کارایی نشانگرهای EST-SSR در تعیین تنوع و ساختار ژنتیکی توده های بومی جو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

2 گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز و قطب علمی اصلاح مولکولی غلات دانشگاه تبریز

3 موسسه تحقیقات دیم کشور

چکیده

توده­های بومی از ذخایر ژنتیکی با ارزش در برنامه­های اصلاحی گیاهان زراعی می­باشند. تعیین سطح تنوع و روابط ژنتیکی بین توده­های بومی، لازمه حفاظت و بهره­برداری بهینه از این منابع با ارزش است. در پژوهش حاضر، تنوع و روابط ژنتیکی 119 توده بومی و 25 لاین پیشرفته و تجاری جو از کشورهای ایران، چین، مصر، روسیه، پاکستان و اسپانیا با استفاده از 22 جفت آغازگرEST-SSR  بررسی شد. در مجموع، 87 آلل در 21 جایگاه EST-SSR، با میانگین 14/4 آلل به ازای هر جایگاه تکثیر شد. میزان اطلاعات چندشکلی از 23/0 (GBM1212) تا 84/0 (SCSSR09398) با میانگین 52/0 متغیر بود. نشانگرهای مورد مطالعه، دارای میانگین تنوع ژنی 58/0 با دامنه 24/0 تا 86/0 بودند. تجزیه خوشه­ای بر اساس داده­های EST-SSR و با استفاده از الگوریتم Neighbor-Joining و ضریب فاصله تکاملی Kimura 2-Parameter، ژنوتیپ­ها را به پنج گروه منتسب کرد. در تجزیه به بردارهای اصلی، سه بردار اول در مجموع 09/70 درصد از تغییرات مولکولی کل بین ژنوتیپ­ها را تبیین کردند. نمایش دو بعدی ژنوتیپ­ها بر اساس دو بردار اصلی اول، گروه­بندی حاصل از تجزیه خوشه­ای را تائید کرد. بر اساس تجزیه واریانس مولکولی، تنوع ژنتیکی بالایی درون گروه­های جغرافیایی مشاهده شد که می­تواند در برنامه­های اصلاح جو استفاده شود. نتایج نشان داد که نشانگرهای EST-SSR به عنوان نشانگرهای عملکردی از کارایی مناسبی برای بررسی روابط ژنتیکی ژتوتیپ­ها و تعیین ساختار جمعیت­ها برخوردار هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Efficiency of EST-SSR markers in determination genetic diversity and relationships of barley landraces

نویسندگان [English]

  • Neyer Abdollahi Sisi 1
  • Seyed Abolghasem Mohammadi 2
  • Seyed Siyamak Alavi-kia 1
  • Behzad Sadeghzadeh 3
1 Dept. of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
2 Dept. of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz and Center of Excellence in Cereal Molecular Breeding university of Tabriz, Tabriz
3 Dryland Agricultural Research Institute (DARI), Maragheh, Iran
چکیده [English]

Landraces are valuable genetic resources in crop breeding program. Determining level of genetic variation and relationships between landraces is necessary for optimal conservation and utilization of these valuable resources. In the present study, genetic diversity and relationships of 119 barley landraces from Iran, China, Egypt, Russia, Pakistan and Spain as well as 25 commercial varieties and breeding lines were evaluated using 22 EST-SSR primer pairs. A total of 87 alleles were amplified with an average of 4.14 alleles per locus in 21 polymorphic EST-SSR loci. Polymorphic information content ranged from 0.23 (GBM1212) to 0.84 (SCSSR09398) with an average of 0.52. The average of gene diversity for the studied markers was 0.58 with range of 0.24 to 0.86. Cluster analysis based on EST-SSR data, using Neighbor-Joining algorithm and Kimura 2-parameter evolutionary distance coefficient assigned the genotypes into five groups. In principal coordinate analysis, the first three coordinates explained about 70.09% of total molecular variance. Biplot presentation of the genotypes based on the two first coordinates confirmed the grouping resulted from cluster analysis. Analysis of molecular variance revealed high within group variance in geographical groups of barley which could be utilized in barley breeding programs. The results indicated that EST-SSR markers as functional markers have acceptable efficiency in analysis of genotypes relationships and determining population structure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barley
  • Cluster analysis
  • EST-SSR markers
  • Genetic diversity