تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 743 |
تعداد مقالات | 7,046 |
تعداد مشاهده مقاله | 10,122,012 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,847,721 |
ارزیابی تنوع ژنتیکی لاین های ذرت دانه ای با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره | ||
تحقیقات غلات | ||
دوره 12، شماره 3، آذر 1401، صفحه 281-295 اصل مقاله (385.66 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2023.24569.1769 | ||
نویسندگان | ||
ابراهیم سوری لکی* 1؛ سید حسن مرعشی2؛ وحید جوکارفرد3 | ||
1دانش آموخته دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
2استاد، گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران | ||
3دانشجوی دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه: ذرت یکی از مهمترین منابع تآمین انرژی در تغذیه طیور، دام و همچنین انسان و ماده خام تولیدات صنعتی و غذایی است. این گیاه زراعی ارزشمند از نظر تولید جهانی بعد از گندم و برنج در رتبه سوم دنیا قرار دارد. از آنجایی که آگاهی از میزان تنوع ژنتیکی در مجموعه ژرمپلاسم و تعیین روابط ژنتیکی بین مواد اصلاحی، اولین و اصلیترین مرحله در پژوهشهای بهنژادی است، از اینرو شناسایی لاینهای با پتانسیل ژنتیکی مناسب و تنوع بالا یکی از اهداف بهنژادگران گیاهی جهت تهیه و معرفی ارقام جدید میباشد. هدف از این پژوهش، بررسی میزان تنوع ژنتیکی 18 لاین اینبرد ذرت با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره (SSR)، ارزیابی کارآیی نشانگرها و معرفی مناسبترین آنها در تعیین تنوع ژنتیکی لاینهای ذرت بود. مواد و روش ها: مواد گیاهی این تحقیق شامل 18 لاین اینبرد ذرت تهیه شده از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی بود. استخراج DNA به روش CTAB از نمونههای برگی تازه و جوان پس از رسیدن گیاهچهها به مرحله سه برگی انجام شد. واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR) در حجم نهایی 10 میکرولیتر انجام و جهت مشاهده قطعات تکثیرشده، از الکتروفورز افقی روی ژلهای آگارز سه درصد و نیز از الکتروفورز عمودی روی ژلهای پلیآکریلآمید شش درصد استفاده شد. برای تجزیه و تحلیل دادهها، ابتدا قطعات تکثیرشده (نوارها) روی ژلها، ارزشگذاری و کمی شدند، به این ترتیب که اعداد یک و صفر بهترتیب برای وجود و عدم وجود هر نوار در هر یک از لاینهای ذرت در نظر گرفته شد. سپس جهت ارزیابی تنوع ژنتیکی، شاخصهای مختلف تنوع از جمله تعداد آلل موثر، محتوای اطلاعات چندشکلی و تنوع ژنی نئی با استفاده از نرمافزار POPGEN برآورد و مناسبترین نشانگرها معرفی شدند. برای گروهبندی لاینهای ذرت مورد مطالعه نیز تجزیه خوشهای و تجزیه به مختصات اصلی انجام و نمودارهای مربوطه با استفاده از نرمافزار2.0 NTSYSpc رسم شدند. یافته های تحقیق: ارزیابی تنوع ژنتیکی لاینهای ذرت بر اساس نشانگرهای ریزماهواره نشان داد که 20 نشانگر ریزماهواره استفاده شده در این پژوهش در مجموع 81 مکان قابل امتیازدهی تولید کردند که اندازه آنها در محدوده 200-65 جفت باز متغییر بود. متوسط تعداد آلل موثر، محتوای اطلاعات چندشکلی و تنوع ژنی نئی بهترتیب 05/2، 71/0 و 62/0 محاسبه شد و نشان داد که تنوع قابل توجهی بین لاینهای مورد مطالعه وجود داشت. بررسی محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) نشان داد که نشانگرهای استفاده شده در این پژوهش دارای PIC بسیار متغیر از 28/0 (برای نشانگر Phi024) تا 91/0 (برای نشانگر Phi038) با میانگین 71/0 بودند. تجزیه خوشهای به روش UPGMA با استفاده از ضریب تشابه جاکارد، 18 لاین اینبرد ذرت را در سه خوشه متمایز بهترتیب با تعداد 1، 6 و 11 لاین گروهبندی کرد. تجزیه واریانس مولکولی بر اساس سه گروه حاصل از تجزیه خوشهای نیز نشان داد که 11 درصد از تنوع کل در بین گروهها و 89 درصد در درون گروهها وجود داشت. نتایج حاصل از تجزیه به مختصات اصلی و گروهبندی لاینها بر اساس بایپلات حاصل از دو بردار اول و دوم، گروهبندی حاصل از تجزیه خوشهای را مورد تایید قرار داد. نتیجه گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی در بین لاینهای ذرت مورد مطالعه وجود داشت که از این تنوع میتوان در برنامههای بهنژادی استفاده کرد. همچنین، نشانگرهای ریزماهواره (SSR) توانایی تشخیص تنوع و تفکیک ژنوتیپهای ذرت را از یکدیگر دارند. ارزیابی شاخصهای مختلف تنوع برای نشانگرهای مطالعه شده در این تحقیق نشان داد که نشانگرهایPhi034 ، Phi038،Phi076 ، Phi084 و Phi092 نشانگرهای بهتری برای تعیین تنوع ژنتیکی بودند. بنابراین، استفاده از این نشانگرهای آگاهیبخش جهت تعیین تنوع ژنتیکی و نیز شناسایی الگوی هتروتیک در برنامههای بهنژادی ذرت پیشنهاد میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
تجزیه به مولفه های اصلی؛ تجزیه خوشه ای؛ محتوای اطلاعات چندشکلی؛ نشانگرهای آگاهی بخش | ||
مراجع | ||
Abdollahi Mandoulakani, B. and Azizi, H. 2018. Identification of ISSR markers associated with morphological traits in cultivated alfalfa (Medicago sativa L.) populations. Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology), 27(2), pp. 260-268. [In Persian]. https://dorl.net/dor/20.1001.1.23832738.1393.27.2.10.0.##Akinwale, R.O., Badu-Apraku, B., Fakorede, M.A.B. and Vroh-Bi, I. 2014. Heterotic grouping of tropical early-maturing maize inbred lines based on combining ability in striga-infested and striga-free environments and the use of SSR markers for genotyping. Field Crops Research, 156, pp. 48-62. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2013.10.015.##Amaral Júnior, A.T., Oliveira, E.C., Azeredo Gonçalves, L.S., Alberto Scapim, C., Silvia Candido, L., Conceição Silva, T.R., Vittorazzi, C. and Cunha, K.S. 2011. Assessment of genetic diversity among maize accessions using inter simple sequence repeats (ISSR) markers. African Journal of Biotechnology, 10(69), pp. 15462-15469. https://doi.org/10.5897/AJB10.2624.##Bernardo, R. 2001. Breeding potential of intra‐ and inter- heterotic group crosses in maize. Crop Science, 41(1), pp. 68-71. https://doi.org/10.2135/cropsci2001.41168x.##Dehghan Naieri, F., Abd-Mishani, S., Shakib, A.M., Seyede Tabatabaii S.B.E. and Bankesaz, A. Lu. 2005. Utilization of microsatellite markers for determining genetic relationships in maize inbred lines. Iranian Journal of Agriculture Science, 36(1), pp. 43-49. [In Persian].##FAO. 2015. World Food and Agriculture. Statistical Yearbook 2015. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy.##Ghafari Azar, A., Darvishzadeh, R., Aghaali, Z., Kahrizi, D. and Darvishi, B. 2019. Assessment of genetic diversity and grouping of maize lines (Zea mays L.) using ISSR markers. Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology), 32(2), pp. 230-241. [In Persian]. https://dorl.net/dor/20.1001.1.23832738.1398.32.2.5.0.##Hallauer, A.R. and Miranda, J.B. 1998. Quantitive Genetics in Maize Breeding. (2th Ed.). Iowa State University Press, Ames, Iowa, USA. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-0766-0.##Hinze, L.L., Kresovich, S., Nason, J.D. and Lamkey, K.R. 2005. Population genetic diversity in a maize reciprocal recurrent selection program. Crop Science, 45(6), pp. 2435-2442. https://doi.org/10.2135/cropsci2004.0662.##Hoxha, S., Shariflou, M.R. and Sharp, P. 2004. Evaluation of genetic diversity in Albanian maize using SSR markers. Maydica, 49(2), pp. 97-103.##Idris, A.E., Hamza, N.B., Yagoub, S.O., Ibrahim, A.I. and El-Amin, H.K. 2012. Maize (Zea mays L.) genotypes diversity study by utilization of inter-simple sequence repeat (ISSR) markers. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 6(10), pp. 42-47.##Laosatit, K., Amkul, K., Somta, P., Kerdsri, C., Mongkol, W., Jitlaka, C., Suriharn, K. and Jompuk, C. 2023. Genetic diversity of sweet corn inbred lines of public sectors in Thailand revealed by SSR markers. Crop Breeding and Applied Biotechnology, 22(4), e431322410, pp. 1-8. https://doi.org/10.1590/1984-70332022v22n4a45.##Liu, Z.Z., Gou, R.H., Zhao, J.R., Cai, Y.L., Wang, F.G., Cao, M.J., Wang, R., Shi, Y., Song, Y., Wang, T. and Yu, L.I. 2009. Genetic diversity of tow important groups of maize landraces with the same name in China revealed by M13 tailed-primers SSRs. Agricultural Sciences in China, 8, pp. 15-23. https://doi.org/10.1016/S1671-2927(09)60004-3.##Lu, H., and Bernardo, R. 2001. Molecular marker diversity among current and Historical maize inbreds. Theoretical and Applied Genetics, 103, pp. 613-617. https://doi.org/10.1007/PL00002917.##Mahato, A., Shahi, J.P., Singh, P.K. and Kumar, M. 2018. Genetic diversity of sweet corn inbreds using agro-morphological traits and microsatellite markers. 3 Biotech, 8 (332), pp. 1-9. https://doi.org/10.1007/s13205-018-1353-5.##Mir-Mohammadi Maibody, S.A.M. and Golkar, P. 2019. Application of DNA molecular markers in plant breeding. Plant Genetic Researches, 6, pp. 1-30. [In Persian]. https://doi.org/10.29252/pgr.6.1.1.##Muhammad, R.W., Qayyum, A.A., hmad, M.Q., Hamza, A., Yousaf, M., Ahmad, B., Younas, M., Malik, W., Liaqat, S. and Noor, E. 2017. Characterization of maize genotypes for genetic diversity on the basis of inter simple sequence repeats. Genetics and Molecular Research, 16(1), pp. 1-9. https://doi.org/10.4238/gmr16019438.##Murray, M.G. and Thompson, W.F. 1980. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Nucleic Acids Research, 8(19), pp. 4321- 4326. https://doi.org/10.1093/nar/8.19.4321.##Nei, M. and Li, W.H. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 76(10), pp. 5269-5273. https://doi.org/10.1073/pnas.76.10.5269.##Pineda Hidalgo, K.V., Méndez‐Marroquín, K.P., Alvarez, E.V., Chávez‐Ontiveros, J., Sánchez Peña, P., Garzón‐Tiznado, J.A. and López‐Valenzuela, J.A. 2013. Microsatellite‐based genetic diversity among accessions of maize landraces from Sinaloa in México. Hereditas, 150(4-6), pp. 53-59. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.2013.00019.x.##Piñera, J.A., Blanco, G., Vázquez, E. and Sánchez, J.A. 2007. Genetic diversity of blackspot seabream (Pagellus bogaraveo) populations of Spanish Coasts: A preliminary study. Marine Biology, 151(6), pp. 2153-2158. https://doi.org/10.1007/s00227-007-0665-5.##Rezaie, Z., Moshtaghi, N., Khavari Khorasani, S. and Shahriari Ahmadi, F. 2018. Determination of heterotic groups in the super sweet corn inberd lines by microsatellite markers. Proceedings of the 15th National Iranian Crop Science Congress. Sep. 4-6, 2018, Karaj, Iran. [In Persian].##Romay, M.C., Butrón, A., Ordás, A., Revilla, P. and Ordás, B. 2012. Effect of recurrent selection on the genetic structure of two broad‐based Spanish maize populations. Crop Science, 52(4), pp. 1493-1502. https://doi.org/10.2135/cropsci2011.10.0552.##Rossini Pinto, L., Carneiro Vieira, M.L., Lopes de Souza, C. and Pereira de Souza, A. 2003. Genetic diversity assessed by microsatellites in tropical maize populations submitted to a high-intensity reciprocal recurrent selection. Euphytica, 134, pp. 277-286. https://doi.org/10.1023/B:EUPH.0000004946.15260.4a.##Saghai-Maroof, M.A., Soliman, K.M., Jorgensen, R.A. and Allard, R. 1984. Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance, chromosomal location, and population dynamics. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 81(24), pp. 8014-8018. https://doi.org/10.1073/pnas.81.24.8014.##Sandhu, K.S., Singh, N. and Malhi, N.S. 2007. Some properties of corn grains and their flours I: Physicochemical, functional and chapati-making properties of flours. Food Chemistry, 101, pp. 938- 946. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2006.02.040.##Semagn, K., Bjørnstad, A. and Xu, Y. 2010. The genetic dissection of quantitative traits in crops. Electronic Journal of Biotechnology, 13(5), pp. 1-45. https://doi.org/10.2225/vol13-issue5-fulltext-21.##Semagn, K., Magorokosho, C., Ogugo, V., Makumbi, D. and Warburton, M.L. 2014. Genetic relationships and structure among open-pollinated maize varieties adapted to eastern and southern Africa using microsatellite markers. Molecular Breeding, 34, pp. 1423-1435. https://doi.org/10.1007/s11032-014-0126-z.##Shafiei-Astani, B., Ong, A.H.K., Valdiani, A., Tan, S.G., Yong, C.S.Y., Ahmady, F., Alitheen, N.B., Ng, W.L. and Kaur, T. 2015. Molecular genetic variation and structure of Southeast Asian crocodile (Tomistoma schlegelii): Comparative potentials of SSRs versus ISSRs. Gene, 571, pp. 107-116. https://doi.org/10.1016/j.gene.2015.06.053.##Wang, R., Yu, Y., Zhao, J., Shi, Y., Song, Y., Wang, T. and Li, Y. 2008. Population structure and linkage disequilibrium of a mini core set of maize inbred lines in China. Theoretical and Applied Genetics, 117, pp. 1141-1153. https://doi.org/10.1007/s00122-008-0852-x.##Zhu, J., Gale, M.D., Quarrie, S., Jackson, M.T. and Bryan, G.J. 1998. AFLP markers for the study of rice biodiversity. Theoretical and Applied Genetics, 96, pp. 602-611. https://doi.org/10.1007/s001220050778.## | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 249 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 197 |