تنوع ژنتیکی پایه و اساس اصلاح گیاهان محسوب می شود که گزینش و بهبود گیاهان با صفات و خصوصیات مطلوب را ممکن می سازد. جنس آژیلوپس (Aegilops spp) یکی از خویشاوندان وحشی گندم نان است و پراکنش وسیعی در خاورمیانه و غرب آسیا دارد که ایران بخش وسیعی از این منطقه را در بر می گیرد. در این تحقیق 75 توده از جمعیت های گونه آژیلوپس ترنسیالیس (Aegilops triuncialis) که در بانک ژن گیاهی ملی ایران نگهداری می شوند، از نظر تنوع زیر واحدهای گلوتنین با وزن مولکولی بالا (HMW-GS) با استفاده از روش SDS-PAGE مورد ارزیابی قرار گرفتند که در مجموع 10 باند پروتئینی در قالب 20 الگوی مختلف در میان نمونه ها مشاهده شد. بیشترین فراوانی باندی مربوط به باندهای h و i با فراوانی 93/0 و کمترین فراوانی مربوط به باند k با فراوانی 026/0 بود که تنها در استان های قزوین و گلستان مشاهده گردید. بالاترین مقدار تنوع ژنتیکی تصحیح شده مربوط به استان مرکزی و برابر 4/0 و کمترین تنوع ژنتیکی تصحیح شده مربوط به استان کردستان برابر 13/0 بود. ماتریس فاصله ژنتیکی استان ها بر اساس شاخص نی نشان داد که بیشترین فاصله ژنتیکی را نمونه های دو استان گلستان و خراسان شمالی از استان آذربایجان غربی داشتند و کمترین فاصله ژنتیکی بین استان خراسان رضوی و سمنان و همچنین بین استان خراسان شمالی و مازندران مشاهده شد. تجزیه خوشه ای زیر واحدهای HMW-GS با استفاده از روش UPGMA، استان های موردبررسی را به سه گروه تقسیم کرد و مشخص گردید که رابطه منطقی مشخصی بین تنوع ژنتیکی و تنوع جغرافیایی وجود دارد.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

میزان پروتئین های ذخیره ای بذر نقش مهمی در ایجاد خصوصیات مطلوب نانوایی دارد. ولی علاوه بر مقدار، نوع پروتئین های ذخیره ای بذر نیز می تواند در کیفیت نانوایی موثر باشد. در همین راستا و به منظور مطالعه دقیق رابطه بین زیرواحدهای گلوتنین با وزن مولکولی زیاد (HMW-GS) و ارزش نانوایی، تعداد 107 نمونه از لاین های پیشرفته گندم دیم بررسی گردید. برای تفکیک زیرواحدهای گلوتنین از تکنیک الکتروفورز پروتئین های ذخیره ای بذر (SDS-PAGE) استفاده شد و در نهایت 12 زیر واحد در سه مکان ژنی Glu-B1, Glu-A1, Glu-D1 شناسایی گردید. در چهار تا از لاین ها زیرواحدهای 7*+8 شناسایی گردید که زیرواحد 7* به عنوان یک نوار جدید از تحرک نسبی بیشتری نسبت به زیرواحد 7 برخوردار بود. برای بررسی دقیق تر نقش مکان ژنی Glu-B1 ، نمونه هایی که از لحاظ زیر واحدهای موجود در Glu-D1, Glu-A1 یکسان ولی از نظر زیرواحدهای موجود در Glu-B1 تفاوت داشتند، تجزیه و تحلیل شدند. ضمنا ارزش نانوایی نمونه های مورد بررسی با استفاده از آزمایش حجم رسوب با SDS تعیین گردید. نتایج نشان داد که مکان ژنی Glu-D1, Glu-A1 روی ارتفاع رسوب SDS تاثیر معنی داری دارند. برای صفت مذکور زیرواحدهای 5+10 از مکان ژنی Glu-D1 و 2* مکان ژنی Glu-A1 از سایر زیرواحدها موثرتر بوده و ضریب همبستگی مثبت و معنی داری با ارتفاع رسوب داشتند. در تجزیه رگرسیون گام به گام نیز معلوم شد که به ترتیب زیرواحدهای 7+8, 5+10 و 17+18 وارد مدل شده و در مجموع، 39 درصد تغییرات در ارتفاع رسوب را توجیه می کنند. نتایج بررسی دقیق تر مکان ژنی Glu-B1 نیز نشان داد که زیر واحدهای 17+18 و 7*+8 این مکان ژنی بیشترین تاثیر را روی ارتفاع رسوب داشته و ضریب همبستگی مثبت و معنی داری را با ارتفاع رسوب دارند.

در این مطالعه، تنوع آللی ژن های زیرواحدهای گلوتنین با وزن مولکولی پایین در 193 گندم بومی پاییزه ایرانی و رقم Thatcher با استفاده از آغازگرهای اختصاصی بررسی شد. بر اساس جفت آغازگر Glu3A.2، هشت قطعه با اندازه 358-315 جفت باز تکثیر شد، به طوری که آلل 342 جفت بازی با 37.2 درصد بیشترین و آلل 315 جفت بازی با 0.6 درصد کمترین فراوانی را به خود اختصاص دادند. جفت آغازگر Glu3A.3 نیز پنج قطعه در محدوده 754-638 جفت باز تکثیر کرد که در بین آنها، آلل های 700 و 742 جفت بازی به ترتیب با 92.1 درصد و 0.6 درصد بیشترین و کمترین فراوانی را داشتند. دو قطعه به طول 440 و 421 جفت باز به ترتیب با فراوانی 74.6 و 25.4 درصد با استفاده از جفت آغازگر Glu3B.2 تکثیر شد. جفت آغازگر Glu3D.2 سه قطعه با اندازه 571، 558 و 382 جفت باز به ترتیب با فراوانی 1.7، 88.1 و 10.2 درصد تکثیر کرد. شش آلل تکثیر شده توسط جفت آغازگر Glu3D.3 نیز دارای اندازه ای در محدوده 589 تا 611 جفت باز و فراوانی بین 1.2-27.9 درصد بودند. با استفاده از جفت آغازگر Glu3D.4، فقط یک قطعه با اندازه 700 جفت باز تکثیر شد. متوسط محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) برای تمامی آغازگرهای مطالعه شده، 0.24 به دست آمد که در بین آنها، آغازگرهای Glu3A.2 و Glu3D.3 با میزان 0.75 بیشترین و آغازگر Glu3A.3 با میزان 0.15 کمترین محتوای اطلاعات چندشکلی را نشان دادند. تنوع ژنی یا هتروزیگوسیتی مورد انتظار نیز از 0.15 تا 0.78 با میانگین 0.26 متغیر بود. تجزیه خوشه ای با استفاده از الگوریتم Neighbor-Joining ارقام گندم پاییزه را به دو گروه تفکیک کرد. تجزیه واریانس مولکولی با تفکیک ارقام مورد مطالعه بر اساس شرایط اقلیمی به پنج منطقه شامل سرد، کوهستانی، معتدل، گرم و خشک، نشان دهنده سهم بیشتر واریانس درون گروهی (94 درصد) در مقایسه با واریانس بین گروهی (6 درصد) در تبیین واریانس مولکولی کل بود. نتایج این تحقیق نشان داد که توده های بومی گندم ایران ذخایر ژنتیکی متنوع و ارزشمندی از نظر ژن های کنترل کننده صفات مرتبط با کیفیت نانوایی هستند.

سابقه و هدف: بیسکویت یکی از فرآورده های قنادی است که به سبب ماندگاری طولانی و خصوصیات بافتی مخصوص، یکی از پرمصرف ترین محصولات برپایه غلات به شمار می رود. با توجه به نقش زیرواحدهای پروتئین گلوتن در کیفیت آرد، در این تحقیق بررسی تاثیر زیرواحدهای گلوتنین با وزن مولکولی بالا در ده رقم گندم ایرانی بر خصوصیات کیفی بیسکویت مورد نظر است.مواد و روش ها: ده ژنوتیپ گندم نان تهیه و اجزاء پروتئین گلوتنین آنها با استفاده از روش SDS-PAGE تفکیک و مورد بررسی قرار گرفتند. از هر یک از ارقام، آرد مناسب تهیه و جهت تولید بیسکویت استفاده شد. فاکتورهای کیفی محصول چون میزان تردی، ابعاد و دانسیته نمونه ها و ارتباط آنها با اجزاء گلوتنین سنگین وزن گندم مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها: مکان ژنی Glu-B1 بیشترین تاثیر را بر ویژگی های کیفی بیسکویت به خود اختصاص می دهد. وجود زیرواحدهای 1، 10+5 و 12+2 تاثیر منفی بر مساحت بیسکویت دارند. به علاوه وجود آلل 18+17 تاثیر مثبت و وجود آلل 15+14 تاثیر منفی قابل ملاحظه ای بر سفتی بافت بیسکویت دارند. در این مکان ژنی آلل 18+17 بر حداکثر مقاومت و آلل 8+7 و 16+13 بر ضخامت محصول تاثیرگذار است. در مکان ژنی Glu-A1، آلل 1 بر دانسیته و آلل *2 بر ضخامت و در مکان ژنی Glu-D1، آلل 10+5 بر دانسیته بیسکوئیت تاثیرگذار است.نتیجه گیری: زیر واحدهای HMW-GS در کیفیت بافتی بیسکویت تاثیرگذار می باشد. بررسی چگونگی این تاثیرات و همچنین داشتن آگاهی از وضعیت زیرواحدهای گلوتنین با وزن مولکولی بالا در انتخاب والدین واجد زیرواحدهای مورد نظر جهت برنامه های به نژادی گندم می تواند از نظر بهبود و کنترل کیفیت فرآورده های غلات مطلوب باشند. قابل ذکر است که رقم پیشگام که از لحاظ فاکتورهای کیفی نانوایی مطلوبیت چندانی ندارد، برای تولید بیسکویت مناسب است.

در این تحقیق تنوع زیرواحدهای گلوتنین با وزن ملکولی بالا (HMW-GS) در 120 نمونه Aegilops crassa با دو نوع ژنوم تتراپلوئید (2n=4x=28) و هگزاپلوئید (2n=6x=42) با روش SDS-PAGE مورد مطالعه قرار گرفت. الگوی نواربندی متفاوتی بین نمونه های تتراپلوئید و هگزاپلوئید و همچنین داخل سطوح پلوئیدی برای زیرواحدهای گلوتنین مشاهده شد. یازده واریانت آللی مختلف در مکان ژنی Glu- Dcr1 مشاهده شد. حداکثر فراوانی نسبی مربوط به واریانت آللی 12+3 با فراوانی 9/30 درصد و حداقل آن مربوط به واریانت 10+2 با فراوانی 5/0 درصد بود. علاوه بر آلل های شناخته شده در ژنوم D، آلل جدید دیگری که بین آلل 1، 12 و T2 قرار می گرفت، مشاهده گردید. همچنین شش آلل جدید دیگر که در محدوده ژنوم D قرار نمی گرفتند و در نتیجه احتمالا مربوط به ژنوم M می باشند، مشاهده گردید. تجزیه کلاستر و تجزیه به مختصات اصلی نتوانستند نمونه های مورد مطالعه را بر اساس مناطق جغرافیایی از همدیگر تفکیک نمایند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که نمونه هایAe. crassa  مورد مطالعه یک منبع مناسبی از زیرواحدهای گلوتنین با وزن ملکولی بالا می باشند که می توانند در راستای بهبود کیفیت گندم مورد مطالعه قرار گرفته و در صورت اثبات سودمندی آن ها در برنامه های اصلاحی استفاده گردند.

تعداد 57 لاین پیشرفته گندم آبی مناطق معتدل کشور به منظور بررسی رابطه بین زیرواحدهای گلوتنین با وزن مولکولی بالا و ارتفاع رسوب SDS، انتخاب شدند. جداسازی الکتروفورزی با روش SDS-PAGE انجام شد و برای تعیین کیفیت از ارتفاع رسوب SDS استفاده شد. در مکان ژنی Glu-A1 سه زیرواحد، در مکان ژنیGlu-B1  پنج زیرواحد و در مکان ژنی Glu-D1 دو زیرواحد شناسایی شدند. نتایج نشان داد که بین زیرواحدهای 1 از مکان ژنی Glu-A1،18+17  از مکان ژنی Glu-B1 و 10+5 از مکان ژنی Glu-D1 با ارتفاع رسوب SDS همبستگی مثبت و معنی داری وجود دارد. در تجزیه رگرسیون گام به گام، دو آلل نول از جایگاه ژنی Glu-A1 و 12+2 از جایگاه ژنی Glu-D1 با تاثیر منفی بر ارتفاع بالای رسوب SDS و دو زیرواحدهای 16+13 و 18+17 از جایگاه ژنی Glu-B1 با تاثیر مثبت بر ارتفاع بالای رسوب SDS وارد مدل شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که زیرواحد 1 از جایگاه ژنی Glu-A1، زیرواحد 16+13 از جایگاه ژنی Glu-B1 و زیرواحد 10+5 از جایگاه ژنی Glu-D1 دارای بالاترین میانگین ارتفاع رسوب SDS در جایگاه های ژنی سه گانه بودند.

در تحقیق حاضر 183 لاین و رقم موجود در خزانه دورگ گیری برنامه های به نژادی گندم نان برای اقلیم های معتدل و سرد کشور با روش SDS-PAGE مورد بررسی الکتروفورزی قرار گرفتند. آلل های مختلف در مکان های ژنی کنترل کننده زیرواحدهای گلوتنین با وزن مولکولی بالا در آن ها شناسایی و امتیاز ژنومی کیفیت برای هر یک تعیین شد. شصت درصد از ژنوتیپ ها امتیاز بالای کیفیت یعنی 8 تا 10 را دارا بودند. در ارقام سرخ تخم و کویر و لاین Kauz/Sorkhtokhm در مکان ژنی Glu-D1 ترکیب آللی مشاهده شد که از نظر حرکت نسبی در ژل الکتروفورز 10% رفتاری شبیه 10+2 داشت. این ترکیب آللی در این تحقیق با نام *10+2.1 مشخص شد. با توجه به این که مواد موجود در خزانه دورگ گیری گندم اقلیم های معتدل و سرد کشور بر اساس خصوصیات مختلف غیر از ژنوتیپ گلوتنین های سنگین به 17 گروه تقسیم شده اند، نتایج این تحقیق تعدادی ژنوتیپ برتر از نظر امتیاز زیرواحدهای گلوتنین دارای وزن مولکولی بالا را در هر گروه مشخص کرد که می توان با استفاده از این ژنوتیپ ها در برنامه های دورگ گیری احتمال تولید ژنوتیپ ها و نتاج با کیفیت نانوایی مطلوب را افزایش داد.