ارزیابی ژرم پلاسم نیشکر به روش تلفیقی Quantomics به منظور تشکیل کلکسیون هسته و استفاده از نشانگرهای ریزماهواره جهت شناسایی و ثبت ارقام نیشکر

با توجه به پتانسیل های موجود در گیاه نیشکر از لحاظ تولید انرژی و قند، بهترین راه برای استفاده از ظرفیت های موجود در گیاه نیشکر، بررسی تنوع میان واریته های موجود جهت به کارگیری در برنامه های به نژادی می باشد. در مطالعه حاضر، به منظور آگاهی از مجموعه ذخایر نیشکر ایران در اهواز، بررسی تنوع در سه سطح ژنوتیپی، فنوتیپی و بیوشیمیایی (به صورت کوانتومیکس) در ژرم پلاسم نیشکر صورت گرفت. سپس جهت تسهیل مدیریت مجموعه فوق در برنامه های به نژادی و کاهش حجم واریته ها با حفظ بیشترین میزان تنوع، کلکسیون هسته تشکیل شد. در سطح مولکولی، با مطالعه 32 جفت آغازگر ریزماهواره روی 160 واریته نیشکر، 169 آلل، با میانگین 5/6 آلل برای هر آغازگر حاصل شد. پس از ارزیابی ساختار جمعیت و تعیین روابط ژنتیکی بین افراد، با استفاده از استراتژی M، 15 واریته به عنوان کلکسیون هسته معرفی شد. در سطح فنوتیپی، تعیین ویژگی های 253 واریته با 13صفت (صفات مورفولوژیکی و وابسته به قند)، در دو سال زراعی (گیاهان یکساله و راتون) در چهار زمان برداشت، توسط تجزیه های چند متغیره انجام شد و در نهایت کلکسیون هسته با 21 واریته تشکیل شد. ارزیابی ضریب تطابق (%93/96 =CR)، و مقایسه شاخص های تنوع مانند شانون بین کلکسیون های اولیه و هسته، اعتبار آن ها را تایید نمود. در سطح بیوشیمیایی، با ارزیابی متابولیت های اولیه، تنوع متابولیکی میان 56 واریته نیشکر بررسی شد، سپس با مقایسه آن ها با کلکسیون هسته، هفت واریته با اطلاعات متابولیکی در کلکسیون هسته قرار گرفتند. با مطالعه ی نقشه یابی متابولیت های اولیه برای واریته های منتخب در کلکسیون هسته و تجزیه همبستگی بین صفات مهم اقتصادی و متابولیت های اولیه، اطلاعات مفیدی از مسیرهای سنتز ترکیبات مهم در تولید قند و بیوماس گیاه به-دست آمد، به طوری که می توان از متابولیت های نقشه یابی شده به عنوان نشانگر زیستی برای اهداف اصلاحی در نیشکر استفاده نمود. در مجموع، با توجه به تنوع فنوتیپی و ژنتیکی و بیوشیمیایی شناسایی شده بین واریته ها در مطالعه حاضر، اصلاحگران می توانند در برنامه های به نژادی نیشکر از چنین مجموعه ژنتیکی متنوعی به منظور بهینه سازی و ایجاد واریته هایی باانرژی بالا و میزان قند بالا، بهره گیرند.واژگان کلیدی: تنوع فنوتیپی، کلکسیون هسته، متابولومیکس، نشانگر ریزماهواره، نیشکر