بخشی از مقاله
چکیده
قدمهای اولیه در اکثر برنامههای اصالحي بررسي ساختار و میزان تنوع ژنتیك در ذخایر توارثي گیاهي ميباشد. وجود تنوع ژنتیکي و درک روابط موجود بین ژنوتیپ ها ميتواند در راستای حفظ ژرم پالسم و طراحي برنامه-های اصالحي در گیاهان مورد توجه قرار گیرد. با توجه به اهمیت شناسایي، حفظ و نگهداری ذخایر توارثي و بهکارگیری این منابع به عنوان ابزاری مناسب جهت تسهیل فرآیندهای اصالحي و استراتژیهای مدیریتي، کارایي برخي از روشهای مختلف ژنتیکي و ژنومیك مانند نشانگرهای ریزماهواره در گیاهان زراعي و باغي بررسي شد. نشانگرهای ریزماهواره ابزار بسیار قدرتمندی برای برآورد میزان تنوع ژنتیك درون و بین جمعیتها و ارزیابي روابط خویشاوندی آنها، و همچنین تمایز ژنتیك و شناسایي جمعیت ها ميباشند که ميتوانند برای مدیریت ذخایر توارثي از طریق شناسایي نمونههای تکراری، ارزیابي خلوص بذور و نمونههای هم نام مورد استفاده قرار گیرند. نشانگرهای ریزماهواره مبتني بر ژنوم، توزیع تنوع آللي، ارایه الگوهای مدیریت ژرمپالسم و روابط ژنتیکي در زمینه ژنتیك حفاظتي را بهبود بخشیده است. با توجه به اینکه شناسایي ارقام باغي در سال-های اولیه رشد و تا زماني که درختان به بار نشستهاند امری دشوار است از این نتایج ميتوان در احداث باغهای جدید، شناسایي روابط خویشاوندی بین ارقام و ژنوتیپها به منظور بکارگیری در برنامههای بهنژادی و دستیابي به ارقام جدید اقتصادی و تعیین اصالت ژنتیکي و حفط این ذخایر توارثي در کشور استفاده نمود. همچنین از تنوع ژنتیکي و فاصله ژنتیکي با استفاده از نشانگرهای ماهوارهای میتوانند تهدیدهای ژنتیکي و محیطي را بهبود بخشیده و در برنامه های تالقي و بهنژادی استفاده کرد.
۱- مقدمه
بررسي تنوع ژنتیکي در ذخایر ژنتیکي جهت شناسایي و معرفي ژنوتیپهای برتر اولین گام در هر برنامه مرتبط با حفاظت و توسعه پایدار کشت گونههای گیاهي است. اطالع از سطح تنوع ژنتیکي ذخایر توارثي و برآورد میزان آن در ژرم پالسم گونههای گیاهي در اصالح نباتات از اهمیت خاصي برخورادر مي باشد، اساسيترین جنبه تمام علوم زیستي از قبیل اکولوژیکي، زیست شناسي تکاملي، ردهبندی، زراعت، اصالح و حفظ نباتات گیاهي به شمار ميرود. اطالع از میزان چند شکلي یا تفاوت بین نمونههای مختلف، به منظور کاهش حجم نمونههای ذخایر توارثي نگهداری شده در بانك ژن و بررسي خلوص بذر بسیار مفید خواهد بود. نشانگرهای مولکولي ابزارهای بسیار مهم و قوی در ارزیابي روابط خویشا.ندی ژنتیك، انتخاب گیاهان برتر و بررسي شباهات یا تفاوت بین نمونه های مختلف مي باشد. در گذشته روش های بررسي تنوع ژنتیکي وابسته به نشانگرهای مورفولوژیك بود که بسیار تحت تأثیر محیط قرار گرفته و اطالعات دقیقي حاصل نمي کردند. اما امروزه نشانگرهای مولکولي ابزارهایي دقیق و مفیدی در این راستا مي باشند تنوع ژنتیکي با استفاده از نشانگرهای ژنتیکي - مورفولوژیکي و مولکولي - و صفات زراعي ارزیابي ميگردد. به تفاوتهای موجود بین ردیف دی ان آی کروموزوم های هر موجود که از افراد به نتاج آنها منتقل مي گردد؛ نشانگر ژنتیکي گفته مي شود. روشهای مولکولي متعددی برای ارزیابي تنوع ژنتیك و تشخیص ذخایر توارثي در گیاهان ابداع شده اند.
نشانگرهای مولکولي مختلفي در بررسي تنوع ژنتیکي جمعیت های مختلف گیاهان استفاده گردیده اما به دلیل عدم شناخت کافي از اطالعات ژنوم گیاهان دارویي معموال از نشانگرهای تصادفي نظیر ISSR، RAPD، SAMPL و ] AFLP۱.[ در بررسي تنوع ژنتیکي و ساختار شناسي جمعیت استفاده مي شود. در گیاهان مختلف نشانگرهای مورفولوژیکي، ایزوزیم ها، پروتئین های ذخیره ای و نیز نشانگرهای DNA برای بررسي تنوع و تعیین روابط ژنتیکي افراد استفاده شده اند ولي به علت محدود بودن تعداد نشانگرها و تأثیر عوامل محیطي و مراحل رشدی گیاه بر نشانگرهای مورفولوژیکي و پروتئیني، امروزه نشانگرهای مبتني بر DNA به عنوان ابزارهای کارآ و مکمل برای تعیین سزح تنوع و تعیین روابط ژنتیکي ژنوتیپ های گیاهي استفاده مي شوند ]۲[ و ]۳[ و ]۴[ ریز ماهواره از جمله نشانگرهای ژنتیکي هستند که به علت ویژگي های منحصر به فرد مورد استقبال فراوان محققین قرار گرفته اند ]۵.[ریز ماهواره ها از جمله نشانگرهای ژنتیك همباز و چندآللي هستند که در ژنوم موجودات بطور فراوان یافت مي شوند]۶ [ و ]۷.[ توالي های احاطه کننده جایگاه های ریز ماهواره ای، در داخل یك گونه یا در گونه های داخل یك جنس و به ندرت در جنس های خویشاوند حفاظت شده هستند و از آن ها مي توان برای طراحي آغازگر به منظور تکثیر جایگاه های ریز ماهواره ای استفاده کرد
فراواني ریز ماهواره ها در ژنوم، سطح باالی تنوع اللي در جایگاه های ریز ماهواره ای و سهولت به کارگیری این نشانگرها، آن ها را از سایر نشانگرهای ژنتیکي متمایز ساخته است ]۰۱.[ به علت چند شکلي زیاد ریزماهواره ها، استفاده از نشانگرهای ریز ماهواره در گیاهان زراعي بویژه گیاهان دگرگشن در حال افزایش است. اطالعات مربوط بهمقدار تنوع ژنتیکي در ژرمپالسم و ارتباطات ژنتیکي بین ژنوتیپها برای بررسي و طراحي برنامههای بهنژادی مهم ميباشد و ميتواند برای کمك به شناسایي و توسعه ژرمپالسم بهکار رود و موجودیت ارقام را تعریف کند. نشانگرهای ریزماهواره به علت محتوای اطالعاتي چندشکل باال و خصوصیات مطلوب دیگر، به عنوان نشانگرهای کارا در مطالعات ژنتیکي و اصالحي مانند تعیین روابط خویشاوندی، تمایز ژنتیك جمعیت ها و بررسي تنوع ژنتیکي گیاهان زراعي بکار گرفته مي شوند.
۱-۱-شانگرهای مورفولوژیکی
تفاوتهای موجود بین ردیف دی ان آی کروموزوم ها مي تواند به طرق مختلفي تظاهر یابد. برخي از این تفاوتها عرضي بوده و در صفات قابل رؤیتي مانند رنگ گل، وجود یا عدم وجود ریشك در گلچه غالت یا صاف و چروک بودن سطح دانه نخود در آزمایشات مندل تجلي مي نمایند. این گونه نشانه ها را نشانگرهای مورفولوژیکي مي نامند. روش های تشخیص روابط ژنتیکي باید بر پایة مقایسه ی گیاهان در مورد صفات مونوژني - کیفي - که بیان آنها تحت تأثیر محیط رشد قرار نگیرد باشد نشانگرهای مورفولوژیك که پیامد جهشهای قابل رؤیت در مورفولوژی سازوارهاند؛ از ابتدای این سده مورد استفاده بودهاند. صفات مورفولوژیکي که عمدتاً توسط یك ژن کنترل ميشوند مي توانند به عنوان نشانگرهای ژنتیك مورد استفاده قرار گیرند. این نشانگرها جزو نخستین نشانگرها به شمار ميآیند. با این وجود نشانگرهای مورفولوژیك دارای معایب زیادی ميباشند. از جمله این که تحت تأثیر شرایط محیطي و مرحله ی رشد موجود قرار ميگیرند و پایداری کمي دارند ]۱۱.[
۱-۲- نشانگرهای مولکولی
روش های بیوشیمیایي مثل تجزیههای آیزوزایم برای تمایز بین افراد هتروزیگوت و هموزیگوت و برای تعیین میزان تنوع در جوامع گیاهي به کار گرفته شده است، با این وجود، تجزیههای آیزوزایم به دلیل کم بودن مکان های ژني نشانگر موجود، فقدان چند شکلي برای این مکان در مواد گیاهي برگزیده و نیز به دلیل تغییر در الگوهای بانددهي در اثر نمو گیاهي دارای محدودیت مي- باشند. در دهه ی ۰۵۹۱ نشانگرهای مولکولي قابل مشاهده توسط الکتروفورز پروتئینها تحول شگرفي را ایجاد نمودند ]۱۱.[
