, it was not equal to origin population. Maximum genetic gain (2.56) was observed with a heritability of 0.5 in continuous replacing and absence of G×E. A decrease in the accuracy of prediction resulted in exacerbation of G×E. In general, more genetic improvement is transmitted from origin population to local population only by importing the genetic materials related to populations with higher genetic mean and also by considering G×E in different traits.
Keywords: Genotype by environment interaction, Genomic selection, Genetic gain, Generation interval, Dairy cattle -
افزایش هوموزیگوسیتی حاصل از آمیزش حیوانات خویشاوند، به عنوان یکی از چالش های فرا روی صنعت پرورش گاو شیری می باشد که توجه زیادی را به خود جلب کرده است. پژوهش حاضر به منظور بررسی هوموزیگوسیتی بر مبنای جایگاه های SNP و ROH در دام های پر تولید و کم تولید هلشتاین انجام شده است. در این مطالعه، برای تعیین حیوانات کاندیدا برای تعیین ژنوتیپ از دو رویکرد تابعیت تصادفی و شاخص شجره ای استفاده شد. برای این منظور، نمونه گیری از 150 راس گاو شیری (75 دام با ارزش اصلاحی بالا و 75 دام با ارزش اصلاحی پایین برای صفت تولید شیر) انجام شد. یک روش بهینه به منظور انتخاب حیوانات کاندیدا برای تعیین ژنوتیپ، از طریق تلفیق برآوردهای حاصل از تابعیت تصادفی و شاخص شجره ای ارائه گردید. ارزش های اصلاحی ژنومی برای دو گروه نشان داد که تاکید بر افزایش سطح تولید در دام های پر تولید، اثر منفی بر روی صفات مرتبط با باروری (55/0- = DPR) و طول عمر تولیدی (1/0=PL) داشته است. همچنین، میزان هوموزیگوسیتی بر مبنای ROH دامنه ای از تغییرات را برای کروموزوم های مختلف در دام های با سطح تولید بالا و پایین نشان داد که ممکن است با تفاوت در سطح تولید این دو گروه و پراکنش غیر یکنواخت ژن های موثر بر میزان تولید بر روی کروموزوم های مختلف در ارتباط باشد.کلید واژگان: اطلاعات ژنومی، آمیزش خویشاوندی، هوموزیگوسیتی، باروری، طول عمر تولیدی، گاو شیریIncreased homozygosity resulted from mating of relatives is considered as one of the challenges faced in dairy farming industry which has attracted the attentions. This research has been conducted to measure homozygosity based on SNP and ROH in high- and low-producing Holstein cows. In current research, both random regression and pedigree index approaches were used to obtain candidate animals for genotyping process. The samples were obtained from 150 Holstein dairy cows (75 by high- and 75 by low-EBV for milk production). We proposed a suitable method, by integrating breeding value estimation calculated by random regression and pedigree index, to select the candidate animals for genotyping. The results showed that putting too much emphasis on production traits in high-producing dairy cows had negative impact on the traits associated with fertility (DPR = -0.55) and productive life (PL = 0.1). The calculated homozygosity based on ROH showed different amount of variation in different chromosomes in the cows with high and low production which may be related to uneven distribution of genes influencing production traits in different chromosomes.Keywords: Genomic information, inbreeding, Homozygosity, fertility, Productive life, Dairy cattle
-
کارایی یکی از مهم ترین عوامل رشد بهره وری به ویژه در بخش کشاورزی می باشد. پژوهش حاضر با هدف اندازه گیری کارایی های فنی، تخصیصی و اقتصادی و مشخص نمودن عوامل موثر بر آنها در ایستگاه های پرورش گاو شیری شرکت کشت و صنعت مغان انجام شده است. داده های این تحقیق مربوط به سال تولیدی 1396 بوده که جمع آوری آمار و اطلاعات آن با روش مطالعه اسنادی، مشاهده و مصاحبه حضوری انجام شده است. در این تحقیق، برای تجزیه و تحلیل های مربوط به محاسبات کارایی و تعیین عوامل موثر به ترتیب از نرم افزار Deap 2.1 و Eviews10 استفاده شد. برای طراحی مدل تحلیل پوششی داده ها، متغیر های اصلی مورد استفاده در تحقیق شامل، اندازه گله بر حسب راس، خوراک و کنسانتره بر حسب کیلوگرم، نیروی انسانی بر حسب نفر مرد روز، بهداشت بر حسب دفعات در روز ، تولید شیر و تولید کود دامی برحسب کیلوگرم و مجموع درآمدهای مختلف تعیین شد. محاسبات کارایی با فرض عملکرد روزانه ایستگاه های تولید شیر در قالب عملکرد بنگاه انجام و نتایج آن روزانه، ماهانه و سالانه حاصل شد. جهت تعیین عوامل موثر بر مقدار کارایی های بدست آمده از آنالیز رگرسیون توبیت و آماره والد استفاده شد. نتایج نشان داد که کارایی فنی با بازده ثابت نسبت به مقیاس 884/0 و با بازده متغیر نسبت به مقیاس 962/0 می باشد. کارایی مقیاس این شرکت 918/0 محاسبه شد که در آن 16 روز عملکرد این شرکت با بازده کاهشی نسبت به مقیاس و 349 روز آن با بازده افزایشی نسبت به مقیاس ثبت شد. مقدار کارایی فنی در حالت کلی 901/0، کارایی تخصیصی 845/0 و کارایی اقتصادی 761/0 محاسبه شد. در ارزیابی کلی، کارایی تولید شیر در دی ماه بیشترین و در اردیبهشت ماه کمترین مقدار را به خود اختصاص دادند. عوامل تاثیرگذار بر مقدار کارایی فنی متغیرهای خوراک، کنسانتره و بهداشت بوده است. تاثیر میزان خوراک و کنسانتره در جیره غذایی دام ها مثبت و میزان بهداشت استفاده شده تاثیرگذاری منفی بر کارایی فنی داشته است. تاثیرگذاری متغیر خوراک و کنسانتره بر کارایی اقتصادی منفی و متغیر بهداشت مثبت بوده است. از نظر تاثیر گذاری کارایی های مختلف بر درآمد تولید شیر،کارایی فنی و تخصیصی دارای تاثیر منفی و کارایی اقتصادی دارای تاثیر مثبت گزارش شد.
کلید واژگان: رگرسیون توبیت، کارایی، کشت و صنعت مغان، گاو شیریEfficiency is one of the most important factors in productivity growth, especially in agriculture. The purpose of this study was to measure the technical, allocative and economic efficiency and to identify the factors affecting them in dairy cattle stations of Moghan agro-industry company. The data of this research were gathered in 2017 by documentary study, observation and interview. In this research, Deap 2.1 and Eviews 10 software were used for analyzing performance calculations and determining effective factors, respectively. In order to design a data envelopment analysis model, the main variables used in the research included the herd size per head, feed and concentrate in kilograms, manpower in terms of man-days, hygiene per day, milk production and manure production in kilograms and total revenues were determined. Efficiency calculations were carried out with the assumption of the daily operation of milk production stations in the form of firm performance and the results were obtained daily, monthly and annual. Tobit regression analysis and parents' statistics were used to determine the effective factors on the amount of efficacy. The results showed that the technical efficiency with constant returns was 0.844 and with the return on the variable of 0.962. The company's scale efficiency was 0.918, in which 16 days performance of the company was recorded with a slower return to scale and 349 days with incremental returns to scale. The technical efficiency value in the general condition was 0.901, the allocation efficiency was 0.845 and the economic efficiency was 0.761. In general, milk production efficiency was the highest in January and the lowest in April. Factors affecting the amount of technical efficiencies of feed and concentrate and health variables. The effect of feed and concentrate in livestock diets and the level of health has been negatively affected by technical efficiency. Effect of feed and concentrate variables on negative economic efficiency and positive health variable. In terms of the effectiveness of different efficiencies on the income of milk production, technical efficiency and allocation had a negative effect and economic efficiency had a positive effect.
Keywords: Dairy Cattle, Efficiency, Moghan Agro-Industry, Tobit Regression -
هدف از انجام این پژوهش تعیین نرخ حذف تحت استراتژی جایگزینی بهینه گاو شیری برای حالتهای مختلف تولیدی و سلامتی در گاوهای شیری استان اردبیل می باشد. گاو شیری با متغیر های حالت شامل دوره شیردهی، ظرفیت تولید شیر و حالات مختلف وقوع بیماری ورم پستان تعریف گردید. در هر مرحله گاو شیری به وسیله متغیرهای وضعیتی شامل توان تولیدی در 3 سطح (کم تولید ،متوسط و پر تولید) و وضعیت سلامتی در 3 سطح (عدم بیماری ، بیماری قابل درمان و بیماری که سبب حذف دام می شود) طبقه بندی شدند. نتایج بررسی مدل نشان داد که نگهداری گاوهای شیری پر تولید تا شکم هفتم و گاو های متوسط تولید تا شکم چهارم توجیه اقتصادی دارد و نگهداری گاو کم تولید توصیه نمی شود. برای استفاده از نتیجه برنامه ریزی پویا از مفهومی بنام ارزش آتی استفاده گردید بطوری که یک تولید کننده زمانی که می خواهد برای حذف یا جایگزینی یک گاو تصمیم گیری کند لازم است منافع و عایدات مورد انتظار در آینده برای نگهداری یا جایگزینی دام با یک دام دیگر را مورد مقایسه قرار دهد. نتایج نشان داد سودی که یک گاو احتمال دارد در آینده بوجود آورد در طی دوره های مختلف شیردهی متفاوت است. بطوری که ارزش آتی با تغییر سن، سطح تولید و مرحله شیردهی تغییر یافت. همچنین ملاحظه گردید که گاوهای با تولید بالاتر ارزش آتی بیش تری دارند و با مسن شدن گاو ارزش آتی کاهش می یابد.کلید واژگان: برنامه ریزی پویا، گاوشیری، نرخ حذف، ارزش آتیThe purpose of this study was to determine the removal rate under the optimal alternative milking strategy for different production and health conditions in dairy cattle of Ardabil province. One of the most important management decisions that affect livestock production is the timely replacement of dairy cattle with young heifers. Using the system analysis method, the economic system of the dairy cattle was split into income and cost components and each of these components was subdivided into other parts. Then, using the existing models and using the Compecon Combinator tool kit, Matlab programming language was used to simulate a bioeconomic model. The objective function was to maximize the net present value of the livestock in a planning horizon with 10 lactation periods. Dairy cattle were defined by state variables including lactation period, milk production capacity, and different mastopathic outbreaks..In each stage, dairy cattle were classified by state variables including production capacity in 3 levels (low production, moderate and high production), and health status in 3 levels (non-disease, treatable disease, and disease that eliminated livestock). he results of the model analysis showed that the maintenance of dairy cows up to the sixth stomach and the average cows production until the fourth stomach is economically justified and the maintenance of low production cows is not recommended.Keywords: Dynamic Programming, Dairy cattle, culling rate, future value
-
هدف پژوهش حاضر بررسی تاثیر تنش گرمایی بر عملکرد تولیدی گاوهای شیرده گله ایستگاه ملی تحقیق و توسعه گاو دومنظوره گاودشت (واقع در شهرستان بابل) بود. بدین منظور از 3876 رکورد روز-آزمون مربوط به 154 راس گاو هلشتاین که طی سال های 1394 تا 1397 گردآوری شده بودند استفاده شد. با استفاده از داده های هواشناسی نزدیک ترین ایستگاه سینوپتیک، دو شاخص اقلیمی با ضرایب متفاوتی از دما و رطوبت نسبی هوا محاسبه و مقایسه شدند. به دلیل امکان اثرگذاری بیشتر دوره های طولانی تر تنش گرمایی نسبت به دوره های کوتاه تر، میانگین دوره های 1، 2 و 3 روزه اطلاعات هواشناسی نیز محاسبه شدند. به طورکلی بررسی تغییرات مقدار تولید شیر روزانه در پاسخ به شرایط اقلیمی، به روش رگرسیونی و با استفاده از یک مدل مختلط خطی تعمیم یافته انجام شد. نکویی برازش ها با استفاده از آماره های ضریب تبیین (R2) و میانگین مربعات خطای مدل (MSE) تعیین شد. بر اساس نتایج، شاخص با داشتن دما و رطوبت نسبی هوا به عنوان بهترین معیار جهت بررسی شرایط اقلیمی منطقه موردمطالعه تعیین گردید. همچنین مشاهده شد که متوسط دما و رطوبت نسبی 2 روز قبل از رکوردگیری می تواند سهم بیشتری از تغییرات عملکرد تولیدی را نسبت به تنها روز رکوردگیری، 1 یا 3 روز قبل از آن توضیح دهد. نتایج این تحقیق نشان داد که آستانه شروع تنش گرمایی گاوهای هلشتاین ایستگاه تحقیقاتی گاودشت حدود 74 بوده و به ازای هر واحد افزایش شاخص از آستانه مذکور 0/21 کیلوگرم افت تولید آن ها مورد انتظار خواهد بود.
کلید واژگان: گاو شیرده، شاخص دمایی-رطوبتی، آستانه تنش گرماییInvestigating the impacts of heat stress on production of Holstein cows in Gavdasht research stationThe aim of this study was to assess the impact of heat stress on production of dairy cows of National Research and Development Station for Dual-Purpose Cattle (Gavdasht, located in Babol city). In this order from 3876 test-day records which have been collected from 159 heads of Holstein cattle during the years 2015 to 2018 were used. Using meteorological data of the nearest synoptic station, two climate index with different weightings of dry bulb temperature and humidity were calculated and compared. Because longer periods of heat stress might have a more severe effect than shorter periods, 1-, 2-, and 3-d periods were also considered, by averaging the weather data measurements. Generally, regression analysis with a generalized linear mixed model was used to study the change in test day milk yield in response to climate conditions. Goodness of fit of models were determined using coefficient of determination (R2) and mean square error (MSE). Based on these results, the index with the temperature and relative humidity (THI) was determined as the best indicator for studying the climatic conditions of this study area. It was also observed that the average weather data 2 d before the test date (TD) explained more of the variability of milk yield than weather data 1 or 3 d before TD or on the TD itself. The starting point of heat stress for the Holstein cattle of Gavdasht Research Station was around 74 and their yield decreased by -0.12 kg per unit increase of THI ≥ 74.
Keywords: Dairy cattle, milk production, heat stress threshold -
نظریه اطلاعات، شاخه ای از ریاضیات است. از تئوری اطلاعات در تجزیه و تحلیل های ژنتیکی و بیوانفورماتیکی استفاده گردیده و می توان از آن در آنالیز های مربوط به ساختارها و توالی های زیستی نیز استفاده نمود. در این پژوهش بعد از استخراج توالی DNA ژن و اگزون های موثر بر تولید شیر در گاو شیری، فراسنجه آنتروپی در مراتب یک الی چهار برای هر ژن و اگزون های هر ژن محاسبه شد. برای استخراج تشابه میان ژن ها از یکدیگر، از اطلاعات متقابل بین ژن ها استفاده شد. نتایج با استفاده از هفت روش معمول خوشه بندی شدند. با توجه به تعدد نتایج، جهت افرایش دقت و تجمیع نتایج حاصل، از الگوریتم آدابوست استفاده گردید. در پایان جهت تایید نتایج حاصل از آدابوست و پیش بینی عملکرد ژن ها و ارتباط بین آن ها، با مراجعه به تارگاه GeneMANIA نتایج بر اساس حاشیه نویسی ژنومی آن ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. تجمیع نتایج هر خوشه بندی که با الگوریتم آدابوست انجام شد و خود نوعی درخت ژنی را تداعی می کند، نشان داد که روش پیشنهادی برای خوشه بندی مجموعه ای از ژن ها، از نظر زیستی جواب معقولی را حاصل می کند چرا که با نتایج حاشیه نویسی ژنومی ژن های حاصل در تارگاه GeneMANIA مطابقت داشت. اعتقاد بر این است که روش ارائه شده برای ایجاد درخت ژنی با سایر روش های متکی به توالی DNA برای خوشه بندی مجموعه ای از ژن ها، می تواند رقابت نماید و لذا می تواند در گروه بندی ژن های سایر گو نه ها نیز به کار رود.کلید واژگان: آنتروپی، اطلاعات متقابل، تئوری اطلاعات، خوشه بندی ژن، گاو شیریInformation theory is a branch of mathematics. Information theory is used in genetic and bioinformatics analyses and can be used for many analyses related to the biological structures and sequences. Bio-computational grouping of genes facilitates genetic analysis, sequencing and structural-based analyses. In this study, after retrieving gene and exon DNA sequences affecting milk yield in dairy cattle, the entropy in orders one to four for each gene and eta exons was calculated. In order to extract gene distances, mutual information method was calculated. The results of mutual information of DNA and exon sequences were entered as input into 7 general clustering algorithms. In order to aggregate the results of clustering, AdaBoost algorithm was used. Finally, the results of AdaBoost algorithm were investigated by GeneMANIA prediction server to explore the results from gene annotation point of view. Integrated result of each clustering algorithm due to AdaBoost algorithm, which implied as gene tree, indicated that proposed method biologically grouped set of genes as it was proved by their gene annotation using GeneMANI. We believe that the proposed method might be used with other DNA based clustering competitive methods and therefore, it can be used to group set of genes in other species.Keywords: Dairy cattle, Entropy, Gene clustering, Information theory, Mutual information
-
در این پژوهش شبکه عصبی مصنوعی و سامانه استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چندلایه (انفیس)، برای مدل سازی انرژی خروجی در واحدهای پرورش گاو شیری و گاو پرواری مورد مطالعه قرار گرفتند. برای این منظور، مطابق رابطه کوکران، تعداد 105 واحد پرورش گاو پرواری و گاو شیری به طور تصادفی از پنج شهرستانی که عمده ترین تولیدکننده این بخش در استان مازندران بودند، در سال های 1395 تا 1396 انتخاب شدند. با استفاده از تراز انرژی نهاده ها و ستانده ها، میانگین انرژی نهاده و ستانده برای هر راس گاو در واحدهای پرورش گاو پرواری به ترتیب برابر 76/16994 و 85/3449 مگاژول و برای واحدهای پرورش گاو شیری به ترتیب برابر 100100 و 58277 مگاژول محاسبه شد. همچنین شاخص های نسبت انرژی، بهره وری انرژی، انرژی ویژه و افزوده خالص انرژی برای هر راس گاو در واحدهای گاو شیری به ترتیب برابر 58/0، 08/0 کیلوگرم بر مگاژول، 5/12 مگاژول بر کیلوگرم و 93/41825- مگاژول و برای واحدهای گاو پرواری به ترتیب برابر 2/0، 02/0 کیلوگرم بر مگاژول، 50 مگاژول بر کیلوگرم و 91/13544- مگاژول بود. با استفاده از نتایج تحلیل آماری داده ها، مدل سازی میزان انرژی خروجی به ازای انرژی ورودی با استفاده از روش های هوش مصنوعی و استنتاج عصبی-فازی انجام گرفت. نتایج نشان داد مدل سامانه استنتاج عصبی-فازی تطبیقی چندلایه با ضریب تشخیص 9899/0 برای واحدهای پرورش گاو پرواری و 9933/0 برای واحدهای پرورش گاو شیری نسبت به مدل ساخته شده با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی با ضریب تشخیص 8118/0 و ساختار 1-16-6 برای واحدهای پرورش گاو پرواری و ضریب تشخیص 9837/0 و ساختار 1-12-5 برای واحدهای پرورش گاو شیری دارای عملکرد و دقت بهتری بودند.کلید واژگان: انرژی، سامانه استنتاج عصبی فازی تطبیقی، شبکه عصبی مصنوعی، گاو شیری، مدل سازیIn this research, the artificial neural networks (ANNs) and multi-layered non-fuzzy inductive inference system (ANFIS) were used to model the output energy in dairy and beef cattle farms. For this purpose, according to Cochran's relation, 105 beef and dairy farms were randomly selected from five townships which were the main producers of this sector in Mazandaran province from 2016-2017. Using the energy balance of inputs and outputs, the input and output energy averages in beef production farms were calculated to be 16994.76 and 3449.85 MJcow-1 and for dairy production farms were equal to 100100 and 58277 MJcow-1, respectively. Also, ER (Energy Ratio), EP (Energy Productivity), SE (Special Energy) and NE (Net Energy) indices for dairy production farms were 0.58, 0.08 KgMJ-1, 12.5 MJKg-1 and -41825.93 MJcow-1, respectively and for beef production farms were calculated as 0.2, 0.02 KgMJ-1, 50 MJKg-1and 13544.91 MJcow-1, respectively. Using the results of statistical analysis of the data, modeling of the output energy for each unit of input energy was performed by two above methods (ANNs and ANFIS). The results showed that the model of nervous- fuzzy inference comparative multi-layered system with the correlation coefficient of 0.9899 for steer farms and 0.9933 for dairy farms, had better performance and accuracy than that of the artificial neural network with the correlation coefficient of 0.8118 and the structure of 6-16-1 for beef farms and correlation coefficient of 0.9837 and the structure of 5-12-1 for dairy farms.Keywords: Energy, Adaptive fuzzy neural network, Artificial neural network, Dairy cattle, Modeling
-
سابقه و هدفدر طی چند دهه گذشته، پیشرفتهایی در توسعه مدلهای ریاضی- به عنوان ابزارهای پژوهش و مدیریت- وجود داشته است که میتوانند دانش فعلی ما از رویدادهای تولید مثلی را تلفیق نمایند و آنگاه در پیشبینی بازده تولید مثلی حیوانات مزرعهای کمکبخش باشند. این مقاله یک مدل سازی ریاضی مفهومگرا از برهمکنش های هورمونی و متابولیت ها در گامه عدم فحلی و تعادل منفی انرژی در گاو شیری را ارایه می دهد. در گاوهای شیری عدم فحلی به طور سالیانه و پس از هر گوسالهزایی رخ میدهد. این دوره بیفحلی در گاوهای شیری پرتولید به واسطه رخداد موازنه منفی انرژی ناشی از تولید شیر بالا در چند ده روز اول پس از زایمان، چالشی همیشگی در صنعت نوین گاو شیری در سراسر جهان است. به همین دلیل، کوشش های علمی فراوانی به منظور کشف ابعاد گوناگون زیستشناختی این گامه زیستی پراهمیت صورت گرفته است. به سبب پیچیدگی روابط موجود میان فرسنجه های اثرگذار، تحلیل های زیستی توصیفی- تشریحی، توفیق چندانی در گره گشایی از این سامانه نداشته اند. در این پژوهش تلاش شد که برای سادهسازی و در عین حال تحلیل قدرتمند سازه های اثرگذار شناخته شده بر این گامه، از دریچه زیستسامانه هاو مدلسازی ریاضی به مساله نگاه شود.مواد و روش هادر این پژوهش ابتدا اطلاعات پراکنده در مورد وجه های گوناگون اثرگذاری موازنه منفی انرژی پس از زایمان بر تولیدمثل گاو شیری پرتولید به صورت مجتمع درآمد. سپس با استفاده از علم کاربرد ریاضیات در علوم زیستی و توانایی معادلات دیفرانسیل در همسانسازی سازوکارهای زیستی و فرمولنویسی، این اطلاعات به صورت برابران ریاضی خود درآمدند. کوشش شد تا معادلات طولانی و پیرایش نشدهی تولید شده برای سازه های موثر شناخته شدهی این گامه شامل گلوکز کبد، گلوکز خون، انسولین پانکراس و انسولین خون، IGF-1 کبد وخون وGnRH هیپوتالاموسی به معادلات دیفرانسیل معمولی کوتاهی، سادهسازی شوند.یافته هابا استفاده ازدادههای منتشرشده درمقالات علمی معتبر و بسط آنها با استفاده از نرمافزار Curve Expert، فرآیند شبیه سازی رایانه ای با کمک نرمافزار MATLAB(Version 9.1) انجام شد و مدل های پیشبینی کننده ای برای برخی متغیرهای سامانه که قابلیت شبیه سازی را داشتند توسعه داده شدند.
نتیجهگیری: نتایج نشان داد که سامانه معادلات دیفرانسیل معمولی به دست آمده، توان پیشبینی خوبی برای گلوکز خون (AARD %=0.388) و انسولین خون (AARD%=0.638) داشته اما قادر نبودند که پیشبینی دقیقی برای انسولین پانکراس و IGF-1 خون ارایه دهند. مدل حاضر آغازی بود به سوی یک مدل جامع که باید به تدریج کامل و کامل تر شود. در مدل حاضر سعی بر آن بود که تا حد امکان از دادههای تجربی موجود در منابع گوناگون به منظور شبیه سازی مدل استفاده شود که این امر تا حد قابل قبولی با موفقیت در این پژوهش همراه بود.کلید واژگان: گاو شیری، گامه تعادل منفی انرژی، معادلات دیفرانسیل معمولی، هورمونDuring the last few decades, there has been an increase in the development of mathematical models, as both research tools and management tools that can integrate our current knowledge of reproductive events and then would be helpful in predicting the reproductive efficiency of farm animals. This paper presents a conceptualized mathematical modeling of hormonal and metabolites interactions over non-estrous and negative energy balance phase in dairy cow. Anestrus occurs annually and after each calving. The anestrus period in high milk-producing cows due to the negative balance of energy produced by high milk production in the first few days after parturition is a constant challenge in the modern world of dairy cow worldwide. For this reason, many scientific efforts have been made to explore the biological aspects of this phase. Due to the complexity of the existing relationships between effective parameters, descriptive-analytical biological analyses have not succeeded in elucidating this biological system. In this research, it was attempted to look at the elaborating factors playing in this phase, at same time, it was tired to pinpoint and explore this phase from biological system perspective.
Material andMethodsIn the present study, first diverse information on the various aspects of the factors affecting on the postpartum negative balance of energy and reproduction performance of dairy cows were initially collected. Then, this information was converted to their sound mathematical equations. Efforts have been made to simplify the long and unprocessed equations from well-known factors including liver glucose, blood glucose, pancreatic insulin and blood insulin, IGF-1 liver and blood, and hypothalamic GnRH affecting on this biological phase to be simplified using ordinary differential equations. In other part of this study,FindingsBy using the data published in the scientific articles and expanding them by using Curve Expert software, the computer simulation process was performed by MATLAB software (Version 9.1) and the predictive models were developed for some system parameters.ConclusionThe results showed that the system of ordinary differential equations was able to predict good blood glucose (AARD = 0.388) and insulin (AARD% = 0.638), but they were not able to provide accurate predictions for pancreatic insulin and blood IGF-1.
The present model was a starting point to reach a comprehensive model which should be completed gradually. In this model, it was tried to use empirical data from reliable sources in simulation model, a matter that was more or less successful in this research.Keywords: Dairy Cattle, Negative Energy Balance Phase, Ordinary Differential Equations, Hormone -
ددر پژوهش حاضر برای ارزیابی تاثیر منابع مختلف اطلاعات جوامع خارجی بر صحت برآورد ارزش های اصلاحی ژنومی حیوانات جوان در جمعیت کوچک، دو جمعیت کوچک و بزرگ گاو شیری شبیه سازی گردید. یک جمعیت بزرگ متشکل از 200 هزار حیوان طی 15 نسل و سپس یک جمعیت کوچک متشکل از 5 هزار حیوان طی3 نسل به کمک نرم افزار QMSim به گونه ای ایجاد شدند که دو جمعیت از لحاظ ژنتیکی مرتبط بودند. براساس منابع مختلف اطلاعات در دسترس سه راهبرد برآورد صحت ارزیابی های ژنومی تعریف گردید. در راهبرد اول، صحت های ارزش های اصلاحی ژنومی براساس ارزش های ژنومی دام ها در جمعیت کوچک برآورد گردیدند. در راهبرد دوم، صحت های ارزش های اصلاحی حیوانات به کمک اطلاعات دام ها در جمعیت کوچک و نیز ارزش های اصلاحی ژنومی دام های نر جمعیت بزرگ برآورد شدند. در راهبرد سوم، اطلاعات فنوتیپی، ژنوتیپی و شجره دام ها جمعیت بزرگ برای برآورد صحت ها یا ارزش های اصلاحی ژنومی دام ها جمعیت کوچک استفاده شد. میانگین های صحت برآورد ارزش های اصلاحی ژنومی در راهبردهای اول، دوم و سوم به ترتیب 34/0، 40/0 و 50/0 به دست آمد. همچنین میانگین های ضریب پیش بینی رگرسیونی در راهبردهای اول، دوم و سوم به ترتیب 74/0، 83/0 و 93/0 برآورد گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان دادند که استفاده همزمان از اطلاعات فنوتیپی، شجره ای و ژنوتیپی دو جمعیت برای برآورد صحت ارزش های اصلاحی ژنومی کاندیداهای انتخاب در جوامع کوچک در راهبرد سوم، علاوه بر افزایش صحت پیش بینی، تفاوت معنی داری در صحت پیش بینی را نسبت به دو راهبرد دیگر به همراه دارد.کلید واژگان: گاو شیری، ارزش اصلاحی ژنومی، صحت پیش بینی، جامعه کوچک، شبیه سازیIn the present study two genetically connected small and large populations were simulated and the effect of different sources of information from foreign populations on the accuracy of predicted genomic breeding values of young animals of the small population was investigated. A large population consist of 200000 animals over 15 generations and a small population consist of 5000 animals over 3 generations were generated with QMSim simulation software in a such way that the small population was connected to the large one. Three scenarios were defined for estimating the accuracy of genomic evaluations based on various sources of available information. In the first scenario, the accuracy of genomic breeding values was estimated based on the genomic breeding values of individuals in the small population. In the second scenario, the accuracy of genomic breeding values of animals was estimated using the information of individuals in the small population accompanied with the genomic breeding values of male individuals from the large population. In the third scenario, phenotypic, genotypic and pedigree data of individuals from the large population were integrated to estimate the genomic breeding values of individuals in the small population. The averages for accuracy of estimated genomic breeding values were 0.34, 0.40 and 0.50 under the first, second and third defined scenarios, respectively. Furthermore, the averages for regression coefficient of prediction for genomic breeding values were 0.73, 0.83 and 0.93 under the first, second and third defined scenarios, respectively. The obtained results revealed that the integration of phenotypic, genotypic and pedigree information of both large and small populations had the most advantage for estimating the genomic breeding values of selected candidates in the small populations.Keywords: Dairy cattle, Genomic breeding value, Prediction accuracy, Small population, Simulation
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.