%46تخفیف

تنوع ژنتيکي و فنوتيپي ژن های زمان گلدهي در جوهای زراعي و وحشي

تعداد120 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد در رشتهی کشاورزی (اصلاح نباتات)

تنوع ژنتيکي و فنوتيپي ژن های زمان گلدهي در جوهای زراعي و وحشي

چکیده

زمان مناسب گلدهی حیاتی ترین فاکتور برای بهینه سازی و بنابراین عملکرد در محیط های متفاوت از نظر در دسترس بودن و توزیع آب در طی فصل رشد شناخته شده است. در این تحقیقاز 26 ژنوتیپ جو زراعی و وحشی برای فهم تنوع ژنتیکی و فنوتیپی  ژن های زمان گلدهی با استفاده از سه آغازگر کاملا اختصاصی از نوع Caps (FT2, FT3, FT4) و یک آغازگر از نوع  Indel(Ppd-H1) در دو شرایط مزرعه و گلخانه استفاده شد و در مجموع 107 باند تکثیر گردید. به طور کلی ژنوتیپ­ها از لحاظ صفت روز تا گلدهی در 3 گروه زودرس- متوسط رس و دیررس قرار گرفتند که برطبق آنالیز داده های مولکولی 83/0 از تنوع کل، مربوط به تنوع درون جمعیت های جو زراعی و وحشی و 17/0 تنوع باقیمانده مربوط به بین گروهای زودرس، متوسط رس و دیررس می­باشد. نتایج تجزیه کلاستر فنوتیپی و مولکولی ژنوتیپ­ها تا حد زیادی با هم، هم خوانی داشت به طوری که ژنوتیپ­های زودرس، متوسط رس و دیررس هر کدام در دسته مجزایی قرار گرفتند. . ارتباطصفتبامارکرنشاندادکهژنPpd-H1بیشترینهمبستگیمنفیومعنیدارباصفتروزتاگلدهیرادرهردوشرایطداشتهاستکهبیانگرایناستکهآللغالبPpd-H1موجبکاهشتعدادروزتاگلدهیتحتشرایطروزبلندیمیشود. نشانگرهاییکهبهطورمعنیدارباصفتروزتاگلدهیمرتبطبودنددرتجزیهرگرسیونمورداستفادهقرارگرفتندکهبراساسآن، بیشترینتغییراتتوسطنشانگرPpd-H1درهردوشرایطتوجیهشدواینبیانگرنقشعمدهاینژندربروزتغییراتتعدادروزتاگلدهیمیباشد. درنهایت، ژنوتیپهایزودرسباآللغالبPpd-H1بهعنوانبهترینژنوتیپهابرایاستفادهدربرنامههایاصلاحیومناطقبافصولرشدیکوتاهوتنشهایمحیطیانتهاییمعرفیمیشوند.

 

کلمات کلیدی:جو،  Caps، Indel، تجزیه کلاستر، همبستگی پیرسونی.

  

صفحه

 

عنوان

 

فهرست جدول­ها.. ط

فهرست شکل­ها.. ع

فصل اول (مقدمه و اهداف)

1-1- مقدمه.. 1

1-2- اهداف.. 3

1-3-فرضیات تحقیق.. 4

فصل دوم (کليات و مرور منابع)

2-1- اهمیت بررسی تنوع ژنتیکی.. 6

2-2- اهمیت بررسی تنوع فنوتیپی.. 6

2-3-جو.. 7

2-3-1-اهمیت مطالعه جو.. 7

2-3-2-تاریخچه جو.. 8

2-3-3-مناطق کاشت و سطح زیر کشت جو.. 8

2-3-4-بوم شناسی جو.. 9

2-3- 5-کاربرد جو.. 9

2-3-6-جو مدلی مناسب برای مطالعات فیلوژنتیک.. 10

2-3-7- مشخصات ژنوم جو.. 10

2-3-8-اهداف اصلاحی جو.. 11

2-4-اهمیت گلدهی…. 11

 

 

 

فهرست مطالب

صفحه

عنوان

2-4-1-اهمیت بررسی زمان گلدهی در جو……………………….. 12

2-5-اثر تنش خشکی بر رشد گیاه (رابطه عملکرد و زمان گلدهی در شرایط تنش)……………………………………………………………………………………………………. 13

2-6-اهمیت بررسی اثر متقابل ژنوتیپ در محیط……… 14

2-7-ارتباط زمان گلدهی با سازگاری……………………………. 14

2-8-ارتباط زمان گلدهی با گرما…………………………………… 15

2-9-تعریف مرحله گلدهی………………………………………………………. 15

2-10-مهمترین عوامل موثر بر زمان گلدهی………………… 16

2-10-1-فتوپریود.. 16

2-10-2-بهاره سازی.. 16

2-10-3-زودرسی ژنتیکی…. 17

2-11-کنترل ژنتیکی گلدهی.. 18

2-11-1-تشریح مکانیسم گلدهی در گیاه مدل Arabidopsisthaliana.. 18

2-11-2-فرایند گلدهی در غلات…………………………………………… 21

2-11-3-تشریح مکانیسم گلدهی در جو…………………………….. 21

2-11-4-نقش ژنهای FTLike در فرایند گلدهی جو……….. 24

2-12-نشانگرهای ژنتیکی……………………………………………………….. 24

2-12-1-نشانگرهای مورفولوژیکی………………………………………. 25

2-12-1-1-مشکلات و معایب نشانگرهای موفولوژیکی….. 2

5

2-12-2- نشانگرهای مولکولی……………………………………………… 26

2-12-2-1-نشانگرهای بیوشیمیایی.. 27

 

 

 

فهرست مطالب

صفحه

عنوان

 

2-12-2-2-نشانگرهایمبتنی بر DNA.. 28

2-12-2-2-1-نشانگرهای DNAغیر مبتنی برPCR.. 29

2-12-2-2-2-نشانگرهای DNAمبتنی برPCR.. 29

2-12-2-2-3-نشانگرهای مبتنی بر PCRهدفمند و توالی یابی………………………………………………………………………………… 29

2-12-2-2-3-1-نحوه ایجاد نشانگرهای CAPS……………….. 30

2-12-2-2-3-2-مارکرIndel………………………………………………………… 31

2-13-روش های آماری در اصلاح نباتات………………………….. 31

2-13-1-تجزیه واریانس.. 31

2-13-1-1- مفروضات تجزیه واریانس.. 32

2-13- 2- همبستگی صفات.. 33

2-13-3- تجزیه رگرسیون.. 33

2-13-3-1-رگرسیون گام به گام…………………………………………………………………………………….. 34

2-13-4-روش های آماری چند متغیره.. 34

2-13-4-1- تجزیه به مولفه های اصلی.. 34

2-13-4-2- تجزیه خوشه ای…………………………………………………… 35

2-14-مرور منابع.. 36

فصل سوم (مواد و روش ها)

3-1- مواد گیاهی.. 40

3-2-گام اول تجزیه مولکولی: استخراج DNAژنومی..

42

3-2-1-مراحل استخراج DNAژنومی………………………………………………………………………………………………… 42

 

فهرست مطالب

صفحه

عنوان

 

3-2-2-تعیین کمیت و کیفیت DNAژنومی……………………………………………………………………………………………………….. 43

3-3-گام دوم تجزیه مولکولی: واکنش زنجیره ای پلیمراز.. 43

3-3-1- بهینه سازی واکنش .. 43

3-3-1-1-آغازگرهای مورد استفاده.. 44

3-3-1-2-تنظیم غلظت Mgcl2.. 44

3-3-1-3-اجزای واکنش زنجیره ای پلیمراز.. 45

3-3-2-سیکل زمانی و مراحل واکنش زنجیره ای پلیمراز.. 46

3-3-3-الکتروفورز فراورده های واکنش زنجیره ای پلیمراز.. 46

3-4-گام سوم تجزیه مولکولی: اعمال آنزیم های برشی.. 47

3-4-1-بهینه سازی واکنش جهت اعمال آنزیم برشیNdeI.. 47

3-4-1-1-تنظیم غلظت آنزیمNdeI.. 47

3-4-1-2-محصول PCR.. 47

3-4-1-3-اجزای واکنش.. 48

3-4-1-4-شرایط انکوباسیون آنزیمNdeI.. 48

3-4-2- بهینه سازی واکنش جهت اعمال آنزیم برشی SwaI.. 49

3-4-2-1-تنظیم غلظت آنزیم SwaI.. 49

3-4-2-2-محصول PCR.. 49

3-4-2-3-اجزای واکنش.. 49

3-4-2-4-شرایط انکوباسیون آنزیمSwaI.. 50

3-4-3-بهینه سازی واکنش جهت اعمال آنزیم برشیBstNI.. 50

3-4-3-1-تنظیم غلظت آنزیمBstNI.. 50

فهرست مطالب

صفحه

عنوان

 

3-4-3-2-محصول PCR.. 51

3-4-3-3-شرایط انکوباسیون آنزیمBstNI.. 51

3-5-بررسی تنوع فنوتیپی.. 51

3-5-1- گلخانه.. 52

3-5-1-1-مراحل انجام بهاره سازی.. 52

3-5-1-2-انتقال به گلخانه.. 52

3-5-1-3-آبیاری.. 53

3-5-1-4-طرح آزمایشی.. 53

3-5-1-5-مشخصات هواشناسی گلخانه.. 53

3-5-1-6-صفات مورد اندازه گیری در شرایط گلخانه.. 54

3-5-1-6-1-صفات فنولوژیک.. 54

3-5-1-6-2-صفات مورفولوژیک.. 54

3-5-2-اجرای آزمایش در شرایط آبی و دیم مزرعه.. 55

3-5-2-1- موقعیت جغرافیایی و ویژگی های آب و هوایی محل اجرای آزمایش.. 55

3-5-2-2- کیفیت خاک محل اجرای آزمایش.. 56

3-5-2-3- عملیات آماده سازی زمین و کاشت.. 56

3-5-2-4- کاشت.. 56

3-5-2-5- صفات مورد اندازه گیری.. 57

3-5-2-5-1- صفت فنولوژیک.. 57

 

 

 

فهرست مطالب

عنوانصفحه

فصل چهارم (نتایج و بحث)

4-1-نتایج اسخراج DNAژنومی.. 59

4-2- نتایج واکنش زنجیره ای پلیمراز.. 59

4-3-نتایج واکنش آنزیم های برشی.. 60

4-4- محاسبه ماتریس فاصله و تشابه ژنتیکی شاخص Nei 62

4-5-میزان آلل های چندشکل در 3 گروه زودرس، متوسط و دیررس جمعیت های جو  زراعی و وحشی.. 62

4-6-محاسبه شاخص های ژنتیکی در گروه های 4-5-میزان آلل های چندشکل در 3 گروه زودرس، متوسط و دیررس جمعیت های جو  زراعی و وحشی با استفاده از GeneAlex.. 63

4-7-تجزیه واریانس مولکولی حاصل از سیستم نشانگرهای اختصاصی.. 64

4-8-تجزیه کلاستر اطلاعات مولکولی بدست آمده از 4 آغازگر اختصاصی   66

4-9-تجزیه همبستگی نشانگرهای اختصاصی با صفت روز تا گلدهی در شرایط گلخانه.. 67

4-10-تجزیه همبستگی نشانگرهای اختصاصی با صفت روز تا گلدهی در شرایط مزرعه.. 68

4-11-نتایج رگرسیون گام به گام صفت روز تا گلدهی با نشانگرهای اختصاصی در شرایط گلخانه ومزرعه.. 69

4-12-تجزیه همبستگی 11 صفت اندازه گیری شده در گلخانه با نشانگرهای اختصاصی.. 70

4-13-نتایج بررسی صفات مورد اندازه گیری در شرایط گلخانه ای   72

4-13-1-تجزیه واریانس صفات مورفولوژیک و فنولوژیک.. 72

4-14-تجزیه به مولفه ای اصلی برای صفات مورفولوژیک – فنولوژیک   74

4-15-تجزیه کلاستر صفت روز تا گلدهی.. 77

 

 

 

 

فهرست مطالب

صفحه

عنوان

4-16- بررسی همبستگی بین.. 78

4-17-تجزیه علیت صفات مورد اندازه گیری در شرایط گلخانه   80

4-18-نتیجه گیری کلی.. 82

4-19-پیشنهادات.. 85

بخش ضمیمه (نحوه تهیه محلول وبافرهای مورد استفاده درشرایط آزمایشگاهی )

1- محلول های مورد استفاده جهت استخراج DNAژنومی.. 86

1 -1- بافر CTAB.. 86

1 -2- بافر TE.. 87

1-3- محلولAcetatmix. 87

1 -4- محلول ایزوآمیل الکل کلروفرم (24:1).. 87

2-محلول های مورد نیاز برای تعیین کیفیت DNAژنومی استخراج شده.. 87

2-1-بافر TAE10X.. 87

2-2-اتیدیوم بروماید.. 87

2-3-رنگ بارگذاری.. 87

2-4-مراحل تهیه آگارز 8/0 و 5/1 درصد جهت تعیین کیفیت و تفکیک قطعات تکثیر شده.. 89

2-5-مراحل تعیین کیفیت DNAژنومی استخراج شده.. 90

منابع.. 91

 

فهرست جدول­ها

صفحه

عنوان

 

جدول 3-1- نمونه های مورد استفاده در این تحقیق.. 40

جدول 3-2 آغازگرهای اختصاصی استفاده شده در این تحقیق   44

جدول 3-3- اجزا واکنش PCR.. 45

جدول 3-4 شرایط دمایی و زمانی مورد استفاده جهت انجام واکنش PCR   46

جدول 3-5-آنزیم های برشی مورد استفاده در این تحقیق   47

جدول 3-6- اجزای واکنش جهت اعمال آنزیمNdeI 48

جدول 3-7- اجزای واکنش جهت اعمال آنزیمSwaI 50

جدول 3-8- اجزای واکنش جهت اعمال آنزیمBstNI 51

جدول 3-9- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل اجرای آزمایش مزرعه   56

جدول 4-1- مقادیر فاصله ژنتیکی و همسانی ژنتیکی(بالای قطر) محاسبه شده از طریق شاخص         تصحیح شده Nei بین 3 گروه زودرس- میانه و دیررس جمعیت جوهای زراعی و وحشی

…. 62

جدول 4-2- میزان آلل های چند شکل در بین گروه های زودرس – میانه- دیررس جمعیت های جو زراعی و وحشی.. 63

جدول 4-3- شاخص های ژنتیکی در گروهای زودرس- میانه و دیررس جمعیت جوهای زراعی و وحشی با استفاده از نرم افزار GenAlEx 6.41. 64

جدول 4-4- تجزیه واریانس مولکولی حاصل از سیستم نشانگرهای اختصاصی   65

جدول 4-5- تجزیه همبستگی نشانگرهای اختصاصی با صفت روز تا گلدهی در شرایط گلخانه.. 67

فهرست جدول­ها

صفحه

عنوان

 

جدول 4-6- تجزیه همبستگی نشانگرهای اختصاصی با صفت روز تا گلدهی در شرایط مزرعه.. 68

جدول 4-7- خلاصه نتایج رگرسیون گام به گام روز تا گلدهی با نشانگرهای اختصاصی.. 69

جدول 4-8- تجزیه واریانس صفت روز تا گلدهی با نشانگرهای اختصاصیدر شرایط گلخانه.. 71

جدول 4-9 تجزیه واریانس ساده صفات مورفولوژی.. 73

جدول 4-10-تجزیه واریانس ساده صفات عملکرد و اجزای عملکرد   73

جدول 4-11- تجزیه به مولفه های اصلی  برای صفات اندازه گیری شده در گلخانه.. 76

جدول 4-12-ضرایب همبستگی صفات اندازه گیری شده در جمعیت مورد مطالعه.. 79

جدول 4-13- تجزیه علیت صفات مورد اندازه گیری در شرایط گلخانه   81

جدول 1- اجزای تشکیل دهنده بافر استخراجCTAB.. 86

جدول 2- مواد لازم جهت تهیه رنگ بارگذاری.. 89

فهرست شکل­ها

 

صفحه

عنوان

 

شکل 2-1- مکانیسم گلدهی در گیاه Arabidopsis thaliana.. 20

شکل 2-2- مکانیسم گلدهی در گیاه جو.. 23

شکل 3-1-تصاویر مربوط به کشت گلخانه ای.. 55

شکل 3-2- تصاویر مربوط به کشت مزرعه ای.. 57

شکل 4-1- DNA ژنومی برخی از نمونه ها روی ژل آگارز 1 درصد   60

شکل 4-2- الگوی باندی برخی نمونه ها با استفاده از آغازگر اختصاصیFT4. 60

شکل 4-3- الگوی باندی برخی نمونه ها با استفاده از آغازگر اختصاصیPpd-H1. 60

شکل 4-4- الگوی باندی برخی نمونه ها با استفاده از آنزیم برشی NdeI 61

شکل 4-5- الگوی باندی برخی نمونه ها با استفاده از آنزیم برشیNdeI 61

شکل 4-6- نمودار درصد واریانس ژنتیکی با استفاده از نرم افزار GenAlEx 6.41. 65

شکل4-7- دندوگرام حاصل از اطلاعات مولکولی بدست آمده از 4 آغازگر اختصاصی.. 66

شکل4-8- نمودار اسکری پلات حاصل از تجزیه به مولفه های اصلی صفات مورد مطالعه.. 75

شکل 4-9- دندوگرام حاصل از صفات فنوتیپی اندازه گیری شده در شرایط گلخانه.. 77

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo