دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغان
پایان نامه ارشد رشته صنایع
با موضوع:
ارزیابی امکان استفاده از نشانگر مولکولی ISSR در بررسی تنوع ژنتیکی آفتابگردان
تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : مقدمه
چکیده ۱
۱-۱-اهمیت و ضرورت انجام تحقیق.. ۲
۱-۲-پرسش تحقیق.. ۲
۱-۳-اهداف تحقیق.. ۲
۱-۴-فرضیه ها ۲
۱-۵-هنر و دانش اصلاح نباتات… ۳
۱-۶-چرا گیاهان اصلاح میشوند؟. ۳
۱-۷-تنوع ژنتیکی.. ۴
۱-۷-۲-فرسایش ژنتیکی.. ۵
۱-۷-۳-حفاظت از ذخایر توارثی.. ۶
۱-۷-۴-هتروزیس… ۶
۱-۸-نشانگرهای مولکولی.. ۷
۱-۹-انواع نشانگرهای مولکولی.. ۸
۱-۹-۱-نشانگرهای مورفولوژیکی.. ۹
۱ -۹-۲-نشانگرها بیوشیمیایی.. ۹
۱-۹-۳-نشانگرهای DNA.. 10
۱-۱۰-انواع نشانگرهای مولکولی جدید. ۱۲
۱-۱۰-۱-RFLP. 12
۱-۱۰-۲-RAPD.. 12
۱-۱۰-۳- AFLP. 13
۱-۱۰-۴- SSR.. 13
۱-۱۰-۵- نشانگر مولکولی ISSR.. 14
۱-۱۰-۵-۱-مزایای ISSR.. 15
۱-۱۰-۵-۲-کاربردهای نشانگر ISSR.. 15
۱-۱۰-۵-۳-منشاء چند شکلی در ISSRها ۱۸
۱-۱۱- گیاهشناسی.. ۲۰
۱-۱۲- ریشه. ۲۰
۱-۱۳-ساقه. ۲۰
۱-۱۴-گل.. ۲۰
۱-۱۵-میوه ۲۱
۱-۱۶-برگها ۲۱
۱-۱۷-کاشت… ۲۳
۱-۱۸- برداشت… ۲۴
فصل دوم : بررسی منابع
۲-۱- نشانگر. ۲۵
۲-۲-انواع نشانگر. ۲۵
۲-۲-۱-نشانگر RAPD.. 25
۲-۲-۲-نشانگر AFLP. 26
۲-۲-۳-نشانگر SSR.. 27
۲-۲-۴-نشانگر ISSR.. 29
فصل سوم : مواد و روشها
۳-۱- تجهیزات و مواد مورد نیاز جهت آزمون شیمیایی، میکروبی و PCR.. 32
۳-۱-۱- تجهیزات مورد استفاده ۳۲
۳ـ۱ـ۲ـ مواد مورد استفاده ۳۴
۳-۱-۳- بافرها و محلولها ۳۴
۳-۱-۳-۳- بافر TBE (TRIS-Boric acid-EDTA) 34
۳-۱-۳-۴- محلول EDTA.. 35
۳-۱-۳-۵- NaOH.. 35
۳-۱-۳-۶- CTAB BUFFER.. 35
۳-۲-خصوصیات مکان آزمایشی.. ۳۵
۳-۳- طرح آزمایشی و فاکتورهای مورد مطالعه. ۳۵
۳-۴- نحوه انجام آزمایش… ۳۶
۳-۴-۱-مواد گیاهی.. ۳۶
۳-۴-۲-استخراج DNA ژنومی گیاه ۳۷
۳-۴-۲-۱-استخراج DNA ژنومی به روش CTAB.. 37
۳-۴-۲-۲-نحوه تهیه ژل الکتروفورز. ۳۸
۳-۵-انجام واکنش PCR.. 38
۳-۶-مواد لازم جهت انجام PCR.. 39
۳-۶-۱-آغازگر. ۳۹
۳-۶-۵-آنزیم Taq DNA polymerase. 39
۳-۷-تنظیم شرایط برای PCR.. 40
۳-۸-الکتروفورز و رنگآمیزی محصول PCR.. 42
۳-۹-تجزیه و تحلیل داده‌ها ۴۲
فصل چهارم : نتایج و بحث
۴-۱-جوانهزنی و سبز شدن گیاهان. ۴۳
۴-۲-کمیت و کیفیت DNA استخراجی.. ۴۴
۴-۳-PCR نمونهها ۴۴
۴-۴- روابط فیلوژنتیک بین ژنوتیپها ۴۵
فصل۵ : نتیجه گیری
تفسیر….۴۸
نتیجه گیری.. ۴۹
بحث… ۵۰
پیشنهادات… ۵۱
منابع فارسی.. ۵۲
منابع انگلیسی.. ۵۹
چکیده
روغن یکی از ضروری ترین مواد غذایی برای تغذیه انسان بوده که کمیت و کیفیت آن تاثیر چشمگیری بر سلامت انسان دارد. دانههای روغنی دومین منبع غذایی مردم جهان را تشکیل می دهند. آفتابگردان زراعی Helianthus annuus که جزء گیاهان صنعتی، دیپلوئید با تعداد کروموزوم پایه (x=n=17) دولپه و یکساله است. تنوع موجود در یک ژرمپلاسم میتواند، منجر به تولید ارقام بهتر و همچنین استفاده از این تنوع در جهت بهبود خصوصیات رقم زراعی گردد. با توجه به این موضوع لزوم تعیین تنوع ژنتیکی در این گیاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است و استفاده از روش های جدید ارزیابی تنوع ژنتیکی به منظور انتخاب والدین دو رگ و تعیین میزان قرابت ارقام ضروری می باشد. دراین ارتباط بهترین روش استفاده از نشانگرهای مولکولی می باشد، زیرا تعیین تنوع به وسیله نشانگرهای مورفولوژیکی با توجه به اثرات متقابل محیط و ژنوتیپ و فنوتیپ گیاهان، کارایی شاخص های مورفولوژیکی را کم می نماید. در این مطالعه به منظور بررسی تنوع ژنتیکی ۱۸ توده آفتابگردان خراسان شمالی از نشانگر مولکولی ISSR که مبتنی بر PCR است، استفاده شد. برای استخراج DNA از روش CTAB استفاده شد و تکثیر ژنوم نمونه ها با بهره گرفتن از ۱۰ پرایمر اختصاصی ISSR انجام پذیرفت. سپس با الکتروفورز ژل آگارز و رنگ آمیزی با اتیدیوم بروماید، قطعات تکثیر شده مورد ارزیابی قرار گرفتند.که از مجموع ۱۰۱ باند تولید شده ۴۳ باند منومورف و ۵۸ باند از آنها چند شکل بودند. درصد چند شکلی برای هر آغازگر از ۷۵/۲۸ درصد برای آغازگر A11-B22 تا ۸۱/۸۱ درصد برای آغازگر ۳RAمتغییر بود. در این بررسی توزیع مقادیر PIC بین ۲۷/۰ تا ۴۹/۰ با میانگین ۴۵/۰ متغییر بود. شاخص نشانگر در آغازگر های مورد مطالعه بین ۹۳/۷ تا ۵۱/۴۰ قرار داشت. بیشترین مقدار شاخص نشانگر متعلق به آغازگر RA3 بود که نشان دهنده قدرت تفکیک بالاتر این آغازگر در مقایسه با سایر آغازگرها است. که با توجه به میزان محتوای اطلاعات چند شکلی آغازگرها وشاخص نشانگر، آغازگر های A11 و RA3 و ۱RR در بررسی تنوع ژنتیکی مناسب می باشند. میزان فاصله ژنتیکی ژنوتیپها با بهره گرفتن از روش UPGMA و در نرمافزار NTSYS محاسبه و ارتباط ژنوتیپها با بهره گرفتن از دندروگرام نشان داده شد. دندروگرام حاصل از تجزیه و تحلیل مجموع الگوهای باندی حاصل از پرایمرهای مورد استفاده، تودهها را در سطح ۵/۶۱ درصد به ۶ گروه تقسیم نمود. با توجه به اهداف این تحقیق میتوان به این نتایج رسید که بررسی تنوع ژنتیکی تودهای آفتابگردان با بهره گرفتن از نشانگر مولکولی ISSR امکان پذیر بوده و با بهره گرفتن از این نشانگر میتوان تودههای مورد بررسی را به گروههای مختلف تقسیمبندی کرد. همچنین به وسیله فاصله ژنتیکی به دست آمده بین تودهها، با توجه به درصد تشابه آنها میتوان تودهها با فاصله ژنتیکی بیشتر را جهت استفاده در مراکز تحقیقاتی جهت تولید بذور هیبرید با هتروزیس مطلوب استفاده نمود.
کلمات کلیدی: آفتابگردان، تنوع ژنتیکی، چندشکلی، نشانگر، ISSR
۱-۱-اهمیت و ضرورت انجام تحقیق
روغن یکی از ضروریترین مواد غذایی برای تغذیه انسان بوده که کمیت و کیفیت آن تاثیر چشمگیری بر سلامت انسان دارد (ناصری, ۱۳۷۵). دانههای روغنی دومین منبع غذایی مردم جهان را تشکیل می دهند (باراک[۱]، ۲۰۰۶). این محصولات علاوه بر دارا بودن ذخایر اسیدهایچرب حاوی پروتئین نیز میباشند. استفاده از پروتئینهای گیاهی به جای گوشت و نیز معرفی دانههای روغنی جدید مانند سویا و کلزا به بازارهای جهانی سبب اهمیت روز افزون این محصولات شده است. همگام با رشد جمعیت و بهبود سطح زندگی به خصوص در کشورهای در حال توسعه، تقاضا برای روغنها و نیز پروتئینهای گیاهی که از محصولات فرعی دانههای روغنی میباشد، افزایش یافته است و از این رو یکی از مهمترین مسائل مورد بحث در کشاورزی و صنعت کشورها به شمار میرود (کاکای[۲] و همکاران، ۲۰۰۹). همچنین افزایش مصرف کنجاله دانههای روغنی در تغذیه دام و طیور نیز نیاز به تولید دانههای روغنی را در جهان افزایش داده است (سیداحمدی و کریمی, ۱۳۸۲). اهمیت روغنهای نباتی نیز به دلیل افزایش جمعیت و بالا رفتن میزان مصرف، روز به روز بیشتر میشود. از این رو لزوم برنامه ریزی بلند مدت و منسجم با هدف نیل به خود کفایی در تولید روغن خوراکی غیر قابل انکار خواهد بود (شیرانیان و دهشیری[۳]، ۲۰۰۳ ).
مصرف روغن در ایران طی سالهای اخیر به دلیل رشد جمعیت و مصرف سرانه، افزایش یافته است، به طوری که با در نظر گرفتن مصرف سرانه ۱۴ کیلوگرم، سالانه حدود ۷۵۰ هزار تن روغن مورد نیاز میباشد. این در حالی است که کمتر از ۱۰% از این روغن، در داخل کشور تولید میگردد (سپهر و همکاران، ۱۳۸۲)
در حال حاضر بیش از ۸۵% روغن خوراکی مورد نیاز کشور از خارج وارد میشود که این به نوبه خود سبب وابستگی شدید به واردات روغن و در نتیجه خروج ارز از کشور میشود با توجه به اهمیت روغن در جیره غذایی انسان، ضرورت کشت دانههای روغنی و نزدیک شدن به خود کفایی در زمینه تولید روغن مورد نیاز کشور بسیار پراهمیت میباشد (عطاییکچویی و همکاران، ۱۳۸۸).
آفتابگردان یکی از مهمترین گیاهان روغنی به شمار میآید که بعد از پنبه و سویا بیشترین سهم تولید داخلی را به خود اختصاص داده است (خطیبی و همکاران، ۱۳۹۲) روغن آن به دلیل داشتن اسیدهای چرب غیراشباع فراوان و همچنین فقدان کلسترول از کیفیت بالایی برخوردار است (نظامی و همکاران، ۲۰۰۸). و سطح زیر کشت آن در سالهای اخیر در کشور کاهش یافته است (صفاری، ۱۳۸۱) و درحال حاضر بیش از۸۰۰۰۰ هکتار میباشد (رحیمی و همکاران، ۱۳۸۲). این محصول با داشتن حدود ۴۰-۵۰% روغن با کیفیت مطلوب، می تواند به عنوان یک گیاه زراعی مطمئن در دامنه وسیعی از شرایط محیطی، عملکرد قابل توجهی داشته باشد (کریمزادهاصل، ۱۳۸۲)
آفتابگردان عمدتا به عنوان یک منبع تامین کننده روغن در جهان مطرح است. و عملکرد آن در خاکهای نسبتا فقیر رضایتبخش بوده و به همین دلیل در محدوده وسیعی از زمینهای کشاورزی کشت میشود. به گرما و سرما مقاوم است در مواردی که درجه حرارت از ۱۰ درجه سانتیگراد کمتر نشود، رشد نمو آن رضایتبخش خواهد بود این درجه حرارت کمتر را بدون صدمه می تواند تحمل کند این سازگاری مطلوب باعث گردیده که کشت آن در شرایط اقلیمی متفاوت امکانپذیر گردد (کوچکی و همکاران، ۱۳۶۷).
۱-۲-پرسش تحقیق
آیا امکان بررسی تنوع ژنتیکی تودههای بومی آفتابگردان استان خراسان شمالی با بهره گرفتن از نشانگر مولکولی ISSR وجود دارد؟
آیا در بین تودههای مورد بررسی تنوع ژنتیکی وجود دارد؟
۱-۳-اهداف تحقیق
ارزیابی امکان استفاده از نشانگر مولکولی ISSR در بررسی تنوع ژنتیکی آفتابگردان
بررسی تنوع ژنتیکی توده[۴]های آفتابگردان مورد بررسی با بهره گرفتن از نشانگر مولکولی ISSR
تعیین میزان فاصله ژنتیکی بین تودههای مورد بررسی و استفاده از اطلاعات به دست آمده در مراکز تحقیقاتی
۱-۴-فرضیه ها
تنوع ژنتیکی بین تودههای بومی آفتابگردان استان خراسان شمالی وجود دارد.
برای تشخیص تنوع ژنتیکی آفتابگردان، میتوان از نشانگرهای مولکولی استفاده کرد.
روش ISSR روش مناسبی برای بررسی تنوع ژنتیکی است.
۱-۵-هنر و دانش اصلاح نباتات
هنر اصلاح نبات به مهارت اصلاح کننده در مشاهده و تشخیص خصوصیات اقتصادی، محیطی، تغذیهای یا ارثی وابسته است. قبل از اینکه اصلاح کنندگان، آگاهی و دانش کنونی را کسب نمایند، به طور عمده به مهارت و داوری خود در انتخاب گیاهان جدیدی که به طریق بذر یا رویشی تکثیر میشد تکیه داشتند. بنابراین انتخاب، قدیمیترین شکل اصلاح نبات بود (اسلیپر و پولمن[۵]، ۱۳۸۷).
اگرچه، گیاهان زراعی در ابتدا به واسطه نتایج جستجوی غیرهدفمند انسان (برای منابع مناسب غذا) رو به تکامل نهادند اما امروزه این امر بیشتر از طریق برنامه های اصلاحی مدبرانه حاصل میشود. در حالیکه تغییرات در فعالیتهای زراعی و مکانیزاسیون کشاورزی، تاثیر چشمگیری بر بهرهوری زراعی داشته اند، بهبود عملکرد اغلب گیاهان به سبب بهبود ژنتیکی آنها بوده است. علیرغم پیشرفتهای حاصله، بهبود بیشتر عملکرد و کیفیت محصولات، به سبب رشد جمعیت، افزایش قیمت نهادههایی چون آب، کود و انرژی و ملاحظات مربوط به اثرات کودها و سموم شیمیایی بر زیست بوم و تغییر سریع صلایق مصرف کنندگان، مورد درخواست مستمر قرار دارد (دارویس و سولار[۶]، ۱۹۸۳). با پیشرفت دانش ژنتیک و سایر علوم گیاهی وابسته، اصلاح نباتات به علم تبدیل گردید. اصلاح نباتات بر پایه تشخیص ژن به عنوان واحد وراثت، روش های تغییر و تحول ژنی و نقش رفتار ژنتیکی، که امکان برآورد دقیق نتایج حاصل از تغییر و تحول ژنی را میدهد بنیان نهاده شد. ژنها با آثارشان بر روی ظهور قابل مشاهدهی صفات گیاهی نظیر پاکوتاهی یا پابلندی یا رنگ سفید یا صورتی گل شناسایی میشدند. از طریق دگرگردهافشانی مهار شده ترکیبات ژنی ویژهای از صفات مطلوب مختلف به داخل یک رقم گیاهی ادغام میگردید.اخیرا دانش ژنتیک مولکولی برای پیشرفت اصلاح نبات، به سطح بالاتری از تکنیک تجربی ارائه گردیده است. ژنتیک مولکولی در توصیف ساختار شیمیایی اسید دیاکسیریبونوکلئیک (DNA)، مادهای که سازندهی ژن است، مشارکت دارد (اسلیپر و پولمن, ۱۳۸۷).
۱-۶-چرا گیاهان اصلاح میشوند؟
هدف اصلاح نبات تغییر وراثت گیاهی به روشهایی است که عملکرد گیاهی را بهبود بخشد. بهبود عملکرد گیاهی از راههای بسیاری مورد عمل قرار میگیرد. معمولا اهداف اصلی بهنژادی افزایش عملکرد و کیفیت است اگرچه محصول برداشتی دانه، علوفه، الیاف، میوه، غده، گل و یا سایر اندامهای گیاهی باشد، منشا اصلی غذای مردم جهان میباشند. عملکرد بالاتر محصولات گیاهی تاثیر مهمی در تامین غذای فراوان و سودمندتر شدن کشاورزی و کاهش هزینه محصولات غذایی برای مصرف کننده بر عهده دارند. بهنژادی برای بهبود کیفیت در غذاهای گیاهی، موجب مغذیتر شدن محصول و افزایش سهولت در تهیه غذا یا کاهش حضور ترکیبات سمی میگردد. افزایش سلامت گیاه بر اثر بهنژادی، که منجر به مقاومت در برابر بیماری و آفت میشود، عملکرد و کیفیت محصول را در محیطی با عملیات زراعی مطلوب افزایش میدهد و مصرف سموم شیمیایی را کاهش میدهد (اسلیپر و پولمن, ۱۳۸۷).
۱-۷-تنوع ژنتیکی[۷]
۱-۷-۱-تنوع ژنتیکی و اهمیت مطالعه آن
تنوع، مبنای همه گزینشهاست. انتخاب ژنوتیپی نیز نیازمند تنوع میباشد. با بالا رفتن تنوع ژنتیکی در یک جامعه حدود انتخاب چه در انتخاب طبیعی و چه بطور مصنوعی وسیعتر میشود. با توجه به رابطه مثبت دربین کمیت تنوع ژنتیکی و مقدار وقوع تغییرات تکاملی در آن رابطه مشابهی نیز در بین کارایی بهبود ژنتیکی اصلاح یک جامعه و تنوع ژنتیکی برای صفت مورد علاقه موجود است (عبدمیشانی و شاهنجاتبوشهری، ۱۳۷۶).
جایگزینی ارقام محلی توسط ارقام جدید و خالص (و تولید وسیع یک رقم برتر) تنوع ژنتیکی را در برنامه های زراعی کاهش داده است. خطری که وجود دارد این است که برای برنامه های اصلاحی آینده ممکن است با روند توسعه صنعتی و کشاورزی فشرده در مناطق تنوع ژنتیکی، منابع ژنتیکی ارزشمند از دست بروند (رنجبر، ۱۳۸۶).
تنوع بین گیاهان یک گونه خاص بر دو نوع است، تنوع بر اثر محیط که گیاه به مقادیر مختلف تنش محیطی واکنش میدهد و با مقایسه گیاهان دو جمعیتی که از لحاظ ژنتیکی یکنواخت هستند، میتوان آنرا مشاهده نمود. تاثیر محیط روی یک گیاه، به نتاج آن منتقل نمی شود و بنابر این نژادهای انتخاب شده واکنش یکسانی به تنشهای محیطی خواهند داشت. دسته دوم تنوع ارثی است، این نوع تنوع، به تنوع موجود در یک جمعیت مخلوط ژنتیکی، که از عوامل ارثی ناشی شده و به نتاج انتقال مییابد، اطلاق میگردد. از آنجا که این نوع تنوع، ناشی از عوامل ارثی است و قابلیت انتقال به نتاج را دارد، لذا در اصلاح نباتات و برنامه های اصلاحی حائز اهمیت است. منشاء تنوع ارثی در گیاهان نوترکیبیهای ژنتیکی، تغییرات در کروموزومها و جهش[۸]ها میباشد (محسنیفرد، ۱۳۸۶).
تنوع موجود در یک ژرمپلاسم میتواند، منجر به ارقام بهتر و همچنین استفاده از این تنوع در جهت بهبود خصوصیات رقم زراعی گردد (ارزانی، ۱۳۸۰). طراحی و اجرای یک برنامه اصلاح نباتات برای اصلاح یک صفت کمی، تا حد زیادی به میزان تنوع ژنتیکی ژرمپلاسم بستگی دارد. مطالعه پلیمورفیسم در میان ژرمپلاسم، فرصت گزینش والدین مناسب جهت تلاقی را فراهم میآورد. انتظار میرود این والدین در تلاقی با هم نتاج برتری تولید کرده و میانگین صفات را در جمعیت بالا ببرند. همچنین بررسی تنوع ژنتیکی و تعیین فاصله ژنتیکی نسبی موجود بین افراد یا جمعیتها در برنامه های اصلاحی اهمیت ویژهای دارد، زیرا سازماندهی ژرمپلاسم و گزینش، بطور موثری انجام میشود. در آغاز یک برنامه اصلاحی، آگاهی از روابط خویشاوندی و فیلوژنی در میان ژنوتیپها تکمیل کننده اطلاعات فنوتیپی، در پیشبرد اصلاحی جمعیتها است. همچنین اطلاع از شباهتهای ژنتیکی در بین ژنوتیپها موجب میشود انتخاب والدین در یک تلاقی، بطور موثرتری انجام پذیرد (نلی[۹] و همکاران، ۱۹۹۹).
۱-۷-۲-فرسایش ژنتیکی[۱۰]
از بین رفتن منابع ژنتیکی یا ذخایر توارثی را فرسایش ژنتیکی گویند (فارسی و باقری, ۱۳۸۳). امروزه ذخایر توارثی گیاهی مهمترین، پرارزشترین و حیاتیترین ذخایر منابع طبیعی بشر محسوب میگردند و ارزش مادی و معنوی آنها به هیچ عنوان با سایر ذخایر و منابع طبیعی قابل مقایسه نمیباشد (وجدانی, ۱۳۷۲). در حدود سال ۱۹۵۰ این نظریه قوت گرفت که منابع ژنتیکی طبیعی به سرعت در حال تخریب میباشند و یا به اصطلاح فرسایش ژنتیکی اتفاق میافتد. در حقیقت، فرسایش ژنتیکی در طول دهها سال بر اثر سرعت زیاد در تخریب منابع ژنتیکی تداوم یافته است و اگر با همان سرعت پیش میرفت تا سال ۲۰۰۰ مخازن ژرمپلاسم طبیعی همه نابود شده بودند (اسمال[۱۱]و همکاران، ۱۹۹۵). بنابراین گیاهان با تمام ارزشهای مادی که برای بشر دارند متاسفانه به دلیل سیستمهای دفاعی ضعیف خود تحت تاثیر عوامل فرساینده منابع ژنتیکی متعددی قرار گرفته و به سرعت به زوال و نابودی کشیده میشوند.
از مهمترین عوامل فرساینده منابع ژنتیکی میتوان به سوانح طبیعی مانند سیل، آتشسوزی، چرای بیرویه حیوانات، بهره برداری بیرویه بشر از درختان جنگلی، توسعه شهرنشینی و صنعت، توسعه شبکه راه های مختلف و امکانات حمل و نقل، توسعه کشاورزی مدرن و جایگزینی ارقام اصلاح شده به جای ارقام بومی، اثرات سوء استفاده از نهادههای کشاورزی مثل سم و کود و بالاخره اثرات سوء استفاده از ماشینآلات سنگین بر روی بافت خاک و پوشش گیاهی اشاره نمود (وجدانی, ۱۳۷۲).
۱-۷-۳-حفاظت از ذخایر توارثی
ایجاد ارقام برتر از نظر زراعی که به افزایش تولید گندم کمک کردهاند، بدون استفاده از تنوع ژنتیکی امکانپذیر نبوده است. آنچه مسلم است این میباشد که موفقیت آینده متخصصان اصلاح نباتات به حفظ ذخایر ژنتیکی امروز بستگی دارد تا بتوانند از آن در برنامه های آتی اصلاحی خود استفاده کنند. اصلاح نباتات در صورتی شانس موفقیت در برنامه های اصلاحی خود را دارد که امکان انتخاب مواد مناسب و تنوع وجود داشته باشد. از طرفی دیگر عوامل فرساینده ژنتیکی مختلفی باعث حذف و نابودی این ثروت خدادادی و پر ارزش شده اند، بنابراین سرمایه گذاری برای ایجاد کلکسیونهای گیاهی و بانکهای ژن به منظور حفظ و نگاهداری دائمی ذخایر توارثی گیاهی ضروری است. هدف کلی بانکهای ژن حفظ و نگهداری دائمی ذخایر توارثی گیاهی و فراهم آوردن امکانات بهره برداری هر چه بیشتر و مفیدتر آنها و جمع آوری اطلاعات مربوط به بانکهای ژن برای استفاده اصلاح کنندگان نباتات در جهت پیشبرد اهداف تحقیقات کشاورزی میباشد و وظایف آنها را میتوان به صورت زیر خلاصه نمود:
مطالعات و بررسیهای اولیه مشتمل بر تنوع ژنتیکی و پراکنش جغرافیایی گونهها
جمع آوری نمونههای بذری و گیاهی از ارقام بومی و خویشاوندان وحشی گیاهان
حفاظت و نگاهداری ذخایر توارثی گیاهی
احیا و ارزیابی منابع ژنتیکی گیاهان جمعآوری شده
ثبت کامپیوتری اطلاعات موجود (فضلآبادی, ۱۳۸۴).
۱-۷-۴-هتروزیس[۱۲]
یک فرد هتروزیگوت که از تلاقی دو والد نامشابه به دست میآید، هیبریدی است که معمولا رشد زیاد و هیکل قوی دارد. این رشد عالی تحت عنوان هتروزیس بیان می شود. بنابراین هتروزیس پدیدهای است که هیبرید دو والد نامشابه حداقل نسبت به میانگین والدین، جثه و بنیه بهتری نشان میدهد. هتروزیس پدیدهای است معمول در گونههای دگربارور، و در بعضی از گیاهان خودبارور هم گزارش شده است. کلمه هتروزیس یک کلمه یونانی است که از دو کلمه Heteros به معنی اختلاف و Osis به معنی حالت گرفته شده است. هتروزیس دقیقا عکس پدیده پسروی یا انحطاط ناشی از خویشآمیزی است که غالبا در گیاهان دگر بارور مشاهده میشود (فارسی و باقری, ۱۳۸۳).
در زمان انتخاب روش اصلاحی سطح و میزان هتروزیس موجود برای یک صفت بایستی مد نظر قرار گیرد. هتروزیس ابتدا به صورت موفقیتآمیز در ذرت استفاده شد، اما اکنون در بسیاری از گیاهان دگربارور و خودبارور از پدیده هتروزیس و تولید بذر هیبرید استفاده میشود. در تهیه هیبریدهای برتر هرچه دو لاین والدینی از نظر ژنتیکی از هم دورتر باشند، میزان هتروزیس درF1 بیشتر است، بنابراین میتوان لاینهای مورد بررسی را به گروههای نامشابه مورد اعتمادی تقسیم کرد و در نتیجه از تعداد تلاقیهایی که باید انجام و بررسی شوند به طور چشمگیری کاسته میشود (نبیپور و همکاران، ۱۳۸۶). همچنین با توجه به اینکه آفتابگردان دورگ عملکرد بیشتری از لاینهای اینبرد دارد، لزوم تعیین تنوع ژنتیکی در این گیاه از اهمیت ویژهای برخوردار است و استفاده از روشهای جدید ارزیابی ژنتیکی به منظور انتخاب والدین دورگ و تعیین میزان قرابت ارقام ضروری میباشد (غفاریپور و همکاران، ۱۳۸۴).
اصلاح نباتات، بعنوان فرایند مورد استفاده در طی قرنها، به میزان زیادی به گزینش صفات مطلوب بستگی دارد. این گزینشها اغلب شامل چرخههای متعدد اصلاحی به منظور انتقال خصوصیات مطلوب زراعی و کیفی از والدین متفاوت به یک ژنوتیپ منفرد میباشند. پیشرفتهای جدید در بیوتکنولوژی منجربه توسعه ابزارهای بدیعی که نوید بخش اصلاح نباتات سریعتر و دقیقتر میباشند شده است. در این میان، مارکرهای مولکولی نوید بخشترین ابزارها هستند. مارکرهای مولکولی قطعاتی از DNA گیاه هستند که اصلاحگران برای تشخیص حضور و یا عدم حضور آللهای مورد علاقه در گیاهان مورد آزمایش بکار میبرند و بنابراین از آنها بعنوان ابزارهای گزینش بهره میبرند. گزینش گیاهان مطلوب برپایه مارکرهای متصله را در اصطلاح گزینش به کمک مارکر مینامند. با بهره گرفتن از مارکرهای مولکولی، اصلاحگران میتوانند روشهای گزینش بر پایه فنوتیپ که شامل گیاهان در حال رشد تا گیاهان بالغ است را کوتاهتر ساخته و خصوصیات فیزیکی آنها را به منظور آگاهی از ساختار بنیادین ژنتیکی آنها مورد بررسی دقیق قرار دهند) انشری[۱۳] و همکاران، ۲۰۰۴).
۱-۸-نشانگرهای مولکولی[۱۴]
مفهوم نشانگر ژنتیکی[۱۵] موضوع جدیدی نمیباشد .در قرن نوزدهم، گرگور مندل نشانگرهای ژنتیکی مبتنی بر فنوتیپ را در ازمایشهای خود به کار برد. پس از آن نشانگر ژنتیکی مبتنی بر فنوتیپ برای مگس سرکه[۱۶] منجر به پیدایش نظریه پیوستگی ژنی شد. این مفهوم زمانی تحقق مییابد که مکانهای ژنتیکی نزدیک به هم، همزمان و با هم به ارث برده میشوند (موندینی[۱۷] و همکاران، ۲۰۰۹).
هر گونه نشانه، علامت و یا صفت بیان کننده یک خصوصیت خاص را به شرط وراثتی بودن آن میتوان نشانگر[۱۸] نامید. انواع مختلفی از نشانگرها در عرصه علوم ژنتیک، ردهبندی و به نژادی به کار رفته است. اصول کاربرد همه آنها تفاوت چندانی ندارد، ولی هر کدام دارای معایب ومزایا خاص خود هستند و البته تمام آنها به نوبه خود ارزشمند میباشد. یک نشانگر حداقل باید دو ویژگی کلی داشته باشد: (الف) در بین افراد جامعه متفاوت باشد و به عبارتی چند شکلی[۱۹] کافی داشته باشد (ب) منشاء ژنتیکی داشته باشد و کمتر تحت تاثیر شرایط محیطی قرار گیرد (میردریکوند و همکاران، ۱۳۸۳).
تعداد صفحه :۷۱
قیمت : ۱۴۷۰۰ تومان
—-
پشتیبانی سایت :
* [email protected]
[add_to_cart id=145585]
