بررسي ساختار جمعيت و تنوع ژنتيكي ژنوتيپ‌هاي جو با استفاده از نشانگرهاي مولكولي AFLP

Investigation of population structure and genetic diversity of barley genotypes using AFLP molecular markers

كاهش تنوع ژنتيكي موجب آسيب‌پذيري شديد محصولات زراعي در برابر تنش‌هاي محيطي، آفات و بيماري‌ها و در نتيجه كاهش عملكرد مي‌شود. در اين آزمايش تنوع ژنتيكي 77 ژنوتيپ جو با استفاده از هفت جفت آغازگر AFLP بررسي شد. در مجموع 245 نوار ايجاد شد كه از بين آنها 227 نوار چندشكل بودند و ميانگين تعداد نوارهاي چندشكل، 42/32 نوار در هر نشانگر بود. ميانگين درصد چندشكلي و محتواي اطلاعات چندشكل نيز به ترتيب 37/92 درصد و 43/0 بود. بررسي كلي آماره‌هاي تنوع ژنتيكي از جمله تعداد آلل موثر، تنوع ژني ني و شاخص شانون نشان داد كه از بين هفت تركيب آغازگري، سه تركيب E90-M160 ، E100-M160 و E100-M150 نسبت به ساير تركيب ها مقادير بالاتري را به خود اختصاص دادند و در حقيقت در تمايز ژنوتيپ‌ها نقش بارزتري ايفا نمودند و از اين رو، اين تركيب ها براي مطالعات بعدي روي جو با استفاده از نشانگرهاي AFLP پيشنهاد مي‌شوند. تجزيه خوشه‌اي با استفاده از روش اتصال همسايه ها، ژنوتيپ‌ها را به شش گروه تقسيم كرد كه با تقسيم‌بندي ژنوتيپ‌ها از لحاظ تيپ سرد، گرم يا معتدله مطابقت نسبي داشت، اما اين مطابقت جامع نبود. از سوي ديگر، تجزيه ساختار ژنتيكي ژنوتيپ ها با استفاده از نرم‌افزار STRUCTURE نشان داد كه ساختار جمعيت به دو زيرجمعيت اصلي قابل تفكيك است. بر اين اساس 21 و 35 ژنوتيپ به‌ترتيب به گروه 1 و 2 منتسب و 21 ژنوتيپ نيز به عنوان مخلوط شناخته شدند. ژنوتيپ‌هاي مربوط به هر زير جمعيت از لحاظ ساختار و فراواني آللي بيشترين شباهت را با هم داشتند و متفاوت از ساير گروه‌ها بودند. اطلاعات حاصل از پژوهش حاضر را مي‌توان در برنامه‌هاي اصلاحي بعدي همانند مكان‌يابي ارتباطي استفاده كرد.

Reduction in genetic diversity caused extreme vulnerability of crops to pests, diseases and environmental stresses will result in reduced yield. The genetic diversity of 77 barely genotypes were evaluated using seven AFLP combination primers. A total of 245 bands were generated which 227 were polymorph with average of 32.42 polymorphic band per marker. Average percentage of polymorphism and polymorphic information content were 92.37% and 0.43, respectively. General evaluation of the genetic diversity statistics including the number of effective alleles, Nei’s gene diversity and Shannon’s index showed that three primer combinations of E90-M160, E100-M160 and E100-M150 had higher values than the other combinations and had a more obvious role in distinguishing of the studied genotypes. Therefore, these primers are recommended to further studies on barely using AFLP makers. Cluster analysis using the neighbor joining method assigned genotypes to six groups. This type of grouping was nearly consistent with grouping of the genotypes in term of cold, warm or temperate climate, but not as comprehensive accordance. The analysis of population genetic structure using STRUCTURE software showed that population structure is separable into two main sub-populations with 21 and 35 genotypes, respectively, and 21 genotypes were identified as mixed genotypes. Genotypes of each sub-population had most similarity for allele frequencies and genetic structure and are different from the other groups. Results from this research can be used in future breeding programs such as association mapping.