تفکیک ژنتیکی لاین های جدید و امید بخش چقندرقند در واکنش به نماتد سیستی Heterodera schachtii
XML
نویسندگان
1اصفهان خیابان میرزا طاهر کوچه شهیر بهشتی (30) کوچه مادی نسیم ساختمان رامیلا طبقه دوم واحد 4
2مرکز تحقیقات جهاد کشاورزی اصفهان
3دانشگاه پیام نور
چکیده
چغندرقند (Beta vulgaris L.)، یکی از محصولات استراتژیک است که از عوامل محدود کننده رشد این گیاه، نماتد سیست چغندرقند (Heterodera schachtii Schmidt) می‏باشد. یکی از روش‌های مبارزه با این بیماری، استفاده از ارقام است. این مطالعه به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی 30 ژنوتیپ چغندرقند مقاوم و حساس به نماتد سیستی، با استفاده از نشانگر مولکولی SSR انجام گردید. لاین چغندر موجود در مرکز تحقیقات کشاورزی اصفهان (دریافتی از موسسه تحقیقات چغندر قند کشور) مورد استفاده قرار گرفت که از لحاظ اصلاحی، به 5 شکل تلاقی برادر و خواهر ناتنی، هیبرید، گرده افشان، تلاقی برادر و خواهر تنی و واریته تجاری انتخاب شده بودند. پس از کشت بذور در گلخانه و گذشت حدود یک ماه، از برگ‌های تازه و جوان جهت استخراج DNA استفاده شد. استخراج DNA بر اساس روش تغییر یافته روش استخراج CTAB انجام شد و کمیت و کیفیت DNA استخراج شده با دو روش اسپکتروفتومتری و الکتروفورز ژل آگارز تعیین گردید. تکثیر قطعات ژنومی با استفاده از 7 جفت آغازگر اختصاصی SSR انجام شد. سپس، ماتریس داده‌ها حاصله روی 69 نمونه بر اساس نرم افزار Power marker v 3.25 و NTSYS ver 2.02 رتبه بندی شد برای ضرایب تشابه جاکارد و تطابق ساده و دایس بر اساس سه روش خوشه بندیUPGMA ، UPGMC و COMPLETE انجام گردید. همچنین، با استفاده از تجزیه خوشه‌ای و دندروگرام بدست آمده، ماتریس ضرایب کوفنتیک برآورد شد. سپس با نرم‌افزار NTSYS همبستگی بین این ماتریس و ماتریس تشابه اولیه محاسبه گردید. تجزیه و تحلیل داده‌ها برای گروه‌بندی توده‌ها با استفاده از ضریب تشابه جاکارد و الگوریتم UPGMA انجام گرفت. تجزیه مولفه‌های اصلی با استفاده از نرم‌افزار NTSYS به منظور بررسی نحوه پراکنش نشانگرها در سطح ژن گیاه انجام شد. در مجموع، 91 نوار چندشکل تولید شد که 59 درصد از کل 155 نوار تولیدی را شامل گردید. متوسط تعداد باند چندشکل، به ازای هر جفت آغازگر 13 نوار و به ازای هر ژنوتیپ 03/3 برآورد گردید. جفت آغازگرهای UDA015 و UDA013 بیشترین محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) و شاخص نشانگر (MI) را نشان دادند. میانگین PIC و MI برای کل آغازگرها 67/0 و 68/8 محاسبه شد. در گروه بندی کلاستر، لاینهای چغندرقند به چهار گروه تقسیم شد که بیشترین تشابه بین دو لاین شماره 45 و 51، هر دو از لاین های نسبتا حساس، با 91 درصد تشابه دیده شد که هر دو از تلاقی برادر خواهر ناتنی بدست آمده بودند. با توجه به نتایج، مشخص گردید که ژنوتیپ‏های چغندرقند از نظر ژنتیکی بر اساس طیف‏های مختلف مقاومت، حساسیت و متحمل بودن به بیماری نماتد سیستی در گروه‌های مجزا قرار گرفتند و همبستگی قابل توجهی را نشان دادند. نتایج این تحقیق مشخص نمود که نشانگر SSR یک نشانگر قابل اطمینان در آشکارسازی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های چغندرقند در سطح بالایی از چندشکلی است.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Genetic Diversity of Resistant and Susceptible Sugar Beet Genotypes to Cyst Nematode, Heterodera schachtii
Authors
Reza Naderi, Mehdi Nasre esfahani, Gholam reza Bakhshi khneki
Abstract
Sugar beet (Beta vulgaris L.) is one of the most important and strategic crops that one of it’s limiting growth factor is sugar beet cyst nematode, Heterodera schachtii Schmidt. One of the control measure to this disease, H. schachtii is the use of resistant cultivars. This study was performed to evaluate the genetic diversity of 30 resistant and susceptible sugar beet genotypes to cyst nematode using SSR molecular marker. Sugar beet line used were obtained from Isfahan Agricultural Research Center (received from the sugar beet research institute, Karaj, Iran), which are the output of the five forms of cross-breeding and hybrid, pollen breeding, cross-breeding, brothers and sisters, and selected commercial varieties. After sowing in a greenhouse, about a month, fresh and young leaves were collected for DNA extraction. DNA extraction was performed based on the modified CTAB extraction method, and the quantity and quality of DNA extracted were determined by spectrophotometric methods and agarose gel electrophoresis. Propagation of genomic fragments was performed using 7 pairs of SSR-specific primers. Then, the data matrix was evaluated on 69 samples based on Power marker v 3.25 and NTSYS ver 2.02 software, for Jaccard's similarity coefficients and simple matching and Dies based on UPGMA, UPGMC and COMPLETE clustering methods. Also, using the cluster analysis and dendrogram analysis, the matrix of cophenetic correlation coefficients was estimated. Then, with the NTSYS software, the correlation between this matrix and the initial similarity matrix was calculated. Data analysis was carried out to group the masses using Jaccard's similarity coefficient and UPGMA algorithm. The main components were analyzed using NTSYS software to investigate the distribution of markers at the plant gene level. In total, 91 polybags were produced, accounting for 59% of the total 155 bands produced. The average number of polygon bands was 13 bands for each pairs of initials and 3.03 for each genotype. The UDAo15 and UDA013 primer pairs revealed the highest polymorphic index content (PIC) and marker index (MI). Cluster analysis using NTSYS software, with UPGMA method and based on Jacard’s similarity matrix divided the genotypes into 4 major clusters. The dendrogram was consistent with the clustering result of Principal Component Analysis (PCoA). The highest genetic similarity of 91 percent was observed between the lines 45 and 51, that both were offspring of a half sib-family, half-brother half-sister crossing. The results suggested that SSR marker is a reliable tool for revealing high levels of polymorphism among the sugar beet genotypes.
Keywords
sugar beet, Beta vulgaris, genetic diversity, SSR marker, Polymorphism, UPGMA