وجود رنگدانه­های آنتوسیانین در برنج عامل اصلی تولید پایه ساقه ارغوانی رنگ محـسوب می­شود. رنگ پایه ساقه در برنج رابطه مستقیم و قوی با تشکیل دانه­های رنگی در برنج دارد که در زیر پوسته آنها به دلیل تراکم متفاوت رنگیزه­های آنتوسیانین در لایه­های مختلف پریکارپ، پوشش دانه و آلورون، رنگ­های سرخ، ارغوانی و سیاه مشاهده می­شود. بمنظور درک درست از مسیر بیوسنتزی آنتوسیانین که اطلاعات مفیدی را در زمینه بیولوژی مولکولی و ژنتیک برنج به همراه خواهد داشت، الگوی تفرق ژن رنگ پایه ساقه با استفاده از تعداد 123 تک بوته از جمعیتF2  حاصل از تلاقی 18-33 – DN و ندا مورد مطالعه قرار گرفت.  ارزیابی تک بوته­های  F2 بر اساس رنگ پایه ساقه نشان داد تعداد 83 بوته رنگی (ارغوانی) و تعداد 40 بوته بی­رنگ تولید شده نسبت تفرق 1 :075/2 را ایجاد می­نماید. آماره c2 این نسبت تفرق برابر 48/3 بود که از نسبت تفکیک  3:1 اختلاف معنی داری را نشان نداد (95/0p < ). در نتیجه ثابت شد که صفت مورد نظر از سیستم کنترل تک ژنی تبعیت می­نماید. مطالعات انجام شده با استفاده از 59 نشانگر مولکولی میکروساتلیت میزان 28 درصد چند شکلی بین والدین را نشان داد و آنالیز پیوستگی روی تک بوته­های مغلوب جمعیت F2 از تلاقی ندا × 18-33 –   DNثابت کرد که ژن رنگ پایه ساقه بر روی بازوی کوتاه کروموزوم شماره 6 برنج با نشانگرRM253 که در فاصله 15 سانتی مورگان از ژن قرار دارد همبسته می باشد.

 

واژه­های كلیدی:

برنج، رنگ ساقه، نشانگر­های SSR.

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                             صفحه

 فصل اول

مقدمه

1-1- تولیدکنندگان برنج.. 2

1-2- کشت برنج در ایران.. 2

1-3- متابولیت­های ثانویه درگیاهان.. 3

1-4- تهیه نقشه­های ژنتیک… 4

 

فصل دوم

کلیات و مرورمنابع

2-1- مشخصات گیاهشناسی برنج.. 7

2-2- وضعیت ژنتیکی برنج.. 7

2-3- مهندسی تولید متابولیت­های ثانویه درگیاهان.. 8

2-4- ژن­های مسئول بیوسنتز فلاوونوئیدها و آنتوسیانین­ها 9

2-5- برنج رنگی.. 11

2-6- نشانگرها در برنامه­های اصلاحی.. 12

2-6-1- تعریف نشانگر. 12

2-6-2- انواع نشانگرها 13

2-6-2-1- نشانگرهای موفولوژیکی.. 13

2-6-2-2- نشانگرهای سیتوژنتیکی.. 13

2-6-2-3- نشانگرهای بیوشیمیایی.. 14

2-6-2-4- نشانگرهای مولکولی.. 14

2-6-2-4-1- نشانگرهای مولکولی مبتنی بر DNA 15

2-6-2-4-1-1- نشانگر­های مولکولی مبتنی بر هیبریداسیون.. 15

2-6-2-4-1-2- نشانگر­های مولکولی مبتنی بر واکنش زنجیره­ای پلیمراز 16

2-6-2-4-1-3- نشانگرهای مولکولی مبتنی بر PCR و هیبریداسیون.. 16

2-6-2-4-1-4- نشانگرهای مبتنی بر توالی­یابی (SNPها) و تراشه DNA.. 17

2-7- کاربرد نشانگرهای مولکولی.. 17

2-8- انتخاب میان انواع مختلف نشانگرها 19

2-9- کاربرد نشانگرهای مولکولی در برنج.. 19

2-10- انتخاب به کمک نشانگرها 21

2-11- استفاده از نشانگرهای مولکولی درتهیه نقشه ژنتیکی.. 21

2- 12- ریزماهواره 22

2-12-1- تشخیص آلل­های ریزماهواره 24

2-12-2- مزایای نشانگرهای ریزماهواره 24

2-12-3- مشکلات کار با ریزماهواره 25

2-12-3-1- اشتباهات آلل خوانی.. 25

2-12-3-2- آلل­های صفر. 26

         2-12-3-3- اندازه نمونه مورد نیاز 26

2-12-4- ریزماهواره­ها درگیاهان و برنج.. 27

2-12-5- کاربردهای ریزماهواره 28

2-13- نقشه­های پیوستگی ژنتیکی.. 28

2-14- ویژگی­های نقشه. 29

2-15- سابقه نقشه یابی صفت رنگ دربرنج.. 30

2-15-1- ارتباط بین رنگ پریکارپ وصفت گلوتیوز 33

 

2-15-2- توارث رنگ نوک دانه و ارتباط آن با صفات دیگر. 33

2-15-3- روابط بین رنگ کلاله با صفات دیگر. 34

2-15-4- ارتباطات بین رنگ پوشبرگ و صفات دیگر. 34

2-15-5- ارتباط بین رنگ کلاله و رنگ پوشبرگ… 35

2-15-6- ارتباط بین رنگ زبانک با صفات دیگر. 35

2-15-7- ارتباطات بین رنگ زبانک و رنگ پریکارپ.. 35

2-15-8- نشاندار کردن ژن­های مهم اقتصادی و انتخاب به کمک نشانگر (همراه) 36

2-15-9- مطالعه ژنتیکی و نشاندارکردن ژن صفت رنگ در برنج.. 37

فصل سوم

مواد و روشها

3-1- مواد گیاهی.. 41

3-1-1- رقم 18-33DN- 41

3-1- 2- رقم ندا 42

3-2- کشت والدین و جمعیت F2 43

3-3- تهیه نمونه برگی.. 43

3-4- ارزیابی صفت… 44

3-5- استخراج DNA 44

3-5-1- روش استخراج DNA.. 45

3-6- بررسی کمیت و کیفیت DNA استخراج شده 49

3-6-1- ازطریق اسپکتروفتومتر. 49

3-6-2- به وسیله الکتروفورز ژل آگارز 49

3-7- بارگذاری نمونه­ها و اجرای الکتروفورز 50

3-8- آماده سازی آغازگرهای ریزماهواره 51

3-9- انجام واکنش PCR.. 53

3-10- تجزیه وتحلیل داده ها 54

 

فصل چهارم

نتایج و بحث

4-1- ارزیابی فنوتیپی.. 57

4-2- ارزیابی مولکولی.. 58

4-2-1- غربال والدین.. 58

4-2-2- تحلیل لینکاژ 60

4-3- ارزیابی نشانگر RM253 در ارقام دیگر برنج.. 64

 

فصل پنجم

پیشنهادات.. 68

 

منابع   70

 

ضمائم

لیست پرایمرهای بکار رفته در پژوهش…. 79

تهیه محلول­های مادری.. 81

ماتریس داده­های مولکولی و فنوتیپی.. 83

 

چکیده انگلیسی

 

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                                       صفحه

شکل 3-1. لاین 18-13-DN.. 41

شکل 3-2. والد 18-13-DN با پایه ساقه سبز رنگ…. 42

شکل 3-3. لاین ندا 42

شکل 3-4. والد ندا با پایه ساقه ارغوانی رنگ…. 43

شکل3-5. عملیات نمونه برداری از نمونه­های برگی برنج دو هفته پس از نشاء. 44

شکل 3-6. پودر کردن نمونه­های برگی با استفاده از ازت مایع.. 46

شکل 3-7. سانتریفیوژ کردن نمونه­ها 47

شکل 3-8. تشکیل سه فاز مشخص پس از افزودن کلروفرم و جدا نمودن فاز رویی.. 47

شکل 3-9. تشکیل کلاف DNA پس از مصرف ایزوپروپانول.. 48

شکل 3-10. افزودن TE به رسوب DNA و نگهداری آنها در فریزر 20-. 48

شکل 3-11 . بارگذاری نمونه ها در ژل آگارز. 51

شکل3-12 . نمونه هایی ازDNA ژنومی که به روشCTAB استخراج شده است. 52

شکل3-13. عملیات انجام PCR 54

شکل 4-1. الگوی نواربندی بین والدین مورد مطالعه با تعدادی از نشانگرهایSSR مورد مطالعه. 60

شکل 4-2. الگوی نوار بندی بین والدین مورد مطالعه با تعدادی از نشانگرهای SSR مورد مطالعه. 60

شکل 4-3. الگوی نواربندی بین والدین مورد مطالعه در 10 گیاه دارای پایه ساقه سبز با استفاده از نشانگرRM1358. 61

شکل4-4. الگوی نواربندی بیـن والدین مورد مطالعـه در گیاهان دارای پایـه ساقه سـبز و ارغوانـی بـا استفاده ازنشانگر RM443. 62

شکل 4-5. الگوی نواربندی بین والدین مورد مطالعه با 10 گیاه با پایه ساقه سبز با استفاده از نشانگر RM253. 62

شکل4-6. نحوه تعیین ژنوتیپ تعدادی از محصولات واکنـش زنجیره­ای پلیمراز نشـانگر RM253 در جمعیـتی از بوته­های F2 بر روی ژل آگارز  63

شکل 4-7 .آنالیز ارقام دارای پایه­های ارغوانی و سبز با پرایمر RM253. 65