Journal of Crop Breeding

fa بررسی تنوع نوکلئوتئیدی ژن واکسی B در برخی گندم های زراعی و وحشی Evaluation of Nucleotide Diversity of Waxy B Gene in some of Wild and Cultivated Wheat اصلاح نباتات مولكولي اصلاح نباتات مولكولي پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"></div><div style="text-align: justify;"></div> <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط   مقدمه و هدف: ارتقاء کیفیت گندم نان موضوع مهمی است که سالیان سال ذهن محققان زیادی را به خود جلب کرده است که در چند دهه اخیر روش های مختلفی برای  ارزیابی این هدف توسعه یافته است. یکی از مهمترین اهداف در برنامه های اصلاحی گندم، اصلاح برای کیفیت نانوایی گندم می باشد. پروتئین های واکسی که مسئول  بیان آنزیم GBSS  در گندم هستند نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین را در نشاسته کنترل میکنند،  این پروتئینها در گندم های هگزاپلویید توسط سه ژنWx-D1, Wx-B1 ,Wx-A1   کنترل میشوند و نقش کلیدی در کیفیت آرد گندم دارند . هدف از این تحقیق بررسی تنوع نوکلئوتیدی ژن  Wx-B1 در ارقام  زراعی و وحشی و نیز بررسی روابط فیلوژنتیکی بین گندم و اجداد آنها بر اساس ژنهای واکسی می باشد.  مواد و روش‌ها: در مطالعه حاضر روابط فیلوژنتیکی ژن  Wx-B1 در 34 نمونه شامل 4 گونه آژیلوپس و 28 رقم گندم زراعی و 2 گونه گندم وحشی در دانشگاه ایلام با استفاده از تکنیکPCR   و توالی یابی مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ها: نتایج  همردیف سازی توالی ها برای ژن  Wx-B-seq1و Wx-B-seq2 نشان داد که نواحی حفاظت شده بسیار بالایی بین گندمهای زراعی و وحشی وجود دارد، هر چند در برخی نواحی تنوع تک نوکلئوتیدی بین گندم های زراعی و وحشی وجود دارد، نتایج ماتریس تشابه ژن  Wx-B-seq1نشان داد که بیشترین فاصله مربوط به رقم سرداری و کمترین فاصله مربوط به نمونه Aegilops.umbellulata بود. ماتریس تشابه ژن Wx-B-seq2 نشان داد که این ژن در ارقام زراعی بجز شاهی تغییرات چندانی ندارد، در حالی که دو نمونه گندم وحشی  T.boeticum و T.dicoccooides فاصله ژنتیکی خیلی زیادی را در مقایسه با ارقام زراعی نشان می دهند.  نتایج ماتریس جایگزینی برآورد حداکثر   درستنمایی برای ژنهای   Wx-B-seq1 و Wx-B-seq2  نشان داد که بیشترین و کمترین سهم جانشینی نوکلئوتیدی بترتیب از نوع پورینی و پیریمیدنی می باشد. همچنین، نتایج خوشه بندی با روش UPGMA  برای ژن های   Wx-B-seq1  و  Wx-B-seq2  نمونه ها را به ترتیب به دو گروه و سه گروه اصلی تقسیم نمود.  نتیجه گیری: نتایج کلی نشان می دهد که تنوع مشاهده شده در نمونه های وحشی و اجداد گندم های زراعی می تواند کاندیدای خوبی جهت بررسی مطالعات بعدی باشد که آیا این تغییرات منجر به محتوای پروتئینی خواهد شد یا خیر؟</div>   <div style="text-align: justify;">Extended Abstract <pre style="text-align:justify"> Introduction and Objective: Improving the quality of bread wheat is an important issue. It has attracted the attention of many researchers over the years, and in recent decades, various methods have been developed to evaluate this goal. One of the most important goals in wheat breeding programs is to improve the quality of wheat bakery. Waxy proteins that responsible for the expression of GBSS enzyme in wheat that control the ratio of amylose to amylopectin in starch, These proteins in hexaploid wheat are controlled by three genes, Wx-D1, Wx-B1, Wx-A1 and those have a key role in quality of wheat flour. The goal of this study was to investigate the nucleotide diversity of Wx-B1 gene in wild and crop cultivars and also to investigate the phylogenetic relationships between wheat and their ancestors based on waxy genes.</pre> Material and Methods: In the present study, the phylogenetic relationships of the waxy B gene in 34 samples including 4 species of Aegilops genus and 28 cultivars of wheat and 2 species of wild wheat were evaluated using PCR and sequencing techniques  in Ilam university. Results: Sequences alignment results of Wx-B-seq1 and Wx-B-seq2 genes showed there are very high conserved regions between crop and wild wheat, although in some regions there is single nucleotide diversity between crop and wild wheat. The results of similarity matrix of Wx-B-seq1 showed the highest distance was related to Sardari cultivar and the lowest distance was related to Aegilops.umbellulata sample. The similarity matrix of the Wx-B-seq2 gene showed this gene did not change much in crop cultivars except Shahi cultivar, while the two wild wheat samples T.boeticum and T.dicoccooides showed a very large genetic distance compared to the crop cultivars. The results of the substitution matrix estimation based on the maximum likelihood method for Wx-B-seq1 and Wx-B-seq2 genes showed the highest and lowest contributions of nucleotide substitution are purine and pyrimidine, respectively. Also, UPGMA clustering results for Wx-B-seq1 and Wx-B-seq2 genes divided the samples into two and three main groups, respectively. Conclusion: The overall results show that the diversity observed in wild samples and The ancestors of crop wheat can be a good candidate for further studies to determine whether these changes will lead to protein content or not.  </div>    آمیلوز, توالییابی, ژن واکسی, کیفیت, گندم Quality, Sequencing, Waxy gene, Amylose, Wheat 53 62 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1045-1&slc_lang=fa&sid=1 maryam karooni مریم کارونی karooni_maryam@yahoo.com 100319475328460018966 100319475328460018966 No Agronomy and plant breeding department, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran اصلاح نباتات، مهندسی ژنتیک، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایران Arash Fazeli آرش فاضلی a.fazeli@ilam.ac.ir 100319475328460018967 100319475328460018967 Yes Agronomy and plant breeding department, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran اصلاح نباتات، مهندسی ژنتیک، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایران