پژوهش های ژنتیک گیاهی
سال:1397 | دوره:5 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

انتخاب بر اساس شاخص مناسب می تواند یکی از روش های موثر جهت گزینش غیر مستقیم برای بهبود همزمان عملکرد و اجزای آن باشد. به منظور تعیین شاخص انتخاب برای اصلاح ژنتیکی عملکرد، 60 هیبرید سینگل کراس ذرت دانه ای در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 3 تکرار در شرایط تنش خشکی و بدون تنش (شاهد) در قالب دو آزمایش مجزا در ایستگاه طرق مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی کشت شدند. شاخص های انتخاب براساس صفات وارد شده در تجزیه رگرسیون گام به گام و با در نظر گرفتن ارزشهای فنوتیپی، ژنتیکی و اقتصادی محاسبه شدند. براساس نتایج حاصل از رگرسیون گام به گام در شرایط بدون تنش صفات رسیدگی فیزیولوژیک، ارتفاع بوته، عمق دانه، تعداد دانه در ردیف بلال و طول تاسل جمعا 68/60 درصد از تغییرات مربوط به عملکرد را تبیین نمودند، در حالیکه در شرایط تنش صفات تعداد دانه در ردیف بلال، ارتفاع بوته، ارتفاع بلال، وزن هزاردانه، طول بلال و تعداد برگ بالای بلال در مجموع 77/63 درصد از تغییرات مربوط به عملکرد را توجیه نمودند که در محاسبه شاخص انتخاب مورد استفاده قرار گرفتند. از 5 شاخص انتخاب بهینه (اسمیت-هیزل) و یک شاخص انتخاب پایه (پسک-بیکر) برای گزینش ژنوتیپ های ذرت در شرایط تنش رطوبتی و غیر تنش استفاده شد. نتایج نشان داد که مقدار سودمندی نسبی گزینش بر مبنای عملکرد و پیشرفت ژنتیکی مورد انتظار برای کلیه صفات در شاخص دوم اسمیت هیزل در هر دو محیط غیر تنش و تنش، نسبت به سایر شاخص ها بیشترین میزان بود. براساس مقادیر عملکرد دانه و شاخص های انتخاب بهینه و پایه 20 درصد از ژنوتیپ های برتر توسط هر شاخص انتخاب شدند. برمبنای نتایج حاصله در شرایط غیرتنش ژنوتیپ 60 (رقم تجاری سینگل کراس 704 ) توسط تمامی شاخص ها به عنوان برترین ژنوتیپ و در شرایط تنش رطوبتی ژنوتیپ های متفاوتی به عنوان برترین ها توسط شاخص های مختلف انتخاب گردیدند که می توان به ژنوتیپ های 16 (ME77006/1×K1263/1)، 22 (ME77006/1×K1263/1) و 34 (ME78005/2× A679) اشاره کرد که لااقل توسط 2 یا 3 شاخص گزینشی مختلف برای شرایط تنش رطوبتی برگزیده شده اند. انتخاب بر اساس شاخص مناسب می تواند یکی از روش های موثر جهت گزینش غیر مستقیم برای بهبود همزمان عملکرد و اجزای آن باشد. به منظور تعیین شاخص انتخاب برای اصلاح ژنتیکی عملکرد، 60 هیبرید سینگل کراس ذرت دانه ای در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 3 تکرار در شرایط تنش خشکی و بدون تنش (شاهد) در قالب دو آزمایش مجزا در ایستگاه طرق مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی کشت شدند. شاخص های انتخاب براساس صفات وارد شده در تجزیه رگرسیون گام به گام و با در نظر گرفتن ارزشهای فنوتیپی، ژنتیکیو اقتصادی محاسبه شدند. براساس نتایج حاصل از رگرسیون گام به گام در شرایط بدون تنش صفات رسیدگی فیزیولوژیک، ارتفاع بوته، عمق دانه، تعداد دانه در ردیف بلال و طول تاسل جمعا 68/60 درصد از تغییرات مربوط به عملکرد را تبیین نمودند، در حالیکه در شرایط تنش صفات تعداد دانه در ردیف بلال، ارتفاع بوته، ارتفاع بلال، وزن هزاردانه، طول بلال و تعداد برگ بالای بلال در مجموع 77/63 درصد از تغییرات مربوط به عملکرد را توجیه نمودند که در محاسبه شاخص انتخاب مورد استفاده قرار گرفتند. از 5 شاخص انتخاب بهینه (اسمیت-هیزل) و یک شاخص انتخاب پایه (پسک-بیکر) برای گزینش ژنوتیپ های ذرت در شرایط تنش رطوبتی و غیر تنش استفاده شد. نتایج نشان داد که مقدار سودمندی نسبی گزینش بر مبنای عملکرد و پیشرفت ژنتیکی مورد انتظار برای کلیه صفات در شاخص دوم اسمیت هیزل در هر دو محیط غیر تنش و تنش، نسبت به سایر شاخص ها بیشترین میزان بود. براساس مقادیر عملکرد دانه و شاخص های انتخاب بهینه و پایه 20 درصد از ژنوتیپ های برتر توسط هر شاخص انتخاب شدند. برمبنای نتایج حاصله در شرایط غیرتنش ژنوتیپ 60 (رقم تجاری سینگل کراس 704 ) توسط تمامی شاخص ها به عنوان برترین ژنوتیپ و در شرایط تنش رطوبتی ژنوتیپ های متفاوتی به عنوان برترین ها توسط شاخص های مختلف انتخاب گردیدند که می توان به ژنوتیپ های 16 (ME77006/1×K1263/1)، 22 (ME77006/1×K1263/1) و 34 (ME78005/2× A679) اشاره کرد که لااقل توسط 2 یا 3 شاخص گزینشی مختلف برای شرایط تنش رطوبتی برگزیده شده اند.

در هر برنامه اصلاحی، آگاهی از نوع عمل ژن های کنترل کننده توارث صفات اهمیت فراوانی دارد. در این تحقیق به منظور برآورد پارامترهای ژنتیکی صفات، نتاج حاصل از تلاقی دی آلل 6 ژنوتیپ گشنیز در نسل های F1 و F2 مورد ارزیابی قرار گرفتند. ژنوتیپ های مورد بررسی در سه شرایط متفاوت آبیاری به طور جداگانه در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در هر آزمایش در سال زراعی 95-1394 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس ژنتیکی حاکی از معنی دار بودن میانگین مربعات ترکیب پذیری عمومی و خصوصی برای تمامی صفات مورد بررسی بود که نشان دهنده اهمیت اثرات افزایشی و غیر افزایشی ژن ها در کنترل این صفات بود. اثرات افزایشی در کنترل صفات ارتفاع بوته، تعداد برگ، تعداد شاخه و عملکرد بیولوژیک مهم تر بودند؛ در حالی که نقش اثرات غیرافزایشی ژنی در کنترل صفات شاخص برداشت و عملکرد میوه بیشتر از اثرات افزایشی بود. بنابراین تهیه دورگ های برتر با استفاده از روش های به نژادی مبتنی بر آزمون نتاج در جهت بهبود این صفات موثر خواهد بود. همچنین در میان والدهای انتخاب شده، والد P4 در آبیاری معمولی و تنش خشکی ملایم و والد P6 در تنش خشکی شدید، بهترین والدها برای استفاده به عنوان والد دهنده در توسعه واریته های گشنیز با عملکرد بالا بودند.

تعیین رابطه بین ژنوتیپ و فنوتیب یکی از اهداف اصلی پروژه های به نژادی است. امروزه نشانگرهای مولکولی ابزارهای قدرتمندی برای ارزیابی این ارتباط در اختیار به نژادگران قرار می دهند. در این بررسی تنوع ژنتیکی 112 لاین برنج با استفاده از 20 جفت نشانگر ریزماهواره پیوسته با آلل های تحمل به خشکی مورد بررسی قرار گرفت که درمجموع 77 آلل چند شکل با میانگین 85/3 آلل به ازای هر جفت آغازگر تکثیر شد. کم ترین تعداد آلل مربوط به نشانگرهای RM28199 و RM212 با 2 آلل و بیشترین آن مربوط به نشانگر RM72 با 6 آلل بود. میزان اطلاعات چندشکلی برای نشانگرهای مورد بررسی بین 30/0 تا 72/0 با میانگین 58/0 بود که بیشترین مقدار مربوط به نشانگر RM85 و RM20A و کم ترین آن مربوط به نشانگر RM28099 بود. از نظر تنوع ژنی، نشانگرهای RM28099 و RM85 به ترتیب کم ترین (33/0) و بیشترین (76/0) تنوع را داشتند. نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام داده های ریز ماهواره و صفات مورفولوژیک در شرایط غرقاب 62 آلل و در شرایط تنش خشکی 54 آلل آگاهی بخش را برای صفات ارزیابی شده، شناسایی نمود. تجزیه خوشه ای بر اساس داده های مولکولی ژنوتیپ ها را به 7 گروه تقسیم نمود. با توجه به توزیع مناسب DNA تکثیرشده توسط نشانگرهای مورد بررسی در این تحقیق، از نشانگرهایی که قدرت تفکیک و پیوستگی بالایی با صفات مهم زراعی در شرایط تنش خشکی دارند (و درصورتی که در آزمایش های بعدی به تأیید برسند)، می توان در برنامه های به نژادی تنش خشکی استفاده نمود.

گل داوودی ((Chrysanthemum morifolium یکی از مهم ترین گیا هان زینتی دنیا ست که نقش مهمی در رونق صنعت گل و گیا هان باغی در دنیا دارد. آگاهی از تنوع ژنتیکی گل داوودی، یکی از پیش نیاز های به نژادی این گیاه در جهت اهداف مهم اقتصادی است. نشانگر های مولکولی سهم به سزایی در تشخیص و معرفی تنوع ژنتیکی بین و درون گونه ای دارند. در همین راستا، تنوع ژنتیکی تعدادی از ارقام گل های داوودی موجود در ایران با استفاده از توالی یابی قسمتی از rDNA به کمک آغازگر-های ITS4 و ITS5 بررسی شد. فاصله ژنتیکی ارقام داوودی از 05/0 تا 15/10 متغیر بود که نشان دهنده ی تنوع ژنتیکی در بین ارقام ایرانی گل داوودی بود. درخت فیلوژنی گونه های گل داوودی به روش پارسیمونی ترسیم شد و ارقام را به دو کلاد اساسی، یکی مربوط به کلاد موریفولیوم و دیگری کلاد مربوط به بقیه گونه های داوودی، تقسیم نمود که نشان دهنده ی قدرت نشانگر ITS در نشان دادن تنوع ژنتیکی بین ارقام گل داوودی بود. در درخت تبارشناسی، تمام ارقام ایرانی در کلاد موریفولیوم قرار گرفتند که نشان می دهد احتمالاً تمام ارقام ایرانی از یک ژنوتیپ یا توده منشا گرفته اند. نتایج تبار شناسی ارقام داوودی نشان داد که تغییرات و تنوع ژنتیکی فراوانی در جنس گل داوودی مشاهده می شود. این موضوع نشان می دهد که در جریان تکامل، دو رگ گیری های درون گونه ای، بین گونه ای و حتی بین جمعیتی در این گیاه سبب ایجاد تنوع فوق العاده ای شده است که در نتیجه می توان از آن ها در کارهای به نژادی استفاده کرد.

طالبی محصول مهمی است که به صورت گسترده در مناطق معتدله کشت می شود. یکی از مهم ترین بیماری های این گیاه پژمردگی آوندی ناشی ازFusarium oxysporum f. sp. melonis (Fom) است. این قارچ هر ساله زیان قابل توجهی به تولیدکنندگان این محصول در سراسر جهان وارد می کند. تولید ارقام مقاوم موثرترین راه برای کنترل این بیماری است. تا کنون برای این قارچ چهار نژاد 0، 1، 2 و 1, 2 گزارش شده است که نژاد 1 مهم ترین نژاد در نیمه شمالی کشور است. رقم محلی گرمک که به طور عمده در استان اصفهان کشت می شود به نژاد 1 حساس است. تک ژن غالب Fom-2 باعث ایجاد مقاومت در برابر نژاد 0 و 1 می شود. در این تحقیق ژن مقاومت از یک رقم خارجی به نام ایزابل به رقم حساس یاده شده با روش تلاقی برگشتی به کمک نشانگر SNP انتقال داده شد. غربال گیاهان در نسل اول، دوم و سوم تلاقی برگشتی با روش مایه زنی گیاه چه ها انجام گرفت. بخشی از این ژن در والدین توالی یابی شد و تفاوت های موجود در توالی آلل های مقاوم و حساس شناسایی شد. به منظور تایید گیاهان مقاوم در نسل سوم تلاقی برگشتی پس از غربال با روش مایه زنی، از نشانگر SNP و روش شناسایی HRM استفاده شد. این روش به طور کامل سه ژنوتیپ مقاوم خالص، مقاوم ناخالص و حساس را از یکدیگر تفکیک کرد. مقاومت بسیاری از گیاهان حاصل از غربال با روش مایه زنی، با روش مولکولی نیز تایید شد؛ اگر چه تعداد از گیاهان مقاوم در روش مایه زنی، در روش مولکولی به عنوان حساس شناسایی شدند که بیانگر اعتبار بیشتر روش مولکولی در تعیین ژنوتیپ گیاهان است. با خودگشنی و خالص سازی گیاهان مقاوم نسل BC3 می توان رقم مقاوم گرمک را معرفی کرد.

DNA کلروپلاستی 64 نمونه سیب (Malus spp. ) (54 ژنوتیپ بومی ایران، پنج رقم تجاری و پنج پایه) برای مشخص کردن هاپلوتایپ های آنها با کاربرد روش واکنش زنجیره ای پلی مراز-تفاوت طول قطعات حاصل از هضم (PCR-RFLP) بررسی شد. تقریبا bp4320 از ژنوم کلروپلاست با کاربرد دو جفت آغازگر عمومی کلروپلاست و دو آنزیم برشی محدودگر (MseI و EcoRI) بررسی گردید. تمام جهش های شناسایی شده، حذف-اضافه در محدوده bp40-10 بودند. ترکیب تمام جهش ها، شش هاپلوتایپ (H1, H2, H3, H4, H5, H6) را در نمونه های مورد بررسی معرفی نمود. مشخص شد که پایه سیب بومی رقم گمی آلماسی هاپلوتایپ اختصاصی خود را دارا بوده و از تمامی نمونه های مورد بررسی منطقه خود (آذربایجان) متفاوت است. اطلاعات تنوع DNA کلروپلاستی می تواند برای مطالعات فیلوژنتیکی در این گیاه به کار رود و چند شکلی های مشخص شده در ژنوم سیتوپلاسمی با روش PCR-RFLP می تواند به درک وراثت مادری سیب کمک کند.

جمع آوری و نگهداری ژرم پلاسم، بخصوص توده های بومی گونه های مهم زراعی و سازمان دهی اطلاعات مربوط به آن ها، علاوه بر تداوم استفاده از آن ها موجب کاهش خطر فرسایش ژنتیکی آن ها می گردد. در این مطالعه توده های بومی گندم نان ایرانی جهت بررسی الگوی تنوع ژنتیکی، با استفاده از نشانگرهای مورفولوژیکی و نشانگر مولکولی آی اس اس آر مورد ارزیابی قرار گرفتند. از نظر صفات ارتفاع، طول سنبله، طول ریشک، تعداد گره های سنبله، تعداد دانه در سنبله، طول برگ و وزن دانه تفاوت قابل توجهی بین توده های بومی وجود داشت. همچنین در برخی از توده ها مثل خرم آباد و اردبیل تنوع درون جمعیتی برای برخی از خصوصیات به ویژه ارتفاع و طول ریشک قابل مشاهده بود. در بررسی توده ها از نظر نشانگرهای آی اس اس آر، در مجموع 99 نوار نمره دهی شد که 78 نوار چندشکل بودند. درصد چندشکلی با میانگین 88/81 درصد از 33/53 درصد برای آغازگر 4 تا 100 درصد برای آغازگرهای ISSR-9، ISSR-14، ISSR-5 و ISSR-7 متغیر بود. متوسط میزان اطلاعات چندشکلی برای توده ها 3/0 محاسبه شد. نتایج این مطالعه نشان داد که تنوع درون جمعیت قابل توجهی برای توده های بومی گندم خرم آباد، مراغه و تربت حیدریه از نظر نشانگرهای آی اس اس آر وجود داشت در حالی که برای توده های خوی، اهواز، اصفهان، مشهد، ارومیه، شیراز و اردبیل تنوع ناچیزی مشاهده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که بین و درون توده های بومی گندم ایرانی تنوع ژنتیکی با درجات متفاوتی وجود دارد و از این توده ها می توان به عنوان جمعیت پایه برای استخراج لاین های خالص استفاده نمود.