پژوهش های ژنتیک گیاهی
سال:1396 | دوره:4 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

برای اجرای هر برنامه به نژادی آگاهی از ساختار ژنتیکی صفت مورد بررسی، میزان تاثیر عوامل محیطی و اثر متقابل عوامل ژنتیکی و محیطی و همچنین اطلاع از تاثیر ثابت و تصادفی بودن فاکتورها بر تحلیل نتایج یک امر ضروری است. به طبع آن تجزیه و تحلیل مولفه های واریانس از اهمیت زیادی در به نژادی گیاه و دام برخوردار است. برای برآورد مولفه های واریانس از برآوردگرهای زیادی استفاده می شود که ANOVA یکی از مهمترین آنها است. این برآوردگر در برخی موقعیت ها که داده ها نامتعادل هستند و مولفه های واریانس منفی برآورد می شوند، ناکارآمدتر از برآوردگرهای حداکثر درستنمایی (Maximum Likelihood; ML) و حداکثر درستنمای محدود شده (Restricted Maximum Likelihood; REML) هستند. لذا هدف از این تحقیق بررسی مروری مدل های خطی مختلط و مقایسه برآورد مولفه های واریانس به روش های ANOVA،  MLو  REMLبا استفاده از داده های آزمایشی است.

تنش خشکی یکی از عمده ترین خطرات جهانی است که تولید محصول گیاهان زراعی از جمله گشنیز را تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور بررسی توارث پذیری و نحوه عمل ژن برای صفات کمی مهم در گشنیز در سه شرایط آبیاری معمولی (WW)، تنش ملایم (MWS) و تنش شدید (SWS)، تلاقی بین دو ژنوتیپ TN-59-158 (والد حساس) و TN-59-230 (والد متحمل) انجام گرفت. والدین و نتاج حاصله از تلاقی سه جانبه تغییر یافته در شرایط مزرعه و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار ارزیابی شدند. تفکیک اثرات اپیستازی به اجزای تشکیل دهنده آن نشان داد که اپیستازی نوع [i] برای صفات تعداد روز تا 50% گل دهی و وزن هزار میوه در تیمارهای آبیاری WW و MWS، تعداد روز تا برداشت، عملکرد میوه در بوته و RWC در تیمارهای آبیاری MWS و SWS و صفات شاخص برداشت و میزان اسانس میوه در تیمارهای آبیاری WW،  MWSو SWS نقش داشت. همچنین صفات تعداد روز تا برداشت و عملکرد میوه در بوته در تیمار آبیاری معمولی تحت تاثیر اپیستازی نوع [j + l] بودند. مقدار اثرات افزایشی در همه صفات به جزء تعداد روز تا برداشت در شرایط آبیاری معمولی بزرگتر از اثرات غالبیت بودند و نسبت غالبیت برای آن ها کمتر از یک بود که حاکی از غالبیت نسبی ژن های عمل کننده در ارتباط با این صفات بود. بیشترین و کمترین میزان وراثت پذیری خصوصی به ترتیب مربوط به صفات میزان اسانس میوه و شاخص برداشت (به ترتیب 0.65 و 0.03) بود.

در شرایط تنش خشکی که یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده عملکرد گندم در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود، انتقال مجدد مواد فتوسنتزی به منظور پر کردن دانه های گندم اهمیت بیشتری می یابد. در مورد اهمیت ریشه در انتقال مجدد طی پر شدن دانه ها تحت تنش خشکی اطلاعات اندکی در دسترس است. لاین موتانت پیشرفته گندم نان (T-65-7-1) به همراه تیپ وحشی آن (رقم طبسی) در دو شرایط رطوبتی (مطلوب و 40-30 درصد ظرفیت مزرعه) به صورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار کشت شدند. نمونه برداری برای آنالیز بیان ژن ها در 2 مرحله (7 و 21 روز پس از گرده افشانی) از ریشه انجام شد. در این ژنوتیپ ها انتقال مجدد و کارایی انتقال مجدد فروکتان و بیان نسبی ژن های درگیر در سنتز و هیدرولیز فروکتان در ریشه طی پر شدن دانه ها، تحت تنش خشکی انتهایی مطالعه شدند. نتایج نشان داد که فروکتان ذخیره شده در ریشه در انتقال مجدد آسیمیلات ها سهیم بود. بیشتر بودن انتقال مجدد فروکتان از ریشه به دانه، تحت تنش خشکی در لاین موتانت به دلیل بالاتر بودن بیان ژن های درگیر در سنتز فروکتان (1-SST و 6-SFT ) در 7 روز پس از گرده افشانی و هیدرولیز فروکتان 6-FEH)) در 21 روز پس از گرده افشانی، نسبت به تیپ وحشی بود. تنش خشکی باعث تغییرات معنی داری در بیان ژن های  1-FFTو  1-FEHدر ریشه هر دو ژنوتیپ نشد که تایید کننده این موضوع است که تنها فرم غالب پیوند فروکتان b (2,6) تحت تاثیر تنش خشکی قرار گرفته است. در برنامه های اصلاحی گندم، ژن های 1-SST،  6-SFTو  6-FEHمی توانند به عنوان نشانگرهای مولکولی برای گزینش ژنوتیپ هایی با محتوای فروکتان بالاتر و انتقال مجدد بیشتر مورد استفاده قرار گیرند.

انجیر به عنوان یک محصول مهم، در چند دهه اخیر به دلیل بروز تنش های زنده و غیرزنده دچار فرسایش ژنتیکی شده است. هدف از این تحقیق تعیین تنوع ژنتیکی گونه های خودروی سرده Ficus در ایران با استفاده از نشانگر ISSR می باشد. جهت انجام این تحقیق، تعداد 23 نمونه جمعیتی متعلق به گونه های این جنس از سراسر کشور جمع آوری و DNA ژنومی آنها از برگ استخراج گردید. از میان 18 آغازگر ISSR مورد آزمایش، شش جفت آغازگر که باندهای مناسب و قابل تحلیل داشت، انتخاب و فرآیند PCR پس از تعیین دمای مناسب برای آنها انجام شد. در مجموع تعداد 83 باند الکتروفورزی PCR تولید شد که از این تعداد 78 باند پلی مورفیک بودند. از میان آغازگرهای استفاده شده، آغازگرهای 8 C(AG)، (TG)8 A و 8 C(GT) مناسب ترین آغازگر برای کاربرد در مطالعات آتی تشخیص داده شد. بر اساس نتایج به دست آمده از دندرو گرام رسم شده حاصل از آنالیز داده های ISSR، 23 جمعیت Ficus در چهار گروه قرار گرفتند. نتایج حاصل از تحلیل واریانس مولکولی نشان داد که بالاترین میزان فاصله ژنتیکی بین جمعیت های درون گونه ها است. نتایج این تحقیق نشان داد که تاکسون های متعلق به سرده Ficus در ایران از لحاظ تبارزایی بسیار به هم نزدیک می باشند و ارتباط تولید مثلی و جریان ژنی بین آنها بالا است.

اسفرزه (Plantago ovata) گیاهی است که برای کاهش التهاب معده و عفونت ادراری و همچنین کنترل قند خون و میزان کلسترول در بدن استفاده می شود. روابط فیلوژنی و تنوع ژنتیکی 22 اکوتیپ مختلف اسفرزه (Plantago ovata) با استفاده از 12 نشانگر ISSR و همچنین نه صفت مورفولوژیکی و فنولوژیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس داده ها حاکی از تنوع بالا بین اکوتیپ های مورد مطالعه بود. تجزیه خوشه ای به روش UPGMA توانست 22 اکوتیپ مختلف را بر اساس داده های زراعی در دو گروه قرار دهد. همچنین ارزیابی مولکولی اکوتیپ ها نشان داد که 12 آغازگر توانستند تعداد 91 نوار چندشکل به وجود آورند. از بین آغازگرهای مورد استفاده، آغازگر UBC813 با 11 نوار و بعد از آن، آغازگر UBC811 با تعداد 10 نوار بیشترین و آغازگر UBC824 با تعداد 4 نوار کمترین تعداد نوار چندشکل را ایجاد نمودند. محتوای اطلاعات چندشکل (PIC) نشانگرها بین 0.26 تا 0.45 و شاخص نشانگری (MI) از 0.0 تا 4.13 متغیر بود. تجزیه خوشه ای به روش UPGMA بر اساس داده های مولکولی، 22 اکوتیپ مورد مطالعه را در پنج گروه قرار داد که به ترتیب شامل 1، 1، 2، 3 و 15 اکوتیپ بودند. گروه بندی اکوتیپ ها با نشانگرهای مولکولی با گروه بندی اکوتیپ ها با صفات مورفولوژیک تفاوت داشت. با توجه به نتایج می توان از اکوتیپ هایی که فاصله زیادی با هم دارند در برنامه اصلاحی اسفرزه استفاده نمود.

تنش آبی یکی از رایج ترین تنش های محیطی است که تولید محصول توتون را در ایران با محدودیت روبرو می سازد. شناسایی تنوع موجود در ژرم پلاسم توتون و درک روابط ژنتیکی صفات به اصلاح ارقام متحمل به تنش خشکی کمک شایانی می نماید. در این مطالعه، تنوع ژنتیکی 100 ژنوتیپ توتون گرمخانه ای نسبت به تنش خشکی، با استفاده از 15 صفت مورفولوژیک و 25 نشانگر بین ریز ماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. ارقام در قالب طرح لاتیس ساده 10×10 با 2 تکرار (در شرایط دیم و آبی) در موسسه تحقیقات توتون تیرتاش کشت شدند. نتایج نشان داد مقدار محتوی نسبی آب و پایداری غشاء سیتوپلاسمی در شرایط آبیاری نرمال بیشتر از مقدار آن در شرایط تنش خشکی بود. محاسبه وراثت پذیری کم برای این دو صفت در شرایط تنش خشکی نشان دهنده ی تاثیر زیاد محیط روی دو صفت بود. نتایج بدست آمده از خوشه بندی ارقام به روش UPGMA با نشانگر بین ریزماهواره و خوشه بندی به روش WARD با صفات مورفولوژیک منطبق نبود. آغازگر UBC814: (CT)8A با 16 باند چند شکل از کل 17 باند، قدرت تفکیک بالاتری نسبت به سایر آغازگرها داشت و برای بررسی های تنوع مولکولی توتون مناسب به نظر می رسد. رقم K394 نیز به دلیل عملکرد بالا و پایداری بیشتر عملکرد در دو شرایط، به عنوان متحملترین رقم به خشکی شناسایی و معرفی شد. با استفاده از نتایج این تحقیق می توان ژنوتیپ هایی با تفاوت ژنتیکی زیاد و صفات مطلوب را انتخاب و در برنامه های تولید واریته هیبرید با هتروزیس بالا جهت تحمل به تنش خشکی در توتون استفاده نمود.

گل داوودی (Chrysanthemum morifolium) یکی از مهمترین گیاهان شاخه بریده دنیاست. بررسی تنوع ژنتیکی ارقام داوودی موجود در ایران برای موفقیت برنامه های به نژادی این گیاه ضروری است. از این رو، به منظور مطالعه تنوع ژنتیکی ارقام گل داوودی موجود در ایران، 30 رقم در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه کشت شدند. همزمان یک درخت تبارشناسی بر اساس توالی ژن rpoC برای تعدادی از ارقام داوودی ترسیم شد. نتایج تجزیه واریانس داده های مورفولوژیکی نشان داد که بین ارقام از نظر تقریبا همه صفات اختلاف معنی داری وجود داشت. به طور کلی، ضریب تنوع فنوتیپی برای بیشتر صفات از ضریب تنوع ژنوتیپی بیشتر بود که نشان دهنده ی سهم بیشتر عوامل محیطی نسبت به عوامل ژنتیکی بود. صفات عرض برگ، طول دوره گلدهی، قطر نهنج، وزن خشک و وزن تر گل بیشترین وراثت پذیری را در بین صفات نشان دادند. بیشترین همبستگی ژنوتیپی مثبت و معنی داری مربوط به صفت عرض گلچه شعاعی با نسبت سطح برگ به عرض آن بود. بر اساس خوشه بندی وارد، ارقام داوودی به دو خوشه اصلی تقسیم بندی شدند که بیشترین تعداد در خوشه اول بودند. درخت تبارشناسی ارقام داوودی با استفاده از توالی ژن کلروپلاستی و با روش حداکثر درست نمایی (ML) نشان داد که ارقام داوودی ایرانی به گونه موریفولیوم تعلق دارند، این موضوع نشان می دهد که احتمالا ارقام ایرانی از والدین یکسانی اصلاح شده اند. به علاوه، فاصله ژنتیکی بین ارقام داوودی از 0.4 تا 2.9 متغییر بود این موضوع نشان می دهد که به اندازه کافی تنوع ژنتیکی بین ارقام داوودی برای استفاده از ژرم پلاسم گل داوودی در برنامه های به نژادی این گیاه وجود دارد.