بررسي تنوع آللي ژن هاي رمزكننده گلوتنين با وزن مولكولي پايين (LMW-GS) در بين برخي از ارقام گندم نان

Study of Allelic Diversity of Genes Encoding Low Molecular Weight Glutenin Subunit (LMW-GS) In Some Bread Wheat Cultivars

تعداد 15 رقم گندم نان با كيفيت نانوايي خوب، متوسط و ضعيف به منظور بررسي تنوع آللي زير واحدهاي گلوتنين با وزن مولكولي پايين (LMW-GS) با استفاده از چهار جفت آغازگر انتخاب شدند. آغازگرها با در نظر گرفتن ساختار زير واحدهاي گلوتنين با وزن مولكولي پايين و از دو سوي توالي ­هاي تكراري و حفاظت شده در اين بخش طراحي و سنتز شدند تا بتوان افزايش يا كاهش طول واحدهاي تكراري و نقش آنها را در صفت كيفيت نانوايي مورد بررسي قرار داد. در مورد تمامي آغازگرها الگوي باندي براي واحدهاي قابل تكثير مورد نظر به صورت صفر (عدم وجود نوار) و يك (وجود نوار) امتيازدهي شدند. آغازگر 15 /2A توانست ارقام دز، فلات و شيرودي را به­ عنوان ارقامي با كيفيت نانوايي ضعيف از ديگر ژنوتيپ­ ها تفكيك كند. آغازگر 15 /7A ارقام سيروان و گلستان، آغازگر 22 /7D رقم نيك­نژاد و آغازگر 25 /5B ارقام سيروان و مرواريد را از نظر كيفيت نانوايي از ديگر ارقام متمايز كرد. همچنين با استفاده از نرم افزار PopGene 1.31 متوسط تعداد آلل مشاهده شده ومتوسط تعداد آلل‌هاي موثر بترتيب 2 و 23/1 و شاخص تنوع ژني نئي برابر با 18/0و شاخص اطلاعات شانون برابر با 32/0 محاسبه گرديد. براي تعيين قدرت تمايز هر نشانگر، ميزان اطلاعات چند شكلي (PIC) براي هر آغازگر محاسبه شد كه نشان داد كه در بين آغازگرهاي طراحي شده آغازگر 15 /2A از بالاترين قدرت تمايز بين ژنويپ‌هاي مورد بررسي را دارا بود. آناليز نتايج ژل‌هاي پلي‌آكريل‌آميد با استفاده از نرم ­افزار NTSYS-pc 2.2 و گروهبندي با استفاده از روش تجزيه خوشه‌اي بر اساس ضريب جاكارد و روش UPGMA نتايج ماتريس تشابه را تاييد و ارقام را در پنج گروه قرار داد بطوريكه تا حدودي توانست ارقام مورد ارزيابي را از نظر صفت كيفيت نانوايي از يكديگر تفكيك كند. پژوهش حاضر نشان داد كه طول ناحيه تكراري در ساختار LMW-GSها در كنار فاكتورهايي نظير تعداد اسيد آمينه‌هاي سيستئين موجود در اين پروتئين‌ها، عدد كيفي فارينوگراف و ساير شاخص­ هاي رئولوژيكي مي­تواند ديدگاهي كلي را در مورد صفت كيفيت نانوايي فراهم ‌كند.

In order to study on allelic diversity of low-molecular-weight glutenin subunit (LMW-GS) 15 bread wheat cultivars with good, average and poor baking qualities were selected using four primers. The increase and reduce of repetitive units’ length were examined through designing and synthesizing of primers based on the glutenin subunits structure with low molecular weight and both sides of repetitive sequences. For all primers, the banding patterns of reproducible units were scored based on 0 and 1. Primer 15/2A differentiated Dez, Falat and Shirudi as poor quality cultivars. The cultivars of Sirvan and Golestan by primer 15/7A, Niknezhad by 22/7D and Sirvan and Morvarid by 25/5B were differentiated for baking quality. Using PopGene 1.31 software, the average number of observed and effective allells, Nei gene variation index and Shannon information index was calculated as 2, 1.23, 0.18 and 0.32, respectively. Further, in order to determine the differentiation power of the primers, polymorphic information content (PIC) were calculated for each primer and primer 15/2A showed the highest PIC. Using the results of akrylamide gel and cluster analysis by NTSYS-pc 2.2 software based on Jaccard coefficient and UPGMA method, the similarity matrix results was confirmed and the cultivars were classified in 5 clusters related to baking quality trait. Present study revealed that repetitive unit length in LMW-GS as well as the factors such as the cysteine amino acids number of this proteins, Pharinograf quality number and other reologic indexes can provide general insights related to backing quality trait.