بخشی از مقاله
چکیده
شناسایی ژنهاي چند شاخگی در آفتابگردان در فرایند تولید هیبرید از جهت انتخاب لاین گرده دهنده حایز اهمیت است. اطلاعاتی در خصوص ژنهاي مسبب چند شاخگی در آفتابگردان در دسترس نیست و حتی نشانگر مولکولی مرتبط هنوز معرفی نشده است. در این بررسی با استفاده از ارتولوگ ژنهاي مسبب چند شاخگی، اقدام به طراحی آغازگر و انجام PCR شد.
از بین دو لوکوس مورد بررسی، ژنی با الگوي نوار بندي متمایز بین لاینهاي چند شاخه و تک شاخه شناسایی شد که براي طراحی نشانگر مورد استفاده قرار خواهد گرفت. الگوي نوار بندي بین لاینهاي اینبرد چند شاخه و تک شاخه براي لوکوس دوم یکسان بود.تعیین توالی نوار مزبور الگوي آللی داخل این لوکوس بین لاینهاي چند شاخه و تک شاخه را تعیین خواهد نمود که براي طراحی نشانگر اختصاصی چند شاخگی بهکار خواهد رفت.
مقدمه
چندشاخگی به معناي توانائی گیاه در تولید چندین جوانه فرعی است. آغاز و توسعه شاخهزائی فرعی، پروسه پیچیدهاي است که توسط چندین ژن کنترل میشود. ژنهاي اصلی دخیل در این فرآیند در بسیاري از گونهها شناخته شدهاند. در طی فرآیند انتخاب و اصلاح نژاد آفتابگردان - Helianthus annuusL. - ، ارقام اهلی شده این گیاه قابلیت رشد انتهائی غالب را پیدا کردند یه طوري که توانائی تولید تنها یک شاخه انتهائی را دارا هستند که این خصوصیت کاملا با اجداد وحشی چند شاخه این گیاه متفاوت میباشد . - 1 -
با توسعه برنامههاي اصلاحی و تولید ارقام هیبرید در اواسط قرن بیستم، اهمیت تولید لاینهاي برگشت دهنده باروري1 چند شاخه نمود ویژهاي پیدا کرد. تولید ارقام هیبرید در آفتابگردان با استفاده از سیستم نر عقیمی ژنتیکی- سیتوپلاسمی2صورت می گیرد. در این سیستم پایه هاي گرده لاینهاي رستورر 3در مجاورت پایه هاي نر عقیم سیتوپلاسمی کشت می شوند تا هیبرید هاي بارور تولید شوند. براي یک گرده دهی موفق، وجود پایه هاي پدري چند شاخه - که هر شاخه به یک طبق منتهی می شود - به منظور فراهم کردن گردههاي بارور در یک دوره زمانی طولانی در مزرعه ضروري است.
متاسفانه اطلاعاتی دربارهتوالی ژنی لوکوسهاي چند شاخگی در آفتابگردان گزارش نشده است. در اختیار بودن اطلاعات لوکوسهایی که الگوي شاخهدهی را تحت تاثیر قرار میدهند و یا نشانگرهاي مولکولی مرتبط، فرآیند تولید R-lines را در برنامههاي اصلاحی سرعت میبخشد. در این صورت تولید لاینهاي اینبرد گرده دهنده جدید - R-lines - که در حال حاضر متشکل از تلاقی با یک لاین چند شاخه و سپس چندین نسل تلاقی برگشتی، و به سبب ماهیت مغلوب بودن صفت، یک نسل خود گشنی در هر نسل تلاقی برگشتی است، از حدود 10 سال به نصف یعنی حدود 5 سال کاهش خواهد یافت.
مواد و روشها
در این پژوهش از پنج لاین اینبرد رستورر چند شاخه و پنج لاین اینبرد تک شاخه استفاده گردید. از این لاینها DNA ژنومی به روش Li و همکاران - 2 - استخراج گردید. ارتولوگهایژن - Adekinate - adenylateisopentenyltransferase درگونه هاي نخود فرنگی، Medicagotruncatula و Lotus japonicus و نیز ارتولوگهاي ژن lateral suppressor - LAS - یک عضو از خانواده عوامل رونویسی GRAS ، در گونه هاي، آرابیدوپسیس، Brassica rapa، Brassica napusوCamelinasativaکه در شاخه دهی دخیل می باشند از منابع گردآوري شدند - جدول . - 1
با انجام BLAST روي توالی پروتینی این ارتولوگها، ارتولوگهاي بیشتري که واجد همسانی بالاي 70 درصد در توالی آمینو اسید بودند شناسایی شد و سپس همردیف سازي چند گانه بین توالی DNAاین ارتولوگها انجام گرفت - شکل 1 و . - 3 بر اساس نواحی حفاظت شده، جفت آغازگرهاي الیگونوکلیوتیدي با طول هاي بین 19 تا 25 نوکلیوتیدي طراحی گردید - LASF و LASR براي ژن LAS و ADEF و ADER براي ژن . - ADEKIN واکنش زنجیره اي PCR بر روي DNA استخراجی از پنج لاین اینبرد چند شاخه و تک شاخه - به طور مجزا - با شرکت آغازگر هاي مربوطه انجام گرفت و فرآورده هاي حاصل از PCR بر روي ژل آگارز 3 درصد بارگیري شد. قطعات حاصل از PCR زیر نور UV مشاهده شدند.
نتایج و بحث
الگوي نوار بندي حاصل از انجام PCR با آغازگرهاي ADEF و ADER - شکل - 2 نشاندهنده وجود یک نوار با طول حدود 300 جفت باز است که در لاینهاي تک شاخه وجوددارد اما لاینهاي چند شاخه فاقد آن میباشند. بنابراین به نظر می رسد در آلل مسبب چند شاخگی در محل اتصال حداقل یکی از آغازگرها جهشی صورت گرفته و بنابراین قادر به تکثیر نبوده است. با توالی یابی این نوار و طراحی آغازگرهاي جدید بر مبناي توالی حاصله، میتوان توالی آللی این ژن در لاینهاي چند شاخه نایل شد. در حال حاضر این جفت آغازگر به عنوان نشانگر مربوط به تک شاخگی معرفی می شوند.
