كاربرد نشانگرهاي مولكولي DNA در به‌نژادي گياهان

Application of DNA Molecular Markers in Plant Breeding (Review article)

به‌نژادي با هدف بهبود كمي و كيفي گياهان، طيف گسترده‌اي از روش‌ها و فنون را به كار گرفته است. نشانگرهاي ملكولي از ابزارهايي هستند كه چشم‌انداز جديدي را براي پيشرفت‌هاي به‌نژادي گياهان فراهم كرده‌‌اند. اين مقاله مزايا و كاربردهاي متنوع نشانگرهاي مولكولي و بهره‌گيري از توان بالاي پلي‌مورفيسم طبيعي موجود در داخل جوامع در تلفيق با توانمندي‌هاي روش‌هاي به‌نژادي گياهي مرسوم را مرور كرده است. نشانگرهاي مولكولي از عوامل محيطي تأثيرپذيري ندارند و فراواني بالاي آنها از نظر تعداد و تنوع بالاي ساختاري آنها به عنوان بخشي از مزاياي نشانگرها در تشخيص هويت، تعيين تنوع ژنتيكي گونه‌ها و بررسي روابط خويشاوندي گياهان به شمار مي‌رود. نشانگرها در كشف اطلاعات بيشتر در مورد حفظ كلكسيون‌هاي ذخاير ژنتيكي گياهي، تشخيص واريته‌ها، مكان‌يابي و تعيين تعداد ژن‌هاي كنترل‌كننده صفات كمك مي‌كنند. توالي‌يابي ژنوم، تهيه نقشه‌هاي فيزيكي و ژنتيكي، انگشت‌نگاري‌هاي ژنومي و به‌نژادي گياهان به عنوان برخي از ديگر كاربردهاي اين ابزار در به‌نژادي گياهي مي‌باشد. كارايي بالاي انتخاب به كمك نشانگر در انتخاب ژنوتيپ‌ها به عنوان والد تلاقي و انتخاب به كمك نشانگر در برنامه‌هاي به‌نژادي و انتخاب ژنومي تأكيد شده است. فناوري‌هاي جديد فرصت‌هاي خوبي را براي يافتن الگوهاي تنوع ژنتيكي براي پيشبرد برنامه‌هاي به‌نژادي ايجاد كرده‌اند. امروزه با توسعه سريع فناوري توالي‌يابي‌هاي نسل جديد، توالي‌يابي ژنومي و روش‌هاي با كارايي بالا براي نشانگرها، ايجاد نشانگرهاي جديد مانند EST-SSR از Simple Sequence Repeats (SSR) و Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) را آسان كرده است. اين نشانگرها مي‌توانند با موفقيت در شتاب‌بخشي به تحقيقات و برنامه‌هاي به‌نژادي گياهان زراعي به‌كار گرفته شوند

Plant Breeding has utilized a wide range of techniques and methods to improve the quality and quantity of plants. The molecular markers are the tools that have provided a new perspective for plant breeding advancements. This article has reviewed the various advantages and uses of molecular markers and the utilization of the high potential of natural polymorphisms within communities, combined with the abilities of conventional plant breeding methods. The marker attributes are not subject to environmental influence and their high frequency of these markers in their number, high structural diversity are as part of their benefits in identifying identities, determining the genetic diversity of species and studying relationship between populations. They may aid in discovering more information about protecting and maintaining genetic stock collections, identifying varieties, determining genes with chromosomal location and the number of genes controlling traits. Genome sequencing, the preparation of physical and genetic maps, genomic fingerprinting of plants are some of the other applications of this tool in plant breeding. The high efficiency of selection with the help of markers in selection of genotypes has been emphasized as the parent of crosses and selection with the help of a marker in breeding programs and genomic selection. New technologies offers new opportunities to shape genetic variation in the improvement of specific plant breeding programs. Nowadays development of next-generation sequencing technology, genome sequencing and high throughput approaches for markers have facilitated EST-derived simple sequence repeat (EST-SSR) marker development as well as single nucleotide polymorphism (SNP) marker. These markers can be successfully employed in accelerating research and plant breeding programs.