آرش فاضلی

گندم نان از نظر سطح زیر کشت و تولید، مهمترین محصول کشاورزی ایران است که کیفیت نانوایی آن از مهترین صفات مورد توجه در این گیاه زراعی می باشد. افزایش کیفیت گندم نان موضوع مهمی است که توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است و در چند دهه گذشته روش‌های مختلفی برای ارزیابی این صفت معرفی شده است. یکی از مهمترین اهداف در برنامه‌های اصلاحی گندم، اصلاح برای کیفیت نانوایی گندم می‌باشد. کیفیت در خانواده گندمیان عمدتاً تحت تأثیر عوامل ژنتیکی بوده که در گندم هگزاپلوئید توسط سه ژن Wx-D, Wx-B ,Wx-A کنترل می‌شود. بررسی منابع ژنتیکی اهلی و وحشی به منظور شناسایی آلل‌های جدید و استفاده از آن‌ها در برنامه‌های اصلاحی یکی از مهم‌ترین اهداف به‌نژادگران گیاهی می‌باشد. در مطالعه حاضر روابط فیلوژنتیکی ژن Wx-B به عنوان مهم‌ترین ژن در بین سه ژن مذکور، در 34 نمونه شامل 4 گونه جنس آژیلوپس و 28 رقم گندم زراعی و 2 گونه گندم وحشی با استفاده از تکنیک PCR و توالی‌یابی مورد ارزیابی قرار گرفت. از این 34 ژنوتیپ ، 5 ژنوتیپ بهارساجی دهدشت پیشگام سیروان هیچگونه باندی تولید نکردند. در این تحقیق 14 ژنوتیپ سرداری، سایوان، سبلان ، اترک، کراس سبلان ، میهن آریا شیراز ، دنا چمران، قابوس، ریژاو ، توس و Ae.triuncialis دارای توالی کامل ژن واکسی بودند و با روش های بیوانفورماتیکی با ژن مرجع واکسی LC379885.1 مقایسه شدند نتایج هم‌ردیف‌سازی برای ژن WX-B نشان داد که نواحی حفاظت شده بالایی بین گندم‌های زراعی و وحشی در نواحی کدکننده وجود دارد، هر چند در برخی نواحی، تنوع تک نوکلئوتیدی بین گندم‌های زراعی و وحشی وجود دارد. توالی های حاصل از محصول PCR ژن مورد نظر در پایگاه اطلاعاتی NCBI با استفاده از روش جستجوی نوکلئوتیدی نشان می‌دهد که درصد بالایی با توالی‌های موجود در این پایگاه اطلاعاتی هم‌پوشانی دارد که 90 درصد با ژن واکسی B1 در گندم‌های زراعی ( LC379885.1) و 88 درصد با نمونه‌های Ae. speltoeids برای ژن واکسی تشابه نشان می‌دهد. در این توالی ها نسبت در نواحی اگزون تغییرات نوکلئوتیدی زیادی اتفاق افتاده که می توان علت آنرا عدم حفاظت ناحیه اینترونی دانست و نیز تفاوت‌های تک نوکلئوتیدی زیادی وجود دارد که با توجه به اینکه برخی اسیدهای آمینه دارای چندین کدن می‌باشند، بسیاری از این تغییرات تفاوتی در پروتئین حاصل ایجاد نمی‌کنند. اما در این بین تغییراتی که باعث کد خاتمه شوند، موجب تغییرات مهم می‌شوند. در اینجا، ژنوتیپ‌هایی که دارای بیشترین شباهت با ژنوتیپ گندم هگزاپلوئید موجود در ژن بانک بودند، تفاوت‌های تک نوکلئوتیدی بیشتری را نسبت به ژنوتیپ A. triuncialis که از اجداد وحشی گندم هگزاپلوئید می‌باشند، نشان دادند. در ناحیه 158 تا 168 توالی های 14 ژنوتیپ دارای ژن کامل واکسی، در تمام ارقام زراعی(13 رقم دارای ژن کامل) سه نوکلوتید AAC نسبت به ژنوم مرجع LC379885.1 حذف شده (در ناحیه اگزون) اما در ژنوتیپ وحشی Ae. triuncialis این توالی محافظت شده است همچنین در سه رقم سایوان، سبلان و اترک در ناحیه 658 تا 661 (ناحیه اگزون) سه نوکلوتید CCC حذف شده که در سایر ارقام زراعی وجود داشتند. در دو رقم سایوان و اترک نیز در ناحیه 768 تا 771 (ناحیه اگزون) سه نوکلوتید CAG اضافه شده است. همچنین، 3 نوکلوتید GAC در ارقام سایوان و کراس سبلان در ناحیه 882 تا 885 نسبت به ژنوم مرجع LC379885.1 حذف شده (در ناحیه اگزون). نتایج ماتریس فاصله ژنتیکی برای 14 ژنوتیپ دارای توالی کامل ژن واکسی نشان داد که فاصله ژنتیکی از 05/0 تا 13/0 متغیر بود و ژنوتیپ شماره 16 (اترک) و ژنوتیپ شماره 24(قابوس ) بترتیب بیشترین و کمترین شباهت را با LC379885.1 ( ژن واکسی B موجود در پایگاه داده (NCBI داشتتند. در این تحقیق بهترین مدل جایگزینی نوکلئوتیدی با استفاده از روش بیزی نشان داد که مدل T92+G که دارای کمترین مقدار BIC می‌باشد و نتایج براورد جایگزینی نوکلوتیدی برای ژن Wx-B براساس توالی کامل ژن Wx-B(14 عدد ژنوتیپ خانواده گندمیان) نشان داد که بیشترین جایگزینی از نوع پورینی مربوط به گوانین (G) با آدنین (A) به مقدار (37/13) بود و کمترین جانشینی از نوع پورینی به پیرمیدینی مربوط به آدنین(A) به تیمین (T) و سیتوزین (C) به مقدار (61/5 ) بود . نتایج درخت فیلوژنی نشان داد، ژنوتیپ های مورد بررسی در فاصله 93 درصد تشابه به چهار گروه اصلی تقسیم شدند که ژنوتیپ‌های قابوس و سبلان و Ae. triuncialis به سه گروه اول اختصاص یافتند و بقیه ژنوتیپ ها (ارقام زراعی و ژن واکسی مرجع LC379885.1) ) ) در گروه چهارم قرار گرفتند. نتایج آنالیز ساختار نوکلئوتیدی نیز نشان داد. بترتیب بیشترین درصد مولکولی آدنین (A) در رقم سبلان) 43/20 ( سیتوزین (C) در رقم میهن (22/30) گوانین (G) در رقم قابوس( 97/29 ) و تیمین(T) در رقم سایوان (25/21) و کمترین درصد مولکولی آدنین (A) در رقم چمران و توس ) 68/19 ( سیتوزین (C) در رقم قابوس (18/29 ) گوانین (G) در رقم اترک( 69/28 ) و تیمین(T) در رقم سبلان (57/20) بود بیشترین محتوای(G+C) متعلق به رقم شیراز به مقدار( 64/59 %) بود . نتایج تجزیه های آماری تجزیه کلاستربه روش UPGMA ، تجزیه کلاستر به روش وارد، تجزیه به مختصات اصلی و تجزیه به مولفه های اصلی باهمدیگر مطابقت داشتند. در نهایت برای 14 ژنوتیپ دارای ژن کامل واکسی در هیچ یک از ژنوتیپ های مورد بررسی آلل نول در مکان ژنی Wx-B1 مشاهده نشد