بخشی از مقاله
چکیده
جابجایی کروموزومی گندم-چاودار بهطور وسیعی در برنامههاي اصلاحی گندم استفاده شده است. این جابجایی بین بازوي کوتاه کروموزوم یک چاودار - 1RS - و بازوي بلند 1A - ، 1B و - 1D گندم واقع شده است. کروموزوم 1RS چاودار منبع با ارزشی براي مقاومت به تنشهاي محیطی و بیماريهاي گیاهی بخصوص بیماري زنگ میباشد. در این پژوهش توزیع بازوي 1RS در 147 لاین گندم نان با استفاده از 3 آغازگر اختصاصی چاودار مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج نشان داد که از میان لاینهاي مورد بررسی 76 ژنوتیپ - حدود 52 درصد - داراي هر دو نوع جابجایی بودند. آغازگر اختصاصی O-SEC جابجایی 1AL و 1BL را شناسایی میکند. باند 1530 bp حاصل از این آغازگر، بیانگر حضور ژنهاي مقاومت به بیماريهاي زنگ است که این باند در 52 ژنوتیپ مورد بررسی مشاهده شد و میتوان از این منابع ژنی براي اصلاح ارقام گندم براي مقاومت به بیماريهاي زنگ استفاده نمود. پرایمر PAW-161 باند 1200 bp را نیز در 52 ژنوتیپ نشان داد که در منابع گزارش نشده است.
مقدمه:
گندم نان - Triticum aestivum L., 2n=6x=42 - ، گیاهی خودگشن و هگزاپلوئید و داراي ساختار ژنومی AABBDD که
از قدیمیترین گیاهان اهلی شده به دست انسان است. بسیاري از قحطیهاي بزرگ در طول تاریخ بشر، ناشی از کاهش میزان تولید گندم - به وسیله عواملی همچون: خشکسالی، بیماريها و آفات - بوده است. در ایران، گندم از نظر تولید و سطح زیر کشت، مهمترین محصول کشاورزي است و افزایش محصول آن روز به روز مورد توجه قرار گرفته است؛ لذا جهت اصلاح و افزایش تولید گندم در واحد سطح، تولید و معرفی ارقام گندم مقاوم به تنشهاي زیستی و غیرزیستی، ضروري میباشد
یکی از راههاي اصلاح گندم به تنشهاي زیستی و غیرزیستی مبادله اطلاعات ژنتیکی بین دو گونه گیاهی از طریق وقوع جابجایی کروموزومی است. چاودار - Secale cereal L., 2n=2x=14 - ، گیاهی دگرگشن و دیپلوئید با ساختار ژنومی RR میباشد، بر روي بازوي کوتاه کروموزوم 1 چاودار - 1RS - ، منابع با ارزشی براي بهبود ویژگیهاي گندم شناسایی شده و به شکلهاي مختلفی 1AL.1RS - ، 1BL.1RS و - 1DL.1RS با کروموزومهاي گندم در طی تکامل و به صورت خود به خودي جابجا شده است . - 5 - این ترانسلوکاسیون داراي ژنهاي عامل مقاومت به زنگ زرد - Puccinia striiformis - Yr9، زنگ سیاه - Puccinia graminis - Sr31، زنگ قهوهاي - Puccinia recondita - و سفیدك پودري pm8 و pm17 میباشد
لذا شناسایی لاینها و ژنوتیپهایی که حامل قطعات کروموزومی چاودار میباشند، میتواند منبع ژنتیکی مفیدي در اصلاح گندم براي مقاومت به تنشهاي زیستی و غیرزیستی و بعضی از بیماريهاي مهم مثل زنگ باشد. در این تحقیق 3 آغازگر مولکولی RyeR3/F3، O-SEC5/A و PAW-161 براي شناسایی ترانسلوکاسیونهاي 1BL.1RS و 1AL.1RS گندم- چاودار در تعدادي از لاینهاي گندم نان مورد استفاده قرار گرفتند.
مواد و روشها
در این تحقیق تعداد 147 لاین گندم، جمعآوري شده از مناطق مختلف ایران و سایر کشورها، مورد بررسی با آغازگرهاي اختصاصی چاودار قرار گرفتند. رقم Chinses Spring به عنوان کنترل منفی ترانسلوکاسیون 1AL.1RS و 1BL.1RS و رقم رصد به عنوان کنترل مثبت ترانسلوکاسیون 1BL.1RS و 1AL.1RS همراه با سایر لاینها مورد بررسی قرار گرفتند.
استخراج DNA، آغازگرهاي اختصاصی مورد استفاده و آنالیز PCR
استخراج DNA از برگهاي جوان و تازه با استفاده از CTAB با کمی تغییر انجام گرفت . - 2 - کیفیتسنجی DNA بر روي ژل آگارز 1 درصد انجام شد. مشخصات آغازگرهاي مورد استفاده در جدول 1 آورده شده است. تکثیر توالیها در دستگاه PCR Bio Rad انجام شد. واکنشهاي PCR در حجم نهائی 20 میکرولیتر حاوي 10 ماکرولیتر Master Mix، 0/5 ماکرولیتر از هر پرایمر، 7 ماکرولیتر آب دیونیزه و در نهایت 2 ماکرولیتر DNA الگوي 30 نانوگرمی بود. قطعات DNA تکثیر شده، بر روي ژل آگارز 1/5درصد از همدیگر تفکیک شدند. رنگآمیزي قطعات به وسیله Red Safe و آشکارسازي در زیر اشعه UV انجام شد.
جدول 1، مشخصات آغازگرهاي مورد استفاده
نتایج و بحث
شماره لاینهاي استفاده شده در این پژوهش و نوع جابجایی کروموزومی هر ژنوتیپ با هر آغازگر در جدول 2 نشان داده شده است.
جدول -2 لاینهاي مورد بررسی و نوع جابجایی مشاهده شده
شناسایی جابجایی گندم-چاودار از طریق اندازه باندهاي تکثیر شده در محصول حاصل از واکنش PCR است. نشانگر اختصاصی PAW-161 قابلیت شناسایی جابجایی 1BL.1RS را دارد. 63 ژنوتیپ، باند 366 bp و 750bp را تکثیر نمودند.
نمونه اي از ژلهاي بدست آمده در شکل 1 مشاهده میشود. باند 1200 bp در 52 ژنوتیپ شناسایی شد که این باند، در سایر منابع گزارش نشده است، تعدادي از ژنوتیپهایی که این باند را نشان دادهاند در شکل 2، آورده شده است.
شکل -1 ژل آگارز 1/5 درصد، حاوي باندهاي حاصل از به کارگیري جفت آغازگر PAW-161 در تکثیر PCR
شکل -2 نمونهاي از ژل آگارز 1/5 شامل تعدادي از ژنوتیپهاي حاوي باند 1200bp حاصل از به کارگیري جفت آغازگر PAW-161 در تکثیر PCR
نشانگر اختصاصی O-SEC قادر به شناسایی جابجایی 1AL و 1BL میباشد. این نشانگر بر اساس ژنهاي امگاسکالین در جایگاه ژنی Sec-1 طراحی شده است. این جایگاه روي ناحیه ماهواره کروموزوم 1 چاودار واقع است . - 4 - موفقیت در تکثیر قطعات مورد نظر در لاینهاي گندم مورد بررسی، بیانگر جابجایی گندم-چاودار و وجود ژنهاي مقاومت به زنگ در اثر این جابجایی است . - 1 - این نشانگر جابجایی 1BL را با اندازه 1530 و 710 جفت باز شناسایی میکند. بر اساس نتایج این تحقیق 57 ژنوتیپ داراي جابجایی 1BL بودند. تکثیر باند 1530 در ژنوتیپهاي مورد بررسی بیانگر حضور Sec-1 میباشد. باند با اندازه 1530 جفت باز در 52 ژنوتیپ مشاهده شد. نمونهاي از ژلهاي به دست آمده در شکل 3، نشان داده شده است.
شکل -3 ژل آگارز 1/5 درصد، حاوي باندهاي حاصل از به کارگیري جفت آغازگر O-SECدر تکثیر PCR
نشانگر اختصاصی Rye قادر به شناسایی جابجایی 1AL میباشد. در بین ژنوتیپهاي مورد بررسی 58 ژنوتیپ داراي این نوع جابجایی بودند. نمونهاي از ژلهاي به دست آمده در شکل 4 آورده شده است.
