بررسی قرابت ژنتیکی ژنوتیپ‌های منتخب گل‌محمدی (Rosa damascena) در شرایط دیم با تکیه بر روش مولکولی

مقدمه: عوامل مختلف ژنتیکی و محیطی باعث تغییر در ساختار ژنتیکی ژنوتیپ‌های مختلف یک گونه گیاهی می‌شود و استفاده از تنوع بوجود آمده در راستای اهداف اصلاحی، بسیار حائز اهمیت است. استفاده از صفات مورفولوژیکی برای بررسی تنوع ژنتیکی، به دلیل معایب نشانگرهای مورفولوژیکی، کمرنگ شده است و به همین دلیل امروزه محققان در کنار نشانگرهای مورفولوژیکی از نشانگرهای مولکولی برای بررسی تنوع ژنتیکی بین ژنوتیپ­های مختلف یک گونه گیاهی استفاده می­کنند. گل‌محمدی یکی از مهمترین گیاهان زینتی و دارویی می­باشد که در صنایع غذایی، دارویی، عطرسازی و آرایشی استفاده می­شود و تولید ارقام گل‌محمدی دیم سازگار به اقلیم­های مختلف، اهمیت به‌سزایی در تولید این گیاه ارزشمند دارد. این طرح با هدف بررسی قرابت ژنتیکی ژنوتیپ‌های برتر گل‌محمدی کشت شده با استفاده از نشانگرهای مولکولی SCoT و براساس صفات عملکردی در شرایط دیم طراحی شد.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق تنوع ژنتیکی 12 ژنوتیپ گل‌محمدی (7 ژنوتیپ گل‌محمدی که پیش‌تر براساس صفات ارتفاع گیاه، تعداد گل در هکتار و درصد اسانس گل در شرایط دیم انتخاب شده بودند و پنج ژنوتیپ که از استان‌های آذربایجان‌شرقی و غربی جمع‌آوری شده بودند) با استفاده از نشانگرهای مولکولی SCoT مورد مطالعه قرار گرفتند. نمونه‌های برگی از ژنوتیپ‌های مادری جدا شدند و استخراج DNA با روش CTAB تغییر یافته انجام شد و واکنش زنجیره‌ای پلیمراز با استفاده از 29 نشانگر SCoT برای تولید باندهای  DNA انجام گردید. باندهای تکثیر شده بر روی ژل پلی آکریلامید 5 درصد تفکیک شدند. پس از رتبه‌بندی باندهای حاصل به صورت صفر و یک، شاخص‌های محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) نشانگرها، شاخص نشانگر (MI) و نسبت چندگانگی مؤثر (EMR) با نرم‌افزار Excel محاسبه گردید. در این مطالعه، شاخص‌های ژنتیکی شامل تعداد آلل مؤثر (Ne)، شاخص شانون (I)، شاخص هترویگوزیسیتی (He) و شاخص هتروزیگوسیتی تصحیح شده (uHe) و تجزیه به مختصات اصلی با استفاده از نرم‌افزارGenAlex انجام شد. محاسبه ضریب تشابه ژاکارد و خوشه‌بندی ژنوتیپ‌های منتخب با نرم‌افزار NTSYS انجام گردید. علاوه بر این، خوشه‌بندی ژنوتیپ‌های براساس صفات عملکردی در شرایط دیم نیز انجام شد و نتایج آن با خوشه‌بندی نشانگرهای ملکولی مقایسه شد.
نتایج: براساس نتایج به دست آمده از الکتروفورز عمودی محصولات PCR، از 29 نشانگر SCoT، در 13 نشانگر تکثیر قطعه انجام شد. در مجموع، برای 13 نشانگرSCoT ، 88 آلل چند شکل در 12 ژنوتیپ منتخب گل‌محمدی دیم شناسایی گردید، به­طوری‌که آغازگر SCoT12 با 17 آلل چند شکل، بیشترین و آغازگرهای SCoT46 و SCoT61 با دو آلل چند شکل کمترین تعداد آلل چند شکل را به خود اختصاص دادند. به­طور میانگین 76/6 آلل چند شکل برای هر آغازگر SCoT شناسایی گردید. پس از تشکیل ماتریس تشابه بین ژنوتیپ­های منتخب، تجزیه‌ وتحلیل داده مولکولی با استفاده از نرم‌افزار GenALEx انجام شد. خوشه‌بندی ژنوتیپ‌های مختلف براساس روش UPGMA، نشان داد که 12 ژنوتیپ منتخب با در نظر گرفتن ضریب تشابه 71/0، در چهار کلاد اصلی قرار گرفتند. به­طوری‌که در کلاد I، ژنوتیپ G40، G28، G8، G35، G29 و G6، در کلاد II، ژنوتیپ G21، در کلاد III دو ژنوتیپ GA1 و GA2 و نهایتاً در کلاد IV سه ژنوتیپ GA3, GA4, GA5 قرار گرفته‌اند. در تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های کلکسیون گل‌محمدی دیم براساس صفات ارتفاع گیاه، تعداد گل در هکتار و درصد اسانس گل، سه خوشه اصلی تشکیل شد. در کلاد 1، سه ژنوتیپ G6، G8، G35، در کلاد2 ژنوتیپ‌های G21، G28 و G29 و در کلاد3، ژنوتیپ G40 قرار گرفتند.
نتیجه‌گیری: با عنایت به نتایج بدست‌آمده، تنوع ژنتیکی بالایی در بین ژنوتیپ‌های گل‌محمدی دیم کلکسیون مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور و ژنوتیپ‌های آذربایجان وجود دارد که نشان‌دهنده این است که ژنوتیپ‌ها دارای منشأ یکسانی نمی‌‌باشند. با وجود این، در مقایسه تجزیه خوشه‌ای براساس نشانگرهای ملکولی و تجزیه خوشه‌ای صفات زراعی 7 ژنوتیپ دیم نتایج نشان داد که الگوی گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها در این دو رویکرد تا حدی همخوانی داشتند.