تعیین سودمندترین نشانگرهای مولکولی ریزماهواره مرتبط به تحمل به شوری در گندم

گندم از مهم ترین گیاهان زراعی و استراتژیک ایران محسوب می شود. با توجه به وسعت 25 میلیون هکتاری اراضی شور در کشور و به خصوص در مناطق گندم خیز و همچنین وجود آبهای شور و پایین رفتن مداوم سطح سفره های آب زیرزمینی به دلیل برداشت های غیر اصولی و بی رویه، هر ساله بر مساحت اراضی متأثر از شوری افزوده گردیده و مقادیر عظیمی از توان تولید بالقوه گندم کشورمان به هدرمی رود که هزینه های هنگفتی را به کشور و زارعین تحمیل می نماید. تنش شوری دومین مشکل بزرگ غیر زیستی می باشد که معمولاً موجب کاهش کلی رشد گیاه می شود . شوری مشکلات متعددی را به دلیل القای عملکرد های ناقص فیزیولوژیکی رشد و نمو گیاه به ویژه در شیرین رست ها به دنبال دارد. گونه ها و واریته ها از لحاظ توانایی مقاومت در برابر شوری خیلی متنوع هستند. مقاومت به نمک حتی در گونه های یک جنس متغیراست[1]. گیاهان زراعی برنج، گندم و ذرت مهم ترین گونه های زراعی جهان محسوب می شود که در مجموع 5/57 درصد کل کالری مصرفی انسان ها را تامین می کند. از این مقدار 26 درصد توسط برنج،24/5 درصد توسط گندم و7 درصد از ذرت تامین می شود. از نظر سطح زیر کشت و برداشت سالانه در جهان گندم با 216 میلیون هکتار در رتبه اول و از نظر تولید جهانی با 625 میلون تن پس از ذرت و برنج در رده سوم جا می گیرد. در ایران به جز قسمت های محدودی از کشور بقیه مناطق جز نواحی خشک و نیمه خشک محسوب می شوند. با توجه به پایین بودن بارندگی کشور و وضعیت آب و هوایی خاص، زمینه مساعدی جهت تشکیل و گسترش خاک های شور فراهم شده است. اولین اثر شوری بر رشد گیاهان زراعی عدم یکنواختی در جوانه زنی بذر است. اثر شوری در مورد بسیاری از گیاهان زمانی مشهود است که گیاه مدت نسبتاً طولانی در معرض نمک قرار می گیرد. از آن گذشته، تحمل گیاه در مقابل شوری بسته به این که گیاه در چه مرحله ی رشدی در معرض شوری قرار گرفته است، متفاوت می باشد. بیشتر صفات اقتصادی گیاهان و جانوران مانند عملکرد دارای توارث هستند. معمولاً تعداد زیادی ژن با آثار کوچک و بزرگ، تظاهر این صفات را به عهده دارند. هر چند که با روش های کلاسیک امکان برآورد تعداد ژن ها وجود دارد ولی تعیین محل ژن ها، اثر و سهم ژن های منفرد در تغییرات فنوتیپی صفت امکان پذیر نمی باشد. موفقیت های بدست آمده در گذشته به دلیل پیچیدگی کار اصلاح برای تحمل به شوری، تنوع ژنتیکی ناکافی برای تحمل به شوری، پیچیدگی اثرات متقابل شوری با عوامل محیطی و فقدان تکنیک های گزینشی کارآ چندان قابل توجه نبوده است[2]. اغلب گیاهان زراعی بصورت غیر یکسان تحت تاثیر شوری قرار می گیرند. بطور کلی، غلات نسبت به لگوم ها متحمل تر هستند. بسیاری از خویشاوندان وحشی گیاهان زراعی تحمل بیشتری نسبت به خویشاوندان اهلی شان می دهند. تلاش های طولانی مدت برای متحمل سازی گیاهان به شوری انجام شده است، اما پیشرفت کمی در واریته های تولیدی مورد استفاده کشاورزان بدست آمده است. همان طور که جمعیت درحال افزایش می باشد و زمین های کشاورزی بیشتری تحت سیستم آبیای قرار می گیرند شوری اهمیت بیشتری پیدا می کند. افزایش جمعیت و کمبود تولیدات کشاورزی، استفاده از اراضی و آبهای شور را در حال حاضر و آینده ضروری می سازد. یکی از روش های استفاده از این نهاده های تولید استفاده از تنوع ژنتیکی گیاهان زراعی و مرتعی است تا با اصلاح و گزینش ژنوتیپ های سازگار و متحمل به شوری بتوان زراعت را در این مناطق توسعه داد. هرچند اصلاح گندم در سالهای گذشته در جهت تولید حداکثر عملکرد در شرایط بهینه رشد بوده است که منجر به کاهش توان رشد گیاه در شرایط دشوار محیطی گردیده است. با این حال تنوع ژنتیکی کافی در بین ژنوتیپ-های زراعی و والدین وحشی آن وجود دارد که امکان اصلاح و دسترسی به ژنوتیپ های سازگار به تنش شوری را فراهم می سازد، گیاهان متحمل به شوری می توانند درآمد بیشتری عاید کشاورزان نموده و همچنین به پایداری خاک در برابر فرسایش بادی و آبی کمک کنند. به همین دلیل یکی از راهکارهای اصلی غلبه بر مشکل شوری و جلوگیری از کاهش عملکرد و خسارت هنگفت کشاورزان در مناطق متاثر از شوری، تولید ارقام متحمل به شوری می باشد. در حال حاضر با پیشرفت هایی که در اصلاح ژرم پلاسم، تکنیک های ارزیابی، تعیین توارث ژنتیکی، استفاده از نشانگرهای مولکولی، مکان یابی ژن ها و نرم افزارها، پیشرفت اصلاح برای تحمل به شوری و سایر تنش های غیر زیستی تسهیل شده است. تحمل به شوری مانند سایر تنش های غیر زیستی درگیاهان عالی یک صفت پیچیده ژنتیکی و فیزیولوژیکی است. شناسایی نشانگرهای مولکولی کاملاً پیوسته با ژن مورد نظر و مکان یابی آن ها در روی کروموزوم یک هدف مهم در اصلاح نباتات برای کلون کردن ژن ها و گزینش به کمک نشانگر می باشد. مطالعه پیرامون مکان یابی و یا نشانمند کردن، اطلاعاتی را در مورد تکرار ژن های کنترل کننده صفات و محل این ژن ها را ارائه می دهد. ریز ماهواره ها که به آن ها توالی تکراری ساده نیز می گویند دارای یک الی شش جفت باز هستند که در ژنوم یوکاریوت وجود دارند[1]. این نشانگر مولکولی مبتنی بر واکنش زنجیره ای پلیمراز است و دارای کاربرد فراوان در مطالعات ملکولی است. براین اساس هدف از مطالعه حاضر نیز شناسایی نشانگر های پیوسته با صفات مورفولوژیکی جهت استفاده در گزینش به کمک نشانگر ها و همچنین بررسی افراد مورد نظر از لحاظqtl های بزرگ اثرکنترل کننده تحمل به شوری که در مطالعات دیگران گزارش شده است می باشد. به دلایل مختلفی مانند وراثت پذیری پایین، عدم امکان گزینش تا زمان برداشت، بهنژادگران همواره به دنبال یافتن خصوصیاتی بوده اند که علاوه بر وراثت پذیری بالا و همبستگی با عملکرد، گزینش آنها آسانتر باشد. ارتفاع گیاه صفتی است که در اصلاح گندم از اهمیت بسزایی برخوردار است. وارد کردن ژن های پاکوتاهی از واریته ژاپنی norin 10 به واریته های تجاری در دهه 1960 باعث افزایش چشمگیری در عملکرد گندم گردید به انقلاب سبز منتهی گردید. تاکنون 20 ژن اصلی که در کاهش ارتفاع نقش دارند ژن های پاکوتاهی (rht)، شناسایی شده اند. در مراحل آخر رسیدن دانه برگ های تحتانی عموماً خشک می شوند و ذخیره مواد غذایی در ساقه ناچیز است لذا قسمت اعظم ماده خشک در دانه ها پس از تلقیح ساخته می شوند و اصولاً عملکرد بالقوه گیاه بستگی به اندازه، مدت و میزان فعالیت فتوسنتزی اندام هایی دارد که پس از ظهور خوشه سبز باقی می مانند این اندام ها عبارتند از پدانکل، برگ پرچم، ریشک و سنبله هستند. در گندم، پتانسیل خوبی برای اصلاح مقاومت ژنتیکی به شوری و آلومینیوم از طریق بکارگیری خویشاوندان وحشی وجود دارد. با توجه به این که گندم یکی از مهم ترین منابع انرژی و پروتئینی برای انسان ودام محسوب می شود [3] و حدود یک سوم مصرف انسان از کل غلات به گندم اختصاص دارد و در این میان گندم غله اصلی در تامین غذای مردم جهان است [4] براساس اهمیت این غله، اهداف پروژه حاضر به شرح زیر می باشند: 1- شناسایی نشانگر های اطلاع رسان در خصوص تحمل به شوری 2-بررسی تنوع فنوتیپی و گروه بندی ژنوتیپ های گندم از لحاظ تحمل به شوری و صفات زراعی 3-بررسی تنوع مولکولی موجود در ژنوتیپ های مورد بررسی از نظر صفات مرتبط با تحمل به شوری و ارزیابی ارتباط آنها با سایر صفات زراعی و مورفولوژیک 4- بررسی ژنوتیپ های مورد مطالعه از لحاظ qtl های بزرگ اثرکنترل کننده تحمل به شوری که در مطالعات دیگران گزارش شده اند.