تجزیه تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت ژنوتیپ‌های گندم دوروم(Triticum turgidum L.) با استفاده از نشانگرهای SilicoDArT تولید شده از DArTseq در سطح کل ژنوم

نویسندگان

1 گروه زراعت، اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران.

2 گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

3 دانشجوی دکتری ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران

4 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج، سنندج، ایران

5 عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی دیم سرارود کرمانشاه

doi
10.22103/jab.2021.17909.1326
چکیده

هدف: گندم دوروم (Triticum turgidum L.) با متوسط تولید سالانه 40 میلیون تن، دهمین غله‌ی بسیار مهم و متداولی است که در سراسر جهان کشت می‌گردد. لذا هدف از این مطالعه تجزیه تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت ژنوتیپ‌‌های گندم دوروم برای آگاهی و استفاده از آن در مطالعات ژنومیک آینده با استفاده از نشانگرهای SilicoDArT تولید شده از DarTseq بود. مواد و روش‌ها: DNA مربوط به 94 ژنوتیپ گندم دوروم به روش CTAB از برگ‌های تازه استخراج شد. کیفیت و کمیت DNA استخراج شده با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری و غلظت DNA نمونه‌ها به میزان 50 نانوگرم در میکرولیتر تصحیح گردید. نمونه‌های DNA درDiversity Array Technology Pty, Ltd, Australia (https://www.diversityarrays.com) برای تجزیه ژنوتیپی DArTseq با استفاده از پلاتفرم تجزیه ژنوتیپی بوسیله تعیین توالی (GBS) پردازش شدند. تجزیه تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت بر روی 7882 نشانگر باقیمانده با استفاده از نرم افزارهایPower Markerv.3.25 ، DARwinver5.0، STRUCTURE 2.1.، GenAlex v. 6.41و Rv3.2.3 انجام گرفت. نتایج: مقدار محتوی اطلاعات چندشکلی (PIC) نشانگرهای SilicoDArT از 023/0 تا 499/0 با میانگین 38/0 متغیر بود. متوسط تکرارپذیری و میزان قرائت توالی‌ها در تمام گروه‌های لینکاژی به ترتیب بالای 98/0 و 92/0 بود. تعداد نشانگرهای SilicoDArT نقشه‌یابی شده از 300 نشانگر در گروه لینکاژی (Chr1A) تا 853 نشانگر در گروه لینکاژی (Chr7B) متفاوت بود. اندازه کروموزوم تحت پوشش نشانگرهایSilicoDArT از kbp1/829200 در گروه لینکاژی (Chr3B) تا kbp 79/589293 در گروه لینکاژی(Chr1A) متغیر بود. نتایج تجزیه کلاستر به روش اتصال- همسایگی (NJ)، ساختار جمعیت و تابع تشخیص مؤلفه‌های اصلی همخوانی بالایی با هم داشتند و بطور واضح ژنوتیپ‌های مورد بررسی را در چهار گروه مجزا قرار دادند. بیشترین میزان تنوع ژنتیکی مربوط به تنوع درون جمعیتی بود. نتیجه‌گیری: تعداد نسبتاَ بالای زیرجمعیت‌ها و وجود تنوع ژنتیکی بالا در میان و درون جمعیت‌ها از ویژگی‌های مجموعه ژنوتیپ‌های گندم دوروم مورد مطالعه در این تحقیق بود. لذا با توجه به اتلاف 84% تنوع ژنتیکی گندم دوروم طی فرآیندهای اولیه اهلی سازی، این جمعیت‌ها می‌توانند به عنوان یک منبع ارزشمند در تحقیقات بنیادی و کاربردی در پروژه‌های به‌نژادی مورد استفاده قرار گیرد.