منبع پایان نامه درباره طبقه بندی، عدم تعادل، تحلیل داده

(Monochoria vaginalis B.)(151) به کار برده شد. با استفاده از این روش، تعیین آللهای مختلف ژنهای هدف و کاهش تعداد نمونههایی که باید تعیین فنوتیپ گردند، امکانپذیر میشود. معمولترین شکل تنوع ژنتیکی SNP است، به خصوص آللهای نادری که فراوانی آنها کمتر از 5% است نقش مهمی در فنوتیپ ایفاء مینمایند. اثرات بسیار مؤثر آللهای نادر روی صفات کمّی و بیماریهای پیچیده در تحقیقات زیادی گزارش شده است (14 و 114). برخی از SNP ها از طریق تغییر توالی آمینو اسید یا ناقص کردن پروتئینها عملکرد ژن را تغییر میدهند (109).
مزیتهای تکنیک اکوتیلینگ شامل موارد زیر است: 1- این تکنیک در همه گیاهان و جانوران، حتی گونههایی که قادر به موتانت زایی نیستند، قابل کاربرد است (35)، 2- قابلیت تعیین تنوع در تعداد تکرار ستلایتها (SSRs) را دارد (139)، 3- قابلیت تعیین سطوح هتروزیگوسیتی در گونههای دگرگشن با هتروزیگوسیتی بالا را دارد (35) و 4- ظرفیت تشخیص پلی مورفیسمهای چند گانه در یک قطعه مجزا را دارد (139). مزایای تکنیکی روش اکوتیلینگ در مقایسه با سایر روشهای مولکولی به این دلیل است که روشهای ارزیابی بر اساس حرکت ژل، مانند الکتروفورز ژل گرادیانت (DGGE) و پلی مورفیسمهای تک رشتهای (SSCP) قادر نیستند محل و نوع پلی مورفیسم در قطعه DNA را تعیین کنند (21). تکنیکهای دنیچره کردن و PCR نیز صرفاً برای قطعات کوچک DNA استفاده میشوند و تکنیک مبتنی بر آرایه میتواند 50% از SNPها را بیابد و در این میان، روش توالییابی برای این منظور بسیار مناسب و دقیق میباشد. این روش در گذشته برای ارزیابی جمعیتهای بسیار بزرگ پر هزینه بود اما امروزه با پیشرفت سریع در تکنیکهای توالییابی به عنوان روشی کم هزینهتر و با راندمان بالاتر و همچنین استفاده از نرم افزارهایی که تجزیه و تحلیل دادههای توالییابی را تسریع و تسهیل میکنند، کاربرد این تکنیک بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. به گونهای که اخیراً یکی از جدیدترین تکنیکهای تیلینگ و اکوتیلینگ انجام این روشها با استفاده از توالییابی است که با صرف هزینه کمتر و در مدت زمان کوتاهتر برای مطالعه تنوع در ژنهای چند آللی در جمعیتهای موتانت و طبیعی به کار میرود. با استفاده از روش توالییابی، ضمن برخورداری از کلیه مزایای تیلینگ و اکوتیلینگ، میزان سرعت و دقت در یافتن پلی مورفیسمهای تک نوکلئوتیدی و نیز سایر انواع پلی مورفیسمها به حداکثر میرسد (35).
هدف از این تحقیق، تعیین تنوع آللی ژنهای کاندیدای تحمل به تنش شوری در ارقام و ژنوتیپهای جو، جستجوی آللهای جدید، آنالیز روابط فیلوژنی میان ژنوتیپهای مورد مطالعه، و طبقهبندی ژنوتیپها در قالب گروههای هاپلوتیپی بوده است. بدین منظور، از تکنیک اکوتیلینگ به کمک توالی یابی2 که یک تکنیک مدرن و بسیار کارآ میباشد برای یافتن انواع پلیمورفیسمهای نوکلئوتیدی در دو ژن CBL4 و HvHKT1 (ژنهای کنترل کننده تنش شوری) در ارقام مورد مطالعه جو در این تحقیق استفاده گردیده است. این دو ژن در کنترل شوری نقش بسیار مهم و اساسی دارند. در مطالعه حاضر، از تنوع نوکلئوتیدی این ژنها در ارقام و ژنوتیپهای متعلق به مناطق مختلف شور در دنیا برای یافتن منابع جدید و بالقوه تحمل به تنش شوری استفاده شده است. ضرورت انجام چنین تحقیقی این بوده است که علیرغم تحقیقات فراوان در زمینه اصلاحات ژنتیکی و وجود مکانیسمهای سازگاری، بسیاری از گیاهان با مشکل کاهش عملکرد مواجه میباشند. یکی از عوامل اصلی کاهش عملکرد در گیاهان به ویژه گیاهان زراعی، اثرات سوء تنشهای غیر زنده است. از میان تنشهای غیر زنده، تنش شوری یکی از عوامل بسیار مهم کاهش عملکرد و هدر رفتن محصول گیاهی است. لذا، این تحقیق با هدف یافتن منابع بالقوه مقاومت به شوری در ژنوتیپهای جو اجرا گردیده است.
فصل اول- بررسی منابع:
پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی (SNP) به صورت یک تغییر تک بازی در توالی DNA که با نسبت معنی داری (بیش از یک درصد) در یک جمعیت بزرگ اتفاق میافتد، تعریف میشود. SNPها در سراسر ژنوم در چهارچوب الگوهای خاصی به نام بلوک هاپلوتیپی حفظ میگردند. پلیمورفیسمهای SNP به این دلیل مفید هستند که اغلب با یک صفت خاص مرتبط میباشند و به آنها صفات وابسته به ژنتیک گفته میشود. هاپلوتیپها مجموعهای از مارکرهای ژنتیکی پیوسته با هم روی یک کروموزوم هستند که با یکدیگر توارث مییابند و با نوترکیبی به راحتی از یکدیگر جدا نمیشوند. از تکنیک اکوتیلینگ میتوان برای طبقه بندی هاپلوتیپی ژنوتیپها استفاده نمود. اولین بار، کومای و همکاران (2004) با استفاده از تکنیک اکوتیلینگ پلیمورفیسم DNA را در جمعیتهای طبیعی آرابیدوپسیس تالیانا مطالعه نمودند. آنها در 5 ژن از 150 گیاه، 55 هاپلوتیپ یافتند که این هاپلوتیپها طیفی از تفاوتها از جمله پلیمورفیسم تک نوکلئوتیدی تا هاپلوتیپهای پیچیده را نشان دادند. کوکرام و همکاران (2007) نیز با کمک این تکنیک هاپلوتیپهای دو ژن VRN-H1 و VRN-H2 را در 429 واریته جو تعیین نمودند. آنالیز ژنوتیپی، دادههای توالییابی اینترون یک و آزمونهای عادت رشدی این گیاه وجود سه آلل جدید VRN-H1 را نشان داد و فراوانترین نوآراییهای اینترون یک را تعیین نمود. آنالیز ترکیبی آللهای VRN-H1 و VRN-H2 موجب طبقهبندی 7 هاپلوتیپ چند لوکوسی VRNH1/VRNH2 گردید که سه تا از آنها در 79% از واریتهها وجود داشتند. سینگ و همکاران (2010) هاپلوتیپهای SNP در ژن BADH1 را در 127 واریته و نژاد بومی برنج مورد مطالعه قرار دارند. محصول پروتئینی این ژن (بتائین گلیسین) آنزیمی است که در بسیاری از گونهها به عنوان یک اسموپروتکتنت قوی در مقابل تنش شوری و خشکی عمل میکند. این محققان از طریق توالییابی مجدد واریتههای مختلف برنج که از نظر تحمل به شوری و داشتن عطر متنوع هستند SNPهای مربوط به ژن BADH1 را پیدا نموده و تأیید کردند. آنها SNP 17 در اینترون و SNP 3 در اگزون یافتند که هر سه SNP اگزونی موجب تغییردر آمینو اسید همراه با تغییر معنیدار عملکرد ژن گردیدند. در ارزیابیهای مرکب SNP در 127 واریته مختلف برنج مجموعاً 15 هاپلوتیپ گزارش گردید که 4 تا از آنها با دو هاپلوتیپ پروتئینی مرتبط بودند و در 85% از ارقام وجود داشتند. نتایج این مطالعه نشان داد که واریتههای معطر برنج رابطه خاصی با هاپلوتیپ پروتئینی BADH1 که موجب تبدیل اسید آمینههای لیزین به آسپاراژین و لیزین به گلوتامین گردید، نشان دادند. چن و همکاران (2011) با استفاده از روش تغییر یافته اکوتیلینگ، SNPهای ژن VRN-A1 را در گندم (Triticum aestivum L.) تعیین نمودند. آنها SNP های این ژن را در 106 ژنوتیپ از واریتههای هگزاپلوئید گندم جستجو کرده و از فنوتیپ زمستانه یا بهاره بودن برای طبقهبندی هاپلوتیپی آنها استفاده کردند. آنها سه هاپلوتیپ، هر یک با 5، 6 و 3 تغییر نوکلئوتیدی یافتند. سه تا از این SNPها با بهاره بودن گندم مرتبط بود. آنها از اکوتیلینگ قطعات DNA روی ژل آگارز برای تشخیص SNPها استفاده کردند و گزارش نمودند که این روش برای تعیین SNPها در ژنهای گیاهان پلیپلوئید مانند گندم کارآیی دارد. ژانگ و همکاران (2011) ژن desmoglein 4 (DSG4) در گوسفند را که نقش مهمی در تنظیم رشد و تمایز فولیکولهای مو در پستانداران دارد مورد مطالعه قرار دادند. آنها یک قطعه bp 755 از این ژن را در 544 نمونه گوسفند متعلق به 9 نژاد بومی چین و دو نژاد غربی غربال نموده و در دو قطعه از سه قطعه مورد بررسی پلی مورفیسم مشاهده کردند. نکته جالب این بود که پلیمورفیسمها در این دو قطعه دارای عدم تعادل لینکاژی قویی بودند. آنها سه هاپلوتیپ یافتند. توالیهای سه هاپلوتیپ 7 پلیمورفیسم تک نوکلئوتیدی (SNPs) و یک حذف و اضافه TTG را نشان دادند که موجب جابجایی 5 آمینواسید و حذف و اضافه آمینو اسید گلیسن گردید. شبیر و همکاران (2011) در دو نژاد بوفالوی جعفر آبادی و سورتی هاپلوتیپها و فیلوژنی مرتبط با 20 توالی نوکلئوتیدی ژن OLR1 را آنالیز و بررسی نمودند. آنها در جمعیت مورد مطالعه خود چهار هاپلوتیپ با فراوانیهای 05/0، 1/0، 15/0 و 7/0 یافتند. همچنین آنها دادههای خود را براساس همولوژی مناطق ژنی مورد بررسی در چهار گروه طبقه بندی نمودند. بنابراین نتیجهگیری میگردد که تکنیک اکوتیلینگ کارآئی بالایی در طبقه بندی هاپلوتیپها، تعیین رابطه آنها با صفات مورفولوژیکی و تخمین فراوانی آنها دارد.
پلیمورفیسم ژنتیکی، تفاوت در توالی DNAی افراد، گروهها یا جمعیتها است که شامل یک یا تعداد بیشتری SNP میباشد. موتاسیون ژنتیکی، تغییر در توالی نوکلئوتیدی یک مولکول DNA است. استفاده از اکوتیلینگ برای یافتن پلی مورفیسم DNA و تنوع آللی ژنها یکی دیگر از موارد کاربرد این تکنیک است. ملحِد و همکاران (2006) از تکنیک اکوتیلینگ برای یافتن پلیمورفیسم DNA در ژنهای mlo و Mlaی جو استفاده کردند. آنها 11 لاین موتانت mloی جو، رقم اینگرید (mlo WT) و 25 لاین جو که شامل ارقامی از اروپا، لاینهای تقریباً ایزوژن و لاینهای مشتق شده از جوی وحشی که دارای آلل Mla بودند را مورد بررسی و آزمایش قرار دادند. این پژوهشگران نتیجه گرفتند که امکان ترکیب آللهای متفاوت mlo با آللهای مختلف Mla از جوی وحشی وجود دارد تا بدین وسیله ارقامی با مقاومت طولانیتر نسبت به بیماری سفیدک جو به دست آید. نیتو و همکاران (2007) از این تکنیک برای تعییین تنوع آللی eIF4E، فاکتوری که حساسیت به ویروس را کنترل میکند، در هندوانه استفاده کردند. آنها 113 ژنوتیپ از گونههای کوکومیس را برای حساسیت نسبت به ویروسهای MNSV و CVYV مطالعه و بررسی نمودند. این محققان دریافتند که 6 محل پلیمورف به صورت بسیار حفاظت شده در مناطق اگزونی این ژن وجود دارد که یکی از آنها با مقاومت نسبت به MSNV مرتبط بوده و بقیه موتاسیونهای خاموش بودند. همچنین آنها یک آلل جدید از این ژن را در یکی از خویشاوندان هندوانه به نام کوکومیس زِیری3، یافتند. آنالیز عملکرد ژن نیز نشان داد که این آلل جدید احتمالاً مسئول مقاومت به MNSV است. راموس و همکاران (2009) با استفاده از تکنیک اکوتیلینگ یک ارتولوگ هیپو آلرژی از لوکوس Ara h 2.01 را در بادام زمینی تشخیص داده و بررسی کردند. آنها به کمک روش اکوتیلینگ 5 موتاسیون مختلف از بین برنده فعالیت ژن d 2.01 را در ژنوتیپهای بادام تعیین نمودند. به علاوه، یک پلیمورفیسم در اپیتوپ (بخشی از آنتیژن که به وسیله سیستم ایمنی به ویژه آنتیبادیها، سلولهای B و T تشخیص داده میشود) غالب ایمنی #7 (S73T) تشخیص داده شد که موجب کاهش 99- 56 درصدی فعالیت باندینگ IgE گردید. وانگ و همکاران (2010) با استفاده از تکنیک اکوتیلینگ پلیمورفیسمهای ژنFAE1 ، که در ارتباط با محتوی اسید اوریک است، را در سه گونه از براسیکا مطالعه نموده و از آن برای تعیین رابطه ژنومی جنسهای گونه براسیکا استفاده نمودند. آنها هفت ژنوتیپ براسیکا راپا4، 9 ژنوتیپ براسیکا اولراسا5 و 101 ژنوتیپ براسیکا ناپوس6 را مورد آزمایش قرار دادند. نتایج این مطالعه نشان داد که 3 پلیمورفیسم در دو پارالوگ FAE1 گونه ناپوس یافت گردید که این پلی مورفیسمها رابطه قویی با تفاوت مقادیر اسید اوریک بذر داشتند. در توالیهای ژنومی ژن FAE1 متعلق به 7 ژنوتیپ براسیکا راپا یک پلیمورفیسم تک نوکلئوتیدی در منطقه کد کننده ژن یافت شد که موجب کاهش عملکرد ژن گردید. آنالیز مولکولی تکامل همولوگهای ژن FAE1 نشان داد که رابطه بین ژنومهای A و C در براسیکا نزدیکتر از رابطه ژنومهای A/C و ژنوم آرابیدوپسیس است. مرتب کردن توالیهای کد کننده این همولوگهای FAE1 و مقایسه آنها نشان داد که 18SNP متفاوت بین ژنومهای A و C وجود داشته که می

مطلب مرتبط با این موضوع :  مقاله رایگان درموردالگوریتم، عضویت، پارامترهای

دیدگاهتان را بنویسید