استفاده از نشانگر مولكولي ISSR در بررسي تنوع ژنتيكي برخي از ژنوتيپ‌هاي توتون

Application of ISSR Molecular Markers for Genetic Diversity Study of Some Tobacco Genotypes

گام اول در برنامه‌هاي به‌نژادي، تعيين تنوع ژنتيكي مواد اصلاحي است. بررسي تنوع ژنتيكي توتون براي برنامه‌هاي اصلاحي و حفاظت از ذخاير ژنتيكي، امري حياتي بوده و اطلاع از سطح تنوع ژنتيكي در ژنوتيپ‌هاي توتون براي انتخاب والدين در برنامه‌هاي اصلاحي از اهميت زيادي برخوردار است. استفاده از نشانگرهاي مولكولي، سبب كاهش مدت زمان اصلاح و هزينه‌هاي پروژه‌هاي اصلاحي مي‌شود. در اين تحقيق، تنوع ژنتيكي 100 ژنوتيپ گياه توتون با استفاده از 25 نشانگر ISSR ارزيابي شد. الگوي نواربندي بر اساس وجود و عدم وجود نوارها به‌ترتيب با يك و صفر نشان داده شدند. از تعداد 237 قطعه‌‌اي كه دركل ارقام توليد شدند، تعداد 195 قطعه چندشكل بودند و ميانگين چند‌شكلي از 4 تا 12 به ازاي هر آغازگر متفاوت بود. ميانگين درصد چندشكلي تعيين شده در مجموع ژنوتيپ‌هاي مورد بررسي 94/10 بود. به‌منظور تعيين كارايي نشانگرها، محتواي اطلاعاتي چندشكلي (PIC) و همچنين درصد چندشكلي آن‌ها محاسبه شد. آغازگرهاي UBC815، UBC812 و UBC878 با دارا بودن بهترين پارامترهاي نشانگري به عنوان بهترين آغازگرها جهت بررسي تنوع ژنتيكي در اين تحقيق معرفي شدند. به‌منظور ارزيابي تشابه ژنتيكي بين ارقام، ضرايب تشابه مختلفDice ،Jaccard و SM محاسبه شده و آزمون تطابق مانتل انجام و دندروگرام براساس ضريب تشابه SM و الگوريتم UPGMA ترسيم شد. ضريب كوفنتيك بدست آمده برابر 0/9632 بود. همه ژنوتيپ‌هاي مورد بررسي تشكيل دو خوشه‌ي مجزا دادند كه بيانگر كارايي بالاي آغازگرهاي مورد استفاده در تكثير قطعات مناسب از ژنوم بود. تجزيه به مختصات اصلي نشان داد كه سه مولفه اول توانستند در مجموع 79/65 درصد از واريانس كل را توجيه كنند. با توجه به اهداف اين تحقيق، مي‌توان به اين نتيجه رسيد كه بررسي تنوع ژنتيكي ژنوتيپ‌هاي توتون با استفاده از نشانگر ISSR مفيد بوده و نشانگر ISSR مي‌تواند به عنوان يك سيستم نشانگر مناسب جهت تشخيص تنوع و روابط ژنتيكي در اصلاح اين گياه مورد استفاده قرار گيرد.

Determination of genetic diversity of breeding material is the first step in breeding programs. Evaluation of tobacco genetic diversity is essential for breeding programs and preservation of genetic resources. Genetic diversity level in tobacco genotypes, is very important for selection of parents in breeding programs. In this study, genetic diversity of 100 tobacco genotypes was evaluated using 25 ISSR markers. Banding pattern based on the presence or absence of the bands showed with 0 and 1, respectively. Out of 237 fragments produced in total cultivars, 195 bands were polymorphic and average of polymorphism ranged from 4 to 12 per primer. Average of polymorphism percentage was 94.10. To determine the efficiency of ISSR markers, PIC and their polymorphic percentage was calculated. UBC 818, UBC 812 and UBC 815 had the best marker parameters and were introduced as the best primers for assessment of genetic diversity. In order to evaluate the genetic similarity between cultivars, different similarity coefficient (SM, Dice and Jaccard) was calculated and Mantel corresponding test was performed. Finally, dendrogram was drawn based on SM similarity coefficient and UPGMA algorithm and the Cofenetic coefficient was calculated. All genotypes formed two distinct clusters indicating the high efficiency of used primers in amplification the approximate parts of the genome. The principle coordinate analysis showed that the first three components could explain 79.65 % of total variance. Totally, evaluation the tobacco genetic diversity using ISSR markers is suitable and ISSR marker can be used as appropriate marker system to identify the diversity and genetic relationship for breeding programs of this plant.