بررسي تنوع ژنتيكي، ساختار جمعيت و الگوي عدم تعادل لينكاژي در ژنوتيپ هاي گندم دوروم (Triticum durum Desf.) با استفاده از نشانگرهاي اس. ان. پي

Genetic Variation, Population Structure and Linkage Disequilibrium in Durum Wheat (Triticum durum Desf.) Genotypes using SNP Markers

اين پژوهش به منظور بررسي تنوع ژنتيكي، ساختار جمعيت و الگوي عدم تعادل لينكاژي در ژنوتيپ هاي گندم دوروم (Triticum durum Desf.) با استفاده از نشانگرهاي اس. ان. پي انجام گرديد. بدين منظور از 144 ژنوتيپ گندم دوروم عمدتا با منشاء ايراني استفاده شد كه از نقاط مختلف ايران جمع آوري شده بودند. كل جمعيت مورد بررسي با آرايه 15K اس. ان. پي گندم تعيين ژنوتيپ شد. ميانگين آماره ژنتيكي محتواي اطلاعات چندشكلي هر نشانگر در كل جمعيت (0/26) بود و حداقل و حداكثر آن به ترتيب (0/08) و (0/37) برآورد شد. نتايج ضرايب خويشاوندي نسبي بين جفت ژنوتيپ ها نشان داد كه 58/85 درصد از ضرايب خويشاوندي بين جفت ژنوتيپ ها صفر بود و تنها حدود يك درصد از ضرايب داراي مقادير بيش از 0/5 بودند. بنابراين مشخص شد كه خويشاوندي بسيار كمي در ژنوتيپ هاي مورد مطالعه وجود دارد. بررسي روابط ژنتيكي بين ژنوتيپ هاي گندم دوروم با استفاده از روش تجزيه به مختصات اصلي نشان داد كه نسبت واريانس ژنوتيپي تبيين شده به وسيله اولين دو مختصات اصلي به ترتيب 16/35 و 7/52 درصد است. شش زيرجمعيت در مجموعه ژنوتيپ هاي گندم دوروم با استفاده از برنامه STRUCTURE شناسايي شد و گروه بندي به دست آمده با تجزيه مختصات اصلي را تاييد كرد. اين زيرگروه ها تقريبا بر اساس منشاء جغرافيايي از هم تفكيك شدند. اطلاعات حاصل از اين تحقيق نشان داد كه نشانگرهاي اس. ان. پي ابزار بسيار توانمندي براي ارزيابي تنوع ژنتيكي و ساختار جمعيت ژنوتيپ هاي گندم هستند و مي توانند در انتخاب ژنوتيپ ها به عنوان والد تلاقي و گزينش به كمك نشانگر در برنامه هاي به نژادي مورد استفاده قرار گيرند.

Genetic variation, population structure and linkage disequilibrium in 144 durum wheat genotypes, mainly belonged to different geographic regions of Iran, has been studied in this research. Genotyping of population carried out by Illumina Infinium 15K array, consisting of 13006 SNP markers. Polymorphism information content (PIC) ranged from 0.08 to 0.37, with a mean value of 0.26. Pairwise kinship coefficients among genotypes showed that 58.85% of the values were zero and only about one percent of the coefficients were larger than 0.5, indicating that there was a poor relatedness among the genotypes. We identified six main subgroups within the population inferred by STRUCTURE analysis. The subgroups were somewhat separated based on geographical origins. Principal coordinates analysis (PCoA) indicated that the first two principal coordinates explained 16.35 and 7.52% of the total genetic variance among the genotypes, respectively. The results of this research indicated that SNP markers are efficient tools for genetic variation characterization, and population structure studies of wheat genotypes and can be used in selection of genotypes as crossing parents and marker-assisted selection in breeding programs.