مقايسه كارايي نشانگر RAPD و Modified RAPD در تعيين تنوع ژنتيكي و فيتوشيميايي بين جمعيت‌هاي مختلف گياه رازيانه (Foeniculum vulgar)

The Improvement of RAPD-PCR Molecular Marker Efficiency in Detection of Polymorphism in Fennel (Foeniculum vulgar) Using Restriction Enzymes

مقدمه: گياه دارويي رازيانه (Foeniculum vulgar) متعلق به خانواده چتريان است كه داراي كاربردهاي فراواني در صنايع دارويي و غذايي مي‌باشد. هدف: در اين مطالعه، تاثير هضم آنزيمي محصول RAPD - PCR به منظور افزايش كارايي نشانگر RAPD در ارزيابي تنوعات ژنومي مورد بررسي قرار گرفت. روش بررسي: پس از تكثير DNA ژنومي 15 جمعيت رازيانه با استفاده از 9 آغازگر RAPD، بخشي از محصول PCR توسط دو آنزيم برشي MseI و EcoRI مورد هضم قرار گرفت. سپس محصول PCR هضم شده و بدون هضم، با استفاده از الكتروفورز ژل آگارز تفكيك شد. براي تعيين كارآيي نشانگرها در تفكيك ژنوتيپ‌هاي مورد مطالعه، از معيار ميزان اطلاعات چند شكلي (PIC) و براي گروه‌بندي نمونه‌ها از تجزيه خوشه‌‌اي استفاده شد. همچنين درصد اسانس و اجزاي تشكيل‌دهنده آن در جمعيت‌هاي فوق با استفاده از دستگاه كروماتوگرافي گازي متصل به طيف‌سنج جرمي تعيين شد. نتايج: مقايسه الگوي باندي محصول PCR هضم شده و هضم نشده نشان داد كه استفاده از يك آنزيم چهاربازبر مانند MseI براي هضم قطعات حاصل از تكثير RAPD-PCR مي‌تواند تا حد قابل توجهي ميزان چندشكلي را نسبت به روش RAPD استاندارد افزايش دهد. همچنين تجزيه كلاستر بر اساس داده‌هاي حاصل از روش RAPD تغييريافته، جمعيت‌ها را به صورت مناسب‌تري گروه‌بندي نمود. نتيجه‌گيري: به عنوان يك نتيجه كلي، هضم آنزيمي مناسب محصول PCR مي‌تواند كارايي نشانگر مولكولي RAPD را تا حد قابل توجهي در بررسي تنوعات در سطح ژنوم بهبود بخشد. از سوي ديگر نتايج نشان داد كه ميان عملكرد اسانس و تنوع ژنتيكي موجود همبستگي وجود ندارد.

Background: Fennel (Foeniculum vulgar) is a medicinal plant species in the Apiaceae family with culinary and medicinal uses. Objective: This study was conducted to evaluate the effects of enzymatic digestion of PCR product in improvement of the efficiency of RAPD markers. Methods: Nine RAPD primers were used to amplify the genomic DNA of fifteen accessions of Fennel. Following amplification, a part of PCR products was digested with two restriction enzymes (EcoRI and MseI). Both of digested and undigested PCR products were separated on agarose gel electrophoresis. The accessions were grouped by cluster analysis and polymorphic information content index was calculated for each marker. Also percentage and component of essential oil were indicated by GC/MS analysis. Results: The comparison of banding patterns of digested and undigested PCR products revealed that digestion of RAPD-PCR product using a four base cutter enzyme such as Mse I shows a higher level of polymorphism as compared to standard RAPD. Cluster analysis based on data obtained by modified RAPD classified accessions more suitable as compared to standard RAPD data. There was no correlation between genetic diversity and metabolic yield. Conclusion: Restriction enzymes have enormous potential to improve the efficiency of RAPD markers in evaluation of genetic diversity across genome.