ارزيابي تنوع ژنتيكي و روابط بين صفات با استفاده از ويژگي‌هاي زراعي و نشانگرهاي مولكولي در ارقام جو

Evaluation of genetic diversity of barley (Hordeum vulgare L.) cultivars and relationship among traits using agronomic characteristics and molecular markers

در اين تحقيق تنوع ژنتيكي 24 رقم جو با استفاده از صفات زراعي، مورفولوژيكي و مولكولي مورد مطالعه قرار گرفت. سيزده صفت زراعي و مورفولوژيك در سال زراعي 89-1388 در مزرعه تحقيقاتي دانشكده كشاورزي دانشگاه تهران مورد ارزيابي قرار گرفتند. بررسي تنوع ژنتيكي ومولكولي بين ارقام با استفاده از 10 جفت آغازگر SSR صورت گرفت. نتايج تجزيه واريانس صفات كمّي نشان داد كه بين همه ارقام از نظر كليه صفات، تفاوت معني داري وجود داشت كه نشان دهنده تنوع ژنتيكي بالا براي صفات مورد بررسي در بين ژنوتيپ‌ها بود. عملكرد دانه همبستگي مثبت و معني داري با صفات تعداد گره در ساقه، ارتفاع بوته، وزن هزار دانه و تعداد پنجه در بوته داشت. تجزيه به مولفه هاي اصلي‏‎،13 متغير اوليه را در قالب چهار مولفه اصلي گروهبندي نمود كه در مجموع 92/75 درصد از تغييرات كل را توجيه نمودند. براساس صفات كمّي ارقام جو به سه گروه تقسيم شدند. ارقام گروه اول مربوط به مناطق گرمسيري و ارقام گروه دوم مربوط به مناطق سردسير كشور بودند. اگرچه برخي از ارقام با عادت رشدي مشابه در كنار هم قرار گرفتند، ولي گروه بندي ارقام نتوانست آنها را از نظر عادت رشد از يكديگر تفكيك نمايد. تنوع مولكولي ارقام با استفاده از پارامترهاي محتواي اطلاعات چند شكلي، تعداد آلل موثر و شاخص شانون اندازه گيري شد و ميانگين 3/43 نوار SSR به دست آمدكه از اين ميان 4/31 نوار چند شكل بودند. متوسط تعداد نوار‌هاي چند شكلي از 9/1 تا 0/4 براي هر آغازگر متغير بود. بيشترين نوار چند شكل مربوط به آغازگر Bmac0040 با 0/4 نوار و كمترين آن مربوط به آغازگرBmag0013 با 9/1 نوار بود. متوسط بيشترين نوار (8/4) مربوط به ارقام جنوب و گوهر جو و كمترين نوار (8/3) مربوط به رقم ريحان03 بود. رقم گوهر جو با 81 درصد چند شكلي در مجموع نوارهاي مشاهده شده داراي بيشترين تنوع و رقم فجر30 با 54 درصد چند شكلي كمترين تنوع را داشتند. بر اساس شاخص شانون، تعداد آلل موثر و ميزان اطلاعات چند شكلي تنوع ژنتيكي در ارقام بينابين بيشتر از ارقام بهاره بود. گروه بندي داده هاي مورفولوژيكي با داده هاي مولكولي مطابقت نداشتند. اين موضوع نشان مي‌دهد كه نشانگرهاي SSR مورد استفاده ارتباط ژنتيكي و پيوستگي با مكان‌هاي كنترل كننده صفات مورفولوژيكي مورد مطالعه نداشتند. با توجه به اينكه نشانگرهاي SSR عمدتاً در نواحي غير كد كننده ژنوم قرار دارند، عدم ارتباط بين گروه بندي داده‌هاي مولكولي با داده‌هاي مورفولوژيكي دوراز انتظار نيست.

Twenty four barley varieties were evaluated for their genetic diversity using thirteen agronomic and morphological traits as well as ten SSR primers. Analysis of variance showed significant differences among cultivars for all traits, indicating a high genetic diversity. Grain yield had a positive and significant correlation with number of nodes per plant, plant height, 1000 grain weight, grainfilling durationand tiller number per plant. Principal component analysis categorized 13 primarily variables into 4 new variables (four principal components) representing 75.92% of total variations. All varieties were divided into three clusters based on their quantitative traits. In group 1, most varieties were from warm regions however, many varieties in group 2 had come from cold areas. Although some varieties with similar growth habitswere categorized in one cluster, they were not separated based on their growth habitby clustering. Molecular genetic diversity was performed using PIC (Polymorphic Index Content), number of effective alleles and Shannon Index. Totally 43.28 average bands were scored of which 31.42 bands were polymorphic. Average number of polymorphic bands varied from 1.96 to 4.00 per primer. The highest polymorphic bands were related to Bmac0040 primer with an average of 4.00 bands and the lowest in Bmag0013 primer with 1.96 bands. The highest bands were observed for Jonoob and Goharjo varieties with 4.8 and the lowest one for Reyhan 03 cultivar with 3.8 bands. The highest and the lowest polymorphic varieties were Goharjo with 81% and Fajr 30 with 54% bands, respectively. Based on Shannon Index, PIC and effective allele number, there was more genetic diversity among facultative varieties over spring varieties. There was no relationship between morphological and molecular clustering which impliesthat there is no linkage between used SSRs and studiedmorphological loci. Since SSRs are located in non-coding regions, lack of relationship between morphological and molecular clustering is not unexpected.