بررسی تنوع نوکلئوتیدی ژن های مقاومت به زنگ زرد (yellow rust) در ارقام مقاوم و حساس گندم نان

زنگ زرد گندم توسط قارچ puccinia striiformis westend f.sp.tritici ایجاد می شود و از عوامل عمده کاهش دهنده عملکرد کمی و کیفی گندم بویژه در مناطق سرد و مرطوب می باشد. در این مطالعه تغییرات ساختاری و تنوع نوکلئوتیدی برخی از ژن های مقاومت به زنگ زرد در هفت ژنوتیپ گندم نان با درجات متفاوت مقاومت به زنگ زرد بررسی شد. ژن های مقاومت به زنگ زرد با استفاده از آغازگرهای اختصاصی طراحی شده بر اساس توالی های موجود در بانک های اطلاعاتی تکثیر شدند. قطعات تکثیری پس از اتصال به حامل پلاسمیدی ptz57r/t، در باکتری e. coli همسانه سازی و سپس توالی یابی شدند. هم ردیف کردن توالی های تکثیری حاکی از وجود تغییرات نوکلئوتیدی در بین ارقام بود. در توالی های تکثیر شده در برخی از ژن ها تشابه بالایی میان ژنوتیپ ها مشاهده شد ولی در برخی از توالی ها تفاوت قابل ملاحظه ای بین ژنوتیپ ها وجود داشت. بررسی جهش های نقطه ای مشاهده شده نشانگر وجود جایگزینی های همجنس و ناهمجنس در توالی های مورد بررسی با میزان متفاوت بود. حذف و اضافه شدگی در برخی از توالی ها از نظر آماری معنی دار و جزو جهش های تأثیر گذار در تفاوت بین ژنوتیپ ها بود. در کلیه قطعات تکثیری (بجز قطعه تکثیر شده از ژن aegilops tauschii beta 1 proteasome توسط جفت آغازگر aeg beta 1-3 f/r) توالی های حفاظت شده ای در طول قطعات تکثیری مشاهده شدند که فاقد تغییر و یا تغییر بسیار اندک بودند. بررسی توالی اسید های آمینه حاصل از ترجمه توالی های نوکلئوتیدی، تفاوت در تعداد جایگاه های دارای تغییرات مشابه و نامشابه را نشان داد و بر اساس پارامتر d مشاهده شد که تغییرات نامشابه در برخی از توالی ها تحت تاثیر گزینش واقع شده بودند. نتایج مربوط به محاسبه میزان جایگزینی های مشابه (ks) و میزان جایگزینی های نامشابه (ka) در مقایسه دو به دوی ژنوتیپ ها نشان داد که در برخی از ژن ها مطابق آنچه بطور معمول در ژن های مقاومت و در نواحی غیرlrr رخ می دهد، ks بیش از ka بود که این نواحی تحت تاثیر گزینش مثبت یا گزینش در جهت ایجاد تنوع واقع شده بودند. در توالی برخی از ژنوتیپ ها چندین چهارچوب قرائت آزاد وجود داشت ولی برخی از ژنوتیپ ها فاقد چهارچوب قرائت آزاد بودند. تنها در برخی از ژن ها گروه بندی بر اساس توالی های تکثیری توانست ژنوتیپ های مقاوم را از سایر ژنوتیپ ها تفکیک نماید. بلاست قطعات تکثیری با توالی های موجود در بانک اطلاعاتی ncbi، شباهت زیاد آن ها را با توالی ژن های مقاومت از جمله ژن های nbs-lrr و rga ها نشان داد. قطعات ژن yr5 با ژن های rae6 و rae7 در aegilops ventricosa که از ژن های شبیه ژن های مقاومت هستند ونیز با توالی های تکثیری توسط نشانگر های rgap در گندم نان تشابه بالایی (80 تا 99 درصد) داشتند. قطعات ژن yr10 باتوالی ژن های rgayr10 در aegilops tauschii و dasypyrum breviaristatum تشابه بالایی نشان دادند. توالی های تکثیر شده از بخش نخست این ژن در کلیه ژنوتیپ ها بجز رقم mv-17، با توالی رمز کننده پروتئین hcbt در aegilops tauschii که از پروتئین های مرتبط با مقاومت می باشد، مشابهت بالا (87 تا 92 درصد) داشتند. بین کلیه قطعات تکثیری از ژن beta 1 proteasome با توالی این ژن در ncbi شباهت بالایی (78 تا 100 درصد) وجود داشت. در قطعه تکثیری از ژن beta 1 proteasome توسط جفت آغازگر aeg beta 1-5 f/r تشابه بالا با توالی پروتئین های فرضی در brachypodium sylvaticum مشاهده شد.