بخشی از مقاله
چکیده
وجود تنوع ژنتیکی و روش دقیق و سریع مطالعه آن لازمه همه پروژههای اصلاح گندم بهخصوص بررسی ژرمپلاسم با هدف بهبود واکنش در تنشهای زیستی و غیر زیستی است. در این تحقیق به منظور مطالعه تنوع ژنتیکی 49 رقم گندم از نشانگرهای مبتنی بر ISSR استفاده شد.
از 20 آغازگر ISSR مورد استفاده در این تحقیق، 9 نشانگر باندهای چندشکل تکثیر نمودند. از 251 باند تولیدشده، 217 باند چندشکل بوده و درصد چندشکلی کل 86/55 درصد محاسبه گردید. دامنه PIC در آغازگرهای مورد استفاده بین 0/22 تا 0/48 بود. آغازگر ISSR-10 دارای بالاترین میزان PIC بود که نشان دهندهی توانایی بالای آن در آشکارسازی تنوع ژنتیکی بین ژنوتیپهای گندم بودهاند.
همچنین مقادیر شاخص تنوع نئی و شاخص شانون نشان دادند که تنوع ژنتیکی قابل ملاحظهای در جمعیت ارقام مورد بررسی وجود داشت. تجزیهی کلاستر بر اساس دادههای نشانگر ISSR ارقام مورد بررسی را در سه گروه قرار داد. قرار گرفتن ارقام مشابه در یک گروه و ارقام دارای فاصله ژنتیکی در گروههای متفاوت به اصلاحگران گندم امکان خواهد داد تا رقمهای مناسب به عنوان والد تلاقی جهت استفاده در پروژههای اصلاحی را براحتی شناسایی نمایند.
.1 مقدمه
گندم نان - - Triticum aestivum در بین تمام گیاهان زراعی بیشترین سطح زیر کشت را در جهان به خود اختصاص داده است. این گیاه دارای ار قام مختلف است که در اختیار کشاورزان قرار دارند و یا ارقام تحت معرفی که توسط موسسات بهنژادی در حال معرفی میباشند. با اطلاع از میزان تنوع منابع ژنتیکی و بهرهبرداری از آن میتوان واریتههای جدید و مطلوب را توصیه نمود. برآورد تنوع ژنتیکی در گیاهان زراعی، نقش بسیار مهمی در پیشبرد برنامههای اصلاحی و حفاظت از منابع ژنتیکی دارد.
افزایش تولید و بهبود کیفیت محصولات زراعی و استفاده بهینه از ذخایر ژنی مستلزم جمعآوری، نگهداری، توصیف و ارزیابی مواد ژنتیکی است - پیراسه و همکاران، . - 2000 پیشرفت علوم و فناوری موجب بهرهمندی متخصصان اصلاح نباتات از ماشینهای کشاورزی، ابزار دقیق آزمایشگاهی، روشهای برتر جمع آوری اطلاعات و تجزیه و تحلیل رایانهای شده است. در سالهای اخیر، پیشرفتهای تحسین برانگیزی که در زمینه زیست شناسی مولکولی و بیوتکنولوژی صورت گرفته، ابزار قدرتمندی را برای پژوهشهای ژنتیک تفصیلی گیاهان عالی از جمله گیاهان زراعی فراهم کردهاند.
شاید اساسی ترین و مفیدترین این ابزارها، نشانگرهای DNA باشند که همان تفاوتهای قابل ثبت ردیفهای بازی DNA موجود در بین دو یا چند نمونه را آشکار مینماید. امروزه اطلاعات بدست آمده از نشانگرهای DNA کابردهای بسیاری دارند، که عمدهترین آنها در تشخیص بیماریهای گیاهی، قرنطینه گیاهی، پژوهشهای ژنتیک تکاملی و فیلوژنتیک، طبقهبندی موجودات زنده و اصلاح نباتات است - نقوی و همکاران، . - 1388 در میان این نشانگرها، استفاده از نشانگر ISSR به چندین دلیل توصیه میشود.
تکنیک ISSR برخلاف SSR به اطلاعات قبلی از توالی DNA نیاز ندارد و آغازگرهای طراحی شده دارا ی حقوق انحصاری نیستند. به همین دلیل هزینه اولیه برای تعیین توالی آغازگرهای ISSR پایین است - چنیوی کاردا، . - 2007 کار با ISSR آسان و سریع میباشد و چندشکلی بالایی نشان میدهد - وانسچ و هورمازا، . - 2002 محصولات تکثیر شده معمولا 200 تا 2000 جفت باز طول دارند و با دو روش الکتروفورز آگاروز و اکریل آمید قابل بررسی هستند و نیاز به استفاده از مواد رادیواکتیو ندارد
شیرنصبیان و همکاران - 2014 - تنوع مولکولی هجده رقم گندم دوروم همراه با رقم شاهد را بر اساس نشانگرهای ISSR بررسی کردند. هشت آغازگر مورد استفاده در مجموع 93 باند تشکیل دادند که در این میان 77 باند حدود 83 درصد چند شکلی نشان دادند. داشچی و همکاران - - 2012 تنوع ژنتیکی 101 رقم گندم نان ایران را با استفاده از نشانگر ISSR مورد ارزیابی قرار گرفت. از 23 آغازگر مورد استفاده در مجموع 267 باند مشاهده شده که از این میان 224 باند حدود 83/9 درصد چندشکل بودند.
وثوق و همکاران - - 2013 تنوع ژنتیکی 20 رقم گندم نان را با استفاده از نشانگر ISSR مورد ارزیابی قرار گرفت که از مجموع 154 آغازگر مورد استفاده در مجموع 178 باند مشاهده شده که از این میان 138 باند حدود 77 درصد چند شکل بودند. هدف از انجام این تحقیق بررسی تنوع ژنتیکی تعدادی از ژنوتیپهای گندم با استفاده از نشانگر ISSR بود.
-2مواد و روشها
این آزمایش در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال 1394 به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی 49 ژنوتیپ گندم نان - مروارید، آرتا، پیشتاز، افق، تجن، چمران، اینیا، بهرنگ، داراب2، چمران2، نیکنژاد، یاواروس، استار، روشن، فلات، دز، کویر، شبرنگ، اروند، سیروان، البرز، شیرودی، شیراز، مغان2، سیروند، مرودشت، اترک، سیستان، بهار، افلاک، آزادی، دریا، کرخه، هیرمند، گنبد، وی/ نک، قدس، دنا، گلستان، کاوه، مغان3، بم، آریا، سپاهان، پارسی، رسول، نیشابور، ارگ و مغان - 1 انجام شد.
بذور از موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر-کرج تهیه گردید .بعد به منظور استخراج DNA از بافت ارقام مورد مطالعه پس از رشد بوتهها به اندازه کافی، نمونهگیری از برگها در مرحله رشدی سه برگی با استفاده از تیغ استریل انجام شد و درون فویل آلومینیومی و سپس در ازت مایع قرار گرفت، پس از آن نمونهها به فریزر-20 درجه سانتیگراد منتقل شدند. استخراج دیانای به روش دویل و دویل - 1987 - صورت گرفت. پس از تعیین کمیت و کیفیت DNA واکنش PCR برای 9 آغازگر ISSR - جدول - 2 انجام شد. فرآورده های حاصل از تکثیر جهت تفکیک به ژل اکریل آمید منتقل شدند. الگوهای نواری بر اساس حضور - - 1 و عدم حضور - - 0 امتیاز دهی شدند.
نتیجه گیری:
از 20 آغازگر آیاساسآر استفاده شده در پیسیآر، 9 آغازگر باندهای تکرارپذیر و چندشکل تولید کردند - جدول . - 1 تکثیر باندها در محدوده 300 تا 3000 جفت باز بود. در مجموع 251 باند تکثیر شد که 217 باند چندشکل بودند و درصد چندشکلی86 درصد بدست آمد. آغازگرهای 1 و 13 با 40 و 41 باند بیشترین باند را تولید کردند. تعداد متوسط باند تولید شده توسط هر آغازگر 27/88 بود. بجز آغازگر 13 با 70 درصد چندشکلی، سایر آغازگرها چندشکلی مطلوب و بالای 85 درصد را نشان دادند. متوسط تعداد باندهای چندشکل توسط هر آغازگر24/11 بود. میزان اطلاعات چند شکلی، یکی از پارامترهای مهم جهت مقایسه نشانگرها از لحاظ قدرت تمایز آنها میباشد. مقادیر بالای این معیار دلالت بر چند شکلی زیاد و وجود آلل یا آللهای نادر در یک جایگاه نشانگری است و بیانگر قدرت تفکیک و تمایز بالای آن نشانگر می-باشد
سفالیان و همکاران - - 2008 با استفاده از نشانگر ISSR به تعیین تنوع ژنتیکی 39 گندم نان شامل 33 تودهی گندم و 6 رقم گندم از منطقه شمال غرب ایران پرداختند. نتایج سطح بالای چندشکلی از تودهی گندم را بر اساس این نشانگر در مقابل نشانگرهای دیگر نشان داد. محتوای اطلاعات چندشکل برای آغازگرهای مختلف از 0/22 برای آغازگر 1 تا 0/48 برای آغازگر 10 متغیر بود - جدول. . - 2 این شاخص ظرفیت هر آغازگر را در شناسایی جایگاههای چندشکل توصیف میکند و برای نشانگرهای آیاساسآر بین 0 تا 0/5 متغیر میباشد
جدول -1 آغازگرهای آیاساسآر استفاده شده و نتایج تکثیر آنها در مطالعه ارقام
تجزیه خوشهای بر اساس ضریب تشابه دایس و روش گروهبندی UPGMA برای اللهای مارکر ISSR - شکل - 1- انجام شد ضریب کوفنتیک این دندروگرام 0/81 بدست آمد که نشان دهنده کارایی بالای تجزیه خوشهای با استفاده از روش دایس و UPGMA میباشد.
دندروگرام حاصله به سه گروه متمایز گردید. گروه اول شامل شانزده رقم - نیشابور، البرز، شیراز، مروارید، بم، رسول، پارسی، گنبد، اترک، روشن، دریا، شیرودی، پیشتاز، افلاک، مغان3، گلستان - ، گروه دوم شامل چهارده رقم - چمران2، فلات، تجن، سیروند، یاواروس، داراب2، بهار، سیروان، کویر، استار، ارگ، مغان2، آزادی، افق - و عمدهی ژنوتیپها در گروه سوم شامل نوزده رقم - مغان1،سپاهان، قدس، نیکنژاد، وی/نک، کاوه، سیستان، دنا، اینیا، مرودشت، دز، چمران، اروند، آرتا، هیرمند، کرخه، بهرنگ، آریا، شبرنگ - میباشد - شکل. - 1 نتایج گروهبندی دادههای نشانگرها ISSR ، نشانهی اعتبار نتایج حاصله و دقت در ارزیابی ارقام مورد بررسی بود.
