بررسی تنوع ژنتیکی در جمعیت های طبیعی همیشه یکی از موضوعات قابل توجه برای محققان اصلاح نباتات، ژنتیک جمعیت و تکامل بوده است. الکتروفورز دو بعدی به عنوان یکی از اولین و مهمترین ابزارهای بررسی تعداد زیادی پروتئین در یک بافت یا سلول گیاهی، کاربردهای فراوانی در بررسی تنوع ژنتیکی داشته است. البته در مقایسه با آیزوزایم و نشانگرهای DNA کاربرد آن محدود تر بوده که دلیل آن مشکلات فنی و سختی کار با سیستم های الکتروفورز دو بعدی است.
انواع بررسی تنوع ژنتیکی:
۱ – تنوع بین گونه ای
گندم زراعی یک گونه آلوپلوئید است که ژنوم های آن (D ،B ،A) از اجداد مشترک منشأ گرفته و سپس جدا شده اند و امروزه گونه های وحشی پلی پلوئید و دیپلوئید متعددی دارند. منشأ ژنوم A از Triticum urartu و ژنوم D از T. taushit است، اما هنوز بر سر منشأ ژنوم B و سیتوپلاسم گندم نان اختلاف نظر وجود دارد. برای پاسخ به این پرسش، برخی از محققان از تنوع موجود در سه پروتئین سیتوپلاسمی استفاده کردند.
نتیجه کار:
مقایسه لاین های آلوپلاسمیک (ژنوم هسته ای مشابه دارند که به وسیله تلاقی برگشتی به سیتوپلاسم های متفاوت وارد شده اند) به شناسایی ۳ پروتئین کد شونده در پلاسمید انجامید که عبارت اند از:
- زیر واحد بزرگ Rubisco
- دو شکل زیر واحد Beta – ATPsythase کلروپلاست.
تنوع این سه پروتئین در بیش از ۵۰ گونه دیپلوئید، تتراپلوئید و هگزاپلوئید تریتیکوم مطالعه شد و به شناسایی دو نوع اسیتوپلاسمی منجر شد. نماینده های ژنوم های A و M و D و چندین گونه Sitopsis دارای یک نوع سیتوپلاسم بودند. گونه های(AABBDD) T. aestivum و (AABB) T. turgidium و AAGG) T. timopheevi) و گونه های T. Sitopsis یعنی T. speltoides و T. aucheri دارای نوع دیگر سیتوپلاسم بودند.
این داده ها تأییدی بر این فرضیه است که گونه دهنده ژنوم B و سیتوپلاسم به گندم زراعی، به T. speltoides و T .aucheri بیش از سایر گونه های Sitopsis نزدیک است. پس از این آزمایش، الگوی کامل الکتروفورز دو بعدی گونه های Sitopsis با CS مورد بررسی قرار گرفت. برای ۱۲۳۱ پروتئین که در یک یا چند ژنوتیپ وجود داشت، وجود یا عدم وجود آنها در تمام ژنوتیپ ها ثبت شد. شاخص های تشابه محاسبه گردید و فنوگرام ها براساس ماتریس تشابه ساخته شد.
این مطالعه نشان داد که گندم به T. speltoides و T . aucheri بیش از سایر گونه های Sitopsis شبیه بود. علاوه بر این، زمانی که پروتئین هایی که تنها در CS و یکی دیگر از گونه ها دیده شده مورد بررسی قرار گرفتند، مشخص شد که T و T . aucheri بیشترین تعداد این نوع پروتئین ها را دارند.
۲ – تنوع درون گونه ای
میزان چند شکلی کشف شده توسط الکتروفورز دو بعدی امکان یافتن تنوع درون گونه ای را نیز فراهم می سازد. در این رابطه پژوهشی انجام گرفت که تنوع ژنتیکی بین ۲۱ لاین اینبرد ذرت به وسیله الکتروفورز دو بعدی، آیزوزایم و RFLP مطالعه شد. فاصله محاسبه شده از ۲۱ مکان ژنی آیزوزایمی، ۵۹ کاوشگر آر.اف.ال.پی ۷۰ مکان ژنی PS و ۱۰۳ تغییر کمی پروتئین مقایسه شدند.
در این آزمایش تفاوتی بین مکان های آیزوزو ایمی و PS برای تعداد متوسط آلل ها در مکان های ژنی چند شکل مشاهده نشد (به ترتیب ۲/۴ و ۲/۲)، حال اینکه این میزان برای مکان های ژنی آر.اف.ال.پی ۴/۶ بود. در میان لاین های مرتبط، به جز آنهایی که بر اساس مکان های ژنی ایزوزایمی محاسبه شدند، تمام فواصل به طور معنی داری با ضریب همتباری پیوسته بودند، که دلیل آن به احتمال زیاد مربوط به تعداد کم مکان های آیزوزایمی آزمایش شده است. در میان لاین های غیرمرتبط (غیر خویشاوند) همبستگی بین تنوع کمی پلی پپتیدها با سایر نشانگرها بسیار کاهش یافت.
-
دلایل متعددی می توان برای این موارد متصور شد، از جمله:
۱- نیروهای تکاملی به طور متفاوت بر روی ژن های کنترل کننده پروتئین و سایر مکان های ژنی اعمال می گردند،
۲- اثرات متقابل اپیستازی و پلیوتروپی ممکن است به ارتباط غیر خطی بین تعداد پروتئین های تغییر کننده و تعداد ژن های چند شکل کنترل کننده مقدار آنها منجر شود،
۳- هنگامی که فقط لاین های مرتبط در نظر گرفته می شوند، ارتباط معنی دار بین نشانگرهای تک ژنی، ممکن است مربوط به عدم تعادل پیوستگی باشد.
منبع: کتاب نشانگرهای مولکولی، انتشارات دانشگاه تهران، ۱۳۹۲٫
دیدگاهتان را بنویسید