2-10. روش های ارزیابی تنوع ژنتیكی.. 23

2-10-1. نشانگرهای مورفولوژیكی.. 23

2-10-3. نشانگرهای مولكولی.. 24

2-10-4. نشانگرهای پروتئینی.. 24

2-10-5. نشانگرهای DNA.. 24

2-10-6. نشانگرهای غیرمبتنی بر پی سی آر. 26

2-10-7- نشانگرهای مبتنی بر پی سی آر. 27

2-10-8. DNA پلی مورف تکثیر یافته تصادفی.. 31

2-10-8-1. کاربرد به کارگیری تکنیک RAPD ..32

2-10-8-2. کاربردهای نشانگر RAPD …..32

2-10-8-3. مزایای نشانگرهای RAPD …………..32

2-10-8-4. معایب نشانگرهای RAPD ……….34

2-10-8-5. ویژگی­ها و کاربردهای نشانگرهای مرتبط با RAPD ……….35

2-11. واکنش زنجیره پلی­مراز. 37

2-11-1. اجزای واكنش زنجیره ای پلیمراز(PCR) 38

2-11-2. مراحل تكثیر. 40

2-11-3. كاربردهای پی سی آر. 41

2-12. الكتروفورز. 42

2-12-1. الكتروفورز ژل آگارز. 43

2-13. درخت فیلوژنتیک… 45

2-13-1. پیچیدگی ژنوم و بررسی فیلوژنتیک: 45

2-13-2. اندازه گیری فواصل و تشابهات ژنتیكی.. 49

2-13-3. روش های آماری برای تجزیه و تحلیل تنوع ژنتیكی.. 50

2-13-4. تجزیه خوشه ای.. 50

2-13-5. ضریب همبستگی كوفنتیكی.. 51

2-13-6. تجزیه به مؤلفه­های اصلی.. 51

2-14.ی بر تحقیقات پیشین.. 52

فصل سوم……..57

روش شناسی تحقیق.. 57

3-1. تهیه نمونه گیاهی.. 57

3-2. استخراج DNA.. 57

3-3. تعیین كیفیت نمونه­های DNA.. 59

3-4. تعیین كمیت نمونه های DNA.. 60

3-5. تنظیم غلظت نمونه های DNA 60

3-6. انتخاب آغازگرها 60

3-7. انجام واكنش های زنجیره ای پلیمراز. 60

3-8. الكتروفورز فراورده های PCR.. 62

3-9. تجزیه و تحلیل های آماری.. 62

فصل چهارم. 64

تجزیه و تحلیل داده­ها 64

4-1. تعیین كمیت و كیفیت DNA ژنومی.. 64

4-2. واكنش زنجیره ی پلیمراز. 65

4-3. تجزیه باندهای ایجاد شده 66

4-3-1. بررسیمحتوای اطلاعاتیبه دست آمده 67

4-4. تجزیه خوشه ای.. 72

فصل پنجم. 74

بحث و نتیجه­گیری.. 74

5-1. استخراج DNA.. 74

5-2. واکنش زنجیره پلی­مراز…….75

5-2-1. بهینه سازی مواد به کار رفته در پی سی آر………..75

5-2-2. بهینه سازی شرایط پی سی آر……………75

5-3. پیشنهادات.. 76

منابع. 78

پیوست… 82

چکیده انگلیسی. 84

بررسی تنوع ژنتیکی بنفشه آفریقایی(Saintpauliionantha) با استفاده از مارکر مولکولی RAPD

چکیده

تنوع ژنتیكی و ارزیابی ارقام مطرح بنفشه­ی آفریقایی(Saintpauliionantha) در سطح مولكولی با استفاده از نشانگر RAPD انجام شد. به منظور استخراج DNAاز روش تغییر یافته Doyle and Doyle استفاده شد و در گام بعد 6 ژنوتیپ با 15 آغازگر مورد بررسی قرار گرفتند. از 15 آغازگر مورد بررسی روی DNA ژنومی 311 باند تولید شد که 290 باند پلی مورفیسم داشتند. آغازگر I، کمترین باند و آغازگر G بیشترین باند را تولید کرد. اندازه­ی قطعات DNA تولید شده بین 200 بیس باز تا 4000 بیس باز بود. میانگین قدرت تفكیك نیز 79/0 بود. باندهای تولید شده برای آنالیزهای استاتیک مورد استفاده قرار گرفتند. برای رسم درخت فیلوژنیک از نرم افزار UPGMA استفاده شد. تشابه ژنتیکی بین 57/0 تا 72/0 است. و ضریب جاکارد بین دندروگرام و ماتریس تشابه 78/0 به دست آمد که نشان دهنده برازش مناسب دندروگرام به ماتریس تشابه بوده است. نتایج به دست آمده نشان می­دهد که نشانگر مولکولی RAPD ابزاری سودمند برای بررسی پراکندگی ژنتیکی و ارتباطات خانوادگی بین واریته­های بنفشه­ی آفریقایی است.

کلمات کلیدی: بنفشه­ی آفریقایی، مارکر مولکولی، تنوع ژنتیکی، آنالیزهای استاتیک، درخت فیلوژنی

کلیات تحقیق

جمعیت جهان در قرن 21 از مرز 6 میلیارد نفر كنونی گذشته و به بیش از 10 میلیارد نفر خواهد رسید. یكی از معایب این افزایش جمعیت استفاده بی­رویه از منابع طبیعی در جهت افزایش تولیدات كشاورزی می باشد. در بسیاری از این موارد، این افزایش تولید با تخریب منابع زیستی و فرسایش شدید ذخایر توارثی همراه بوده است. حفاظت و استفاده از منابع ژنتیكی گیاهی برای بقاء و بهبود تولیدات زراعی ضروری می باشد و به عنوان نیاز اساسی در توسعه پایدار، خلق واریته­های جدید، و كاهش فقر محسوب می شود.

تنوع، مبنای همه گزینش­ها است و انتخاب ژنوتیپی نیز نیازمند تنوع است. با بالا رفتن تنوع ژنتیكی در یك جامعه، حدود انتخاب هم در طبیعت و هم به­طور مصنوعی وسیع می شود. با توجه به رابطه مثبت بین میزان تنوع ژنتیكی و مقدار وقوع تغییرات تكاملی در آن، رابطه مشابه­ی نیز بین كارایی بهبود ژنتیكی اصلاح یك جامعه و تنوع ژنتیكی برای صفت مورد علاقه موجود است. تمایل به حذف تنوع ژنتیكی در توده­های بومی اولیه، واریته­های سازگار به نیازهای غیر قابل پیش بینی آینده را به خطر می­اندازد.

بنابراین حفظ و نگهداری ذخایر توارثی ضروری می باشد. به­طور كلی یكی از اولین قدم­ها در یك برنامه به نژادی موفق، تشخیص صحیح ژنوتیپ های مطلوب است، كه برای صحیح عمل نمودن دراین راستا به نكات خاصی باید توجه نمود. اثرات متقابل ژنوتیپ و محیط، اتخاذ روش صحیح گزینش، و استفاده از نشانگرهای مولكولی مناسب برای تشخیص ژنوتیپ­ها تو صیه می گردد (صالحی، 1378).

برای بررسی تنوع ژنتیكی، نشانگرهای مختلفی وجود دارد که شامل نشانگرهای فیزیولوژیكی، بیوشیمیایی، و مولكولی می­باشد.از معایب نشانگرهای فیزیولوژیكی این است كه در بیشتر موارد تحت تأثیر محیط قرار دارند و گاهی برای مشاهده و ثبت آن­ها باید منتظر ظهور آن­ها ماند كه در مورد گیاهان چند ساله بسیار مشكل می نماید. علاوه براین تعداد نشانگرهای مورفولوژیكی كم می باشد.

نشانگرهای پروتئینی نیز معایب مخصوص خود را دارا می باشند؛ با توجه به این­كه روش­های رنگ آمیزی پروتئین­ها در مورد آیزوزایم­ها چندان زیاد نیست، تعداد آیزوزایم­ها قابل ثبت و مشاهده كه می­توان از آن­ها به عنوان نشانگر استفاده نمود، به صد نمی رسد كه این محدودیت از عمده ترین معایب آن­ها است و موجب كاهش كارایی آن­ها می گردد. از نكات منفی دیگر این نشانگرها، محدودیت تنوع ژنتیكی قابل ثبت در آیزوزایم­ ها است. به عبارت دیگر آیزوزایم­ها نه تنها كم هستند، بلكه چند شكلی و تفاوت قابل ثبت نیز در آن­ها چندان زیاد نیست. لذا با توجه به معایب نشانگرهای مورفولوژیكی و پروتئینی بهتر است از نشانگرهای مولكولی استفاده كرد، زیرا در آن­ها دقت بالا بوده و كمتر تحت تأثیر شرایط محیطی و غیره قرار می­گیرند (قره­یاضی، 1377).

روش­های مختلف انگشت نگاری دی ان ای اغلب به دلایل ذیل با هم تفاوت دارند:

1- پیچیدگی روش­های مورد استفاده

2- مقادیر دی ان ای ژنومی

3- نیاز به اطلاع از توالی ژنومی

4- قدرت تحلیل و تعیین وابستگی ژنومی

5- مقدار هزینه

6- وسعت كاربرد

در این بین نشانگر رپید در بررسی تنوع ژنتیكی بین ارقام زراعی، طبقه بندی آن­ها و نیز تهیه نقشه های پیوستگی و آنالیز ژرم پلاسم كاربرد وسیعی پیدا كرده است (اهم و مکنزی، 1992)[3].

نشانگرهای رپید به وسیله تكثیر تصادفی قطعات دی ان ای ژنومی با آغازگرهای منفرد 10 نوكلئوتیدی همراه با توالی های اختیاری به­دست می آیند و مزایای فراوانی نسبت به سایر نشانگرها دارند از جمله می­توان به میزان هزینه و كار كمتر، نیاز كمتر به تكنولوژی پیشرفته، نامحدود بودن تعداد، امكان بررسی همزمان چندین لوكوس در ژنوم نمونه ها، تجزیه و تحلیل سریع و آسان تعداد زیادی از نمونه­ها، و عدم استفاده از مواد خطرناك رادیواكتیو اشاره كرد (كیانی و همكاران، 1381).

از كاربردهای رپید می توان به موارد ذیل اشاره کرد(كیانی و همكاران، 1381):

1) تعیین جنسیت

2) تولید آغازگرهای اختصاصی واکنش زنجیره پلی­مراز برای ژنوم­های ناشناخته

3) تجزیه و تحلیل كمی نمونه­های زیستی مختلف

4) بررسی روند تكامل و رده­بندی موجودات

5) تجزیه تحلیل ژرم­پلاسم ها