ارزیابی پتانسیل مارکرهای ISSR در پیش بینی کارایی هیبرید ها و بررسی نحوه کنترل ژنتیکی صفات و میزان هتروزیس : پایان نامه ارشد کشاورزی

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان”  ارزیابی پتانسیل مارکرهای ISSR در پیش بینی کارایی هیبرید ها و بررسی نحوه کنترل ژنتیکی صفات و میزان هتروزیس با استفاده از تلاقی های دای آلل در لاین های گلرنگ (Carthamus tinctorius L .) ” با گرایش بیوتکنولوژی و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

چکیده پایان نامه ارزیابی پتانسیل مارکرهای ISSR در پیش بینی کارایی هیبرید ها و بررسی نحوه کنترل ژنتیکی صفات و میزان هتروزیس با استفاده از تلاقی های دای آلل در لاین های گلرنگ (Carthamus tinctorius L .):

افزايش نياز به روغن هاي گياهي و محدود بودن زمين هاي حاصلخيز و منابع آب موجب شده است تا گياهان روغني با سازگاري بیشتر همچون گلرنگ(Carthamus tinctorius L. )مورد توجه قرار گيرند.گزينش لاينهاي مناسب جهت تلاقي و شناسايي تلاقي هاي با عملكرد بالایکی از  وقت گيرترين و پر هزينه ترين مراحل در پروژه هاي اصلاحي هيبريد ها مي باشد.در اين مطالعه سعي شده با مقايسه روشهاي كلاسيك تخمين هتروزيس با استفاده از روش دای آلل و روشهاي نوين مبتني بر ماركرهاي مولكولي پتانسيل ماركرهاي ISSRرا در تخمين خصوصیات و عملکرد F1 وشناسايي تلاقي هاي برترقبل از انجام آزمایشات مزرعه ای مورد ارزيابي قرار گيرد و ارتباط بين هتروزيس و فاصله ژنتيكي بر اساس ماركرهاي  مولکولی ISSRارزیابی گردد.همچنین ترکیب پذیری عمومی و خصوصی والدین و نحوه کنترل ژنتیکی صفات مورد بررسی قرار گرفت . میزان GCA وSCA برای تمامی صفات معنی دار و مثبت بود که نشان از اثرات توام افزایشی و غیر افزایشی در کنترل این صفات دارد.

نتایج حاصل از آنالیز نشان داد که تمام صفت بیشتر تحت کنترل اثرات فوق غالبیت قرار دارند. تلاقی P₁*P₂ بیشترین ترکیب پذیری خصوصی برای صفت عملکرد و تعدادطبق در بوته را داشتند. بیشترین میزان هتروزیس برای صفت  ارتفاع تا اولین شاخه فرعی (83/0-) بود.بیشترین همبستگی بین میزان هتروزیس و فاصله ژنتیکی بر اساس مارکر های مولکولی ISSR مربوط به صفت عملکرد ( ^**30 r= )می باشدکه همبستگی قابل قبولی برای این صفت می باشد، اما برای سایر صفات همبستگی معنی داری مشاهده نشد.

مقدمه

افزایش نیاز به روغنهای گیاهی و محدود بودن زمین های حاصلخیز ومنابع آب موجب شده استتا گیاهان دانه ای و روغنی با سازگاری بالا همچون گلرنگ  (Carthamus tinctorius L.)مورد توجه قرارگیرند.کشت گلرنگ در ایران به عنوان یکی از مراکز عمده کشت وکار این محصول در دنیای قدیم (نولز،1969) همچنان رواج داشته و در حال توسعه می باشد. گلرنگ در گذشته بیشتر به منظور تهیه رنگدانه قرمز برای استفاده در صنایع رنگرزی و همچنین برای رنگ اغذیه کشت می شد و زراعت آن به منظور استحصال روغن خوراکی از سال 1336 در ایران آغاز گردید (زینعلی، 1378).تولید گلرنگ در ایران با متوسط 700 کیلوگرم در هکتار با متوسط جهانی آن (2000 کیلوگرم در هکتار) فاصله زیادی دارد(زینعلی ،1378).افزایش تولید گلرنگ و توانایی رقابت آن با سایر دانه های روغنی در ایران نیازمند اصلاح ارقامی با عملکرد دانه و میزان روغن بالا می باشد. از این رو افزایش عملکرد و میزان روغن دانه از اهداف مهم اصلاحی این گیاه به شمار می روند.

افزایش عملکرد در واحد سطح که مهمترین راه نجات بشر از فقر و گرسنگی استعمدتاً متکی بر اصلاح و ایجاد ارقام پر محصول با خصوصیات و پتانسیل های کمی و کیفی بالا می باشد و تنوع ژنتیکی اساس و پایه کار اصلاح نباتات است.یک اصلاح گر در صورتی می تواند در برنامه های اصلاحی خود موفق باشدکه شانس انتخاب مواد مناسب و تنوع برای او وجود داشته باشد.گاهی انتقال حتییک ژن مفید و با ارزش ازمنابع بومی و یا خویشاوندان وحشی آنها چه از طریق روشهای معمول اصلاح نباتات و چه از طریق تکنیک های پیشرفته مهندسی ژنتیک می تواند تحول عظیم و غیر قابل تصوری در سرنوشت و تولید آن محصول در یک کشور ویا مناطق وسیعی از جهان ایجاد کند.این ژنها عمدتاً در ارقام بومی و خویشاوندان وحشی آنها طی قرن های متمادی بوجود آمده استکه می تواند در بهبود گیاه مورد استفاده قرار بگیرد (فرشاد فر،1377).

ایران و برخی ازکشورهای منطقه از جمله افقانستان، پاکستان… خاستگاه و مبداء بسیاری از گونه های گیاهان زراعی و خویشاوندان وحشی آنها محسوب شده و از تنوع ژنتیکی بسیار بالایی بر خوردار هستند.گیاه شناسان ایران معتقدند که حدود 12-10 هزار گونه گیاهی در ایران وجود دارد که این تنوع بیش از تنوع گیاهی در قاره اروپا است. این موضوع عمدتاً به دلیل وسعت، تنوع آب و هوایی و جغرافیایی کشور است.اما به دلیل عوامل نا مساعد محیطی،چرا و بهره برداری بی رویه دام،توسعه صنعتی،کشاورزی مدرن و غیره،این ثروت عظیم و با ارزش خدادادی در حال فرسایش شدید و نابودی است (وجدانی،1375).

یکی از نتایج اجتناب ناپذیرکشاورزی مدرن که مبتنی بر استفاده از واریته های اصلاحی با حداکثر عملکرد و کیفیت قابل قبول می باشدکاهش تنوع ذخایر ژنتیکی است.اگر چه تخمین این کاهش تنوع ژنتیکی مشکل و یا غیر ممکن می نماید اما در این که تعداد بسیاری از ژنها ی مفید از دست رفته اند و ذخایر ژنتیکی با سرعت فزاینده ای در حال کاهش است و محصولات زراعی عمده در معرض تهدید روز افزون شرایط محیطی نا مناسب و تنش های زیستی و غیر زیستی قرار گرفته اندتردیدی نیست بنابراین امروزه آگاهی از منابع تنوع ژنتیکی و مدیریت آنها به عنوان اجزای مهم برنامه ها و طرح های اصلاح نباتات تلقی می شوند(قره یاضی،1385).

گلرنگ از قدیمی ترین گیاهان شناخته شده نزد انسان استکه از قدیم بعنوان یک گیاه دارویی مورد کشت قرار می گرفته است ودانه گلرنگ دارای 50-30 درصد روغن و 25-15 درصد پروتئین است.روغن گلرنگ فاقد کلسترول بوده واز نظر کیفیت تغذیه ای تقریبا مشابه زیتون است (داجو و ماندل،1996). از آنجایی که تاکنون گلرنگ جزو گیاهان زراعی مهم دنیا محسوب نمی شده است منابع و اطلاعات موجود در ارتباط با آن زیاد نیست.این گیاه در هند و مکزیک در حال حاضر دارای اهمیت زیادی است (داجوو ماندل،1996 و سنگام و همکاران،2005).

در بین گیاهان روغنی متداول در دنیا گلرنگ تنها گیاه بومی کشور می باشد و ایران به عنوان یکی از مراکز اولیه پیدایش شناخته شده است (ویس،2009). لذا بدیهی است که در خصوص این گیاه کشور ایران از ذخیره ژرم پلاسم قوی و غنی برخوردار باشد.بنابراین شناخت خصوصیات توده های گلرنگ و امکان بهره گیری بهتر و بیشتر از این منابع متنوع ژنی در برنامه های اصلاحی از اهمیت زیادی بر خوردار است.

اولین گام در اصلاح گلرنگ داشتن جمعیتی با تنوع بالا است تا بتوان از داخل آن انتخاب مناسبی انجام داد.برای تولید هیبرید و استفاده از پدیده هتروزیس انتخاب والدین اولیه از اهمیت ویژه ای برخوردار است.وجود فاصله ژنتیکی مناسب بین ارقام از جمله عواملی استکه می تواند ما را در این امر کمک کند.زیرا برای صفات کمی هرچه فاصله ژنتیکی بین والدین از یکدیگر بیشتر باشد نتاج حاصل از تلاقی متنوع تر خواهند بود و احتمال مشاهده نتاج برتر از والدین بیشتر خواهد بود.بنابراین شناخت اجزایی از گیاه که نقش عمده ای در تولید عملکرد نهایی دارند و ارتباط بین آنها و میزان وراثت پذیری صفات از جمله مواردی هستند که در اصلاح این گیاه مانند سایر گیاهان باید مورد توجه قرار بگیرد (ارزانی،1383).

با توجه به تنوع ژنتيكي قابل توجه براي اين گياه در ايران اطلاع از نحوه كنترل ژنتيكي صفات و ميزان هتروزيس، اصلاح گر را در تعيين بهترين روش اصلاحي كه داراي بيشترين بازدهي باشد ياري مي نمايد. يكي از مباحث بسيار با اهميت در طول دوره اصلاح نباتات كشف پديده هتروزيس ميباشد كه امروزه از ديدگاه اصلاح كنندگان نبات به صورت يك پديده بيولوژيك و به صورت برتري نتاج نسبت به ميانگين والدين و يا والدبرتر تعريف مي شود (لامکی،1993 ). از آنجایی که هتروزیس با اثرات متقابل آللهای مختلف در یک مکان ژنی ارتباط دارد،استفاده از اختلاف ژنتیکی بر اساس مارکر مولکولی جهت گزینش والدین در پروژه های اصلاحی پیشنهادشده است (سرنا،1997).گزينش لاينهاي مناسب جهت تلاقي و شناسايي تلاقي هاي با عملكرد بالایکی از  وقت گيرترين و پر هزينه ترين مراحل در پروژه هاي اصلاحي هيبريد ها مي باشد (ملچینجر،1990). در طول دو دهه گذشته تعداد قابل توجهي از مطالعات وجود همبستگي بين فاصله ژنتيكي بر اساس ماركرهاي ملكولي(  AFLP،RAPD،SSR,RFLP)يا آيزوزايم ها را با كارايي هيبريد ها و هتروزيس تاييد كرده است (پالز،1996). در اين مطالعه سعي خواهد شد با مقايسه روشهاي كلاسيك تخمين هتروزيس و روشهاي نوين مبتني بر ماركرهاي مولكولي پتانسيل ماركرهاي ISSR را در تخمين خصوصیات و عملکرد F₁ وشناسايي تلاقي هاي برترقبل از انجام آزمایشات مزرعه ای  مورد ارزيابي قرار گيردو ارتباط بين هتروزيس و فاصله ژنتيكي بر اساس ماركرهاي ISSR سنجيده شود.

با توجه به اطلاعات اندک در مورد والدین برتر جهت انجام تلاقی ها اهداف این مطالعه عبارتند از:

1)بررسی عملکرد والدین مورد استفاده در آزمایش واطمینان از تفاوت معنی دار بین آنها.

2) بررسی ترکیب پذیری عمومی و خصوصی والدینو نحوه کنترل ژنتیکی صفات.

3)بررسی میزان هتروزیس برای صفات مورد نظردر نتاج F₁ حاصل از تلاقی دای آلل لاینهای اینبرد گلرنگ.

4) بر آورد فاصله ژنتیکی بین والدین شرکت کننده در تلاقی ها و ایجاد ارتباطی بین فاصله ژنتیکی تخمینی بر اساس مارکرهای ملکولی  و هتروزیس مشاهده شده در عمل برای صفات مورد نظر.

5) یافتن رابطه ای میان فاصله ژنتیکی بین دو والد بر اساس مارکر و هتروزیس مشاهده شده در عمل می تواند کمک قابل توجهی به کاهش انجام کارهای مزرعه ای طولانی و پر هزینه  جهت شناسایی والدینی که هتروزیس  معنی دار تری در نتاج نشان بدهند را داشته باشد.

فهرست مطالب

1     فصل اول    1

2    فصل دوم   7

2-1 تاریخچه کشت و تولید گلرنگ      7

2-2 خاستگاه و ژنتیک گلرنگ      8

2-3  طبقه بندی و سیتوژنتیک گلرنگ      9

2-4 مصارف گلرنگ      10

2-5  تنوع ژنتیکی و اهمیت آن   11

2-6     تنوع ژنتیکی در مقابل تنوع جغرافیایی   12

2-7      اهمیت ایران از نظر منابع ژنتیکی   13

2-8   بررسی تنوع ژنتیکی   13

2-9     روش های آماری بررسی تنوع ژنتیکی   14

2-10 تجزیه کلاستر. 15

2-11 تجزیه به مولفه  های اصلی   15

2-12   معیار های فاصله یا شباهت ژنتیکی   16

2-13      روش های برآورد تنوع ژنتیکی با استفاده از نشانگرها 16

2-14  نشانگر مولکولی ISSR.. 21

2-15      روش های تجزیه و تحلیل داده های مولکولی برای مطالعه روابط تکاملی.. 24

2-16 ارزیابی درخت فیلوژنتیکی   26

2-17    هتروزیس و عوامل موثر در بروز آن   26

2-17-1 فوق غالبیت… 27

2-17-2 غالبیت… 28

2-17-3 اثرات متقابل ژنی.. 28

2-17-4 سایر عوامل موثر در هتروزیس     29

2-18 روش های به نژادی گلرنگ      33

2-19   روشهای تخمین و پیش بینی هتروزیس و قابلیت ترکیب پذیری   34

2-20      کاربرد مارکرهای مورفولوژیکی در تخمین هتروزیس و قابلیت ترکیب پذیری   34

2-21   روشهای بیومتری و طرحهای آزمایشی   35

2-22 روش تلاقی دی آلل.. 36

3    فصل سوم   39

3-1 تهیه مواد گیاهی   39

3-2    آزمایشات مزرعه ای و انجام تلاقی ها 39

3-3    بررسی مولکولی ژنوتیپ های گلرنگ      40

3-3-1  استخراج DNA ژنومی.. 40

3-3-2 اندازه گیری کمیت و کیفیت DNA   40

3-4 آغازگرهای ISSR.. 41

3-5  انجام واکنش PCR.. 42

3-6  الکتروفورز محصول PCR   44

3-7 آنالیز های آماری   44

3-8 آنالیز داده های مولکولی ISSR.. 45

4     فصل چهارم   47

4-1  تعداد روز تا شروع گلدهی   48

4-2 تعداد روز تا متوسط گلدهی   51

4-3 تعداد روز تا پایان گلدهی   52

4-4   ارتفاع تا اولین شاخه فرعی   55

4-5 تعداد شاخه فرعی   57

4-6  تعداد طبق در بوته  58

4-7 ارتفاع کل گیاه. 60

4-8  وزن صد دانه  61

4-9 عملکرد  63

4-10    تجزیه خوشه ای صفات مورفولوژیکو صفات مولکولی   66

4-11کیفیت DNA استخراج شده با استفاده از ژل آگارز 1 درصد.. 67

4-12تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های گلرنگ با استفاده از نشانگر مولکولی ISSR   67

4-13 همبستگی بین فاصله ژنتیکی بدست آمده بر اساس داده های مولکولی مارکر های ISSR  و میزان هتروزیس برای صفات مورد بررسی 69

5   فصل پنجم   73

5-1 نتیجه گیری کلی   73

5-2 پیشنهادات : 74

فهرست اشکال:

شکل  ‏4–1: خط رگرسیونWr-Vrبرای صفت تعداد روز تا شروع گلدهی Wr=aVr+b، Wr(کواریانس نتاج –والد) ،Vr (واریانس والدین )، نقاط ژنوتیپ های P1تا P₁₀می باشند. 49

شکل  ‏4–2: خط رگرسیون Wr-Vr برای صفات تعداد روز تا متوسط گلدهی. Wr=aVr+b،Wr(کواریانس نتاج –والد) ،Vr (واریانس والدین )، نقاط ژنوتیپ های P₁تا  P₁₀می باشند. 52

شکل‏4–3:خطرگرسیون Wr-Vr برای صفت تعداد روز تا پایان گلدهی . Wr=aVr+b،Wr(کواریانس نتاج –والد) ،Vr (واریانس والدین )، نقاط ژنوتیپ های P₁تا P₁₀ می باشند. 53

شکل  ‏4–4:خط رگرسیون Wr-Vr  برای صفت فاصله تا اولین شاخه فرعی .Wr=aVr +b،Wr(کواریانس نتاج –والد) ،Vr (واریانس والدین )، نقاط ژنوتیپ های P₁تا P₁₀می باشند. 56

شکل  ‏4–5: خط رگرسیون Wr-Vr  برای صفت تعداد شاخه فرعی در بوته Wr=aVr+b،Wr(کواریانس نتاج –والد) ،Vr (واریانس والدین )، نقاط ژنوتیپ های P₁تا P₁₀می باشند . 58

شکل  ‏4–6: رگرسیون Wr-Vr  برای صفت تعداد طبق در گیاه W=aVr + b،Wr(کواریانس نتاج –والد) ،Vr (واریانس والدین )، نقاط ژنوتیپ های P₁تا P₁₀می باشند. 59

شکل  ‏4–7: خط رگرسیون Wr-Vr برای صفت ارتفاع گیاه .Wr=aVr +br، Wr(کواریانس نتاج –والد) ،Vr (واریانس والدین )، نقاط ژنوتیپ های P₁تا P₁₀می باشند. 61

شکل  ‏4–8: خط رگرسیون Wr-Vr  برای صفت وزن صد دانه Wr=aVr + b،Wr(کواریانس نتاج –والد) ،Vr (واریانس والدین )، نقاط ژنوتیپ های P₁تا P₁₀می باشند. 62

شکل  ‏4–9: خط رگرسیون Wr-Vr  برای صفت عملکرد . Wr = aVr + b، Wr(کواریانس نتاج.. 64

شکل  ‏4–10: گروه بندی 10 ژنوتیپ والدینی گلرنگ بر اساس صفات مورفولوژیک با استفاده از روش UPGMA (1تا10 به ترتیب والدهایP1 تاP10  )می باشند. 66

شکل ‏4–11: بارگذاری DNA بر روی ژل آگارز یک درصد (ستونها از چپ به راست به ترتیب ژنوتیپ های p₁ تا p₁₀ می باشند ). 67

شکل  ‏4–12:الگوی تکثیر توسط آغازگر 5′ – (TCC)₅ RY-3′ 68

شکل  ‏4–13: دندروگرام  10 والد گلرنگ بر اساس فاصله ژنتیکی نی با روش UPGMA با استفاده از داده های مولکولی ISSR . 69

 فهرست جداول:

جدول ‏3–1:مشخصات آغاز گرهای ISSR مورد استفاده. 42

جدول ‏3–2:  اجزاء مخلوط واکنش PCR برای تکثیر آغاز گرهای ISSR.. 43

جدول ‏3–3: برنامه چرخه حرارتی واکنش PCR  برای تکثیر توسط آغازگرهای ISSR . 43

جدول ‏4–1 :خلاصه تجزیه واریانس صفات بر اساس روش 2 گریفینگ در تلاقی دای آلل لاین های اینبرد گلرنگ. 50

جدول ‏4–2: مقادیر ترکیب پذیری عمومی لاین های اینبرد گلرنگ برای برخی صفات مورد بررسی با استفاده از تلاقی دای آلل. 54

جدول ‏4–3: برآورد پارامترهای ژنتیکی برخی صفات مورد بررسی در تلاقی دای آلل لاینهای اینبرد گلرنگ     65

جدول ‏4–4:   مقدار ماتریس تشابه 10 ژنوتیپ والدی گلرنگ بر اساس مارکر مولکولی ISSR.. 68

جدول ‏4–5: ضرایب همبستگی بین فاصله ژنتیکی حاصل از داده های مولکولی ISSR  با میزان H_PH و H_MP برای صفات مورد بررسی در نتاج حاصل از تلاقی دای آلل لاینهای اینبرد گلرنگ. 70

جدول ‏4–6: مقدار  فاصله ژنتیکی والدین بر اساس داده های مولکولی ISSR  و میزان H_HP (هتروزیس نسبت به والد برتر) و H_MP (هتروزیس نسبت به میانگین والدین ) برای صفت عملکرد  در تلاقی های دای آلل لاین های گلرنگ. 71

فهرست اختصارات

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.