بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های نخود با استفاده از نشانگر مولکولی SSR

پژوهش‌های حبوبات ایران

مقاله 6، دوره 8، شماره 1، شهریور 1396، صفحه 127-137   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijpr.v8i1.48163

نویسنده

رضا میر دریکوند^*

دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

چکیده

بهره‌برداری از تنوع ژنتیکی یکی از عوامل مهم در به‏نژادی گیاهان زراعی است. این تحقیق به‌منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی 35‌ژنوتیپ نخود با استفاده از 15‌جفت آغازگر SSR، انجام شد. پس از استخراج DNA، انجام واکنش‌های PCR و الکتروفورز، آغازگرها در مجموع 49‌آلل را در تمام ژنوتیپ‌ها تکثیر کردند. متوسط تعداد آلل تکثیرشده به ازای هر آغازگر 26/3‌آلل بود. آغازگر SSR35 با پنج ‌آلل، همراه با آغازگرهای SSR14، SSR21، SSR26 و SSR63 با چهار آلل، بیشترین و آغازگرهای SSR61 و SSR7 با 2‌آلل، کمترین آلل را تکثیر نمودند. بر اساس ضرایب تشابه به‌دست‌آمده ارزش‏های تشابه دامنه‏ای از 10/0 تا 80/0 با میانگین 40/0‌درصد را داشتند. میزان اطلاعات چندشکلی (PIC)، از 20/0 تا 88/0 متغیر بود (با متوسط 50/0). بیشترین و کمترین میزان PIC به‌ترتیب مربوط به آغازگرهای SSR21 و SSR62 بود. تجزیة خوشه‏ای با استفاده از ضریب تشابه جاکارد و روش UPGMA انجام شد و ژنوتیپ‌ها در هشت گروه قرار گرفتند. گروه‏بندی تا حدودی توانست ژنوتیپ‌های مختلف نخود را از همدیگر تفکیک نماید. تفکیک ژنوتیپ‌ها از طریق تجزیه هماهنگ اصلی و پلات‏های دو و سه‌بعدی نیز تقریباً تأیید‌کنندة تجزیة خوشه‏ای بود. ضریب همبستگی کوفنتیک بالا بیانگر ارتباط مؤثر بین داده‏های مولکولی، روش تجزیه خوشه‏ای و صحت گروه‏بندی ژنوتیپ‌ها بود. از تنوع موجود می‏توان در برنامه‏های اصلاح نخود استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

تنوع ژنتیکی؛ میزان اطلاعات چند‌شکلی (PIC)؛ نخود؛ نشانگر SSR

مراجع

1. Aggarwal, H., Rao, A., Kumar, A., Singh, J., Rana, S.J., Naik, P.K., and Chhonkar, V. 2105. Assessment of genetic diversity among 125 cultivars of chickpea (Cicer arietinum L.) of Indian origin using ISSR markers. Turkish Journal of Botany 39: 218-226.

2. Anderson, J.A., Churchill, G.A., Autrique, J.E., Tanksley, S.D., and Sorrells, M.E. 1993. Optimization parental selection for genetic linkage maps. Genome 36: 181-186.

3. Botstein, D., White, R.L., Skolnick, M., and Davis, R.W. 1980. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. American Journal of Human Genetics 32: 314-331.

4. Choudhary, P., Khanna, S.M., Jain, P.K., Bharadwaj, C., Kumar, J., Lakhera, P.C., and Srinivasan, R. 2012. Genetic structure and diversity analysis of the primary gene pool of chickpea using SSR markers. Genetics and Molecular Research 11: 891-905.

5. Doyle, J.J., and Doyle, J.L. 1990. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus 12: 13-15.

6. Erlich, H.A. 1989. Polymerase Chain Reaction. Journal of Clinical Immunology 9(6): 437-447.

7. Food and Agricultural Organization. 2012. Food and Agricultural Organization Statistical Database. Rome. Available at Web site www.faostat.fao.org

8. Ghaffari, P., Talebi, R., and Keshavarzi, F. 2014. Genetic diversity and geographical differentiation of Iranian landrace, cultivars, and exotic chickpea lines as revealed by morphological and microsatellite markers. Physiology and Molecular Biology of Plants 20(2): 225-233.

9. Gemechu, K., and Endashaw, B. 2012. Genetic diversity and population structure of Ethiopian chickpea (Cicer arietinum L.) germplasm accessions from different geographical origins as revealed by microsatellite markers. Plant Molecular Biology Reporter 30(3): 654-665.

10. Hajibarati, Z., Saidi, A., Talebi, R., and Hajibarati, Z. 2014. Assessment of genetic diversity of chickpea germplasm (Cicer arietinum L.) by using SSR molecular marker. Crop Biotechnology 6: 85-94. (In Persian with English Summary).

11. Ismaili, A., Nazarian, F., Samiei, K., and Drikvand, R. 2010. Evaluation of genetic diversity among rainfed wheat genotypes using semi-random ISJ molecular marker. Final Research Report Lorestan University. (In Persian with English Summary).

12. Jamshidi, S. 2011. NTSYSpc 2.02, implementation in molecular biodata analysis (clustering, screening, and individual selection). Proceedings of 4th International Conference on Environmental and Computer Science. Singapore, 16-18 September, 2011, pp. 165-169.

13. Joshig, C.P., and Nguyen, H.T. 1993. RAPD analysis based intervarietal genetic relationships among hexaploid wheat's. Plant Science 93: 95-103.

14. Khush, G.S. 1999. Green revolution: preparing for the 21st century. Genome 42: 646-655.

15. Ministry of Jihade-Agriculture of Iran. 2014. Crop Agricultural Statistical Database. Volume I. Available at Web site www http://amar.maj.ir. (In Persian).

16. Naghavi, M.R., Rashidi Monfared, S., and Huberto, G. 2012. Genetic diversity in Iranian chickpea (Cicer arietinum L.) landraces as revealed by microsatellite markers. Czech Journal of Genetic and Plant Breeding 48 (3): 131-138.

17. Panwar, P., Nath, M., Yadav, V.K., and Kumar, A. 2010. Comparative evaluation of genetic diversity using RAPD, SSR and cytochrome p450 gene based markers with respect to calcium content in finger millet (Elleusine coracana L. Gaertn.). Journal of Genetics 89: 121-133.

18. Qadir, S.A., Datta, S., Singh, N.P., and Kumar, S. 2007. Development of highly polymorphic SSR markers for chickpea (Cicer arietinum L.) and their use in parental polymorphism. Indian Journal of Genetetic 67(4): 329-333.

19. Roder, M.S., Korsun, V., Wendehake, K., Plaschke, J., Tixier, M.H., Leroy, P., and Ganal, M.W. 1998. A microsatellite map of wheat. Genetics 149: 2007-2023.

20. Rohlf, M. 1998. NTSYSpc. Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System. Version 20.02. Department of Ecology and Evaluation. State University of New York.

21. Schaut, J.W., Qi, X., and Stam, P. 1997. Association between relationship measures based on AFLP markers, pedigree data and morphological traits in barely. Theoretical and Applied Genetics 95: 1169-1168.

22. Sefera, T., Abebie. B., Gaur, P.M., Assefa, K., and Varshney, R.K. 2011. Characterization and genetic diversity analysis of selected chickpea cultivars of nine countries using simple sequence repeat (SSR) markers. Crop and Pasture Science 62(2): 177-187.

23. Sharma, K.K., Crouch, J.H., and Hosh, C. T. 2002. Application of biotechnology for crop improvement: prospects and constraints. Plant Science 163: 381-395.

24. Singh, R., Sharma, P., Rajeev, K., Varshney, R., Sharma, S.K., and Singh, N.K. 2008. Chickpea improvement. Role of wild species and Genetic Markers. Biotechnology & Genetic Engineering Reviews 25: 267-314.

25. Tilman, D., Wedin, D., and Knopps, J. 1996. Productivity and sustainability influenced by biodiversity in grassland ecosystems. Nature 379: 718- 720.

26. Torutaeva, E., Asanaliev, A., Prieto-Linde, M.L., Zborowska, A., Ortiz, R., Bryngelsson, T., and Garkava-Gustavsson, L. 2014. Evaluation of microsatellite-based genetic diversity, protein and mineral content in chickpea accessions grown in Kyrgyzstan. Hereditas 151: 81-90.