بررسی ساختار ژنتیکی خانواده های ناتنی یونجه با استفاده از نشانگرهای ایزوزیمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پیام نور

2 پژوهشگر مرکز بیوتکنولوژی شمالغرب و غرب کشور

3 دانشگاه تبریز

4 گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

5 گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

سابقه و هدف: یونجه با دارا بودن ساختار ژنتیکی (32=x4=n2) اتوتتراپلوئیدی و دگرگشنی، تنوع ژنتیکی بالای دارد. در واقع تنوع ژنتیکی پیش نیاز گزینش در برنامه‌های به‌نژادی برای بهبود صفات، تولید ارقام جدید و سازگار می‌باشد. . نشانگرهای آنزیمی نشان دهنده این هستند که می‌توان از الگوی وراثت تتراسومیکی برای آنالیز تنوع ژنتیکی استفاده کرد. هدف از این پژوهش تعیین میزان تنوع ژنتیکی و گروهبندی جمعیت‌های یونجه مورد مطالعه براساس وجود و عدم وجود نوار آنزیمی است.

مواد و روش‌ها: دراین پژوهش تنوع ژنتیکی 12 خانواده ناتنی یونجه با استفاده از الکتروفورز آنزیمی مورد مطالعه قرار گرفت. تعداد 35 بوته از هر خانواده در گلدان‌های مجزا در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز کشت شدند و مورد تجزیه آنزیمی (روبیسکو، سوپراکسید دیسموتاز، استراز و پراکسیداز) قرار گرفتند.

یافته‌ها: از نظر نشانگرهای آنزیمی، آنزیم‌های سوپراکسید دیسموتاز و روبیسکو هر کدام یک نوار تک شکل در همه خانواده‌ها نشان دادند و آنزیم استراز و پراکسیداز در دو ناحیه واجد نوارهای چند شکل بودند. داده‌های به دست آمده بر اساس وجود و عدم وجود نوار آنزیمی (0و1) در 11 نوار ایزوزیمی چند شکل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. تفسیر ایزوزیمی حاکی از تنوع بالای درون خانواده‌ها و پایین بودن بین خانواده‌ها بود. میزان متوسط هتروزیگوسی 289/0 برآورد شد. فاصله ژنتیکی نی در تفسیر ایزوزیمی کم و بین 248/0 تا 373/0 بود. تجزیه خوشه‌ای بر اساس ضریب شباهت ژاکارد و به روش UPGMA خانواده‌ها را به دو گروه تقسیم نمود به طوری که 11 خانواده ناتنی یونجه در یک گروه و تنها خانواده ناتنی چالشته در گروه دیگر قرار گرفت.

نتیجه‌گیری: به‌نظر می‌رسد که می‌توان در صورت تایید پایداری نشانگرهای ایزوزیمی مورد مطالعه، از آن‌ها در تحقیقات آینده برای استفاده در برنامه‌های اصلاحی یونجه استفاده کرد.
یافته‌ها: از نظر نشانگرهای آنزیمی، آنزیم‌های سوپراکسید دیسموتاز و روبیسکو هر کدام یک نوار تک شکل در همه خانواده‌ها نشان دادند و آنزیم استراز و پراکسیداز در دو ناحیه واجد نوارهای چند شکل بودند. داده‌های به دست آمده بر اساس وجود و عدم وجود نوار آنزیمی (0و1) در 11 نوار ایزوزیمی چند شکل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. تفسیر ایزوزیمی حاکی از تنوع بالای درون خانواده‌ها و پایین بودن بین خانواده‌ها بود. میزان متوسط هتروزیگوسی 289/0 برآورد شد. فاصله ژنتیکی نی در تفسیر ایزوزیمی کم و بین 248/0 تا 373/0 بود. تجزیه خوشه‌ای بر اساس ضریب شباهت ژاکارد و به روش UPGMA خانواده‌ها را به دو گروه تقسیم نمود به طوری که 11 خانواده ناتنی یونجه در یک گروه و تنها خانواده ناتنی چالشته در گروه دیگر قرار گرفت.

نتیجه‌گیری: به‌نظر می‌رسد که می‌توان در صورت تایید پایداری نشانگرهای ایزوزیمی مورد مطالعه، از آن‌ها در تحقیقات آینده برای استفاده در برنامه‌های اصلاحی یونجه استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of alfalfa crops by using isozyme markers

نویسندگان [English]

  • vahid nasrolahzadasl 1
  • hossein mohammadzadeh jalaly 2
  • mehri yosefi 3
چکیده [English]

Background and objectives: Alfalfa with a genetic constitution of 2n=4x=32 and autotetraploid with allogamous fertilization has more genetic diversity. In fact, genetic diversity is critical for breeding selection programs to improve trait, generate new adapted cultivars. The enzymatic markers showing tetrasomic inheritance patterns can be used to perform genetic diversity analysis. The aim of this study was to determine genetic variations levels and clustering based on enzymatic band (0 and 1) in alfalfa populations.

Materials and methods: Genetic diversity of 12 alfalfa half-sib families was studied by use enzymatic electrophoresis (rubisco, superoxide dismutase, esterase and peroxidase). 35 individuals of each variety, were investigated in the Agricultural Research Station of University of Tabriz.

Results: For enzyme markers rubisco and superoxide dismutase isozymes showed only one monomorphic band in all populations, but esterase and peroxidase enzymes had polymorphic bands. The resulting data based on presence and absence of enzymatic band (0 and 1) for 11 polymorphic isozymic bands were analyzed. Isozymic analysis showed that there were high levels of intra-family and low level of inter-family diversity. Average heterozygosity, as an index of within-population genetic diversity, was 0.289. Nei’s genetic distances among families were low (0.002 to 0.059). Dendrogram was constructed via the Jaccard similarity coefficient and UPGMA method, that lead to the classification of the alfalfa populations in two groups, with 11 families in one group and only Chaleshte half-sib in the other group were located that were conform the pervious conclusion.

Conclusion: It might be possible to use these enzymes as markers to select alfalfa genotypes in the early breeding stages after the stability of markers were verified in other experiments.
Background and objectives: Alfalfa with a genetic constitution of 2n=4x=32 and autotetraploid with allogamous fertilization has more genetic diversity. In fact, genetic diversity is critical for breeding selection programs to improve trait, generate new adapted cultivars. The enzymatic markers showing tetrasomic inheritance patterns can be used to perform genetic diversity analysis. The aim of this study was to determine genetic variations levels and clustering based on enzymatic band (0 and 1) in alfalfa populations.

Materials and methods: Genetic diversity of 12 alfalfa half-sib families was studied by use enzymatic electrophoresis (rubisco, superoxide dismutase, esterase and peroxidase). 35 individuals of each variety, were investigated in the Agricultural Research Station of University of Tabriz.

Results: For enzyme markers rubisco and superoxide dismutase isozymes showed only one monomorphic band in all populations, but esterase and peroxidase enzymes had polymorphic bands. The resulting data based on presence and absence of enzymatic band (0 and 1) for 11 polymorphic isozymic bands were analyzed. Isozymic analysis showed that there were high levels of intra-family and low level of inter-family diversity. Average heterozygosity, as an index of within-population genetic diversity, was 0.289. Nei’s genetic distances among families were low (0.002 to 0.059). Dendrogram was constructed via the Jaccard similarity coefficient and UPGMA method, that lead to the classification of the alfalfa populations in two groups, with 11 families in one group and only Chaleshte half-sib in the other group were located that were conform the pervious conclusion.

Conclusion: It might be possible to use these enzymes as markers to select alfalfa genotypes in the early breeding stages after the stability of markers were verified in other experiments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alfalfa
  • genetic diversity
  • Half-sib families
  • Isozymic markers