کاربرد مکان یابی ارتباطی و عدم تعادل پیوستگی در مطالعات ژنومی گیاهی با تاکید بر ژنوم غلات

آگاهی از تنوع ژنتیکی و درک صفات پیچیده ژنتیکی در گونه­های زراعی نقش مهمی در بهره­برداری از منابع ژنتیکی داشته و باعث سازگاری، توسعه و گسترش کشت ارقام زراعی به ویژه غلات در مناطق مختلف جغرافیایی می­گردد. در این راستا، شناسایی و استفاده از نشانگرهای آگاهی بخش مرتبط با صفات کمی جهت استفاده در برنامه­های به­نژادی و انتخاب به کمک نشانگر از اهمیت زیادی برخوردار می­باشد. یکی از کاربردهای اصلی نشانگرها تهیه نقشه های مولکولی ژنوم و آنالیز پیوستگی جمعیت های نقشه یابی است. در مطالعات پیوستگی و انتخاب ژنومی تعیین میزان و گستره عدم تعادل پیوستگی (LD) در تشخیص تعداد نشانگر مورد نیاز و اندازه نمونه، اهمیت به­سزایی دارد. علاوه بر این، گزینش به­منظور افزایش فراوانی موتاسیون­های جدیدی که فقط در برخی از زیر جمعیت­ها سودمند هستند، باعث باقی گذاشتن علائمی در سطح ژنوم می­شود. اغلب این مناطق با ژن­ها و QTLهای مرتبط با صفات مهم اقتصادی در ارتباط هستند. دسترسی به فناوری­های نسل جدید توالی­یابی، حجم بالای داده­های فنوتیپی و تنوع زیاد ابزارهای آماری موجب شده است که مطالعات مکان­یابی ارتباطی مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی در گیاهان بتواند موفقیت­های فراوانی را در شناسایی مکان­های ژنی کنترل کننده صفات کمی به همراه داشته باشد. نقشه­یابی ارتباطی مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی می­تواند وضوح نقشه ژنتیکی را با توجه به ارائه مخزن ژنی گسترده­تر و وقایع نوترکیبی افزایش دهد. برخلاف نقشه­یابی پیوستگی، روش مکان­یابی ارتباطی با بهره­گیری از تنوع موجود در جمعیت­های طبیعی و لحاظ کردن تمامی وقایعی که در طول تکامل افراد رخ داده است، ارتباط بین تنوع فنوتیپی و چند شکلی موجود در ژنوم را شناسایی می­کند و روشی امیدوار کننده برای غلبه بر محدودیت­های نقشه­یابی پیوستگی است. علی­رغم اینکه نقشه­یابی ارتباطی از توان آماری بالایی برخوردار است اما کاربرد این روش در جمعیت­های دارای ساختار، در گونه­های با میزان کم عدم تعادل پیوستگی و در صفاتی که توسط آلل­های نادر کنترل می­شود، بسیار پیچیده و گاهی ناممکن است. LD پایه و اساس نقشه­یابی در سطح ژنوم (GWAS) است، که تحت تاثیر عوامل متعددی از جمله رانش ژنتیکی، ساختار جمعیت و گزینش طبیعی است. از عوامل محدود کننده فوق، ساختار جمعیت به عنوان یکی از عوامل اصلی اعتبارسنجی نتایج GWAS شناخته می­شود. بنابراین آگاهی در مورد الگوی عدم تعادل پیوستگی به منظور مطالعات بیشتر GWAS و گزینش ژنومی اهمیت بسزایی دارد. معیار تعیین کننده موفقیت استفاده از مطالعات GWAS و گزینش ژنومی (GS) به مقدار LD بین نشانگرها و جایگاه­های ژنومی مسبب صفات کمی در طول کل ژنوم بستگی دارد. با توجه به اهمیت روش عدم تعادل پیوستگی در مطالعات نقشه­یابی صفات کمی، در این مقاله سعی شده است تا به عمده­ترین ابعاد عدم تعادل پیوستگی، نحوه کاربرد آن در جمعیت، محدودیت­های آن و استفاده از آن در به­نژادی گیاهی به ویژه غلات پرداخته شود. همچنین، در این مقاله برخی از اطلاعات مربوط به نرم­افزارهای آماری مورد استفاده در عدم تعادل پیوستگی ارایه می­شود و در نهایت چالش­ها و چشم­اندازهای استفاده از این رویکرد بحث خواهد شد.

کلیدواژه ها:

غلات ، مدل خطی ترکیبی ، ساختار جمعیت ، ارتباط نشانگر- صفت ، مکان یابی ارتباطی