۲۰۳۶پ
per
جداسازی آنالوگ های ژن های مقاومت به بیماری (RGAs) در گندم نان و سیب زمینی و شباهت آنها به ژن های مقاومت به بیماری شناسایی شده
/سارا دژستان
: کشاورزی
۱۴۲ ص، جدول، نمودار، عکس، لوح فشرده
چاپی
واژه نامه بصورت زیرنویس
کتابنامه ص.: ۱۲۶-۱۳۹
دکتری
زراعت و اصلاح نباتات
۱۳۸۸/۱۰/۲۲
تبریز
استفاده از ارقام مقاوم یکی از راه‌صکارهای اصلی کاهش خسارت ناشی از تنش‌صهای زیستی در گیاهان می‌صباشد .لازمه تولید چنین ارقامی، شناسایی، جداسازی و مکان‌صیابی ژن‌صهای مقاومت به بیماری است .به منظور جداسازی، همسانه‌صکردن و توالی‌صیابی آنالوگ‌صهای ژن‌صهای مقاومت (RGAs) کاندیدا، از ۶۵ ترکیب آغازگری دژنره در هفت لاین گندم نان مقاوم، نیمه‌صمقاوم، نیمه-حساس و حساس به زنگ زرد و قهوه‌صای استفاده شد .از قطعات تکثیری، ۷۲۱ همسانه تهیه گردید که از میان آنها ۴۶۰ همسانه توالی‌صیابی شد و ۴۱۹ تا از همسانه‌صها از توالی معتبر برخوردار بودند .توالی‌صهای حاصل با استفاده از برنامه‌صهای Blastx و tBlastx با توالی‌صهای اسید نوکلئیک و پروتئینی موجود در پایگاه صداده‌ص- NCBIهمردیف شدند و ۳۴ توالی باRGA ها همولوژی نشان دادند .در روش‌صهای NBS profiling وMotif directed Profiling (MdP)، ۱۳ آغازگر RGA از موتیف‌صهایloop- P،۲a - Kinaseو GLPLدامنهNBS ، دامنه TIR و پروتئین کینازی طراحی شدند .از این آغازگرها برای غربال دو لاین گندم والدی بولانی و MV۱۷ و ۴۶ فرد از جمعیت F۲ حاصل از تلاقی آنها، هشت ژنوتیپ بسیار مقاوم و هشت ژنوتیپ بسیار حساس استفاده گردید .در مجموع، با استفاده از این روش ۲۷ نوار چندشکل تکثیر شد و ۲۳ تا از نوارها توالی‌صیابی شدند .در بین این نوارها ۱۷ نوار دارای توالی معتبر بودند و ۱۱ توالی باRGA ها همولوژی نشان دادند .در سیب‌صزمینی، برای جداسازیRGA ها روش‌صهای NBS profiling و MdPروی ۴۶ فرد از جمعیت F۱ درحال تفرق دیپلوئید۱۶(RH) -۰۳۹-RH۸۹-۴۸۸(SH)-۹۲- SH۸۳انجام شد .در روشNBS profiling ، با استفاده از پنج آغازگر دژنره طراحی‌صشده براساس موتیف‌صهای حفاظت‌صشده دامنهNBS ، در مجموع ۱۸۷ نشانگر چندشکل تولید گردید که به نقشه AFLP جمعیت متشکل از ۱۰۰۰۰ نشانگر منتسب شدند .پس از توالی‌صیابی تعدادی از نشانگرها و همردیف کردن آنها، ۶۸ نشانگر با ژن‌صهای مقاومت شناخته‌صشده یا پروتئین‌صهای مقاومت به بیماری گروهLRR -NBS- TIRهمولوژی نشان دادند .هفت تا از اینRGA ها جایگاه ژنی و توالی مشابه با ژن‌صهای مقاومت شناسایی‌صشده در سیب‌صزمینی یا گوجه‌صفرنگی داشتند .سی‌صوصهفت RGA توالی‌صیابی‌صشده در نواحی کروموزومی مشابه با ژن-های مقاومت شناسایی‌صشده یاRGA ها در گوجه‌صفرنگی یا سیب‌صزمینی مکان‌صیابی شدند بدون اینکه با این ژن‌صهای مقاومت یاRGA ها از نظر توالی دارای همولوژی باشند و بقیهRGA ها نیز در جایگاه-هایی مکان‌صیابی شدند که تاکنون در آنها RGA گزارش نشده صاست .اکثر اینRGA ها در خوشه‌صها یا زیرخوشه‌صهای جدید یا موجود در نقشه قرار گرفتند .تجزیه فیلوژنتیکRGA های شناسایی‌صشده را براساس نواحی حفاظت‌صشده آنها تفکیک کرد .در روش MdP با استفاده از هفت آغازگر دژنره طراحی‌صشده براساس دامنه حفاظت-شده TIR ژن‌صهای مقاومت به بیماری‌صهای گیاهی، در مجموع ۴۵۴ نشانگر چندشکل تولید شد که در نقشه پیوستگی AFLP جمعیت مکان-یابی گردیدند .جداسازی و توالی‌صیابی تعدادی از نوارها نشان داد که ۱۱/۶۶ درصد آنها (۱۶۰ نوار (با ژن‌صهای مقاومت شناخته-شده وRGA ها تشابه داشتند و اغلب اینRGA ها در نواحی ژنومی سیب‌صزمینی و گوجه‌صفرنگی برخوردار از خوشه‌صهای ژن‌صهای مقاومت یا RGA مکان‌صیابی شدند .یکصدوهفدهRGA در مکان‌صهای منطبق با خوشه‌صهای ژن‌صهای مقاومت روی کروموزوم‌صهای۵ ،۶ ، ۹ و ۱۱ و همچنین ۱۵ نشانگر در جایگاه تقریبی مکان‌صهای صصژنی کمی مقاومت موجود در کروموزوم‌صهای۱ ،۲ ، ۴ و ۷ مکان‌صیابی شدند .اکثر اینRGA ها، معرف توالی‌صهای RGA جدید بودند .همچنین، در روش MdP با استفاده از هفت آغازگر دژنره پروتئین کیناز طراحی‌صشده براساس موتیف‌ص حفاظت‌صشده kinase۱a یاloop - Pدامنه حفاظت‌صشده NBS و قسمت‌صهای حفاظت‌صشده دامنه‌صهای پروتئین کینازی ژن‌صهای مقاومت گیاهی، در مجموع ۲۰۳ نوار چندشکل تکثیر و به نقشه پیوستگی AFLP جمعیت منتسب شد .توالی‌صیابی برخی از قطعات نشان داد که ۹/۴۰ درصد آنها (۴۰ نوار (تشابه معنی‌صداری با ژن-های مقاومت شناخته‌صشده،RGA ها و به خصوص ژن‌صهای رمزکننده پروتئین کینازها داشتند .تجزیه فیلوژنتیک، نشانگرهای کینازی را به شش گروه مشخص تفکیک کرد .گروه اول و ششم دارای نشانگرهای تکثیری حاصل از آغازگرهای طراحی‌صشده براساس قسمت-های حفاظت‌صشدة دامنه‌صهای پروتئین کینازی ژن‌صهای مقاومت و سایر گروه‌صها شامل نشانگرهای تکثیری حاصل از آغازگرهای طراحی‌صشده براساس موتیف‌ص حفاظت‌صشده kinase۱a یاloop - Pدر دامنه NBS بودند.
Use of resistance cultivars is one of the major approaches to reduce crop damages resulted from biotic stresses. Development of such cultivars requires identification, isolation and mapping of resistance genes. In order to isolate, clone and sequence candidate resistance gene analogues (RGAs), 65 degenerate primer combinations were used to amplify RGAs in seven wheat lines which were resistant, semi resistant, semi susceptible and susceptible to stripe and leaf rust. From the amplified fragments, 721 clones were obtained and out of which 460 clones were sequenced and 419 clones showed reliable sequences. The sequences were aligned using Blastx and tBlastx programs with data in the public protein and nucleotide database of NCBI and 34 sequences showed homology with RGAs. For NBS profiling and Motif directed Profiling (MdP) techniques, 13 RGA primers were designed from P-loop, Kinase-2a and GLPL of NBS domain, TIR domain and protein kinase and used for screening two wheat parental lines, Bolany and MV17 as well as 46 F2 individuals derived from crossing of these lines and eight very resistant and eight very susceptible genotypes. In total, 27 polymorphic bands were amplified by this method and 23 bands were isolated and sequenced. Seventeen bands had reliable sequence and 11 sequences showed homology with RGAs. In potato, to isolate RGAs, NBS profiling and MdP techniques were performed using 46 F1 individuals of diploid mapping population derived from crossing of SH83-92-488(SH)-RH89-039-16(RH). In NBS profiling, five degenerate primers were designed based on conserved motifs of NBS domain. Using this method, 187 polymorphic markers were produced and mapped in relation to the AFLP map of the population comprising 10,000 markers. After sequencing and aligning some markers, 68 markers revealed homology with known resistance genes or TIR-NBS-LRR type disease resistance proteins. Seven of these RGAs showed similar genetic position and sequence with resistance genes identified in potato or tomato. Thirty seven of the sequenced RGAs were mapped in the chromosomal regions similar to resistance genes or RGAs identified of tomato or potato without having sequence homology with these resistance genes or RGAs and the rest of RGAs were mapped in positions where no RGA was reported. The majority of the RGAs were positioned in new or existing clusters or sub-clusters in the map. Phylogenetic analysis revealed grouping of identified RGAs denoted based on conserved regions. In MdP method using seven degenerate primers designed based on conserved TIR domain of plant disease resistance genes, 454 polymorphic markers were produced that were assigned to the AFLP linkage map of the population. To identify RGAs, some of the bands were isolated and sequenced from which 66.11 (160 bands) represented significant similarity with known resistance genes and RGAs and most of RGAs were mapped in chromosomal regions of potato or tomato having resistance genes or RGA clusters. One hundred and seventeen RGAs were mapped in the positions corresponding to the resistance gene clusters on chromosomes 5, 6, 9 and 11, and 15 markers were mapped in approximate positions of quantitative resistance loci on chromosomes 1, 2, 4 and 7. The majority of these RGAs represented novel RGA sequences. Furthermore, in MdP method, seven degenerate protein kinase primers designed based on conserved kinase1a or P-loop motif in NBS conserved domain and conserved parts of protein kinase domains of plant disease resistance genes. In total, 203 polymorphic bands were amplified and mapped in relation to AFLP linkage map of the population. Sequencing some of the fragments indicated that 40.9 percentages of the bands (40 bands) had significant similarity with some known resistance genes, RGAs and especially with genes encoding protein kinases. Phylogenetic analysis assigned kinase markers into six distinct groups. Groups one and six included markers developed based on conserved parts of protein kinase domains of resistance genes and other groups consisted of amplified markers from designed primers based on conserved motif kinase1a or P-loop in NBS domain.
NBS Profiling
Motif directed Profiling
NBS profiling
Potato
Resistance gene analogues
دژستان، سارا
مقدم واحد، محمد، استاد راهنما
محمدی، ابوالقاسم، استاد راهنمای همکار
اهری زاد، سعید، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
