تنوع ژنتیكی و ارزیابی ارقام مطرح بنفشهی آفریقایی(Saintpauli ionantha) در سطح مولكولی با استفاده از نشانگر RAPD انجام شد. به منظور استخراج DNAاز روش تغییر یافته Doyle and Doyle استفاده شد و در گام بعد 6 ژنوتیپ با 15 آغازگر مورد بررسی قرار گرفتند. از 15 آغازگر مورد بررسی روی DNA ژنومی 311 باند تولید شد که 290 باند پلی مورفیسم داشتند. آغازگر I، کمترین باند و آغازگر G بیشترین باند را تولید کرد. اندازهی قطعات DNA تولید شده بین 200 بیس باز تا 4000 بیس باز بود. میانگین قدرت تفكیك نیز 79/0 بود. باندهای تولید شده برای آنالیزهای استاتیک مورد استفاده قرار گرفتند. برای رسم درخت فیلوژنیک از نرم افزار UPGMA استفاده شد. تشابه ژنتیکی بین 57/0 تا 72/0 است. و ضریب جاکارد بین دندروگرام و ماتریس تشابه 78/0 به دست آمد که نشان دهنده برازش مناسب دندروگرام به ماتریس تشابه بوده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد که نشانگر مولکولی RAPD ابزاری سودمند برای بررسی پراکندگی ژنتیکی و ارتباطات خانوادگی بین واریتههای بنفشهی آفریقایی است.
کلمات کلیدی: بنفشهی آفریقایی، مارکر مولکولی، تنوع ژنتیکی، آنالیزهای استاتیک، درخت فیلوژنی
کلیات تحقیق
جمعیت جهان در قرن 21 از مرز 6 میلیارد نفر كنونی گذشته و به بیش از 10 میلیارد نفر خواهد رسید. یكی از معایب این افزایش جمعیت استفاده بیرویه از منابع طبیعی در جهت افزایش تولیدات كشاورزی میباشد. در بسیاری از این موارد، این افزایش تولید با تخریب منابع زیستی و فرسایش شدید ذخایر توارثی همراه بوده است. حفاظت و استفاده از منابع ژنتیكی گیاهی برای بقاء و بهبود تولیدات زراعی ضروری میباشد و به عنوان نیاز اساسی در توسعه پایدار، خلق واریتههای جدید، و كاهش فقر محسوب میشود.
تنوع، مبنای همه گزینشها است و انتخاب ژنوتیپی نیز نیازمند تنوع است. با بالا رفتن تنوع ژنتیكی در یك جامعه، حدود انتخاب هم در طبیعت و هم بهطور مصنوعی وسیع میشود. با توجه به رابطه مثبت بین میزان تنوع ژنتیكی و مقدار وقوع تغییرات تكاملی در آن، رابطه مشابهی نیز بین كارایی بهبود ژنتیكی اصلاح یك جامعه و تنوع ژنتیكی برای صفت مورد علاقه موجود است. تمایل به حذف تنوع ژنتیكی در تودههای بومی اولیه، واریتههای سازگار به نیازهای غیر قابل پیش بینی آینده را به خطر میاندازد.
بنابراین حفظ و نگهداری ذخایر توارثی ضروری میباشد. بهطور كلی یكی از اولین قدمها در یك برنامه به نژادی موفق، تشخیص صحیح ژنوتیپهای مطلوب است، كه برای صحیح عمل نمودن دراین راستا به نكات خاصی باید توجه نمود. اثرات متقابل ژنوتیپ و محیط، اتخاذ روش صحیح گزینش، و استفاده از نشانگرهای مولكولی مناسب برای تشخیص ژنوتیپها تو صیه میگردد (صالحی، 1378).
برای بررسی تنوع ژنتیكی، نشانگرهای مختلفی وجود دارد که شامل نشانگرهای فیزیولوژیكی، بیوشیمیایی، و مولكولی میباشد.از معایب نشانگرهای فیزیولوژیكی این است كه در بیشتر موارد تحت تأثیر محیط قرار دارند و گاهی برای مشاهده و ثبت آنها باید منتظر ظهور آنها ماند كه در مورد گیاهان چند ساله بسیار مشكل می‌نماید. علاوه براین تعداد نشانگرهای مورفولوژیكی كم میباشد.
نشانگرهای پروتئینی نیز معایب مخصوص خود را دارا می‌باشند؛ با توجه به اینكه روشهای رنگ آمیزی پروتئینها در مورد آیزوزایمها چندان زیاد نیست، تعداد آیزوزایمها قابل ثبت و مشاهده كه میتوان از آنها به عنوان نشانگر استفاده نمود، به صد نمی‌رسد كه این محدودیت از عمده ترین معایب آنها است و موجب كاهش كارایی آنها میگردد. از نكات منفی دیگر این نشانگرها، محدودیت تنوع ژنتیكی قابل ثبت در آیزوزایم ها است. به عبارت دیگر آیزوزایمها نه تنها كم هستند، بلكه چند شكلی و تفاوت قابل ثبت نیز در آنها چندان زیاد نیست. لذا با توجه به معایب نشانگرهای مورفولوژیكی و پروتئینی بهتر است از نشانگرهای مولكولی استفاده كرد، زیرا در آنها دقت بالا بوده و كمتر تحت تأثیر شرایط محیطی و غیره قرار میگیرند (قرهیاضی، 1377).
روشهای مختلف انگشت نگاری دی ان ای اغلب به دلایل ذیل با هم تفاوت دارند:
1- پیچیدگی روشهای مورد استفاده
2- مقادیر دی ان ای ژنومی
3- نیاز به اطلاع از توالی ژنومی
4- قدرت تحلیل و تعیین وابستگی ژنومی
5- مقدار هزینه
6- وسعت كاربرد
در این بین نشانگر رپید در بررسی تنوع ژنتیكی بین ارقام زراعی، طبقه بندی آنها و نیز تهیه نقشه‌های پیوستگی و آنالیز ژرم پلاسم كاربرد وسیعی پیدا كرده است (اهم و مکنزی، 1992)[3].
نشانگرهای رپید به وسیله تكثیر تصادفی قطعات دی ان ای ژنومی با آغازگرهای منفرد 10 نوكلئوتیدی همراه با توالی‌های اختیاری بهدست می‌آیند و مزایای فراوانی نسبت به سایر نشانگرها دارند از جمله میتوان به میزان هزینه و كار كمتر، نیاز كمتر به تكنولوژی پیشرفته، نامحدود بودن تعداد، امكان بررسی همزمان چندین لوكوس در ژنوم نمونهها، تجزیه و تحلیل سریع و آسان تعداد زیادی از نمونهها، و عدم استفاده از مواد خطرناك رادیواكتیو اشاره كرد (كیانی و همكاران، 1381).
از كاربردهای رپید میتوان به موارد ذیل اشاره کرد(كیانی و همكاران، 1381):
1) تعیین جنسیت
2) تولید آغازگرهای اختصاصی واکنش زنجیره پلیمراز برای ژنومهای ناشناخته
3) تجزیه و تحلیل كمی نمونههای زیستی مختلف
4) بررسی روند تكامل و ردهبندی موجودات
5) تجزیه تحلیل ژرمپلاسم‌ها
6) تعیین قرابت و یا فاصله ژنتیكی گونه‌ها
با وجود صنعتی شدن کشورها و استرسهای ایجاد شده، داشتن محیطی آرام و زیبا یکی از ضروریات بوده است که گلها میتوانند بخشی از این آرامش را به جامعه انسانی هدیه دهند.
بنفشهی آفریقایی بهعنوان عروس گلهای آپارتمانی در اروپا مطرح است که نقش بهسزایی در فراهم آوردن محیطی آرام و زیبا بازی میکند. بنفشهی آفریقایی با نام علمی Saintpaulia ionantha(نام ionantha نیز در زبان یونانی به معنای شبیه بنفشه است) و با نام عمومی African violet، متعلق به خانوادهی ژسناریاسه میباشد و باید گفت که در حال حاضر حدود بیست گونه از آن شناخته شده است.
بنفشه آفریقایی در سال 1892 میلادی در آفریقای شرقی توسط بارون والتر فونت سنت پل کشف گردید. او به افتخار نام خانوادگی خود که برای اولین بار این گیاه را کشف نموده بود آن را سنت پولیا نام گذاری کرد. این گیاه در کشور آلمان به نام بنفشه اوزامبارا نیز معروف میباشد .آب و هوای حارهای شرایط مناسبی برای رشد این گیاه میباشد (ایستوود، 1998)[5]. این گیاه بومی نقاط گرمسیری آفریقایی جنوبی است و از لحاظ کرموزومی این گیاه دیپلوئید بوده و بهصورت 2n=30 است (میرانتو، 2005) .[6]
بنفشهی آفریقایی گیاهی نهاندانه بوده و بذرهای آن در تخمدان گل محفوظ میماند. این گیاه دولپهی بوده، جام گل بهطور معمول دو لپه یعنی به دو دسته گلبرگهای بالا و پایین تقسیم میشود. هر یک از گلها دارای دو تا چهار بساک مسئول تولید گرده بوده که به انتهای گل متصل است و نزدیک تخمدان قرار دارد. ساقه که گلها را بر روی خود نگه میدارد از دو قسمت اصلی و فرعی تشکیل میگردد.
رنگ بنفش گل این گیاه در یک دوره گلدهی ممکن است بهصورت تیره و یا روشن درآید و در دورهی دیگر به دلیل نوسانات اسیدی یا قلیایی بودن خاک، اثر آبیاری و یا کوددهی تبدیل به ارغوانی شود. سبزی برگ بنفشه آفریقایی، گاهی بهصورت دو رنگ نمایان میشود که علت آن وجود رنگدانههای کلروفیل، کاروتن و آنتوسیانین است که در هر سلول برگ وجود دارد. دلیل ابلق بودن برگ در این گیاه نبود کلروفیل در قسمتی از برگ میباشد. گیاهان با برگهای ابلق بهطور عموم گیاهان ضعیفتری هستند و احتیاج به مراقبت و توجه بیشتری دارند. رعایت بعضی نکات پرورشی مانند هوای به نسبت خنک، نور کم و استفاده از کود بدون نیتروژن باعث بروز برگهای ابلق میگردد.
به طور کلی این گیاه به دو شکل رشد میکند:
1- رشد گیاه با برگهای متقارن و مشابه گل رز که شکل رایج رشد است.
2- رشد گیاه که به صورت رونده که اغلب برای قرار دادن در گلدانهای آویز بسیار مناسب است (چارلز، 1998)[7].
اولین جشنوارهی بنفشهی آفریقایی در 1946 میلادی در آتلانتای گرجستان برگزار شد. شهرت این گیاه در حدی است که پلیس آتلانتا برای کنترل ترافیک از آن استفاده کرد. انجمن بنفشهی آفریقایی چندی بعد در آمریکا برپا شد و امروزه در بسیاری از کشورهای مدرن میتوان آنرا مشاهده کرد (کامپر، 2002)[8].
1-1. اهداف اصلاحی در بنفشه آفریقایی
اهداف اصلاحی هر محصولی بسته به نیاز هر منطقه متفاوت میباشد. بهطور خلاصه میتوان اهداف اصلاحی هر محصول را به چهار گروه شامل عملكرد به تنهایی، كیفیت بذر، مقاومت به آفات و بیماریها و اصلاح خصوصیات زراعی تقسیم بندی نمود. برای انجام موفقیت آمیز اصلاح یك گیاه زراعی اولین كار یافتن تنوع ژنتیكی مطلوب میباشد (عزیزی وهمكارن، 1378).
الف) اصلاح برای صفات زراعی و عملكرد
اصلاح در جهت افزایش عملكرد از مهمترین اهداف اصلاحی در گیاهان میباشد که در این گیاه ماندگاری بالا و گلدهی به موقع دارای ارزش است. به نژادگر در این خصوصی از روشهای متفاوتی استفاده می‌نماید. لذا، یكی از روشهای اصلاحی در این زمینه تعیین والدین مطلوب برای بهرهگیری بیشتر از هتروزیس میباشد.
ب) اصلاح برای مقاومت به بیماریها و آفات
برخی از بیماریها و آفات در بنفشه آفریقایی مشكلاتی را ایجاد میکند. ابتدا یافتن منابع مقاومت به بیماری و راههای مؤثر بهگزینی ژنوتیپهای مقاوم است. صفت مورد نظر سپس بایستی به یك رقم یا هیبرید منتقل شود.
