فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: هدف اصلی تحلیل ارتباط در گستره ژنوم (GWAS)، شناسایی ژن­های مرتبط با یک صفت خاص است. در این روش نقشه­یابی، محققین توالی DNA کل ژنومی افراد جامعه را با هدف یافتن تفاوت­های تک­نوکلئوتیدی بین آن‌ها مورد مقایسه قرار می­دهند. شناسایی و مکان­یابی ژن­های مؤثر در واکنش به کم‌آبی، علاوه بر شناخت مکانیسم­های مولکولی و فیزیولوژیک، می‌تواند درک بهتری از ساختار ژنتیکی جمعیت و کنترل ژنتیکی تنش و نحوه اصلاح آن را در جمعیت مورد مطالعه در اختیار به­نژادگر قرار دهد. در این آزمایش نیز نقشه­یابی ژن­های کنترل‌کننده صفات مهم زراعی گندم نان تحت دو شرایط بدون تنش و تنش کم‌آبی با استفاده از روش تحلیل ارتباطی گستره ژنوم انجام شد. هدف از آزمایش، تحلیل QTLهای مرتبط با واکنش به کم‌آبی و  شناسایی نشانگرهای مرتبط با برخی صفات مهم و مؤثر در گندم نان بود.مواد و روش­ ها: مواد گیاهی این آزمایش، 121 ژنوتیپ گندم نان بهاره شامل 111 لاین حاصل از توده‏های محلی گندم نان بهاره با منشأ 28 کشور از پنج قاره مختلف و 10 ژنوتیپ گندم نان بهاره از کشورهای ایران و پاکستان بود که تحت دو شرایط بدون تنش و  تنش کم‌آبی در شرایط مزرعه مورد ارزیابی قرار گرفتند. تعیین ژنوتیپ برای نمونه­ها با استفاده از نشانگرهای SNP (15 K SNP array) در شرکت TraitGenetic کشور آلمان انجام و هر ژنوتیپ با استفاده از مجموعه­ای از SNPها ارزیابی شد. برای تعیین ساختار جمعیت، از 147 نشانگر SNP فاقد داده گم‌شده و با توزیع مناسب روی 21 جفت کروموزوم‎ همولوگ گندم نان (هر کروموزوم هفت نشانگر) استفاده شد. به‌منظور تعیین زیرگروه­های احتمالی و بررسی ساختار جمعیت از روش بیزین و نرم‌افزار Structure V 2.3.4 استفاده و سپس با تعیین تعداد بهینه زیرگروه­ها، میانگین شاخص تثبیت (Fst) و ماتریس سهم عضویت (Q) با همین نرم‌افزار محاسبه شد. در ادامه به‌منظور شناسایی نشانگرهای مرتبط با صفات مورد مطالعه در شرایط عدم تنش و تنش کم­آبی از تحلیل ارتباطی در گستره ژنوم با روش مدل خطی عمومی (Q+PCA) با میانگین داده­ها در نرم‌افزار TASSEL 5.0 استفاده شد.یافته­ های تحقیق: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل قبولی از نظر کلیه صفات مورد مطالعه بین ژنوتیپ­ها وجود داشت و واکنش ژنوتیپ­ها در مواجهه با تنش کم‌آبی متفاوت بود. بر اساس نقشه­یابی ارتباطی در سطح ژنوم، در مجموع در شرایط عدم تنش و تنش کم‌آبی به­ترتیب 511 و 469 ارتباط معنی­دار نشانگر- صفت شناسایی شد. بیش­ترین ارتباط معنی­دار نشانگر- صفت در تنش کم‌آبی برای صفات ارتفاع بوته، سطح برگ پرچم، طول پدانکل و تعداد دانه در سنبله به­ترتیب روی کروموزوم­های 1A، 2A، 3B و 2A مشاهده شد. همچنین، پنج نشانگر SNP به­ترتیب در جایگاه‌های 30/113، 02/25، 90/13، 10/43 و 97/71 سانتی­مورگان روی کروموزوم‏های 2A، 2A، 5A، 6A و 6B  دارای بالاترین ارتباط معنی­دار با صفات طول و سطح برگ پرچم، ارتفاع بوته، طول پدانکل و عملکرد سنبله تحت شرایط تنش کم‌آبی بودند. علاوه بر این، مکان­های چند صفتی نیز روی کروموزوم 2A برای صفات طول، عرض و سطح برگ پرچم، ارتفاع بوته و عملکرد سنبله تحت شرایط تنش کم­آبی شناسایی شد. در نهایت بر اساس تحلیل ارتباطی گستره ژنوم، به­ترتیب 21، 12، 14، 44، 92 و 14 ارتباط معنی­دار نشانگر- صفت (QTLs) برای صفات طول، عرض و سطح برگ پرچم، ارتفاع بوته، طول پدانکل و عملکرد سنبله تحت شرایط تنش کم­آبی شناسایی شد.نتیجه­ گیری: نتایج حاصله از این مطالعه، اطلاعات ارزشمندی را در زمینه مبنای ژنتیکی صفات مورد مطالعه در محیط تنش کم‌آبی ارایه داد که می‌توان از آنها در برنامه­های به­نژادی گندم نان از جمله گزینش به­کمک نشانگر (MAS) استفاده کرد.