بخشی از مقاله
چکیده
رتروترنسپوزونها فراوانترین و گستردهترین عناصر جابه جا شونده در ژنوم یوکاریوتها میباشند. چندشکلی ادغامی و شیوع آنها در ژنومهاي گیاهی استفاده از آنها را به عنوان نشانگرهاي ملکولی ایدهال میسازد. به منظور مطالعه فعالیت خانوادههاي مختلف رتروترنسپوزونی و چندشکلی ادغامی حاصل از آنها در 50 رقم مختلف گندم نان - Triticum aestivum L. - از نشانگرهاي IRAP و REMAP استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشتر رتروترنسپوزونهاي مورد استفاده درارقام گندم نان مورد مطالعه فعال بوده و در داخل همدیگر و همچنین در نزدیک توالیهاي ریزماهواره در ژنوم گندم هگزاپلوئید ادغام میشوند. از 26 آغازگر مورد استفاده، 10 آغازگر 4 - آغازگر IRAP و 6 آغازگر - REMAP الگوي نواري واضح و قابل امتیازدهی تولید کردند.
در مجموع 137 مکان تولید شد که 103 مکان چندشکل بود. آغازگر 2108 - مبتنی بر خانواده رتروترنسپوزونی - Wilma-Bagy-2 و ترکیب آغازگري 2109-840 - مبتنی بر خانواده رتروترنسپوزونی - Daniela بترتیب بیشترین وکمترین تعداد مکان ژنی را تولید کردند. دندروگرام حاصل از تجزیه کلاستر به روش UPGMA مبتنی بر ضرایب تشابه دایس، ارقام را در چهار گروه اصلی متمایز نمود. بیشترین و کمترین تشابه ژنتیکی بین ارقام به ترتیب 0/87 - کرج و بیات - و 0/59 - سیستان و گاسپارد - بود . میانگین تشابه ژنتیکی ارقام 0/63 بود. ارقام با فاصله ژنتیکی مناسب میتوانند بطور بالقوه به عنوان والدین تلاقی در برنامههاي به نژادي گندم مورد استفاده قرار گیرند.
واژه هاي کلیدي: گندم نان، نشانگرهاي IRAP و REMAP ، تجزیه کلاستر
مقدمه
به منظور مطالعه تنوع ژنتیکی گندم نان - Triticum aestivum L. - میتوان از نشانگرهاي مورفولوژیک و ملکولی استفاده کرد . - 1 - در سالهاي اخیر با پیشرفت ژنتیک مولکولی و تکنولوژیهاي مرتبط با آن، استفاده از نشانگرهاي مولکولی جهت مطالعه روابط بین افراد افزایش یافته است. اخیرا از نشانگرهاي ملکولی مبتنی بر رتروترنسپوزونها در مطالعات ژنومیکس گیاهی استفاده زیادي بعمل میآید 2 - ، 3، 4، . - 5 رتروترنسپوزونها در ژنوم گندم توزیع وسیعی داشته و بنابراین براي ارزیابی تنوع و پیوستگی ژنتیکی مناسب میباشند . - 2 - کویین و همکاران - 2004 - رتروترنسپوزونهاي BARE-1/Wis-2-1A، Thv19، Tagermina و Tar1 را بر اساس روش SSAP براي مطالعه نحوه توزیع و بررسی تنوع ژنتیکی 35 گونهي دیپلوئید و تتراپلوئید گندم بکار بردند و گزارش نمودند که خوشهبندي آنها بر خلاف سایر نشانگرهاي ملکولی در ژنوم گندم کم بوده و در همهي گروههاي لینکاژي توزیعمیشوند. این نشانگرها قادر بودند گونههاي مورد مطالعه را به راحتی متمایز سازند . - 3 - هدف از این پژوهش، مطالعه چندشکلی ادغامی رتروترنسپوزونها و تنوع ژنتیکی ارقام تجارتی گندم نان ایران براساس نشانگرهاي IRAP و REMAP بود.
مواد و روشها
در این تحقیق تنوع ژنتیکی 50 رقم گندم نان ایران شامل آزادي، آرتا، آریا، اکبري، اترك، الموت، اینیا، بیات، بم، بهار، بهرنگ، پیشگام، چناب، داراب2، دز، دریا، دنا، زاگرس، زرین، رسول، روشن، سیستان، سپاهان، سرداري، سرخ تخم، شاهپسند، شعله، شیراز، شهریار، عدل، فلات، قدس، کاوه، کرج 2، کرج 3 ، کویر، گاسپارد، گاسکوژن، گلستان، مروارید، مرودشت، مهدوي، مغان1، مغان3، نیک نژاد، نوید، هامون، هیرمند، M17 و VeeNack با آغازگرهاي IRAP وREMAP - جدول - 1 بررسی شد. DNAي ژنومی با روش CTAB استخراج و واکنش زنجیره اي پلیمراز، الکتروفورز و رنگ آمیزي طبق روش عبدالهی و همکاران - 1 - انجام شد. امتیازدهی بر اساس حضور - 1 - و عدم حضور باند - 0 - و گروهبندي ارقام با تجزیه کلاستر به روش UPGMA و ضرایب تشابه دایس با استفاده از نرم افزار NTSYSpc نسخه 2/02 انجام گرفت.
نتایج و بحث
از 26 آغازگر مورد استفاده جهت مطالعه چندشکلی ادغامی رتروترنسپوزونها و تنوع ژنتیکی در ارقام مختلف گندم، 16 آغازگر فعالیتی از خود نشان نداده و یا باندي تولید نکردند. 4 آغازگر IRAP و 6 آغازگر REMAP، 137 مکان تولید کرده که بترتیب 38 و 65 مکان چندشکل بودند - جدول . - 2 سه آغازگر مبتنی بر رتروترنسپوزون Wis2-1A الگوي باندي چند شکل در بین ارقام مورد مطالعه تولید نکرد که بیانگر عدم فعالیت و حرکت این رتروترنسپوزون در ژنوم گندم میباشد. رتروترنسپوزون فعال رتروترنسپوزونی است که در ژنوم حرکت کرده و در نواحی مختلف ژنومی درج شده و ایجاد چندشکلی نماید . - 2 - بقیه آغازگرها چندشکلی بالایی را در ارقام مورد مطالعه تولید کرده و میتوانند به عنوان نشانگر در مطالعات اصلاحی گندم استفاده شوند.
بیشتر از 75 درصد مکانهاي تکثیر شده توسط آغازگرهاي مورد استفاده چندشکل بودند. متوسط مکانهاي چندشکل براي هر آغازگر 10/3 بود. دامنه اندازه باندي از 75 تا 2000 جفت باز متغیر بود - جدول - 2 که نشان دهنده وجود توالیهاي با اندازه متغیر در سطح ژنوم جهت اتصال با آغازگرهاي مورد استفاده میباشد . - 4 - آغازگر 2106-848 بیشترین مکان چندشکل را تولید کرد. بر اساس نتایج تجزیه کلاستر - شکل - 2 با روش UPGMA و ضرایب تشابه دایس، ارقام مورد بررسی در 4 گروه اصلی قرار گرفتند. هرکدام از گروهها نیز شامل چند زیر گروه بودند. میانگین تشابه ژنتیکی ارقام 0/63 بود. بیشترین تشابه بین ارقام بیات و کرج - 0/87 - و کمترین تشابه بین ارقام سیستان و گاسپارد - 0/59 - بود . ارقام با فاصله ژنتیکی مناسب میتوانند بطور بالقوه به عنوان والدین تلاقی در برنامههاي به نژادي گندم مورد استفاده قرار گیرند.
