ارزیابی تنوع ژنتیکی لاین های ذرت دانه ای با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره

مقدمه: ذرت یکی از مهم­ترین منابع تآمین انرژی در تغذیه طیور، دام و همچنین انسان و ماده خام تولیدات صنعتی و غذایی است. این گیاه زراعی ارزشمند از نظر تولید جهانی بعد از گندم و برنج در رتبه سوم دنیا قرار دارد. از آن­جایی که آگاهی از میزان تنوع ژنتیکی در مجموعه ژرم­پلاسم و تعیین روابط ژنتیکی بین مواد اصلاحی، اولین و اصلی­ترین مرحله در پژوهش­های به­نژادی است، از این­رو شناسایی لاین­های با پتانسیل ژنتیکی مناسب و تنوع بالا یکی از اهداف به­نژادگران گیاهی جهت تهیه و معرفی ارقام جدید می­باشد. هدف از این پژوهش، بررسی میزان تنوع ژنتیکی ۱۸ لاین اینبرد ذرت با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره (SSR)، ارزیابی کارآیی نشانگرها و معرفی مناسب­ترین آنها در تعیین تنوع ژنتیکی لاین­های ذرت بود.مواد و روش­ ها: مواد گیاهی این تحقیق شامل ۱۸ لاین اینبرد ذرت تهیه شده از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی بود. استخراج DNA به روش CTAB از نمونه­های برگی تازه و جوان پس از رسیدن گیاهچه­ها به مرحله سه برگی انجام شد. واکنش زنجیره­ای پلیمراز (PCR) در حجم نهایی ۱۰ میکرولیتر انجام و جهت مشاهده قطعات تکثیرشده، از الکتروفورز افقی روی ژل­های آگارز سه درصد و نیز از الکتروفورز عمودی روی ژل­های پلی­آکریل­آمید شش درصد استفاده شد. برای تجزیه و تحلیل داده­ها، ابتدا قطعات تکثیرشده (نوارها) روی ژل­ها، ارزش­گذاری و کمی شدند، به این ترتیب که اعداد یک و صفر به­ترتیب برای وجود و عدم وجود هر نوار در هر یک از لاین­های ذرت در نظر گرفته شد. سپس جهت ارزیابی تنوع ژنتیکی، شاخص­های مختلف تنوع از جمله تعداد آلل موثر، محتوای اطلاعات چندشکلی و تنوع ژنی نئی با استفاده از نرم­افزار POPGEN برآورد و مناسب­ترین نشانگرها معرفی شدند. برای گروه­بندی لاین­های ذرت مورد مطالعه نیز تجزیه خوشه­ای و تجزیه به مختصات اصلی انجام و نمودارهای مربوطه با استفاده از نرم­افزار۲.۰  NTSYSpc رسم شدند.یافته­ های تحقیق: ارزیابی تنوع ژنتیکی لاین­های ذرت بر اساس نشانگرهای ریزماهواره نشان داد که ۲۰ نشانگر ریزماهواره استفاده شده در این پژوهش در مجموع ۸۱ مکان قابل امتیازدهی تولید کردند که اندازه آنها در محدوده ۲۰۰-۶۵ جفت باز متغییر بود. متوسط تعداد آلل موثر، محتوای اطلاعات چندشکلی و تنوع ژنی نئی به­ترتیب ۰۵/۲، ۷۱/۰ و ۶۲/۰ محاسبه شد و نشان داد که تنوع قابل توجهی بین لاین­های مورد مطالعه وجود داشت. بررسی محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) نشان داد که نشانگرهای استفاده شده در این پژوهش دارای PIC بسیار متغیر از ۲۸/۰ (برای نشانگر Phi۰۲۴) تا ۹۱/۰ (برای نشانگر Phi۰۳۸) با میانگین ۷۱/۰ بودند. تجزیه خوشه­ای به روش UPGMA با استفاده از ضریب تشابه جاکارد، ۱۸ لاین اینبرد ذرت را در سه خوشه متمایز به­ترتیب با تعداد ۱، ۶ و ۱۱ لاین گروه­بندی کرد. تجزیه واریانس مولکولی بر اساس سه گروه حاصل از تجزیه خوشه­ای نیز نشان داد که ۱۱ درصد از تنوع کل در بین گروه­ها و ۸۹ درصد در درون گروه­ها وجود داشت. نتایج حاصل از تجزیه به مختصات اصلی و گروه­بندی لاین­ها بر اساس بای­پلات حاصل از دو بردار اول و دوم، گروه­بندی حاصل از تجزیه خوشه­ای را مورد تایید قرار داد.نتیجه­ گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی در بین لاین­های ذرت مورد مطالعه وجود داشت که از این تنوع می­توان در برنامه­های به­نژادی استفاده کرد. همچنین، نشانگرهای ریزماهواره (SSR) توانایی تشخیص تنوع و تفکیک ژنوتیپ­های ذرت را از یکدیگر دارند. ارزیابی شاخص­های مختلف تنوع برای نشانگرهای مطالعه شده در این تحقیق نشان داد که نشانگرهایPhi۰۳۴ ، Phi۰۳۸،Phi۰۷۶ ، Phi۰۸۴ و Phi۰۹۲ نشانگرهای بهتری برای تعیین تنوع ژنتیکی بودند. بنابراین، استفاده از این نشانگرهای آگاهی­بخش جهت تعیین تنوع ژنتیکی و نیز شناسایی الگوی هتروتیک در برنامه­های به­نژادی ذرت پیشنهاد می­شود.

Keywords:

تجزیه به مولفه های اصلی , تجزیه خوشه ای , محتوای اطلاعات چندشکلی , نشانگرهای آگاهی بخش