Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Arzani,Mohammad Mehdi Majedi,Mehdi Rahim malek
احمد ارزانی (استاد راهنما) محمد مهدی مجیدی (استاد راهنما) مهدی رحیم ملک (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mansour Nikbakht
منصور نیکبخت بروجنی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Evaluation of genetic diversity of Bromus donthoniae using microsatellite markers
Bromus danthoniae is a rangeland grass with growth potential in mountainous slopes and harsh desert climates. In this respect, it is known as a tolerant plant which is suitable for desert areas and even saline areas. However, the genetic diversity in Iranian samples of this species has not been studied using molecular markers yet. The present study was performed with the aim "to evaluate the genetic diversity of B. danthoniae genotypes collected from saline and non-saline regions of the west of Iran using microsatellite markers. The plant material used in this study included 79 genotypes of B. danthoniae , which were collected from western and northwestern regions of Iran. The genetic diversity of the genotypes was evaluated using 12 polymorphic EST-SSR and SSR markers. First, each of the primers was tested through polymerase chain reaction by the DNA of some geographically distinct genotypes, and then the polymorphic marker was applied on all genotypes, if there was any polymorphism. The results showed that Xtxp-12 and Xcfd9 primers were more successful than other primers in explaining the genetic distance of the genotypes used in this study. The average Polymorphism Information Content (PIC) generated by primers used in this study was 0.472, which produced moderate polymorphism among the genotypes. Based on the clustering diagram performed, based on the data obtained from the EST-SSR and SSR markers, eight groups were obtained, which had a fairly good agreement with principal coordinates analysis (PCoA) results. Based on similarity matrix of genotypes, two genotypes NAG6-C and NAG2-C with the similarity coefficient of 84% had the most and two URM11-D and ILA1-G genotypes with the similarity coefficient of 17% had the least similarity. In the resulting classifications, there was an incomplete correlation between genetic diversity and geographical diversity. The results obtained from the principal coordinates analysis for both EST-SSR and SSR markers showed that the first five components totally justify 58.28% of the total variation. In the EST-SSR and SSR markers, the Fst value was 0.0535, indicating a moderate difference between the studied groups. The results of molecular variance analysis showed that 5.36% of the total variation has been allocated among the geographical groups and 94.64% of them has belonged within the groups. The results of genetic distances and similarity coefficients in the EST-SSR and SSR markers showed that the highest similarities were between West Azarbaijan genotypes -15 km from Urmia (E) and West Azarbaijan-Mahabad road-Naghadeh (0.95) (C) and the lowest belonged to genotypes of West Azarbaijan-Mahabad Road-Naghadeh (C) and Marivan-Iran-Iraq border (0.72) (O). In the resulting classifications, the studied genotypes that belong to a geographical area did not include in one group and grouped along with genotypes from other geographical region. The reasons that can put forward to explain are the migration of seeds by animals, birds and environmental factors. The high genetic diversity identified among and within the geographical groups and Bromus danthoniae genotypes indicate the rich germplasm of Bromus genotypes in Iran. This rich genetic resources that adapted to stressful environments, especially salinity, drought and heat, can be used to improve economically important relative crops such as wheat and barley through molecular breeding. Keywords : molecular marker, genetic variation, polymorphism, genetic distance, pure line
گونه Bromus danthoniae گراس مرتعی با قابلیت رشد در دامنه های خشک کوهستانی و اقلیم های خشن بیابان است. به همین لحاظ از آن بعنوان گیاه دشوارپسند ویژه مناطق بیابانی و حتی مناطق شور یاد شده است، با این وجود تاکنون مطالعه تنوع ژنتیکی نمونه های ایرانی این گونه از نظر نشانگرهای مولکولی انجام نگرفته است. مطالعه حاضر با هدف" ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های B . danthoniae جمع آوری شده از مناطق جغرافیایی شور و معمول غرب کشور با استفاده از نشانگرهای مولکولی ریزماهواره اجرا شد. مواد گیاهی مورد استفاده در این مطالعه شامل 79 ژنوتیپ خالص B. danthoniae بود که از مناطق غرب و شمال غرب ایران جمع آوری شده بود. تنوع ژنتیکی موجود در ژنوتیپ ها با استفاده از 12 نشانگر چندشکل EST-SSR و SSR بررسی شدند. ابتدا هرکدام از آغازگرها از طریق واکنش زنجیره ای پلی مراز با DNAی تعدادی از ژنوتیپ های متنوع از لحاظ جغرافیایی مورد آزمون قرار گرفته و در صورت وجود چندشکلی، بر روی همه ژنوتیپ ها بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که آغازگرهای Xtxp-12 و Xcfd9 موفق تر از سایر آغازگرها در تبیین فاصله ژنتیکی ژنوتیپ های مورد استفاده در این تحقیق بودند. متوسط محتوای اطلاعات چندشکل (PIC) ایجاد شده توسط آغازگرهای مورد استفاده در این تحقیق 472/0 بود که میزان چندشکلی متوسطی را در میان ژنوتیپ ها ایجاد کرده‌اند. براساس نمودار خوشه بندی انجام شده با نرم‌افزار NTSYS pc 2.02 با رویه Neighbour-Joining، براساس داده های حاصل از نشانگر EST-SSR وSSR با توجه به حداکثر فاصله بین گروه ها (شاخه های اصلی) و عدم وجود اثر زنجیره ای در آن بازه، تعداد هشت گروه تشکیل شد که با نتایج تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) هماهنگی نسبتا خوبی داشت. براساس ماتریس تشابه ژنوتیپ‌ها، دو ژنوتیپ NAG2-C و NAG6-C با ضریب تشابه 84 % بیشترین و دو ژنوتیپ URM11-D و ILA1-G با ضریب تشابه 17 % کمترین شباهت را داشتند. در گروه‌بندی های حاصل، تطابق ناقصی بین تنوع ژنتیکی و تنوع جغرافیایی یافت شد. نتایج به دست آمده از تجزیه به مختصات اصلی برای هردو نشانگر EST-SSR وSSR نشان داد که پنج مؤلفه اول در مجموع 28/58 درصد کل تغییرات را توجیه نمودند. در نشانگرهای EST-SSR وSSR میزان Fst برابر با 0535/0 بود که نشان دهنده تفاوت متوسطی بین گروه های مورد مطالعه بوده است. نتایج تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که36/5 درصد از تنوع کل به بین گروه های جغرافیایی و 64/94 درصد آن به درون گروه ها اختصاص داشته است. نتایج حاصله از فواصل ژنتیکی و ضرایب تشابه در نشانگر EST-SSR وSSR نشان داد که بیشترین شباهت بین ژنوتیپ های آذربایجان غربی-15کیلومتری ارومیه (E) و آذربایجان غربی-جاده مهاباد-سه راه نقده (95/0)(C) و کم‌ترین آن بین ژنوتیپ های آذربایجان غربی-جاده مهاباد-سه راه نقده(C) و مریوان-مرز ایران و عراق (72/0)(O) بود. در گروه‌بندی های حاصل، ژنوتیپ های مورد مطالعه مربوط به یک منطقه جغرافیایی در یک گروه قرار نگرفتند و بعضاً با ژنوتیپ هایی هم گروه شدند که متعلق به منطقه جغرافیایی دیگر بودند. از جمله دلایل این امر می‌توان به مهاجرت بذرهای این گیاه توسط جانوران، پرندگان و عوامل محیطی اشاره کرد. تنوع ژنتیکی بالای شناسایی شده بین و درون گروه های جغرافیایی و ژنوتیپ های Bromus danthoniae نشان دهنده ژنوم غنی ژنوتیپ های بروموس در ایران است. از این منبع ژنتیکی غنی که سازگاری با محیط های تنش دار به ویژه شوری، خشکی و گرما دارد می توان در راستای اصلاح مولکولی گیاهان خویشاوند زراعی با اهمیت اقتصادی بالا نظیر گندم و جو، استفاده کرد. کلمات کلیدی : نشانگر مولکولی، تنوع ژنتیکی، چند شکلی، فاصله ژنتیکی، لاین خالص

ارتقاء امنیت وب با وف بومی