1- دانشگاه رازی
چکیده: (8 مشاهده)
مقدمه و هدف: یولاف (Avena sativa L.) یکی از محصولات عمده جهان و از تیره غلات (Poaceae) بهشمار میآید. امروزه یولاف به عنوان یکی از مهمترین غلات در جهان در نظر گرفته میشود که استفاده اصلی آن به عنوان خوراک دام بوده وبه عنوان منبع موادمغذی با ارزش نیز برای مصرف انسان مورد استفاده قرار میگیرد. با توجه به کاهش تولید این گیاه حفظ ذخایر ژنتیکی این گیاه نقشی حیاتی در تأمین امنیت غذایی بشر ایفا میکند. به منظور بهرهمندی از فواید و ویژگیهای غذایی یولاف، لازم است که کیفیت دانه و پتانسیل عملکرد آن حفظ شود تا نه تنها افزایش بازده اقتصادی تولیدکنندگان کشاورزی حاصل شود، بلکه یولاف نیز بتواند به عنوان یک محصول زراعی در رقابت با سایر غلات باقی بماند. مبنای بهبود کمی و کیفی موفق محصولات زراعی، استفاده از تنوع ژنتیکی نهفته است و درک ترکیب ژنتیکی هر گونه گیاهی برای اصلاح نباتات ضروری به شمار میآید. بهرهبرداری از تنوع موجود در یک ژرمپلاسم میتواند به شناسایی والدین مناسب و ارقام بهتری منجر شود و همچنین میتوان از این تنوع برای بهبود ویژگیهای ارقام زراعی بهره گرفت. امروزه، پیشرفت در نشانگرهای مولکولی این امکان را فراهم کرده است که روابط بین گونهها و ارزیابی دقیقتر و سریعتر تنوع ژنتیکی انجام شود. نشانگرهای مولکولی، به ویژه نشانگرهای مبتنی بر DNA همچون SCoT، از ابزارهای کلیدی در تحقیقات تنوع ژنتیکی به شمار میروند. نشانگر SCoT (کدونهای آغاز هدف) یک نشانگر مبتنی بر PCR و جدید است که بر اساس توالیهای دو طرف نواحی آغازین ژنهای گیاهی طراحی شده است. از مزایای این نشانگر میتوان به آسانی و کمهزینه بودن، چندشکلی بالا، قابلیت آشکارسازی اطلاعات ژنتیکی وسیع و فراگیر بودن آن در ژنوم اشاره کرد. با توجه به این مزایا و هزینه بالای ارزیابی منابع ژنتیکی و شناسایی ارقام، استفاده از نشانگرهای اقتصادی و ساده مانند SCoT میتواند تا حدی راهگشا باشد. این پژوهش با هدف بررسی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپهای یولاف زراعی(Avena sativa L.) با استفاده از نشانگر SCoT انجام شد.
مواد و روشها: این پژوهش با استفاده از 148 ژنوتیپ یولاف زراعی دریافت شده از بانک بذر استرالیا (AGG)با منشاء مختلف که در بانک بذر پردیس کشاورزی و منابعطبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه نگهداری میشوند و در آزمایشگاه بیوتکنولوژی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی این دانشگاه در سال 1400 انجام شد. به منظور شناسایی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپ های یولاف زراعی (Avena sativa L.)، واکنش زنجیرهای پلیمراز با استفاده از ۱۲ آغازگر SCoT بر روی DNA استخراجشده از برگ به روش دلاپورتا (با تغییراتی جزئی) انجام گرفت. تجزیه خوشهای و نقطه برش دندروگرام با استفاده از نرم افزار SYSTAT13.0 انجام شد. از نرمافزار NTSYSpc 2.02 برای بدست آوردن ضریب کوفنتیک برای تجزیه خوشهای، تجزیه به مختصات اصلی و ماتریس تشابه ژنتیکی بر اساس ضریب تشابه جاکارد استفاده شد.
یافته ها: در مجموع 135 نوار توسط آغازگرها تولید شد که 84 باند (75/61 درصد) چند شکل بود. میانگین تعداد کل باندها برای هر آغازگر 25/11 و میانگین باندهای چندشکل هفت بود. بیشترین مقادیر شاخصهای نشانگری از جمله: تعداد نوار چند شکل، درصد چندشکلی، شاخص نشانگری، نسبت چندشکلی موثر و قدرت تفکیک برای آغازگر SCoT1 به دست آمد که میتواند نشاندهندهی توان تفکیک بالای این آغازگر در تمایز ژنوتیپهای یولاف باشد. ضرایب تشابه ژنتیکی ژنوتیپهای مورد مطالعه از 32/0 تا 87/0 متغیر بود. بیشترین شباهت ژنتیکی بین ژنوتیپهای 147 (DUNNART) و148 (HOUDAN) و کمترین شباهت ژنتیکی بین ژنوتیپهای 113 (WESTON) و 131 (STORMONT IRIS) مشاهده شد. تجزیه خوشهای بر اساس روش الگوبندی UPGMA و ضریب فاصله جاکارد، ژنوتیپهای یولاف را به شش گروه تقسیم نمود، اکثر ژنوتیپهایی که دریک گروه قرار گرفتند از نظر منشاء جغرافیایی به هم نزدیک بودند. ژنوتیپهای 116 (SANTA LUZIA) و144 (FREJA) در دورترین فاصله بر اساس دندروگرام حاصل از تجزیه خوشهای نسبت به هم واقع شدندکه از لحاظ فاصله ژنتیکی و منشاءجغرافیایی از یکدیگر فاصله زیادی داشتند. تلاقی ژنوتیپهایی با فاصله ژنتیکی زیاد میتواند جمعیتهایی با تنوع بالاتر ایجاد کند. بر اساس تجزیه به مختصات اصلی، تغییرات کمی توسط دو مولفه اصلی (%50/11 ) توجیه شد و تا حد زیادی الگوی تنوع ژنتیکی حاصل از روش تجزیه خوشهای را تأیید نمود که با توجه به میزان سهم پایین واریانس توجیه شده توسط دو مولفه در تجزیه به مختصات اصلی، نشانگرهای SCoT پراکنش مناسبی در ژنوم یولاف داشته و کل ژنوم را اسکن کردهاند.
نتیجهگیری: پایه و اساس تحقیقات بهنژادی گیاهان بر تنوع ژنتیکی استوار است؛ در حقیقت، عدم دستیابی به این تنوع، بهنژادگران شانس چندانی برای ایجاد و ارائه ارقام اصلاح شده جدید نخواهد داشت. به همین دلیل، برنامههای اصلاحی یولاف ممکن است تنها به یک بخش محدود از تنوع ژنتیکی موجود در این گونه زراعی وابسته باشد. با توجه به عدم شناخت کافی از پتانسیل ژنتیکی یولاف زراعی در ایران، بررسی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپهای آن امری ضروری به شمار میآید. در مجموع نتایج به دست آمده از مطالعه حاضر نشان میدهد نشانگر SCoT ابزار مؤثر و قابل اعتماد برای ارزیابی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپهای یولاف میباشند و از تنوع شناسایی شده در این مطالعه میتوان در برنامههای آتی بهنژادی یولاف به هدف شناسایی تلاقی های هدفدارو توسعه ارقام استفاده نمود. علاوه بر این، تلاقی ژنوتیپ های با فاصله ژنتیکی زیاد به ایجاد جمعیت هایی با تنوع بالا می تواند کمک نماید.
مواد و روشها: این پژوهش با استفاده از 148 ژنوتیپ یولاف زراعی دریافت شده از بانک بذر استرالیا (AGG)با منشاء مختلف که در بانک بذر پردیس کشاورزی و منابعطبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه نگهداری میشوند و در آزمایشگاه بیوتکنولوژی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی این دانشگاه در سال 1400 انجام شد. به منظور شناسایی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپ های یولاف زراعی (Avena sativa L.)، واکنش زنجیرهای پلیمراز با استفاده از ۱۲ آغازگر SCoT بر روی DNA استخراجشده از برگ به روش دلاپورتا (با تغییراتی جزئی) انجام گرفت. تجزیه خوشهای و نقطه برش دندروگرام با استفاده از نرم افزار SYSTAT13.0 انجام شد. از نرمافزار NTSYSpc 2.02 برای بدست آوردن ضریب کوفنتیک برای تجزیه خوشهای، تجزیه به مختصات اصلی و ماتریس تشابه ژنتیکی بر اساس ضریب تشابه جاکارد استفاده شد.
یافته ها: در مجموع 135 نوار توسط آغازگرها تولید شد که 84 باند (75/61 درصد) چند شکل بود. میانگین تعداد کل باندها برای هر آغازگر 25/11 و میانگین باندهای چندشکل هفت بود. بیشترین مقادیر شاخصهای نشانگری از جمله: تعداد نوار چند شکل، درصد چندشکلی، شاخص نشانگری، نسبت چندشکلی موثر و قدرت تفکیک برای آغازگر SCoT1 به دست آمد که میتواند نشاندهندهی توان تفکیک بالای این آغازگر در تمایز ژنوتیپهای یولاف باشد. ضرایب تشابه ژنتیکی ژنوتیپهای مورد مطالعه از 32/0 تا 87/0 متغیر بود. بیشترین شباهت ژنتیکی بین ژنوتیپهای 147 (DUNNART) و148 (HOUDAN) و کمترین شباهت ژنتیکی بین ژنوتیپهای 113 (WESTON) و 131 (STORMONT IRIS) مشاهده شد. تجزیه خوشهای بر اساس روش الگوبندی UPGMA و ضریب فاصله جاکارد، ژنوتیپهای یولاف را به شش گروه تقسیم نمود، اکثر ژنوتیپهایی که دریک گروه قرار گرفتند از نظر منشاء جغرافیایی به هم نزدیک بودند. ژنوتیپهای 116 (SANTA LUZIA) و144 (FREJA) در دورترین فاصله بر اساس دندروگرام حاصل از تجزیه خوشهای نسبت به هم واقع شدندکه از لحاظ فاصله ژنتیکی و منشاءجغرافیایی از یکدیگر فاصله زیادی داشتند. تلاقی ژنوتیپهایی با فاصله ژنتیکی زیاد میتواند جمعیتهایی با تنوع بالاتر ایجاد کند. بر اساس تجزیه به مختصات اصلی، تغییرات کمی توسط دو مولفه اصلی (%50/11 ) توجیه شد و تا حد زیادی الگوی تنوع ژنتیکی حاصل از روش تجزیه خوشهای را تأیید نمود که با توجه به میزان سهم پایین واریانس توجیه شده توسط دو مولفه در تجزیه به مختصات اصلی، نشانگرهای SCoT پراکنش مناسبی در ژنوم یولاف داشته و کل ژنوم را اسکن کردهاند.
نتیجهگیری: پایه و اساس تحقیقات بهنژادی گیاهان بر تنوع ژنتیکی استوار است؛ در حقیقت، عدم دستیابی به این تنوع، بهنژادگران شانس چندانی برای ایجاد و ارائه ارقام اصلاح شده جدید نخواهد داشت. به همین دلیل، برنامههای اصلاحی یولاف ممکن است تنها به یک بخش محدود از تنوع ژنتیکی موجود در این گونه زراعی وابسته باشد. با توجه به عدم شناخت کافی از پتانسیل ژنتیکی یولاف زراعی در ایران، بررسی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپهای آن امری ضروری به شمار میآید. در مجموع نتایج به دست آمده از مطالعه حاضر نشان میدهد نشانگر SCoT ابزار مؤثر و قابل اعتماد برای ارزیابی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپهای یولاف میباشند و از تنوع شناسایی شده در این مطالعه میتوان در برنامههای آتی بهنژادی یولاف به هدف شناسایی تلاقی های هدفدارو توسعه ارقام استفاده نمود. علاوه بر این، تلاقی ژنوتیپ های با فاصله ژنتیکی زیاد به ایجاد جمعیت هایی با تنوع بالا می تواند کمک نماید.
واژههای کلیدی: پوشش ژنومی، تجزیه خوشهای، تجزیه به مختصات اصلی، چند شکلی، تشابه ژنتیکی، شاخصهای نشانگری
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
