بخشی از مقاله
چکیده
گسترش پایه ژنتیکی ژرمپلاسمهاي اصلاحی گیاهان با استفاده تودههاي بومی و خویشاوندان وحشی آنها براي تولید ارقام پر محصول جدید، مقاوم به تنشها و سازگار به شرایط اقلیمی سخت ضروري به نظر میرسد. در این مطالعه، براي بررسی تنوع ژنتیکی و فیلوجغرافیایی 79 نمونه Aegilops tauschii جمعآوري شده از شمال و شمال غرب ایران، از چندشکلیهاي درجی رتروترانسپوزونی با تکنیک IRAP براساس هفت آغازگر LTR و ترکیب دوتایی آنها استفاده شد. در مجموع، 306 نشانگر چند شکل با میانگین 25/5 نشانگر به ازاء هرآغازگر یا ترکیب آغازگري و میانگین میزان اطلاعات چند شکلی 0/47 - PIC - تکثیر شد. گروهبندي نمونهها با استفاده از الگوریتم Neighbour-Joining و ضریب فاصله Number of Differences آنها رابه سه گروه منتسب کرد ولی در تجزیه خوشهاي مبتنی بر مدل بیز، بر اساس نمودار ΔK، نمونهها در دو زیرجمعیت قرار گرفتند. گروهبندي حاصل از تجزیه به بردارهاي اصلی تطابق تقریبی با تجزیه خوشهاي مبتنی بر فاصله داشت.
واژههاي کلیدي: Aegilops tauschii، تنوع ژنتیکی، ساختار گروه، میزان اطلاعات چند شکل، نشانگرهاي رتروترانسپوزونی
مقدمه
جایگزینی تودههاي بومی با ارقام اصلاح شده باعث کاهش تنوع ژنتیکی ژرمپلاسمهاي اصلاحی شده است. اطلاع از تنوع ژنتیکی ژرمپلاسمهاي اصلاحی، خویشاوندان وحشی آنها و تودههاي بومی براي تعیین روشهاي حفاظتی و استفاده از منابع ژنتیکی در برنامههاي اصلاحی بسیار مهم میباشد . - Aremu, 2011 - گسترش پایه ژنتیکی ژرمپلاسمهاي اصلاحی گیاهان با استفاده تودههاي بومی و خویشاوندان وحشی آنها در جهت تولید ارقام پر محصول جدید، مقاوم به تنشها و سازگار به شرایط اقلیمی سخت ضروري به نظر میرسد. در بین جنسهاي خویشاند وحشی گندم، Aegilops نزدیکترین جنس به جنس Triticum است . - Snape and Pankova, 2006 - گونه Ae. tauschii داراي دو زیرگونه tauschii و strangulate میباشد که زیرگونه tauschii داراي توزیع جغرافیایی وسیع از ترکیه تا چین است ولی زیرگونه strangulata به عنوان کاندیداي اصلی ژنوم D گندم نان، داراي توزیع جغرافیایی محدود بوده و تنها در حوزه دریاي خزر و جنوب کوههاي قفقاز یافت میشود. - Dvorak et al., 1998 - رابطه تکاملی نزدیک، تنوع ژنها و قابلیت تلاقی نسبتا راحت، این گونه را براي بهبود گونههاي Triticeae زیرکشت، خصوصا گندم و تریتیکاله مورد توجه قرار داده است . - Ogbonnaya et al., 2005 -
مواد و روشها
مواد گیاهی شامل 79 نمونه Ae. tauschii جمعآوري شده از استانهاي گیلان، مازنداران، گلستان و آذربایجان میباشد.استخراج DNA ژنومی به روش CTAB انجام و کیفیت و کمیت نمونهها با الکتروفورز ژل آگارز %0/8 و اسپکتروفتومتر تعیین شد. واکنش زنجیرهاي پلیمراز در حجم 10 میکرولیتر با استفاده از هفت آغازگر طراحی شده بر مبناي ناحیه LTR خانواده هاي رتروترانسپوزونی Sukkula، Nikkita و BARE-1 جو انجام شد. الگوي نواري نشانگرها به صورت صفر - عدم وجودنوار - و یک - وجود نوار - امتیازدهی شد. به منظور تعیین کارایی و قدرت تمایز نشانگرها، میزان اطلاعات چند شکلی - PIC - STRUCTURE 2.3شاخص اطلاعات شانون و شاخص تنوع ژنی نی برآورد گردید. گروه بندي نمونهها براساس دادههاي IRAP و با استفادهالگوریتم Neighbour-Joining و ضریب فاصله تکاملی P-distance در نرم افزار MEGA 4.0 و تجزیه خوشهاي مبتنی بر مدلدر نرمافزار انجام شد. تجزیه به بردارهاي اصلی به عنوان روش مکمل تجزیه خوشهاي براي تعیین روابطبین نمونهها در نرمافزار GenAlEx 6.503 انجام گردید. از تجزیه واریانس مولکولی - AMOVA - براي تفکیک واریانس مولکولی کل به واریانس ژنتیکی درون و بین گروههاي جغرافیایی استفاده شد.
نتایج و بحث
از 28 ترکیب ممکن هفت آغازگر رتروترانسپوزونی به صورت انفرادي و جفتی در این تکنیک، 12 ترکیب تکثیر مناسب و قابل امتیازدهی داشتند. در مجموع، 306 نشانگر چندشکل با میانگین 25/5 نشانگر به ازاء هر ترکیب آغازگري یا آغازگرمنفرد تکثیر شد. آغازگر 5'LTR1 با 47 نشانگر بیشترین و آغازگر Sukkula و ترکیب Nikkita+LTR6149 با 8 نشانگرکمترین نشانگر چندشکل را تولید کردند. نمونههاي جمعآوري شده از آذربایجان و مازندران به ترتیب با میانگین 15/08 و18/08 کمترین و بیشترین تعداد نشانگر را دارا بودند - جدول شماره . - 1 حداکثر و حداقل PIC به ترتیب برابر با 0/50 و
0/36 بود - جدول شماره . - 2 براساس شاخص تنوع نی، میزان تنوع در نمونههاي آذربایجان، گلستان، گیلان و مازندران به ترتیب 0/24، 0/35، 0/40 و 0/25 با میانگین 0/31 و شاخص شانون ن به ترتیب برابر با 0/35، 0/52، 0/58 و 0/36 با میانگین 0/45 برآورد گردید.
مقدار هتروزیگوتی مورد انتظار در نمونههاي آذربایجان، گلستان، گیلان و مازندران به ترتیب 0/24،0/35، 0/40 و 0/25 با میانگین 0/31 بدست آمد. واریانسهاي درون و بینگروهی به ترتیب 91 و 9 درصد واریانس مولکولی کل را تبیین کردند. گروهبندي براساس الگوریتم Neighbour-Joining و ضریب فاصله Number of Differences، نمونههاي مورد مطالعه به سه گروه منتسب کرد. تجزیه خوشهاي مبتنی بر مدل بیز، بر اساس نمودار ΔK، نمونهها را در دو زیرجمعیت قرار داد - شکل شماره . - 1 در تجزیه به بردارهاي اصلی، سه بردار اول به ترتیب با 13/21، 9/67 و 6/73 و در مجموع 29/61درصد تغییرات مولکولی نشانگرهاي IRAP را در نمونههاي Ae. tauschii تبیین کردند - شکل شماره - 2
