کاربرد مکان یابی ارتباطی و عدم تعادل لینکاژی در مطالعات ژنومی گیاهی با تاکید بر ژنوم غلات

آگاهی از تنوع ژنتیکی و درک صفات پیچیده ژنتیکی در گونه های زراعی نقش مهمی در بهره برداری از منابع ژنتیکی داشته و باعث سازگاری، توسعه و گسترش کشت ارقام زراعی به ویژه غلات در مناطق مختلف جغرافیایی می گردد. در این راستا، شناسایی و استفاده از نشانگرهای آگاهی بخش مرتبط با صفات کمی جهت استفاده در برنامه های به نژادی و انتخاب به کمک نشانگر از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. یکی از کاربردهای اصلی نشانگرها تهیه نقشه های مولکولی ژنوم و آنالیز پیوستگی جمعیت های نقشه یابی است. در مطالعات پیوستگی و انتخاب ژنومی تعیین میزان و گستره عدم تعادل پیوستگی (LD) در تشخیص تعداد نشانگر مورد نیاز و اندازه نمونه، اهمیت به سزایی دارد. علاوه بر این، گزینش به منظور افزایش فراوانی موتاسیون های جدیدی که فقط در برخی از زیر جمعیت ها سودمند هستند، باعث باقی گذاشتن علایمی در سطح ژنوم می شود. اغلب این مناطق با ژن ها و QTLهای مرتبط با صفات مهم اقتصادی در ارتباط هستند. دسترسی به فناوری های نسل جدید توالی یابی، حجم بالای داده های فنوتیپی و تنوع زیاد ابزارهای آماری موجب شده است که مطالعات مکان یابی ارتباطی مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی در گیاهان بتواند موفقیت های فراوانی را در شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده صفات کمی به همراه داشته باشد. نقشه یابی ارتباطی مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی می تواند وضوح نقشه ژنتیکی را با توجه به ارایه مخزن ژنی گسترده تر و وقایع نوترکیبی افزایش دهد. برخلاف نقشه یابی پیوستگی، روش مکان یابی ارتباطی با بهره گیری از تنوع موجود در جمعیت های طبیعی و لحاظ کردن تمامی وقایعی که در طول تکامل افراد رخ داده است، ارتباط بین تنوع فنوتیپی و چند شکلی موجود در ژنوم را شناسایی می کند و روشی امیدوار کننده برای غلبه بر محدودیت های نقشه یابی پیوستگی است. علی رغم اینکه نقشه یابی ارتباطی از توان آماری بالایی برخوردار است اما کاربرد این روش در جمعیت های دارای ساختار، در گونه های با میزان کم عدم تعادل پیوستگی و در صفاتی که توسط آلل های نادر کنترل می شود، بسیار پیچیده و گاهی ناممکن است. LD پایه و اساس نقشه یابی در سطح ژنوم (GWAS) است، که تحت تاثیر عوامل متعددی از جمله رانش ژنتیکی، ساختار جمعیت و گزینش طبیعی است. از عوامل محدود کننده فوق، ساختار جمعیت به عنوان یکی از عوامل اصلی اعتبارسنجی نتایج GWAS شناخته می شود. بنابراین آگاهی در مورد الگوی عدم تعادل پیوستگی به منظور مطالعات بیشتر GWAS و گزینش ژنومی اهمیت بسزایی دارد. معیار تعیین کننده موفقیت استفاده از مطالعات GWAS و گزینش ژنومی (GS) به مقدار LD بین نشانگرها و جایگاه های ژنومی مسبب صفات کمی در طول کل ژنوم بستگی دارد. با توجه به اهمیت روش عدم تعادل پیوستگی در مطالعات نقشه یابی صفات کمی، در این مقاله سعی شده است تا به عمده ترین ابعاد عدم تعادل پیوستگی، نحوه کاربرد آن در جمعیت، محدودیت های آن و استفاده از آن در به نژادی گیاهی به ویژه غلات پرداخته شود. همچنین، در این مقاله برخی از اطلاعات مربوط به نرم افزارهای آماری مورد استفاده در عدم تعادل پیوستگی ارایه می شود و در نهایت چالش ها و چشم اندازهای استفاده از این رویکرد بحث خواهد شد.