بخشی از مقاله
چکیده:
در این تحقیق به منظور تعیین تنوع ژنتیکی در یک جمعیت متشکل از 63 ژنوتیپ جوي بدون پوشینه با منشاء ایکاردا، از 32 نشانگر تصادفی RAPD و ISSR استفاده شد. از مجموع 290 باند تکثیر شده توسط 16 نشانگر RAPD، 222 باند 76/5 - درصد - چند شکل بودند.
قطعات تکثیر شده به ازاء هر آغازگر دامنه اي از - S18 - 10 تا - S32 - 29 باند داشت. این در حالیست که در مطالعه نمونهها از طریق آغازگرهاي ISSR از مجموع 283 باند مشاهده شده 92/2 درصد آنها چند شکل بودند و دامنه قطعات تکثیر شده نیز از - ISSR-3 - 9 تا - ISSR-15 - 26 باند در نوسان بود. اگرچه هر دو نشانگر توانستند با موفقیت نمونههاي مورد مطالعه را گروهبندي نمایند، نشانگرهاي ISSR از قابلیتهاي بیشتري در توضیح تنوع نمونه ها برخوردار بودند.
با توجه به آنکه نشانگرهاي ISSR نسبت به نشانگرهاي RAPD از تکرارپذیري بالاتري برخوردار بوده و در نتیجه قابل اعتبارترند، استفاده از آنها در انواع مطالعات ژنتیکی مربوط به تعیین تنوع در جمعیتهاي جوي بدون پوشینه قابل توصیه میباشد.
در میان قطعات DNA تکثیر شده توسط آغازگر S-39 یک قطعه 150 - جفت بازي - با محتواي بتاگلوکان از نظر آماري در ارتباط شناخته شد که میتوان با تبدیل آن به یک نشانگر SCAR از آن در تشخیص سریع و ارزانتر جوهاي بدون پوشینه با محتواي بتاگلوکان کم استفاده کرد. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که اگرچه همه نمونههاي مورد مطالعه در ایکاردا اصلاح شده بودند، تنوع قابل توجهی در میان آنها مشاهده شد که میتوان از این تنوع در برنامههاي اصلاحی آینده بهره جست.
مقدمه:
اگرچه در ظاهر عمدهترین مزیت جوي بدون پوشینه نسبت به جوي معمولی صرفهجویی در هزینههاي مربوط به عملیات پوستکنی، حمل و نقل و نگهداري است، این گیاه در مقایسه با جوهاي معمولی از نظر ترکیبات شیمیایی نیز متفاوت است. جوي بدون پوشینه نسبت به جوهاي معمولی از فیبر کمتر و انرژي، نشاسته و پروتئین بیشتري برخوردار است و با توجه به سازگاري آن با طول دوره رشد کوتاه، میتواند در بسیاري از مناطق جهان در تغذیه طیور و دیگر حیوانات تک معده جایگزین ذرت شود.
ضمن آنکه هزینه تولید آن نیز از ذرت کمتر است . - 1 - علاوه بر این به علت بالا بودن محتواي پروتئین - به ویژه اسید آمینه لیزین - و بتاگلوکان در مقایسه با جوهاي معمولی براي تغذیه انسان نیز مناسب است. نقش بتاگلوکان در جلوگیري از بسیاري از سرطانها به ویژه سرطان روده بزرگ، کاهش ریسک حملات قلبی، کاهش کلسترول و قند خون و بالا بردن سطح ایمنی بدن در پستانداران و به ویژه انسان به اثبات رسیده است
با توجه به تمامی خصوصیات مثبت و پتانسیلهاي بالقوه این گیاه، جوي بدون پوشینه هنوز جایگاه واقعی خود را در میان گیاهان زراعی پیدا نکرده است. اگرچه سطح زیر کشت این گیاه در نقاط مختلف دنیا هر ساله در حال افزایش است، هنوز میزان تولید این محصول در واحد سطح نسبت به جوهاي معمولی در حد پایینتري قرار دارد.
از آنجایی که نخستین گام جهت ایجاد ارقامی با قابلیتهاي زراعی بالاتر تعیین میزان پتانسیلهاي موجود در ژریم پلاسم گیاه است، توجه به برنامه هاي اصلاحی با هدف تعیین نوع و مقدار تنوع و ارزیابی ساختارهاي ژنتیکی گیاه از اهمیت شایان توجهی برخوردار است. لذا تحقیق حاضر با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی نمونههاي جوي بدون پوشینه اصلاح شده درایکاردا از طریق نشانگرهاي مولکولی به اجرا درآمد.
مواد و روشها:
مواد آزمایشی در این تحقیق شامل 63 ژنوتیپ جوي بدون پوشینه با منشاء ایکاردا بود - جدول DNA . - 1 نمونههاي مورد مطالعه از برگهاي جوان مطابق با روش دلاپورتا و همکاران - 3 - استخراج شد. پس از آگاهی از کیفیت مناسب DNA نمونهها، از 32 آغازگر RAPD و ISSR براي انجام واکنش PCR استفاده شد. مخلوطهاي واکنش آماده شده مطابق برنامه زیر به دستگاه ترموسایکلر منتقل شد.
قسمت اول: واسرشت شدن در 94 درجه سانتیگراد 3 دقیقه،
قسمت دوم 45 سیکل شامل واسرشتسازي در 94 درجه سانتیگراد 1 دقیقه، اتصال در 35 درجه سانتیگراد براي آغازگرهاي RAPD و 50 درجه سانتیگراد براي آغازگرهاي ISSR براي 2 دقیقه و بسط در 72 درجه سانتیگراد به مدت 1 دقیقه
و قسمت سوم: تکیمل بسط در 72 درجه سانتیگراد به مدت 5 دقیقه. جهت الکتروفورز فرآوردههاي تکثیر شده از ژل آگارز با غلظت 1/4 درصد براي آنالیز RAPD و 2 درصد براي آنالیز ISSR استفاده شد.
تجزیه کلاستر دادهها براساس ضرایب تشابه جاکارد صورت گرفته و دندروگرام براساس روش UPGMA رسم شد. در انتها از آزمون مانتل براي بررسی ارتباط تنوع مشاهده شده در روشهاي RAPD و ISSR و از آزمون t براي بررسی ارتباط صفات مختلف زراعی از جمله محتواي بتاگلوکان با باندهاي تکثیر شده در هر دو روش استفاده شد.
نتایج و بحث:
در بررسی ژنتیکی 63 نمونه جوي بدون پوشینه براساس نشانگرهاي مولکولی RAPDمجموعاً290 باند مشاهده شد که در میان آنها 222 باند - %76/5 - چند شکل بودند. در این مطالعه بیشترین و کمترین تعداد باند مشاهده شده به ترتیب مربوط به آغازگرهاي S32 و S18 بود. بیشترین تعداد باند چند شکل نیز مربوط به آغازگرهاي S32، S134 و OPC-06 و کمترین چند شکلی مربوط به آغازگر OPC-16 بود. در میان آغازگرهاي مورد بررسی در این تحقیق آغازگر OPC-06 توانست بیشترین مقدار تنوع در میان نمونهها را به نمایش بگذارد - 0/923 - و پس از آن آغازگرهاي OPC-08، و F-09 قرار داشتند. میانگین تعداد باند چند شکل به ازاء هر آغازگر 13/87 و میانگین شاخص تنوع ژنتیکی نمونه ها در این آنالیز 0/848 محاسبه شد.
در تجزیه نمونهها از طریق نشانگرهاي تصادفی RAPD در میان باندهاي تکثیر شده توسط آغازگر S-39 یک قطعه 150 جفت بازي با محتواي بتاگلوکان بذر از نظر آماري در ارتباط شناخته شد - شکل . - 1 این باند تنها در نمونههایی دیده شد که از محتواي بتاگلوکان پایینی برخوردار بودند.
در نتیجه با تبدیل این نشانگر به یک نشانگر SCAR میتوان از آن براي تشخیص سریع و ارزانتر ژنوتیپهایی با درصد بتاگلوکان کم استفاده کرد. یو و همکاران - 5 - نیز نتایج مشابهی را مبنی بر ارتباط این نشانگر با صفت محتواي بتاگلوکان در ژنوتیپهاي جوي بدون پوشینه گزارش کرده اند. همانگونه که اصلاح جوهاي بدون پوشینه براي افزایش محتواي بتاگلوکان از اهداف اصلاحی در این گیاه محسوب میشود، اصلاح در جهت کاهش آن هم حائز توجه است. چرا که ژنوتیپ هایی با محتواي بتاگلوکان کم در صنایع تهیه مالت و تغذیه طیور کاربرد فراوان دارند.
جدول:1 نام و یا شجره ژنوتیپ هاي جوي بدون پوشینه مورد بررسی
براي تعیین فاصله ژنتیکی نمونههاي تحت بررسی از تجزیه کلاستر استفاده شد - شکل 63 . - 2 نمونه جوي بدون پوشینه براساس نشانگرهاي RAPD و از فاصله ضریب تشابه ژنتیکی 0/516 به هشت گروه تقسیم شدند. در میان نمونههاي مورد بررسی بیشترین تشابه ژنتیکی مربوط به ژنوتیپهاي شماره 4 و 13 با ضریب تشابه 0/81 و پس از آن مربوط به ژنوتیپهاي شماره 51 و 35 با ضریب تشابه 0/78 بود. کمترین تشابه و در نتیجه بیشترین فاصله ژنتیکی نیز مربوط به نمونههاي شماره 43 و 21 با ضریب تشابه 0/215 و پس از آنها مربوط به ژنوتیپهاي 1 و 63 با ضریب تشابه 0/22 بود. میانگین ضرایب تشابه ژنتیکی در بین کل ژنوتیپها نیز 0/581 محاسبه شد.
