تعیین مؤثر‌ترین اسیدهای چرب مرتبط با چربی شیر گاوهای هلشتاین با استفاده از الگوریتم انتخاب ویژگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز

2 استادیار بخش مدیریت مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز

چکیده

آگاهی از تنظیم تولید چربی شیر جهت توسعه راهبردهای تغذیه‌ای برای افزایش ارزش تغذیه‌‌ای شیر، کاهش خروج انرژی از طریق آن و بهبود توازن انرژی گاوهای شیری حیاتی است. هدف از این پژوهش، تعیین مهم‌ترین اسیدهای چرب مرتبط با چربی شیر گاوهای هلشتاین با استفاده از الگوریتم انتخاب ویژگی بود. الگوریتم انتخاب ویژگی یکی از روش‌های داده‌کاوی به منظور انتخاب بهترین و مؤثرترین فراسنجه‌های مرتبط برای پیش‌بینی هدف مورد نظر است. برای انجام این پژوهش از 3072 داده خام و سه روش مهم الگوریتم انتخاب ویژگی با شش مدل مختلف استفاده شد. داده با استفاده از نرم‌افزار WEKA واکاوی شد. نتایج نشان داد که روش رتبه‌بندی الگوریتم انتخاب ویژگی مناسب‌‌ترین روش برای انتخاب مهم‌ترین اسیدهای چرب مرتبط با چربی شیر با استفاده از رگرسیون لجستیک و طبقه‌بندی درختی با کم‌ترین میزان خطا است. بر این اساس، مهم‌ترین اسیدهای چرب مرتبط با ساخت چربی شیر، ایکوزا تری انوئیک اسید (20:3C 3 -n)، ایکوزا دی انوئیک اسید (20:2C 6 -n)، مجموع کل اسیدهای چرب ترانس 16:1C، ترانس-10 16:1C، ترانس-6، 7، 8 16:1C، مجموع کل اسیدهای چرب غیراشباع با یک پیوند دوگانه ترانس، ترانس-11، سیس-15 18:2C، مجموع کل اسیدهای چرب ترانس 18:1C، آدرنیک اسید (20:4C 6 -n) و سیس-12 18:1C تعیین شدند. الگوریتم انتخاب ویژگی اثر اسیدهای چربی به غیر از ایزومر ترانس-10، سیس-12 اسید لینولئیک مزدوج و ایزومر ترانس-10 18:1C را بر ساخت چربی شیر مؤثر نشان داد که ضروری است اهمیت زیست‌شناختی آن‌ها در پژوهش‌های آینده مورد سنجش قرار بگیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Use of feature selection algorithm to determine the most effective fatty acids associated with milk fat of Holstein cows

نویسندگان [English]

  • S. Kargar 1
  • M. Mokarram 2
1 Assistant Professor, Department of Animal Sciences, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran
2 Assistant Professor, Department of Range and Watershed Management, College of Agriculture and Natural Resources of Darab, Shiraz University, Darab, Iran
چکیده [English]

Understanding the regulation of milk fat biosynthesis is vital to the development of nutritional strategies to increase the nutritional value of milk, reduce milk-energy out-put and improve the energy balance of lactating cows. The objective of this study was to determine the most important fatty acids affecting milk fat of Holstein cows using feature selection algorithm. Feature selection algorithm is one of the data mining methods which is used to determine the most effective and best-known parameters predicting targeted trait. A total of 3072 raw data and three important methods of feature selection with six models was used. Data was analyzed using the WEKA Software (v. 3.8). Results indicated that Ranker method of feature selection algorithm is the most appropriate method to select the most important fatty acids affecting milk fat using LMT classification with minimized error. Accordingly, n-3 C20:3 (eicosatrienoic acid), n-6 C20:2 (eicosadienoic acid), total trans C16:1, trans-10 C16:1, trans-6, 7, 8 C16:1, total trans monounsaturated fatty acids, trans-11, cis-15 C18:2, total trans C18:1, n-6 C20:4, and cis-12 C18:1 were determined as the most important fatty acids affecting milk fat. Feature selection algorithm showed that fatty acids other than trans-10, cis-12 conjugated linoleic acid and trans-10 C18:1 is associated with milk fat biosynthesis which is necessary to be further characterized their biological importance in the next future studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Feature selection algorithm
  • Data mining
  • Milk fat depression
  • Dairy cow

مراجع

Bauman D. E. and Griinari J. M. 2001. Regulation and nutritional manipulation of milk fat: Low-fat milk syndrome. Livestock Production Science, 70: 15–29.
Baumgard L. H., Corl B. A. and Bauman D. E. 2000a. Effect of CLA isomers on fat synthesis during growth and lactation. In: Proceedings of Cornell Nutrition Conference, USA, pp. 180–190.
Baumgard L. H., Corl B. A., Dwyer D. A., Saebø A. and Bauman D. E. 2000b. Identification of the conjugated linoleic acid isomer that inhibits milk fat synthesis. American Journal of Physiology: Regulatory Integrative Comparative Physiology, 278: R179–R184.
Chouinard P. Y., Corneau L., Barbano D. M., Metzger L. E. and Bauman D. E. 1999. Conjugated linoleic acids alter milk fatty acid composition and inhibit milk fat secretion in dairy cows. Journal of Nutrition, 129: 1579–1584.
Dash M. and Liu H. 2003. Consistency-based search in feature selection. Artificial Intelligence, 151: 155–176.
Davis C. L. and Brown R. E. 1970. Low-fat milk syndrome, In: Phillipson, A.T. (Ed.), Physiology of digestion and metabolism in the ruminant, Oriel Press, Newcastle upon Tyne, UK, pp. 545–565.
Gaynor P. J., Erdman R. A., Teter B. B., Sampugna J., Capuco A. V., Waldo D. R. and Hamosh, M. 1994. Milk fat yield and composition during abomasal infusion of Cis or Trans octadecenoates in Holstein cows. Journal of Dairy Science, 77: 157–165.
Griinari J. M., Bauman D. E. and Jones L. R. 1995. Low milk fat in New York Holstein herds. In: Proceedings of Cornell Nutrition Conference, USA, pp. 96–105.
Griinari J. M., Nurmela K. V. V. and Bauman D. E. 1997. Trans-10 isomer of octadecenoic acid corresponds with milk fat depression: [abstract]. Journal of Dairy Science, 80 (Suppl. 1): 204.
Griinari J. M., Dwyer D. A., McGuire M. A., Bauman D. E., Palmquist D. L. and Nurmela K. V. 1998. Trans-octadecenoic acids and milk fat depression in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 81: 1251–1261.
Griinari J. M., Bauman D. E., Chilliard Y., Perajoki P. and Nurmela K. 2000a. Dietary influences on conjugated linoleic acids (CLA) in bovine milk fat. In: Proceedings of 3rd Meeting of the European Section of AOCS- Oils and Fats: from Basic Research to Industrial Applications; June 18–21, Helsinki, Finland.
Griinari J. M., Corl B. A., Lacy S. H., Chouinard P. Y., Nurmela K. V. V. and Bauman D. E. 2000b. Conjugated linoleic acid is synthesized endogenously in lactating dairy cows by D9-desaturase. Journal of Nutrition, 130: 2285–2291.
Hall M., Frank E., Holmes G., Pfahringer B., Reutemann P. and Witten I. H. 2015. The WEKA Data Mining Software Version 3.8. The University of Waikato, Hamilton, New Zealand.
Kadegowda A. K. G., Piperova L. S. and Erdman R. A. 2008. Principal component and multivariate analysis of milk long-chain fatty acid composition during diet-induced milk fat depression. Journal of Dairy Science, 91: 749–759.
Kargar S. and Mokarram M. 2017a. Use of feature selection algorithm to determine the most important factors affecting milk fat percentage of Holstein dairy cows. Journal of Ruminant Research. 4: 149–166.
Kargar S., Ghorbani G. R., Khorvash M., Kahyani A., Karimi-Dehkordi S., Safahani-Langarudi M., Fievez V. and Schingoethe D. J. 2017b. Milk fat secretion in Holstein dairy cows: Insights from grain type and oil supplement. Livestock Science, 196: 36–41.
Landwehr N., Hall M. and Frank E. 2005. Logistic model trees. Machine Learning, 59: 161–205.
Lock A. L., Tyburczy C., Dwyer D. A., Harvatine K. J., Destaillats F., Mouloungui Z., Candy L. and Bauman D. E. 2007. Trans-10 octadecenoic acid does not reduce milk fat synthesis in dairy cows. Journal of Nutrition, 137: 71–76.
Moore J. H. and Williams D. L. 1963. Effect of fat and fibre in the diet of the cow on the proportion of cis- and trans-octadecenoic acid (18:1) in the milk fatty acids. Report: National Institute for Research in Dairying, 128.
Naseriparsa M., Bidgoli A. M. and Varaee T. 2014. A hybrid feature selection method to improve performance of a group of classification algorithms. International Journal of Computer Applications, 69: 28–35.
Rindsig R. B. and Schultz L. H. 1974. Effects of abomasal infusions of safflower oil or elaidic acid on blood lipids and milk fat in dairy cows. Journal of Dairy Science, 57: 1459–1466.
Romo G. A., Casper D. P., Erdman R. A. and Teter B. B. 1996. Abomasal infusion of cis or trans fatty acid isomers and energy metabolism of lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 79: 2005–2015.
Selner D. R. and Schultz R.H. 1980. Effects of feeding oleic acid or hydrogenated vegetable oils to lactating cows. Journal of Dairy Science, 63: 1235–1241.
Shingfield K. J. and Griinari J. M. 2007. Role of biohydrogenation intermediates in milk fat depression. European Journal of Lipid Science and Technology, 109: 799–816.
Storry J. E. and Rook J. A. F. 1965. The effects of a diet low in hay and high in flaked maize on milk fat secretion and on the concentration of certain constituents in blood plasma. British Journal of Nutrition, 19: 101–109.
Wallace R. J., McKain N., Shingfield K. J. and Devillard E. 2007. Isomers of conjugated linoleic acids are synthesized via different mechanisms in ruminal digesta and bacteria. Journal of Lipid Research, 48: 2247–2254.
تحقیقات تولیدات دامی
دوره 6، شماره 3
آذر 1396
صفحه 1-10

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار