به مرکز تحقیقات ژنتیک خوش آمدید
 
قالب وبلاگ

روش های ارزیابی تنوع ژنتیکی

اطلاع از سطح تنوع ژنتیکی، اساسی ترین جنبه تمام علوم زیستی از قبیل اکولوژیکی، زیست شناسی تکاملی، رده بندی، زراعت، اصلاح و حفظ نباتات گیاهی به شمار می رود. تنوع ژنتیکی با استفاده از نشانگرهای ژنتیکی (مورفولوژیکی و مولکولی) و صفات زراعی ارزیابی می گردد. به تفاوت های موجود بین ردیف دی ان آی کروموزوم های هر موجود که از افراد به نتاج آنها منتقل می گردد؛ نشانگر ژنتیکی گفته می شود. این تفاوت ها می تواند به طرق مختلفی تظاهر یابد. برخی از این تفاوت ها عرضی بوده و در صفات قابل رؤیتی مانند رنگ گل، وجود یا عدم وجود ریشک در گلچه غلات یا صاف و چروک بودن سطح دانه نخود در آزمایشات مندل تجلی می نمایند. این گونه نشانه ها را نشانگرهای مورفولوژیکی می نامند.

برای آن که صفتی به عنوان نشانگر ژنتیکی استفاده شود؛ بایستی حداقل واجد دو ویژگی باشد: الف- در بین افراد متفاوت باشد (چند شکل) ب- به توارث برسد.

برای مشاهده ادامه مطلب کلیک کنید.


نشانگرهای مورفولوژیکی

نشانگرهای مورفولوژیک که پیامد جهش­های قابل رؤیت در مورفولوژی سازواره­اند؛ از ابتدای این سده مورد استفاده بوده­اند. صفات مورفولوژیکی که عمدتاً توسط یک ژن کنترل می­شوند می توانند به عنوان نشانگرهای ژنتیک مورد استفاده قرار گیرند. این نشانگرها جزو نخستین نشانگرها به شمار می­آیند. با این وجود نشانگرهای مورفولوژیک دارای معایب زیادی می­باشند. از جمله این که تحت تأثیر شرایط محیطی و مرحله ی رشد موجود قرار می­گیرند و پایداری کمی دارند (نقوی و همکاران، 1386).

روش های تشخیص روابط ژنتیکی باید بر پایة مقایسه ی گیاهان در مورد صفات مونوژنی (کیفی) که بیان آنها تحت تأثیر محیط رشد قرار نگیرد باشد (کوریوس و بوچن، 1988).

نشانگرهای مولکولی

در دهه ی 1950 نشانگرهای مولکولی قابل مشاهده توسط الکتروفورز پروتئین­ها تحول شگرفی را ایجاد نمودند (نقوی و همکاران، 1386). روش های بیوشیمیایی مثل تجزیه­های آیزوزایم برای تمایز بین افراد هتروزیگوت و هموزیگوت و برای تعیین میزان تنوع در جوامع گیاهی به کار گرفته شده است (ملچینگر و همکاران، 1991). با این وجود، تجزیه­های آیزوزایم به دلیل کم بودن مکان های ژنی نشانگر موجود، فقدان چند شکلی برای این مکان در مواد گیاهی برگزیده و نیز به دلیل تغییر در الگوهای بانددهی در اثر نمو گیاهی دارای محدودیت می­باشند (تنکسلی و همکاران، 1989).

نشانگرهای دی آن آ

بوت استین و همکاران در اوایل دهه 1980 چندشکلی طولی قطعات حاصل از هضم (RFLP) را برای مطالعه مستقیم تفاوت افراد در سطح دی ان آ و یافتن نشاگرهای جدید معرفی نمودند. این تحول از پیامدهای طبیعی و منطقی کشف آنزیم های برش دهنده بود. این آنزیم ها، آنزیم های بسیار اختصاصی هستند که ردیف ویژهای را روی مولکول دی ان آ شناسایی کرده و آنها را ازمحل های خاصی برش می دهند. نشانگرهای دی ان آ در مدت یک دهه تکاملی شگرف و تحسین برانگیز داشته اند. علاوه بر RFLP که هنوز هم از قوی ترین و معتبرترین نشانگرهای دی ان آ می باشد؛ نشانگرهای دی ان آ دیگری با تفاوت های زیادی از نظر تکنیکی و روش تولید، نحوه کاربرد، امتیازبندی و تفسیر نتایج به سرعت ابداع و معرفی گردیدند. بدون تردید، ابداع و معرفی واکنش زنجیره ای پلی مراز (PCR) بیشترین نقش را در توسعه و تکامل نشانگرهای دی ان آ داشته است.

واکنش زنجیره ای پلیمراز یک روش تکثیر آزمایشگاهی قطعه یا قطعات موردنظر دی ان آ می باشد. به دلیل اهمیت و نقش مؤثر PCR در تحول و تکامل روزافزون فن آوری نشانگرهای دی ان آ، این نشانگرها را می توان به دو دسته کلی، نشانگرهای دی ان آ مبتنی بر PCR و نشانگرهای دی ان آی غیرمبتنی برPCR  یا مبتنی بر هیبریداسیون تقسیم بندی نمود.

مبانی نشانگرهای ریزماهواره

تعاریف مختلف و متفاوتی در مورد ریزماهواره ارایه شده است. اما گلشتاین و پولاک (1997) تعریف جامع تری را به صورت زیر ارایه کرده اند: ریزماهواره ها قطعات کوتاهی از دی ان آ بوده که متشکل از واحدهای تکراری 6-2 جفت بازی می باشند و حداکثر طول آنها بین 100-60 جفت باز است. ریزماهواره ها تحت عناوین توالی های کوتاه تکراری (STR) یا توالی های ساده تکراری (SSR) نیز شناخته می شوند. وجود جایگاه های ریزماهواره در ژنوم های یوکاریوتی از سال 1970 به بعد مشخص شد. اگرچه اطلاعات اندکی در مورد وجود و پراکنش این توالی ها در دسترس بود تا این که هامادا و همکاران (1982) نسخه های متعدد Poly (dT/dG) را در گونه های مختلف از مخمر گرفته تا مهره داران کشف کردند. تاوتز و رنز (1984) با تکنیک دورگ گیری اسیدهای نوکلئیک وجود این توالی را در یوکاریوت های مختلف مورد ارزیابی و تأیید قرار دادند.

فراوانی و توزیع ریزماهواره ها در ژنوم

ریزماهواره ها در دی ان آ هسته ای تمام یوکاریوت ها و حتی بعضی از پروکاریوت ها از جمله باکتری ها یافت شده و به طور مکرر به وجود می آیند. فراوانی ریزماهواره ها در سازواره های مختلف خیلی متغیر می باشد. برای مثال تخمین زده شده است که فراوانی ریزماهواره ها در ژنوم انسان به طور متوسط 10 برابر ژنوم گیاهی است. آزمایشات نشان داده است که تکرارهایGT در مگس سرکه و پستاندارن متداول است ولی در گیاهان و مخمر ریزماهواره ها از نوع AT می باشند. توزیع ریزماهواره ها نه تنها در گونه های مختلف متفاوت است؛ بلکه در درون یک ژنوم نیز در بین کروموزوم های مختلف متفاوت است. فرواونی و وقوع متداول ترین  تکرارهای دو نوکلئوتیدی n(AC) و n(GA ) با جزئیات به نسبت بیشتری بررسی شده است. تکرارهای سه و چهار نوکلئوتیدی نیز در ژنوم گیاهی دیده شده اند که متداول ترین آنها n(AAG) و n(AAT) هستند (55). آزمایشات در 54 گونه گیاهی نشان داده اند که تکرارهای n (AT) از فراوان ترین توالی ها بوده و تکرارهای A)nn(AGn(AATn(AACn(AGCn(AAGn(AATTn(AAATn(AC) در رده های بعدی قرار دارند.

فراوانی ریزماهواره ها در ژنوم کلروپلاست نیز بررسی شده است. به طوری که در حال حاضر توالی های ناقص یا کامل ژنوم کلروپلاستی در چندین گونه گیاهی از جمله در گونه های برنج، توتون، کاج سیاه، ذرت و بسپایک (Marchantia polymorpha) مشخص شده اند. با وجود این با بررسی پایگاه اطلاعات توالی های کلروپلاست، ریزماهواره ها در دی ان آ کلروپلاستی به نسبت فراوان بوده به طوری که حداقل 500 ریزماهواره در ژنوم کلروپلاستی چندین گیاه گزارش شده است (90). بررسی ریزماهواره های کلروپلاست گیاهانی مانند کاج و ذرت نشان داده است که این توالی ها دارای رشته هایی از تکرارهای تک نوکلئوتیدی n(A) با طول کوتاه و متوسط می باشند در حالی که در بسپایک، ذرت، نخود و یک گیاه سبز غیر فتوسنتزی (Epifagus virginiana) تکرارهای دو نوکلئوتیدی n(AT) و n(TA) نیز فراوان بودند.

سازمان یابی ریزماهواره ها در داخل ژنوم

آزمایشاتی که در مورد سازمان یابی ریزماهواره ها در ژنوم چندین گونه گیاهی انجام شده است؛ نشان داده اند که ریزماهواره ها در سراسر ژنوم پراکنده هستند. برای مثال با استفاده از روش دورگ گیری در محل با مواد فلورسانس، تجمع چندین ریزماهواره در چغندرقند، تکرارهای n (GATA) و n(CA) در نخود، n (GAA) در جو و چند غله دیگر را در اطراف سانترومر نشان داده شده است. در گوجه فرنگی نیز با استفاده از نقشه های ژنتیکی انگشت نگارهای ریزماهواره نشان داده شد که ریزماهواره ها در اطراف سانترومر متمرکز هستند. در مقابل این گزارشات مبنی بر تمرکز ریزماهواره ها، اخیراً براساس نقشه های فیزیکی و ژنتیکی نشان داده اند که ریزماهواره ها در منطقه خاصی از ژنوم تمرکز نیافته بلکه به طور یکنواخت در مناطق مختلفی از کروموزوم پراکنده هستند. آزمایشات دیگری نیز با استفاده از نقشه های ژنتیکی نشان دادند که ریزماهواره ها در یک محل متمرکز نیستند.

 شناسایی و جداسازی ریزماهواره های گیاهی

همسانه سازی و جداسازی ریزماهواره های گیاهی اولین بار بر روی درختان گرمسیری صورت گرفت. اگرچه میزان ریزماهواره ها در گیاهان نسبت به جانوران کمتر است؛ اما برخی از جنبه های مهم در این دو رده از موجودات کاملاً متفاوت است. در ژنوم گیاهان، توالی های ریزماهواره از نوع غالب هستند.

[ ۱۳۸٩/٧/٧ ] [ ٢:٠٤ ‎ق.ظ ] [ امیر سالار سید رزاقی ] [ نظرات () ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ

دانشجوی مهندسی ژنتیک (گیاهی)
لینک دوستان
امکانات وب