مطالعه تاثیر تنش گرمایی بر عملکرد و فراسنجه های ژنتیکی تولید شیر، تولیدمثل و SCS گاوهای هلشتاین ایران

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: بهبود توانایی حیوانات برای مقابله با شرایط نامطلوب محیطی یک چالش در صنعت دام می‎باشد. شرایط محیطی نامطلوب، به‎ویژه تنش گرمایی، مسائل اقتصادی مهمی در دامداری هستند، زیرا بر تولید گاوهای شیری تاثیر منفی می گذارند. اگرچه حیوانات قادر به سازگاری با آب و هوای گرم هستند، مکانیسم‎های سازگاری آنها ممکن است برای عملکرد تولیدی آنها مضر باشد. پتانسیل ژنتیکی حیوان می‎تواند نقش مهمی در کنترل میزان کاهش تولید شیر، عملکرد تولیدمثل و سلامت پستان گله در شرایط آب و هوایی استرس‎زا ایفا کند. لذا هدف از این مطالعه بررسی تاثیر تنش گرمایی بر صفات تولید شیر، تولیدمثل و نمره سلول‎‎های سوماتیک (SCS) و شناسایی بهترین شاخص دما-رطوبت مناسب برای مطالعه تنش گرمایی در گاوهای شیری هلشتاین ایران بود. همچنین تحت ارزیابی ژنتیکی برای تنش گرمایی، پدران برتر ژنتیکی برای تحمل گرما شناسایی و ارزش ژنتیکی آنها در صفات عملکردی بررسی شد. مواد و روش‎ها: پارامترهای ژنتیکی مرتبط با تحمل تنش گرمایی شامل صفات تولید شیر، سلامت پستان (SCS) و تولیدمثل (روزهای باز و فاصله زایش تا اولین تلقیح) برآورد شدند. داده ها شامل ۱۴۵۷۳۱ رکورد روز آزمون گاوهای هلشتاین از اولین شیردهی در ۳۲۳ گله مرکز اصلاح نژاد ایران بین سال های ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۸ جمع آوری شد. رکوردهای روز آزمون با مقادیر شاخص دما-رطوبت روزانه (THI) براساس سوابق هواشناسی ایستگاه های هواشناسی ادغام شدند. هر رکورد شامل حداقل، حداکثر و میانگین دمای روزانه، میانگین رطوبت نسبی روزانه و میانگین باران روزانه بود. فراسنجه‎های ژنتیکی با کمک مدل حیوان و رگرسیون تصادفی تحت روش بیزی با استفاده از نرم‎افزار GIBSF۹۰ برآورد شدند. برای تخمین مولفه های واریانس، از مدل های روز آزمون تکرارپذیر چند صفتی با رگرسیون تصادفی روی مقادیر THI استفاده شد. مدل ها شامل کلاس های روز آزمون گله و DIM به‎عنوان اثرات ثابت، و هوای معمولی، تحمل گرما و محیطی دائمی به‎عنوان اثرات تصادفی در نظر گرفته شدند. یافته‎ها: نتایج نشان داد که صفات تولیدی و عملکردی باافزایش THI (THI>۷۲)کاهش فنوتیپی و ژنتیکی داشتند، در حالی‎که سطحSCS با افزایش THI افزایش یافت. در تحقیق حاضر میانگین تولید شیر در محدوده شاخص THI<۷۲ روندی نسبتا ثابت با میانگین ۳۵/۷۲ کیلوگرم را طی کرد، اما با افزایش شاخص از آستانه ۷۲ شاهد کاهش میانگین تولید شیر به ۳۱/۲۵ کیلوگرم بودیم. در واقع می‎توان گفت که نقطه بهینه THI برای تولید شیر بین ۷۲-۷۰ (۹ تا ۱۳ درجه سانتی‎گراد) مشاهده شد. به‎طور متوسط میانگین روزهای باز ۲۸/۶۴±۱۱۴/۴۷ روز و فاصله زایش تا اولین تلقیح ۱۶/۴۲±۶۲/۳۸ روز تخمین زده شد. بیشترین طول روزهای باز و فاصله زایش تا اولین تلقیح طی تابستان (به‎ترتیب ۳۵/۴۱ و ۶۹/۷۱) و کمترین در زمستان (به‎ترتیب ۱۰۰/۰۷ و ۵۴/۶۴) مشاهده شد. علاوه بر این، صفات تولید شیر و تولیدمثل دارای بیشترین نسبت شیب ژنتیکی بودند که نشان می دهد در سطوح بالای THI بیشتر تحت تاثیر تنش گرمایی قرار می گیرند. از آنجایی‎که این ویژگی به عنوان منعکس کننده بسیج ذخیره بدن شناخته شده است، استفاده از تغییرات آن در شرایط گرم می‎تواند یک نشانگر زیستی بسیار مقرون به صرفه برای تنش گرمایی در گاوهای شیری باشد که تعادل بین مصرف و تحرک در شرایط گرم را بیان کرده و لزوم وارد کردن اثر ژنتیک افزایشی در مدل ارزیابی مقاومت به گرما را پررنگ می‎کند. همچنین مرحله شیردهی که در آن گاوها تنش گرمایی را تجربه می‎کنند نیز بر شدت اثر تنش گرمایی بر تولید شیر تاثیر می‎گذارد. گاوهایی که در اواسط شیردهی هستند بیشترین آسیب، گاوهایی که در اوایل شیردهی هستند کمترین آسیب را می‎بینند، در حالی‎که گاوهایی که در اواخر شیردهی هستند به‎طور متوسط تحت تاثیر قرار می‎گیرند. گاوهای پر تولید در مقایسه با گاوهای کم تولید بیشتر تحت تاثیر تنش گرمایی قرار داشتند. از سویی دیگر، همبستگی ژنتیکی مثبت برای SCS بین تنش خنثی و گرمایی شناسایی شد، از این‎رو ادامه انتخاب برای SCS پایین تر پاسخ انتخاب مطلوبی را برای  SCS تحت تنش گرمایی به‎همراه خواهد داشت. نتیجه‎گیری: تنش گرمایی یکی از عوامل مهمی است که بر تولید شیر، تولیدمثل و سلامت گاو هلشتاین تاثیر منفی می‎گذارد. تاثیر تنش گرمایی را می‎توان با اصلاح محیط (تغذیه و خنک کننده) یا با انتخاب ژنتیکی حیواناتی که کمتر تحت تاثیر تنش حرارتی قرار دارند، کاهش داد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که عمکرد تولیدی، تولیدمثلی و SCS به‎میزان قابل ملاحظه‎ای تحت تاثیر شاخص دما-رطوبت قرار می‎گیرد. با توجه به این موضوع که پتانسیل ژنتیکی حیوانات تحت تاثیر تنش گرمایی متفاوت می‎باشد، و با توجه به تغییرات جهانی دما، توصیه می‎شود اثر مقاومت حیوان به تنش گرمایی به‎عنوان یک عامل موثر در شاخص‎های ارزیابی گاوهای نر و مولد ممتاز مدنظر قرار گیرد تا منجر به تولید و پرورش حیوانات مقاوم‎تری در گله‎ها به‎ویژه در مناطق گرمسیری شود. شاخص THI بهینه برای گاوهای هلشتاین ایرانی زیر ۷۲ برای صفات تولیدی، تولیدمثلی و سلامت پستان به‎دست آمد. اختلال در عملکردهای مختلف تولیدمثلی به‎دلیل تنش گرمایی می‎تواند منجر به نرخ کم لقاح در اولین تلقیح و در نتیجه افزایش فاصله زایش و روزهای باز به‎ویژه در طول فصل گرم شود.

Keywords:

Genetic correlation , Heat stress , Holstein dairy cows , Temperature-Humidity Index , تنش گرمایی , شاخص دما-رطوبت , گاوهای شیری هلشتاین , همبستگی ژنتیکی