مجله پژوهش های ژنتیک گیاهی
سال دوم شماره 2 (پاییز و زمستان 1394)

جو متحمل ترین غله در بین غلات نسبت به تنش شوری است و در گستره وسیعی از شرایط آب و هوایی کشت می شود. برای بهبود تحمل گیاهان به تنش شوری، بررسی بیان ژن های دخیل می تواند در شناسایی و تولید ژنوتیپ های متحمل موثر باشد. در این مطالعه، برای بررسی تاثیر شوری بر بیان ژن های Hv TIP2;3 و Hv TIP4;1، (رمزکننده کانال های پروتئینی در طول غشاها) در ریشه جو، سه ژنوتیپ Clipper (حساس به شوری)، Sahara 3771 (متحمل به شوری) و لاین امید بخش حاصل از تلاقی ارقام کویر و صحرا (متحمل به شوری)، در سطوح صفر، 100 و 200 میلی مولار NaCl کشت شدند. برای تعیین میزان تغییر بیان این ژن ها در سه زمان 24 ساعت، سه روز و سه هفته بعد از اعمال تنش، RNA از نمونه های ریشه استخراج و cDNA سنتز شد. تجزیه واریانس داده ها نشان داد که از نظر بیان ژن های Hv TIP2;3 و Hv TIP4;1 بین ارقام، سطوح شوری و زمان های نمونه برداری تفاوت معنی داری (05/0 P ≤) وجود نداشت؛ ولی اثر متقابل ژنوتیپ × تنش شوری برای ژن HvTIP2;3 و اثر متقابل ژنوتیپ × زمان نمونه برداری برای هر دو ژن مورد مطالعه تفاوت معنی دار (01/0 P ≤) به دست آمد. میزان بیان ژن Hv TIP2;3 در سطح شوری 100میلی مولار NaCl، در ژنوتیپ حساس به شوری Clipper افزایش و در ژنوتیپ های متحمل کاهش بیان نسبت به شاهد (عدم تنش شوری) نشان داد. مقایسه میانگین ترکیب های تیماری ژنوتیپ و زمان نمونه برداری برای ژن Hv TIP4;1 در میانگین سطوح شوری نشان داد که میزان بیان این ژن در سه هفته بعد از اعمال تنش شوری، در ژنوتیپ های Sahara 3771 و لاین امید بخش افزایش بیان ولی در ژنوتیپ Clipper کاهش بیان داشت. نتایج این مطالعه ضمن تایید تاثیر پذیری این ژن ها در شرایط تنش شوری، تلاش در جهت استفاده کارآمد از این ژن ها در گیاه جو در راستای افزایش تحمل به شوری موثر ارزیابی می شود.

آگاهی از میزان تنوع ژنتیکی و درک روابط موجود بین ژنوتیپ ها گام موثری در راستای حفظ ژرم پلاسم و طراحی برنامه های اصلاحی در گیاهان است. در این مطالعه تنوع ژنتیکی 106 لاین مختلف آفتابگردان روغنی با 30 جفت آغازگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. در مجموع 71 آلل در لاین های مورد مطالعه شناسایی شدند. تعداد آلل ها در مکان های ریزماهواره بین 2 تا 4 عدد متغیر و میانگین تعداد آلل در هر مکان ریزماهواره 207/2 بود. دامنه تعداد آلل موثر از 06/1 در مکان ژنی ORS718 تا 15/3 در مکان ژنیHA3040 متغیر بود. میانگین تعداد آلل موثر برابر 64/1 برآورد شد. میانگین محتوی اطلاعات چندشکلی (PIC) برابر 344/0 به دست آمد. با توجه به میزان PIC و تعداد آلل، می توان بیان نمود که آغازگرهای HA3040 و ORS733 ، مناسب ترین آغازگرها برای بررسی تنوع ژنتیکی و تمایز ژنوتیپ ها می باشند. بر اساس ضریب همبستگی کوفنتیک (46/0r=) مناسب ترین روش برای گروه بندی لاین های مورد مطالعه، گروه بندی بر اساس ضریب تشابه جاکارد با الگوریتم Complete بود. بر اساس این گروه بندی لاین های مورد بررسی در 4 گروه قرار گرفتند. 96 لاین از 106 ژنوتیپ استفاده شده بر اساس مراکز تحقیقاتی مبدا، گروه بندی شدند. کمترین فاصله ژنتیکی نی برابر 004/0 بین گروه SPII با ENSAT و INRA-MONTPOL مشاهده شد و بیشترین آن 210/0 بین دو گروه NOVARTIS و HUNGARY مشاهده شد. تجزیه ساختار جمعیت نشان داد به احتمال قوی جمعیت مورد مطالعه دارای 5 زیرساختار می باشد. بررسی انتساب لاین ها به زیرساختار ها الگوی خاصی از جمله توزیع جغرافیایی را نشان نداد. از تنوع ژنتیکی و فاصله ژنتیکی که با استفاده از نشانگرهای SSR به دست آمد، میتوان بطور مطلوب در برنامه های تلاقی و بهنژادی آفتابگردان روغنی استفاده کرد.

گام اول در برنامه های به نژادی، تعیین تنوع ژنتیکی مواد اصلاحی است. بررسی تنوع ژنتیکی توتون برای برنامه های اصلاحی و حفاظت از ذخایر ژنتیکی، امری حیاتی بوده و اطلاع از سطح تنوع ژنتیکی در ژنوتیپ های توتون برای انتخاب والدین در برنامه های اصلاحی از اهمیت زیادی برخوردار است. استفاده از نشانگرهای مولکولی، سبب کاهش مدت زمان اصلاح و هزینه های پروژه های اصلاحی می شود. در این تحقیق، تنوع ژنتیکی 100 ژنوتیپ گیاه توتون با استفاده از 25 نشانگر ISSR ارزیابی شد. الگوی نواربندی بر اساس وجود و عدم وجود نوارها به ترتیب با یک و صفر نشان داده شدند. از تعداد 237 قطعه ای که درکل ارقام تولید شدند، تعداد 195 قطعه چندشکل بودند و میانگین چند شکلی از 4 تا 12 به ازای هر آغازگر متفاوت بود. میانگین درصد چندشکلی تعیین شده در مجموع ژنوتیپ های مورد بررسی 10/94 بود. به منظور تعیین کارایی نشانگرها، محتوای اطلاعاتی چندشکلی (PIC) و همچنین درصد چندشکلی آن ها محاسبه شد. آغازگرهای UBC815، UBC812 و UBC878 با دارا بودن بهترین پارامترهای نشانگری به عنوان بهترین آغازگرها جهت بررسی تنوع ژنتیکی در این تحقیق معرفی شدند. به منظور ارزیابی تشابه ژنتیکی بین ارقام، ضرایب تشابه مختلفDice ،Jaccard و SM محاسبه شده و آزمون تطابق مانتل انجام و دندروگرام براساس ضریب تشابه SM و الگوریتم UPGMA ترسیم شد. ضریب کوفنتیک بدست آمده برابر 9632/0 بود. همه ژنوتیپ های مورد بررسی تشکیل دو خوشه ی مجزا دادند که بیانگر کارایی بالای آغازگرهای مورد استفاده در تکثیر قطعات مناسب از ژنوم بود. تجزیه به مختصات اصلی نشان داد که سه مولفه اول توانستند در مجموع 65/79 درصد از واریانس کل را توجیه کنند. با توجه به اهداف این تحقیق، می توان به این نتیجه رسید که بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های توتون با استفاده از نشانگر ISSR مفید بوده و نشانگر ISSR می تواند به عنوان یک سیستم نشانگر مناسب جهت تشخیص تنوع و روابط ژنتیکی در اصلاح این گیاه مورد استفاده قرار گیرد.

اصلاح نباتات انتخاب افراد برتر از درون جوامع متنوع گیاهی است. موفقیت انتخاب بستگی به ارزیابی صحیح تنوع در جمعیت گیاهی دارد و نشانگرهای ملکولی توانمندی مناسبی در این موضوع دارند. در این تحقیق، برای ارزیابی تنوع ژنتیکی 25 رقم و لاین گندم دیم پرکاربرد در مراکز تحقیقاتی غرب کشور (شامل 9 رقم هگزاپلوئید، 2 رقم تتراپلوئید و 14 لاین هگزاپلوئید) از نشانگر RAPD استفاده شد. DNA ژنومی به روش دلاپورتا استخراج و پس از انجام واکنش PCR، الگوی بانددهی آنها با 30 آغازگر مورد مطالعه قرار گرفت. در مجموع، تعداد 200 باند قابل امتیازدهی به دست آمده که از این تعداد، تعداد 130 باند (%65) چندشکل بودند. آغازگر F4 بیشترین تعداد باند و آغازگر A18 کمترین تعداد باند را تولید نمودند. تجزیه خوشه ایبراساس حضور (1) و عدم حضور (0) باند با استفاده از ضریب تشابه جاکارد و مبتنی بر روش UPGMA انجام گرفت. دامنه ضرایب تشابه از 22/0 تا 87/0 متغیر بود. میانگین ضرایب تشابه 64/0 بود و میانگین ضرایب تشابه لاین ها (63/0) بیشتر از ارقام (60/0) بود. بیشترین تشابه ژنتیکی (87/0) بین ارقام آذر2 و سرداری که جزء ارقام با تیپ رشد زمستانه هستند و کمترین تشابه ژنتیکی (22/0) بین رقم سیمره با لاین Bavicora مشاهده شد. با برش دندروگرام در نقطه 72/0، 6 گروه اصلی به دست آمده و بقیه ارقام و لاین ها به تنهایی هر یک تشکیل یک گروه جداگانه را دادند. در مجموع نتایج این تحقیق حاکی از تشابه بالای ژنوتیپ ها بود که لازم است نسبت به متنوع کردن ژرم پلاسم این گونه در مراکز تحقیقاتی مربوطه اقدام کرد.

گیاه بومادران یا بومادران نوع کوتاه دشتی با نام علمیC.Koch Achillea wilhelmsii از تیره Asteraceae می باشد. این تحقیق با هدف بررسی سه جمعیت مختلف بومادران و تعیین میزان قرابت ژنتیکی آنها انجام گرفت. اجرای این بررسی با استفاده از صفات مورفولوژیکی در قالب یک طرح آشیانه ای و بصورت کاملا تصادفی با 10 تکرار انجام شد. وراثت پذیری برای تمامی صفات بین بازه ی 98 تا 100 بود که نشان دهنده ی وجود وراثت پذیری بالا برای این صفات می باشد. بیشترین ضریب تنوع ژنتیکی، متعلق به صفت قطر ریشه (66/1) بود که نشان دهنده ی وجود تنوع بالا در بین ژنوتیپ های مورد مطالعه برای این صفت می باشد. کمترین ضریب تنوع ژنتیکی متعلق به صفت نسبت طول به عرض برگ (36/0) بود که حکایت از وجود تنوع کمی برای این صفت دارد. بر اساس نتایج تجزیه به مولفه های اصلی دو مولفه ی اول حدود 90% از کل تغییرات را توجیه می کنند. نتایج تجزیه بای پلات نشان داد که هر سه توده تقریبا از یکدیگر تفکیک شدند. تجزیه خوشه اینیز نتایج تجزیه بای پلات را به طور کامل تایید کرد و توده ها به صورت سه خوشه جداگانه شناخته شدند که این نتایج حاکی از تفاوت ظاهری میان توده های مختلف بومادران است. نتایج این آزمایش نشان دهنده ی تنوع ژنتیکی گسترده بین جمعیت های مورد بررسی از نظر صفات اندازه گیری شده در سطح استان هرمزگان است. نتایج فوق حاکی از پتانسیل های نهفته توده های بومی بومادران در جنوب ایران و ارزشمند بودن این ذخایر و لزوم توجه بیشتر در شناسایی، حفظ، ارزیابی و استفاده از آنها در برنامه های به نژادی است.