بررسی قرابت ژنتیکی ژنوتیپ های منتخب گل محمدی (Rosa damascena) در شرایط دیم با تکیه بر روش مولکولی

مقدمه: عوامل مختلف ژنتیکی و محیطی باعث تغییر در ساختار ژنتیکی ژنوتیپ های مختلف یک گونه گیاهی می شود و استفاده از تنوع بوجود آمده در راستای اهداف اصلاحی، بسیار حائز اهمیت است. استفاده از صفات مورفولوژیکی برای بررسی تنوع ژنتیکی، به دلیل معایب نشانگرهای مورفولوژیکی، کمرنگ شده است و به همین دلیل امروزه محققان در کنار نشانگرهای مورفولوژیکی از نشانگرهای مولکولی برای بررسی تنوع ژنتیکی بین ژنوتیپ­های مختلف یک گونه گیاهی استفاده می­کنند. گل محمدی یکی از مهمترین گیاهان زینتی و دارویی می­باشد که در صنایع غذایی، دارویی، عطرسازی و آرایشی استفاده می­شود و تولید ارقام گل محمدی دیم سازگار به اقلیم­های مختلف، اهمیت به سزایی در تولید این گیاه ارزشمند دارد. این طرح با هدف بررسی قرابت ژنتیکی ژنوتیپ های برتر گل محمدی کشت شده با استفاده از نشانگرهای مولکولی SCoT و براساس صفات عملکردی در شرایط دیم طراحی شد.مواد و روش ها: در این تحقیق تنوع ژنتیکی ۱۲ ژنوتیپ گل محمدی (۷ ژنوتیپ گل محمدی که پیش تر براساس صفات ارتفاع گیاه، تعداد گل در هکتار و درصد اسانس گل در شرایط دیم انتخاب شده بودند و پنج ژنوتیپ که از استان های آذربایجان شرقی و غربی جمع آوری شده بودند) با استفاده از نشانگرهای مولکولی SCoT مورد مطالعه قرار گرفتند. نمونه های برگی از ژنوتیپ های مادری جدا شدند و استخراج DNA با روش CTAB تغییر یافته انجام شد و واکنش زنجیره ای پلیمراز با استفاده از ۲۹ نشانگر SCoT برای تولید باندهای  DNA انجام گردید. باندهای تکثیر شده بر روی ژل پلی آکریلامید ۵ درصد تفکیک شدند. پس از رتبه بندی باندهای حاصل به صورت صفر و یک، شاخص های محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) نشانگرها، شاخص نشانگر (MI) و نسبت چندگانگی موثر (EMR) با نرم افزار Excel محاسبه گردید. در این مطالعه، شاخص های ژنتیکی شامل تعداد آلل موثر (Ne)، شاخص شانون (I)، شاخص هترویگوزیسیتی (He) و شاخص هتروزیگوسیتی تصحیح شده (uHe) و تجزیه به مختصات اصلی با استفاده از نرم افزارGenAlex انجام شد. محاسبه ضریب تشابه ژاکارد و خوشه بندی ژنوتیپ های منتخب با نرم افزار NTSYS انجام گردید. علاوه بر این، خوشه بندی ژنوتیپ های براساس صفات عملکردی در شرایط دیم نیز انجام شد و نتایج آن با خوشه بندی نشانگرهای ملکولی مقایسه شد.نتایج: براساس نتایج به دست آمده از الکتروفورز عمودی محصولات PCR، از ۲۹ نشانگر SCoT، در ۱۳ نشانگر تکثیر قطعه انجام شد. در مجموع، برای ۱۳ نشانگرSCoT ، ۸۸ آلل چند شکل در ۱۲ ژنوتیپ منتخب گل محمدی دیم شناسایی گردید، به­طوری که آغازگر SCoT۱۲ با ۱۷ آلل چند شکل، بیشترین و آغازگرهای SCoT۴۶ و SCoT۶۱ با دو آلل چند شکل کمترین تعداد آلل چند شکل را به خود اختصاص دادند. به­طور میانگین ۷۶/۶ آلل چند شکل برای هر آغازگر SCoT شناسایی گردید. پس از تشکیل ماتریس تشابه بین ژنوتیپ­های منتخب، تجزیه وتحلیل داده مولکولی با استفاده از نرم افزار GenALEx انجام شد. خوشه بندی ژنوتیپ های مختلف براساس روش UPGMA، نشان داد که ۱۲ ژنوتیپ منتخب با در نظر گرفتن ضریب تشابه ۷۱/۰، در چهار کلاد اصلی قرار گرفتند. به­طوری که در کلاد I، ژنوتیپ G۴۰، G۲۸، G۸، G۳۵، G۲۹ و G۶، در کلاد II، ژنوتیپ G۲۱، در کلاد III دو ژنوتیپ GA۱ و GA۲ و نهایتا در کلاد IV سه ژنوتیپ GA۳, GA۴, GA۵ قرار گرفته اند. در تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های کلکسیون گل محمدی دیم براساس صفات ارتفاع گیاه، تعداد گل در هکتار و درصد اسانس گل، سه خوشه اصلی تشکیل شد. در کلاد ۱، سه ژنوتیپ G۶، G۸، G۳۵، در کلاد۲ ژنوتیپ های G۲۱، G۲۸ و G۲۹ و در کلاد۳، ژنوتیپ G۴۰ قرار گرفتند.نتیجه گیری: با عنایت به نتایج بدست آمده، تنوع ژنتیکی بالایی در بین ژنوتیپ های گل محمدی دیم کلکسیون موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور و ژنوتیپ های آذربایجان وجود دارد که نشان دهنده این است که ژنوتیپ ها دارای منشا یکسانی نمی باشند. با وجود این، در مقایسه تجزیه خوشه ای براساس نشانگرهای ملکولی و تجزیه خوشه ای صفات زراعی ۷ ژنوتیپ دیم نتایج نشان داد که الگوی گروه بندی ژنوتیپ ها در این دو رویکرد تا حدی همخوانی داشتند.

کلیدواژه ها:

تنوع ژنتیکی ، گل محمدی دیم ، نشانگرهای مولکولی ، GenALEx ، SCoT