انتخاب به کمک نشانگرهای مولکولی دستاورد زیست شناسان مولکولی برای متخصصان اصلاح نباتات است. در این روش ژن مورد نظر بر اساس وجود پیوستگی (لینکاژ) با ایک نشانگر ژنتیک تشخیص داده شده و انتخاب می شود. در انتخاب به کمک نشانگر همراه می توان بر اساس حضور نشانگر پیوسته با ژن، به وجود ژن پی برد. البته اگر ژن و نشانگر دور از همدیگر قرار گرفته باشند به دلیل کراسینگ اوری که ممکن است بین آنها اتفاق بیفتد، شاید نتوانند با همدیگر به نتاج منتقل شوند.
بنابراین شرط لازم در استفاده از نشانگر، در روش انتخاب به کمک نشانگر همراه، نزدیک بودن (کمتر از ۵ سانتی مورگان) نشانگر و ژن مورد نظر است. در حقیقت انتخاب به کمک نشانگر همراه، به یک نقشه پیوستگی اشباع شده نیاز دارد. درجه اشباع به هدف مطالعه نقشه بستگی دارد. درجه اشباع بیانگر بخشی از ژنوم است که با نشانگرهایی که کمتر از چند سانتی مورگان فاصله دارند، پوشیده شده است.
-
مراحل تکنیک انتخاب به کمک نشانگرها:
۱- انتخاب نشانگرهایی که فاصله آنها از ژن مطلوب کمتر از ۵ سانتی مورگان باشد:
اژنگ و همکاران (۱۹۹۵) به صورت تجربی نشان دادند با یافتن نشانگرهایی که فاصله آنها از ژن مطلوب کمتر از ۵ سانتی مورگان باشد، دقت انتخاب ۷۵/۹۹ درصد خواهد بود. داشتن نقشه های ژنتیک اشباع که به طور متوسط دست کم یک نشانگر به ازای کمتر از ۱۰ سانتی مورگان فاصله روی کروموزوم ها داشته باشند، از موارد ضروری است. هم اکنون نقشه های ژنتیک برنج که براساس RFLP تهیه شده اند، روی هم رفته چندین هزار نشانگر دارند.
۲- تبدیل نشانگرهای RFLP و RAPD به STS
پیوستگی و فاصله بسیاری از ژن های اصلی در گیاهان زراعی با نشانگرهای RFLP و RAPD تعیین شده است. اگرچه از این نشانگرها می توان در انتخاب به کمک نشانگرها استفاده کرد، ولی به دلیل ضعف ها و نکات منفی که در بخش های قبلی یاد شد، تبدیل نشانگرهای مذکور به STS، بسیار توصیه می شود. چرا که در این صورت با بهره گیری از سرعت، دقت و کارایی PCR انتخاب موفق تر و سریع تری که نیازمند DNA کمتری است، صورت خواهد گرفت. با معرفی روش های جدیدتر PCR که در آن مرحله استخراج DNA به طور کلی حذف می شود، توجه به تبدیل نشانگرهای RFLP به STS بیشتر شده است.
۳- تولید و نمایان سازی چند شکلی در قطعه قابل تکثیر:
وجود چند شکلی در قطعه قابل تکثیر بین دو والد برای تعقیب تفرق ژن های مورد مطالعه ضروری است. در مطلوب ترین حالت باید بین منبع یا دهنده صفت مطلوب و گیرنده صفت یاد شده ALP وجود داشته باشد، زیرا این روش یکی از سریع ترین و ارزانترین راه های دستیابی به تفاوت است و باید به عنوان انتخاب نخست مدنظر قرار گیرد.
- اما پرسشی که مطرح می شود این است که فراوانی این نوع تفاوت، یعنی اختلاف در طول قطعه های قابل تکثیر در گیاهان زراعی چقدر است؟
از گزارش های در دسترس در این مورد مربوط به مطالعه قره یاضی و همکاران (۱۹۹۴) در مورد فراوانی ALP در برنج است. آنها ۴۰ رقم برنج را در ۱۵ مکان ژن مطالعه نمودند. DNA ژنومی ارقام مذکور در مکان های ژنی یاد شده تکثیر و تفاوت طول قطعه های حاصل (ALP) به صورت جفت جفت مورد مطالعه قرار گرفت.
از ۹۸۹۵ مقایسه دو به دو، فقط در ۱۲۶۰ جفت (۱۳ درصد) از ارقام تفاوت طول قطعه های قابل تکثیر مشاهده اشد. اما این میزان تنوع مشاهده شده در سطح ALP در برنج برای استفاده در انتخاب به کمک نشانگرها کافی نیست. از این رو فرآورده های واکنش PCR با ۹ آنزیم محدودگر مختلف هضم شد تا RFLP متکی بر واکنش PCR ثبت گردد و بدین ترتیب تعداد جایگاه های چند شکلی و نیز میزان تنوع افزایش یافت.
۴- اجرای انتخاب به کمک نشانگر
یک طرح موفق انتخاب به کمک نشانگر مستلزم شناسایی یک ژن مهم است. ژن هایی که مطالعه آنها از طریق روش های کلاسیک و مزرعه ای مشکل یا ناممکن است، باید بیشتر مورد توجه قرار گیرند. همچنین از بکار بردن نشانگرها برای انتخاب در مورد صفاتی که در مزرعه به راحتی قابل تشخیص اند، باید اجتناب کرد.
انتخاب به کمک نشانگر باید به عنوان مکمل روش های کلاسیک مورد استفاده قرار گیرد و نباید فراموش شود که فناوری استفاده از نشانگرهای مولکولی هنوز نسبتا گران و پیچیده است و به آزمایشگاه های مجهز و نیروی انسانی متخصص نیاز دارد.
نتیجه گیری:
اگرچه انتخاب به کمک نشانگرها دیدگاه جدیدی نیست، اما استفاده عملی از آن چندان گزارش نشده است. شاید یکی از مهم ترین دلایل این بوده است که نشانگرهای مورد استفاده مانند آیزوزایم ها و برخی نشانگرهای مورفولوژیک، فاصله زیادی از ژن مطلوب داشته اند که موجب عدم دقت و کاهش کارایی آنها شده است. بنابراین برای توفیق در انتخاب به کمک نشانگرها وجود یک دستورالعمل جا افتاده جدی است. دستورالعمل باید قابل استفاده، ارزان، مؤثر و مکمل روش های اصلاح نباتی موجود باشد.
منبع: کتاب نشانگرهای مولکولی، انتشارات دانشگاه تهران.
دیدگاهتان را بنویسید