ارزیابی تنوع ژنتیکی ارقام و ژنوتیپ¬های گلرنگ ) (Carthamus tinctorius L. با استفاده از نشانگر¬های SSR و EST-SSR

فهرست مطالب

فصل اول مقدمه و بررسی منابع. 1

1-1- گیاهان روغنی.. 3

1-1-1- لزوم توجه به گیاهان روغنی.. 3

1-2- پیشینه گلرنگ… 4

1-2-1- پراکنش گلرنگ… 5

1-2-2- سطح زیرکشت گلرنگ در ایران. 6

1-2-3- اسامی مختلف گلرنگ… 7

1-2-4- خصوصیات گیاه شناسی گلرنگ… 8

1-2-4-1- برگ… 8

1-2-4-2- ریشه. 8

1-2-4-3- گل­آذین.. 9

1-2-4-4- میوه 9

1-2-5- مصارف و کاربردها 10

1-2-5-1- گلهای خشک گلرنگ… 10

1-2-5-2- دانه گلرنگ… 11

1-2-5-3- مصارف درمانی.. 13

1-2-5-4- کنجاله. 13

1-2-5-6- استفاده از علوفه گلرنگ… 14

1-3- تنوع ژنتیکی و کاربرد نشانگرها 15

1-3-1- روشهای ارزیابی تنوع ژنتیکی.. 15

1-3-1-1- نشانگرهای پروتئین.. 16

1-3-1-2- نشانگرهایDNA.. 16

1-3-2- نشانگرهای ریزماهواره 17

1-3-3- EST-SSRها 18

1-3-4- لزوم بررسی تنوع ژنتیکی گلرنگ… 19

1-4- مطالعات انجام شده 20

1-4-1- بررسی­های انجام شده بر روی گلرنگ با استفاده از نشانگرهای SSR و EST-SSR. 20

1-4-1-1- پروژه توسعه نشانگرهای ریزماهواره برای بررسی روابط بین گونه­های نزدیک جنس Carthamus 20

1-4-1-2- پروژه توسعه نشانگرهای ریزماهواره ژنومی در گلرنگ… 21

1-4-1-3- پروژه انتقال نشانگر ریزماهواره آفتابگردان به گلرنگ… 21

1-4-1-4- پروژه ارزیابی خلوص ژنتیکی هیبریدهای گلرنگ برمبنای نشانگر EST-SSR. 22

1-4-1-5- بررسی تنوع ژنتیکی بانشانگر  EST-SSR. 23

1-4-1-6- پروژه بررسی تکامل نژادی گلرنگ با استفاده از ترکیب داده­های توالی و داده­های ریزماهواره 24

1-4-2- بررسی تنوع ژنتیکی گلرنگ با نشانگر ISSR. 24

1-4-3- بررسی تنوع ژنتیکی گلرنگ با نشانگرRAPD.. 26

1-4-4- بررسی تنوع مورفولوژیک گلرنگ… 27

فصل دوم مواد و روش­ها. 28

2-1- موادگیاهی مورد آزمایش… 29

2-1-1- کاشت بذور گلرنگ… 29

2-1-2- تهیه نمونه برگی.. 31

2-2- استخراج DNA.. 31

2-2-1- تهیه نمونه خشک گیاهی.. 31

2-2-2- تهیه بافر استخراج DNA.. 31

2-2-3- مراحل استخراج.. 33

2-2-4- تعیین کیفیت و کمیت DNA.. 34

2-3- واکنش زنجیره­ای پلیمراز (PCR) 36

2-3-1- نشانگرهای ریزماهواره 37

2-4- الكتروفورز ژل آگارز 3%. 39

2-5- الكتروفورز ژل پلي آكريل­آميد واسرشته ساز. 39

2-5-1- تیمار شیشه­ها 39

2-5-3- تزریق ژل. 40

2-5-4- الکتروفورز اولیه. 40

2-5-7- بارگذاري محصول PCR. 41

2-5-8- مراحل رنگ آمیزی نیترات نقره 41

2-5-8-1- تثبيت ژل. 41

2-5-8-2- رنگ­آميزي.. 42

2-5-8-3- مرحله آشکارسازی نوار و تثبیت… 42

2-5-9- محلول­هاي مورد استفاده در الكتروفورز ژل آکریل­آمید و رنگ­آميزي.. 43

2-5-9-1- محلول آمونيوم پرسولفات10%. 43

2-5-9-2- پلي آكريل­آميد واسرشته ساز  6%. 43

2-5-9-3- استوک اکریل­آمید 30%. 44

2-5-9-4- TBE 10x. 44

2-5-9-5- محلول آشکارساز. 45

2-5-9-6- تيوسولفات سديم 1%. 45

2-6- امتیازدهی الگوهای نواربندی.. 45

2-7- تجزیه و تحلیل آماری.. 46

فصل سوم نتایج و بحث. 49

3-1- نتایج ارزیابی تنوع ژنتیکی گلرنگ… 50

3-2- بررسی شاخص­های تنوع نشانگر. 51

3-3- بررسی شباهت­ها و تفاوت­ها در بین ژنوتیپها 55

3-4- تجزیه خوشه­ای ارقام و ژنوتیپها بر مبنای الگوهای نواری نشانگرها 60

3-5- تجزیه به مختصات اصلی.. 63

3-6- بررسی جمعیت­ها 65

3-6-1- تجزیه واریانس مولکولی.. 65

3-6-2- فاصله ژنتیکی بین جمعیت­ها 67

3-6-3- جریان ژنی در جمعیت­ها 68

3-6-4- بررسی شاخص­های تنوع درهریک از جمعیت­های تعریف شده 69

3-6-5- بررسی ساختار ژنتیکی جمعیت… 73

3-7- نتیجه گیری.. 77

3-8- پیشنهادات… 78

فهرست منابع. 79

فهرست جدول­ها

جدول1-1: مقایسه صفات مختلف روغن گلرنگ، بذرک و سویا……………………………………………..12

جدول2-1 : نام و منشا ژنوتیپ­های گلرنگ مورد مطالعه……………………………………………………….30

جدول2-2: مواد مورد نیاز برای تهیه بافر استخراج DNA در حجم 10 میلی­لیتر……………………….32

جدول2-3 : مواد مورد نیاز جهت تهیه محلول EDTA  5/0 مولار(8=PH)………………………………32

جدول 2-4 : مواد مورد نیاز برای تهیه بافر TAE 50x…………………………………………………………..34

جدول 2-5 : مواد و غلظت نهایی برای تهیه مخلوط واکنش زنجیره­ای پلیمراز…………………………..36

جدول 2-6 : دما و زمان مورد نیاز برای اجرای برنامه واکنش زنجیره­ای پلیمراز…………………………37

جدول 2-7 : مشخصات نشانگرها و توالی نشانگرهای مورد بررسی………………………………………..38

جدول 2-8 : تركيبات محلول باندسيلن……………………………………………………………………………….39

جدول 2-9 : مواد لازم برای تهیه پلي­آكريل­آميد واسرشته ساز  6%………………………………………….43

جدول 2-10 : مواد لازم برای تهیه استوک اکریل­آمید 30%……………………………………………………..44

جدول 2-11: مواد مورد نیاز برای تهیه محلول  TBE 10x…………………………………………………….44

جدول 3-1: پارامترهای تنوع ژنتیکی نشانگرهای ریزماهواره مورد مطالعه در ژنوتیپ­های گلرنگ…………………………………………………………………………………………………………………………..53

جدول3-2: شاخص­های هتروزیگوسی نشانگرهای ریزماهواره مورد مطالعه…………………………..55

جدول3-3 : ماتریس فاصله با ضریب  jaccard…………………………………………………………………57

جدول 3-4 : گروه­بندی ژنوتیپ­های گلرنگ بر اساس تجزیه خوشه­ای…………………………………61

جدول3-5 : تجزیه واریانس مولکولی در جمعیت­های گلرنگ……………………………………………..66

جدول 3-6 : ماتریس دو به دوی فاصله و شباهت ژنتیکی نی در جمعیت­ها………………………….67

جدول 3-7 : میزان جریان ژنی در نشانگرهای گلرنگ………………………………………………………..68

جدول 3-8 : شاخص­های تنوع درجمعیت گلرنگ­های بومی ایران………………………………………69

جدول 3-9 : شاخص­های تنوع در جمعیت گلرنگ­های اصلاح شده ایرانی…………………………..70

جدول 3-10 : شاخص­های تنوع در جمعیت گلرنگ­های خارجی……………………………………….70

جدول 3-11 : تجزیه واریانس مولکولی در جمعیت­های گلرنگ………………………………………….71

جدول 3-12 : ماتریس دو به دوی فاصله ژنتیکی نی در جمعیت­ها……………………………………..72

جدول 3-13 : ماتریس دو به دوی شباهت ژنتیکی نی در جمعیت­ها……………………………………72

جدول 3-14 : مقادیر ΔK و LnP(K) به منظور تعیین مقدار K مطلوب…………………………………75

فهرست شکل­ها

شکل 1-1: سطح زیر کشت عملکرد و تولید گلرنگ کشور از سال 78 تا 85………………………………6

شکل1-2 : گیاهچه و روغن گلرنگ ……………………………………………………………………………………..7

شکل 2-1: کیفیت DNA استخراج شده برخی از نمونه­‌ها بر روی ژل آگارز 1% درصد……………..35

شکل 3-1- الگوی نواربندی نشانگر  SES 27 بر روی ژل پلی اکریل آمید واسرشته ساز…………….51

شکل 3-2- الگوی نواربندی نشانگر  CT13436 بر روی ژل آگارز 3%…………………………………….51

شکل 3-3- الگوی نواربندی نشانگر  SES 94بر روی ژل آگارز 3%…………………………………………51

شکل 3-4 : دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه­ای ژنوتیپ­های گلرنگ با استفاده از ضریب فاصله jaccard و روش Ward………………………………………………………………………………………………………62

شکل 3-5 : تجزیه ژنوتیپ­ها به مختصات اصلی برمبنای ضریب فاصله jaccard……………………….64

شکل 3-6 : نتیجه تجزیه واریانس مولکولی سه جمعیت بومی ایرانی و اصلاحی ایرانی و خارجی…66

شکل 3-7 : نمودار منحنی  ΔK جهت تعیین مقدار مطلوب…………………………………………………….74

شکل 3-8 : گروه­بندی ژنوتیپ­های مورد مطالعه بر اساس ساختار ژنتیکی جمعیت ……………………..76