مطالعه تنوع ژنتيكي توده‌هاي بومي آفتابگردان‌ آجيلي (Helianthus annuus L.) ايران با استفاده از نشانگر‌هاي رتروترنسپوزوني IRAP

Assessment of genetic diversity in Iranian confectionary sunflower (Helianthus annuus L.) populations using retrotransposon based IRAP markers

وجود تنوع ژنتيكي براي بدست آوردن ارقام با عملكرد بالا، كيفيت بهتر، تحمل بيشتر به تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي و مقاومت بيشتر به آفات و بيماري‌ها، براي به‌نژادگران ضروري است. رتروترنسپوزون‌ها فراوان‌ترين و رايج‌ترين عناصر جابه‌جا شونده در ژنوم يوكاريوت‌ها به‌ويژه ژنوم گياهان مي‌باشند. توزيع گسترده رتروترنسپوزون‌ها در ژنوم گياهان استفاده از آن‌ها را به‌ عنوان نشانگر‌هاي مولكولي براي بررسي تنوع ژنتيكي ايده‌آل ساخته است. در اين مطالعه فعاليت رتروترنسپوزون‌ها و همچنين تنوع ژنتيكي در 10 توده بومي آفتابگردان‌ آجيلي با استفاده از نشانگرهاي IRAP (Inter-retrotransposon amplified polymorphism) يررسي شد. از 25 آغازگر و تركيب آغازگري IRAP، 11 آغازگر قادر به توليد الگوي باندي چند شكل با وضوح بالا بودند. 11 آغازگر IRAP، 116 مكان را تكثير كردند كه از اين تعداد 110 مكان چند شكل بود. حداقل تشابه ژنتيكي ني (74/0) بين توده‌هاي همدان و مشهد، و حداكثر تشابه (88/0) بين توده‌هاي مرند و اصفهان مشاهده شد. تجزيه كلاستر با استفاده از آلگوريتم UPGMA، 10 توده بومي آفتابگردان آجيلي را در 3 گروه اصلي قرار داد. تجزيه واريانس مولكولي نشان داد تنوع درون توده ها بيشتر از تنوع بين تودها مي باشد. بنابراين در برنامه هاي به نژادي آفتابگردان آجيلي، مي توان انتخاب را درون توده ها انجام داد. نتايج حاصل از واكنش زنجيره اي پلي مراز با نشانگرهاي IRAP نشان داد كه رتروترنسپوزون‌هاي مطالعه شده در ژنوم آفتابگردان فعال هستند و به صورت سر‌به‌سر، سر‌به‌دم و دم‌به‌دم در ژنوم ادغام شده‌اند. نتايج حاصل از مطالعه حاضر نشان مي دهد كه نشانگر‌هاي مبتني بر رتروترنسپوزون ها ابزاري مفيد براي مطالعات ژنوميكس در آفتابگردان مي‌باشند.

Genetic diversity is necessary for plant breeders to obtain new cultivars either with high yield, better quality, more adapted to abiotic stress or more resistant to pest and pathogens. Retrotransposons are current component of plant genomes. Ubiquitous, activity and abundant of retrotransposons thorough the plant genome, make them useful molecular marker. We used inter-retrotransposon amplified polymorphism (IRAP) markers to assess genomic diversity levels and survey the activity of LTR retrotransposon elements in 10 confectionary sunflower populations. Out of 25 single and combined IRAP primers, 11 primers produced scorable and polymorphic banding patterns. A total of 116 loci were amplified by using 11 IRAP primers on confectionary populations. 110 loci out of 116 were polymorphic. The lowest (0.74) and highest (0.88) Nei genetic similarity was observed between Hamedan and Mashhad and Marand and Esfahan populations, respectively. Cluster analysis based on UPGMA algorithm grouped the studied populations in 3 main classes. Analysis of molecular variance revealed that the high part of total variation was due to within populations. So it will be better to do selection within populations in breeding programs. The results showed that retrotransposons are active in sunflower genome and they are inserted in sunflower genome as head-to-head, head-to-tail and tail-to-tail orientations. Our results showed that retrotransposon-based molecular markers can be used as a valuable tool for genomic assessment in sunflower.