بررسی تنوع سیتوژنتیکی ژنوتیپ‌های مختلف گونه Elymus hispidus (Opiz) Melderis var. villosus (Hackel) Assadi

شیروانی, هومن; اطمینان, علیرضا; صفری, هوشمند

doi:10.22092/ijrfpbgr.2025.369681.1477

بررسی تنوع سیتوژنتیکی ژنوتیپ‌های مختلف گونه Elymus hispidus (Opiz) Melderis var. villosus (Hackel) Assadi

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ دکتری اصلاح نباتات، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرمانشاه، ایران

² گروه ژنتیک و بهنژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

³ استادیار بخش تحقیقات جنگلها و مراتع، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

10.22092/ijrfpbgr.2025.369681.1477

چکیده

سابقه و هدف: گونهElymus hispidus (Opiz) Melderis var. villosus (Hackel) Assadi یکی از گراس‌های مهم علوفه‌ای است که به دلیل ارزش تغذیه‌ای بالا، مقاومت به تنش‌های محیطی، اهمیت ویژه‌ای در اصلاح گیاهان علوفه‌ای و احیا مراتع مخروبه دارد. بررسی تنوع سیتوژنتیکی این گونه می‌تواند به شناخت بهتر ساختار ژنتیکی و بهره‌برداری مناسب‌تر در برنامه‌های اصلاحی کمک کند. هدف این پژوهش، ارزیابی تنوع کاریوتیپی ۲۴ ژنوتیپ مختلف از مناطق مختلف ایران بود تا از طریق تحلیل صفات کروموزومی و شاخص‌های کاریوتیپی، تنوع سیتوژنتیکی آنها تعیین شود.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، بذر ۲۴ ژنوتیپ از گونه E. hispidus var. villosus که از مناطق مختلف ایران جمع‌آوری شده بودند، از بانک ژن منابع طبیعی دریافت شدند. بذر نمونه‌ها در آزمایشگاه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه کشت و آماده‌سازی شدند و صفات کاریوتیپی آنها بررسی شد. کروموزوم‌های متافازی سلول‌های جوان ریشه با رنگ‌آمیزی متداول تهیه شده و زیر میکروسکوپ نوری مشاهده شدند. صفات کروموزومی شامل طول کل کروموزوم (CL)، طول بازوی بلند (LA)، طول بازوی کوتاه (SA) و ۱۹ شاخص کروموزومی مختلف اندازه‌گیری و ثبت شدند. به منظور بررسی تفاوت معنی‌دار بین اکوتیپ‌ها، داده‌های به دست آمده تجزیه واریانس گردیدند. میانگین داده‌ها مورد تجزیه همبستگی و تجزیه خوشه‌ای قرار گرفتند. همچنین، از شاخص‌های تقارن کاریوتیپی و کلاس‌های استبینز برای تعیین درجه تکامل و تقارن کاریوتیپ‌ها استفاده شد.
نتایج: نتایج نشان داد تمامی ژنوتیپ‌های مطالعه شده هگزاپلوئید (n=6x=42) بودند، اما از نظر فرمول کاریوتیپی تنوع قابل توجهی مشاهده شد. ژنوتیپ شماره ۱۹ با بیشترین درصد شکل کلی کروموزوم (شاخص TF%) و کمترین مقدار شاخص نامتقارن بودن درون کروموزومی (A1)، کاریوتیپ متقارن‌تری داشت که نشان‌دهنده سطح تکامل پایین‌تر این ژنوتیپ بود، در حالی که در ژنوتیپ شماره ۱۴ کروموزوم‌های نامتقارن‌تر و درجه تکامل بالاتری داشتند. نتایج تجزیه واریانس اختلافات معنی‌داری را در تمامی صفات کروموزومی (در سطح احتمال 1 درصد) بین ژنوتیپ‌ها نشان داد. بیشترین طول کل کروموزوم در ژنوتیپ‌های شماره ۲۳ و ۱۰ و کمترین طول کل کروموزوم در ژنوتیپ‌های ۶ و ۷ مشاهده شد. تحلیل خوشه‌ای ژنوتیپ‌ها را در سه گروه متمایز دسته‌بندی کرد که با نتایج گروه‌بندی مقادیر شاخص‌های نامتقارن بودن درون کروموزومی (A1)، نامتقارن بودن بین کروموزومی (A2)، ضریب تغییرات طول کروموزوم (CVcl) و ضریب تغییرات موقعیت سانترومر (CVci) و طبقه‌بندی Stebbins تطابق داشت. همبستگی مثبت و معنی‌دار بین طول کل کروموزوم، طول بازوها و شاخص‌های ارزش نسبی کروماتین (VRC)، اختلاف طول نسبی کروموزوم (DRL) و شاخص ناهمگنی کاریوتیپ (AI) مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان داد که گونهElymus hispidus var. villosus دارای تنوع سیتوژنتیکی و کاریوتیپی قابل توجهی است که می‌تواند منبعی ارزشمند برای اصلاح و بهبود این گونه در برنامه‌های اصلاح نباتات باشد. تفاوت‌های معنادار در شاخص‌های کروموزومی مانند طول کروموزوم‌ها، طول بازوهای بلند و کوتاه و شاخص‌های تقارن، بیانگر وجود تنوع ساختاری بالا در سطح ژنتیکی است. این تنوع می‌تواند در جهت انتخاب ژنوتیپ‌های مناسب با عملکرد و کیفیت علوفه مطلوب استفاده شود. استفاده از تنوع درون‌گونه‌ای، به‌ویژه از طریق تلاقی بین ژنوتیپ‌های با فاصله ژنتیکی زیاد (براساس تحلیل خوشه‌ای)، می‌تواند منجر به بروز پدیده هتروزیس و ارتقاء صفات کمی و کیفی شود. به‌کارگیری این ژنوتیپ‌ها در برنامه‌های تلاقی درون‌گونه‌ای، راهکاری مؤثر برای توسعه ارقام جدید با تحمل بالاتر به تنش‌های محیطی، بهبود عملکرد علوفه و افزایش پایداری بهره‌برداری از مراتع خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات