بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌‌های منتخب علف‌پشمکی (Bromus inermis Leyss.) با استفاده از آغازگرهای مولکولی ISSR به منظور تولید ارقام سنتتیک

نامی, یوسف; امیری, صالح; محمدی, رضا

doi:10.22092/ijrfpbgr.2025.370344.1480

بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌‌های منتخب علف‌پشمکی (Bromus inermis Leyss.) با استفاده از آغازگرهای مولکولی ISSR به منظور تولید ارقام سنتتیک

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمال‌غرب و غرب کشور، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، ترویج و آموزش کشاورزی،

² محقق پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمال‌غرب و غرب کشور، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، ترویج و آموزش کشاورزی،

³ دانشیار پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمالغرب و غرب کشور، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی.

10.22092/ijrfpbgr.2025.370344.1480

چکیده

سابقه و هدف: درک تنوع ژنتیکی در گیاهان علوفه‌ای نقش کلیدی در به‌نژادی و تولید ارقام سنتتیک با سازگاری و عملکرد بهینه دارد. گونه علفپشمکی (Bromus inermis Leyss.) به دلیل مقاومت نسبتاً بالا به خشکی و شرایط نامساعد اقلیمی، از اهمیت ویژه‌ای در مراتع نیمه استپی ایران برخوردار است. اطلاع از سطح تنوع ژنتیکی در گراس‌های علوفه‌ای برای انتخاب والدین در برنامه‌های اصلاحی از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشد. استفاده از نشانگرهای مولکولی، سبب کاهش مدت زمان اصلاح و هزینه‌های پروژه‌های اصلاحی می‌شود. هدف این پژوهش، بررسی تنوع ژنتیکی و تعیین میزان خویشاوندی میان ۲۰ ژنوتیپ منتخب از این گونه با استفاده از نشانگرهای مولکولی ISSR و شناسایی ژنوتیپ‌های مناسب برای برنامه‌های اصلاحی می‌باشد.
مواد و روشها:در این مطالعه، ۲۰ ژنوتیپ منتخب از گونه علفپشمکی که در تحقیقات قبلی از بین منابع ژرم‌پلاسم داخلی و خارجی انتخاب شده بودند، با استفاده از ۳۴ آغازگر ISSR مورد ارزیابی مولکولی قرار گرفتند. ابتداDNA از بافت برگی استخراج شد و بعد کمیت و کیفیت آن با دستگاه نانودراپ بررسی گردید. واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) با استفاده از معرف‌های استاندارد و شرایط بهینه دمایی انجام شد و محصولات حاصل روی ژل آگارز الکتروفورز شدند. داده‌های حاصل از حضور یا عدم حضور باندها به‌صورت ماتریس دودویی (Binary Matrix) ثبت گردیدند. به‌منظور تعیین کارایی نشانگرها، محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC)، شامل درصد چندشکلی، تعداد مؤثر آلل (Ne)، شاخص شانون (I) و هتروزیگوسیتی مورد انتظار (He) محاسبه شد. برای تحلیل ساختار ژنتیکی، از روش گروه‌بندی UPGMA براساس ضریب جاکارد و تحلیل مؤلفه‌های هماهنگ اصلی (PCA)استفاده شد. کلیه محاسبات با نرم‌افزارهای MEGA و POPGENE و بسته R انجام گردید.
نتایج: در مجموع، تعداد ۴۰۰ آلل شناسایی شد که از این میان ۳۵۵ آلل چندشکل بودند که نشان‌دهند تنوع ژنتیکی بالا میان ژنوتیپ‌هاست. شاخص‌های تنوع نشان دادند که تنوع ژنتیکی در حد متوسط تا بالا قرار دارد؛ به‌طوری‌که میانگین تعداد مؤثر آلل 533/1، شاخص شانون 447/0 و هتروزیگوسیتی مورد انتظار 315/0 گزارش شد. تجزیه خوشه‌ای، ژنوتیپ‌ها را در چهار گروه طبقه‌بندی نمود که خوشه چهارم بیشترین میزان تنوع را داشت. این گروه به‌عنوان منبع بالقوه برای وارد کردن صفات جدید از طریق تلاقی‌های هدفمند معرفی شد. نتایج تحلیل مؤلفه‌های هماهنگ اصلی نیز این گروه‌بندی را تأیید کرده و بر واگرایی ژنتیکی قابلتوجه بین ژنوتیپ‌ها دلالت داشت. نشانگرهای ISSR به‌عنوان ابزار قدرتمندی در شناسایی ژنوتیپ‌های متمایز و تحلیل ساختار ژنتیکی شناخته شدند و کارایی بالای آنها برای مطالعات تنوع ژنتیکی تأیید شد.
نتیجهگیری: نتایج پژوهش نشان داد که نشانگرهای ISSR24، ISSR07، ISSR06، ISSR13،ISSR14 و ISSR35 بیشترین تعداد باندهای چند شکل، واضح و تکرارپذیر را ایجاد کردند که به عنوان نشانگر مولکولی ارزان و ساده، ابزار مناسبی برای بررسی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپ‌های علف‌پشمکی هستند و می‌توانند در برنامه‌های اصلاحی، به‌ویژه برای بهبود عملکرد علوفه، به‌کار روند. همچنین امکان انتخاب 8 تا 12 ژنوتیپ برتر علفپشمکی شامل ژنوتیپهای B.in06، B.in14، B.in19، B.in17، B.in12، B.in16، B.in08 و B.in15 که در سه خوشه متفاوت گروهبندی شدند با فاصله ژنتیکی مناسب برای ایجاد رقم سنتتیک میسر شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات