یکی از اجزای کلیدی و زیربنایی و ابزار اساسی موردنیاز برنامه های آینده اصلاح نبات، تهیه نقشه های ژنتیک خواهد بود. شاید یکی از مهم ترین کاربردهای نشانگرهای DNA تهیه نقشه های ژنتیک باشد که براساس آن می توان جایگاه ژنی و کروموزومی ژن های تعیین کننده صفات مطلوب (ترتیب و فاصله ژن ها و نشانگرها از یکدیگر بر روی کروموزوم ها) را تعیین کرد.
یک نقشه پیوستگی یک نقشه ژنتیکی از یک موجود با یک جمعیت می باشد که ترتیب و فاصله ژن ها (واحد سانتی مورگان) و یا نشانگرها را نسبت به یکدیگر به نمایش می گذارد. در حقیقت این نقشه براساس فراوانی تو ترکیبی بین نشانگرها (در طول کراسینگ اور بین کروموزوم های همولوگ ترسیم می شود. هرچه فراوانی نوترکیبی بین دو نشانگر بیشتر باشد، آن دو نشانگر از همدیگر دورتر خواهند بود و بالعکس.
در حقیقت ترسیم نقشه های پیوسته ژنتیکی، شامل تخمین درصد نوترکیبی بین تمام مکان ها به صورت دو به دو است، با افزایش فاصله ژنتیکی بین دو مکان ژنی، احتمال کراسینگ اور بین آنها افزایش می یابد. در نتیجه درصد نوترکیبی و بالطبع فاصله ژنتیکی کمتر تخمین زده می شود. زیرا ۲ کراسینگ اور همزمان اثر همدیگر را خنثی می کنند، وقتی تعداد کراسینگ اورها زوج باشد ممکن است نوترکیبی صورت نگیرد.
نقش نقشه های ژنتیک پس از تکمیل و تلفیق:
۱ – تامین محوریت و مرکزیت داده ها و اطلاعاتی که از جنبه ها و زمینه های متفاوت در مورد هر محصول به دست می آید؛
۲- ایجاد پل ارتباطی میان اصلاح نبات و زیست شناسی مولکولی
۳- مشارکت در تامین اطلاعات ضروری برای جداسازی و همسانه کردن ژن ها با استفاده از موقعیت آنها؛
۴- کمک جدی به توسعه منبع ژن گیاهان زراعی از طریق تهیه نقشه های مقایسه ای گیاهانی که به واحدهای متفاوت تاکسونومیکی تعلق دارند؛
۵- تسریع شناسایی و انتقال ژن های مفید به ارقام زراعی
۶- دستیابی به سرنخ های مهمی برای درک مبانی زیست شناسی صفات و پدیده های پیچیده و مهم.
تهیه نقشه های تلفیقی
بین نشانگرهای DNA و سایر نشانگرهای ژنتیک که از اوایل سدۀ حاضر در تهیه نقشه های ژنتیک به کار گرفته شده اند، تفاوت چندانی وجود ندارد، مگر آنکه دسته نخست فراوان ترند. با در دست داشتن تعداد بیشتری از نشانگرها، می توان نقشه های ژنتیک کامل تری تهیه نمود و پوشش کاملی را در تمام کروموزوم های یک سازواره به دست آورد.
تلفیق نقشه های ژنتیک با استفاده از نشانگرهای مختلفی مانند نشانگرهای مورفولوژیکی، سیتوژنتیکی، پروتئینی و دی.ان.ا و به ویژه تلفیق همه اینها با جایگاه های ژنی دخیل در صفات کمّی (QTL)، موجب غنی تر شدن نقشه نهایی هر گیاه می شود و ارزش آن را دو چندان می سازد.
با وجود ابهاماتی که به ویژه در مورد مکان یابی جایگاه های ژنی دخیل در صفات کمّی وجود دارد، این امر موجب دستیابی به اطلاعات ارزنده ای از جنبه های پایه ای و کاربردی اصلاح نباتات خواهد شد. مکان یابی جایگاه های ژنی دخیل در صفات کمی، تخمینی از محل تقریبی و عمل ژن های دخیل در صفات کمی را به دست می دهد و ویژگی و اهمیت خاصی را از جهت افزودن ژن ها و نواحی مهم بر روی نقشه ژنتیکی داراست.
فواید مکان یابی جایگاه های ژنی دخیل در صفات کمّی:
۱- موجب پوشش بخش گسترده تری از ژنوم توسط نشانگرهای DNA خواهند شد.
۲- در صورت وجود چند شکلی کافی در سطح دی.ان.ا، امکان انتخاب در مورد والدین مورد نیاز در تهیه نقشه های ژنتیک بیشتر خواهد بود. بنابراین نواحی ژنتیکی مهمی به طور مستقیم به نقشه های ژنتیک افزوده خواهند شد.
۳- برخلاف مکان یابی ژنی صفات تک ژنی، این روش ممکن است تصویر جامع تری را از ژنوم مورد مطالعه به دست دهد، چرا که به مشاهدات و بازیافت آلل های با اثرات کیفی روی صفات نیازی نیست.
نقشه های مقایسه ای
به کارگیری مجموعه های مشترکی از کاوشگرها برای ردیف های مشابه (در گونه های مختلفی که در گروه های مختلف تاکسونومیکی قرار می گیرند)، نتایج جالب و شگفت انگیزی را در پی داشته اند. کشف مشابهت های زیاد در مجموعه های گیاهانی مثل گندم، برنج و ذرت، سورگوم و ذرت؛ گندم، جو و چاودار؛ گوجه فرنگی، سیب زمینی و فلفل؛ آرابیدوپسیس و کلم موجب پیدایش نظریه ای شده است که چنین گروه هایی را یک سیستم ژنتیکی واحد در نظر می گیرد.
این نظریه دارای اهمیت ویژه ای است؛ هم از نظر متخصصان اصلاح نباتات و هم از نظر علم ژنتیک. گاهی اندازه ژنوم یک گونه چندین مرتبه کوچک تر از سایر گونه هاست، اندازه کوچک تر ژنوم موجب تسریع و سهولت همسانه کردن ژن های مشابه براساس موقعیتشان می شود. به محض اینکه یک ژن مفروض از یک سیستم ژنتیک واحد، همسانه و ردیف DNA آن تعیین شود، اطلاعات حاصل را می توان برای جداسازی سریع ژن های مشابه در گونه های دیگر به کار برد.
نتیجه گیری:
با دانستن جایگاه یک ژن روی نقشه ژنتیک می توان از نشانگرهای مجاور آن برای احراز وجود صفت متناظر استفاده کرد. بدین ترتیب نیازی به انتظار برای ظهور آثار ژن نیست. این مزیت در مورد گیاهان چند ساله مانند گیاهان جنگلی، درختچه ها و درختان باغی اهمیت بیشتری پیدا می کند. بنابراین با استفاده از نشانگرهای DNA می توان صفات و مشخصات آینده یک نشای برنج، یک نهال گردو و یا یک درخت جنگلی را پیش بینی کرد و در نتیجه با آگاهی کامل تصمیم گیری و نسبت به انهدام موارد نامطلوب و پیشبرد گیاهان مناسب اقدام نمود. به هر حال، بدون تردید تهیه نقشه های ژنتیک تأثیر مثبتی بر اصلاح موجود برجای خواهد گذاشت.
منبع : کتاب نشانگرهای مولکولی، انتشارات دانشگاه تهران
دیدگاهتان را بنویسید