بخشی از مقاله
چکیده
شناسایی ژنهاي برگشت دهنده باروري در سیستم هاي تولید هیبرید تجاري کلزا از جهت انتخاب انتخاب لاین گرده دهنده حایز اهمیت است. در حال حاضر براي ارزیابی لاینهاي بازگرداننده باروري از یک سال آزمون نتاج استفاده میشود. شناسایی نشانگر مولکولی مرتبط با ژن برگشت دهنده باروري زمان و هزینه را کاهش میدهد. در این پژوهش با استناد به تفاوت در توالی ژنهاي برگشت دهنده باروري و نیز ژنهاي شبیه آن آغازگرهایی طراحی شدند که به خوبی قادر به تمایز لاینهاي بازگرداننده باروري از لاینهاي نرعقیم و نگهدارنده بودند. بنابراین اطلاعات این نشانگر مبتنی بر ژن می تواند در برنامه هاي اصلاحی کلزا در ایران مورد استفاده قرار گیرد و از طریق کاهش زمان و هزینه، کارآیی برنامه هاي اصلاحی را افزایش دهد.
مقدمه
تولید تجاري هیبرید ها مستلزم وجود سیستم هاي نرعقیمی است. این سیستم در تعدادي از گیاهان نظیر ذرت، آفتابگردان و کلزا شناسایی شده و به طور تجاري در تولید هیبرید ها بکار میرود. در نر عقیمی گیاه قادر به تولید گرده نمی باشد. در بسیاري از شرایط، لاین نر عقیم توسط عمل یک یا چند ژن که ژن برگشت دهنده باروري - Rf - 1 نامیده میشود، به لاین نربارور تبدیل میشود.
در کلزا، نرعقیم سیتوپلاسمی که در تهیه هیبرید هاي تجاري مورد استفاده قرار میگیرد، توسط سیتوپلاسم Ogura ایجاد می شود که اولین بار در تربچه شناسایی شد و بعدا به کلزا منتقل گردید. ژن برگشت دهنده باروري سیستم Ogura که Rfo نامیده می شود در تربچه شناسایی و همسانه سازي شده است . - 1 - مکان ژنی Rfo حاوي سه ژن رمز کننده پروتیینهاي PPR- - PPR - A, PPR-B, PPR-C است که به صورت پشت سر هم قرار گرفته اند . - 2 -
در مطالعات انجام شده - 3 - ، یک ژن دیگر به نام PPR-B-LIKE1 شناسایی شد که داراي یک حذف نسبت به توالی ژن PPR-B در توالی خود می باشد. مطالعات تراریزش گیاهان نرعقیم کلزا با این ژن جدید منجر به اعاده باوري گردید. بنابراین ناحیه حذف به عنوان ناحیه موثر در عملکرد اعاده باروري در نظر گرفته شد. شناسایی لاینهاي حاوي ژن برگشت دهنده باروري از لاینهاي داراي سیتوپلاسم نرمال - واجد گرده - ولی فاقد ژن برگشت دهنده باروري مستلزم تلاقی لاینهاي مورد نظر با یک لاین نرعقیم و ارزیابی نتاج آنها در سال بعد - تلاقی آزمون - می باشد.
بنابراین در فرآیند هاي اصلاحی، زمانی که با تعداد زیادي لاین مواجه میباشیم، چنانچه نشانگري دال بر حضور ژن برگشت دهنده در اختیار باشد، از یک نسل تلاقی آزمون ممانعت میگردد که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه میشود. در این پژوهش به معرفی نشانگر مولکولی مربوط به ژن برگشت دهنده باروري در سیستم سیتوپلاسم Ogura می پردازیم.
نتایج و بحث
همردیفی دو ژن PPR-B و PPR-B-LIKE1 گویاي وجود یک حذف چند نوکلیوتیدي در PPR-B-LIKE1 بود - شکل - 1 Rfz شکل .1 همردیفی بین توالی نوکلیوتیدي دو ژن PPR-B و .PPR-B-LIKE1 فلشها نشاندهنده محل هاي طراحی آغازگر می باشند. Rf-F و Rf-R به ترتیب آغازگرهاي پیشرونده و برگشتی هستند. حذف نوکلیوتیدي در محل طراحی آغازگر Rf-F مشخص می باشد.
زمانی که PCR با دو آغازگر طراحی شده بین دو ژن مذکور انجام گرفت، براي تمامی لاینهاي بازگرداننده باروري یک نوار با طول تقریبی یک و نیم جفت باز تکثیر گردید - شکل - 2 که کلیه لاینهاي نرعقیم و لاین نگهدارنده فاقد آن بودند - شکل - 3 شکل .2 الگوي نوار بندي حاصل از PCR روي DNA استخراج شده از لاینهاي بازگرداننده باروري کلزا با استفاده از جفت آغازگر Rf-F و Rf-M . R نشانگر وزن مولکولی 1Kb است. نوار تکثیر شده با طول تقریبی 1/5 جفت باز با فلش نشان داده شده است.
شکل .3 الکتروفورز محصولات PCR انجام شده روي DNA استخراج شده از لاینهاي نرعقیم - داراي حرف - A و لاین نگه دارند - B4-1 - با استفاده از جفت آغازگر Rf-F و M Rf-R نشانگر وزن مولکولی 1Kb است. بنابراي نتیجه گیري میشود که ژن برگشت دهنده باروري در لاینهاي بازگرداننده باروري ایرانی PPR-B-LIKE1 می باشد. همچنین با استفاده از آغازگرهاي طراحی شده بر مبناي ژن میتوان با اطمینان بسیار بالا نسبت به غربالگري لاینهاي بازگرداننده باروري از این طریق و حذف یک سال آزمون نتاج اقدام نمود.
