نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

• محمد علی ابراهیمی ¹
• مهرشاد زین العابدینی ²

¹ استادیار گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.

² پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی

چکیده

امروزه با توجه به درک اهمیت اقتصادی، اکولوژیک، فرهنگی و اجتماعی تنوع زیستی، گام‌هایی در راستای شناسایی، تعیین کمیت، شناخت نحوه توزیع و روابط ژنتیکی برداشته شده است. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل تنوع ژنتیکی از جنبه‌های مختلف از جمله بررسی پراکنش تنوع آللی، ساختار ژنتیکی و روابط خویشاوندی بین و درون جوامع، گونه‌ها و افراد مختلف، از جمله دغدغه‌های علوم زیستی به‌شمار می‌آید. در این ارتباط و با توجه به اهمیت شناسایی، حفظ و نگهداری ذخایر توارثی، اطمینان از موجودیت دائمی آن‌ها و به‌کارگیری این منابع به عنوان ابزاری مناسب جهت تسهیل فرآیند‌های اصلاحی و استراتژی‌های مدیریتی، کارایی برخی از روش‌های مختلف ژنتیکی و ژنومیک مانند نشانگرهای ریزماهواره مبتنی بر ژنوم و ترانسکریپتوم، در بررسی برخی از گیاهان زراعی و باغی مانند زعفران و نیز گونه‌هایی از جنس Prunus و Punica مورد ارزیابی قرار گرفت. از بین نشانگرهای به‌کار رفته در مطالعات فوق، نشانگرهای ریزماهواره مبتنی بر ژنوم، اطلاعات پیرامون فرآیندهای مرتبط با بخش‌بندی رویشگاه‌ها و جمعیت‌های کوچک، توزیع تنوع آللی، ارایه الگوهای مدیریت ژرم‌پلاسم و روابط ژنتیکی در زمینه ژنتیک حفاظتی را بهبود بخشیده است. علاوه بر این، روش ترانسکریپتئومیک و ژنومیک، امکان مطالعه تنوع فعالیت ژن‌ها، ناشی از عملکرد حاصل از بخش‌بندی رویشگاه، تنوع میزان مقاومت در برابر تنش‌های زیستی و غیرزیستی و تغییرات محیطی، و شناسایی نشانگرهای مناسب برای انجام برخی از مطالعات مانند گزینش به‌کمک نشانگر را میسر می‌کند. در این مقاله ما تشریح کردهایم که چگونه تلفیق تنوع ژنومیک و ترانسکریپتوم به همراه ابزار جدید بیوانفورماتیک در برخی گونه‌های مهم زراعی و باغی میتوانند شناسایی تأثیرات نسبی تهدیدهای ژنتیکی و محیطی را بهبود بخشیده و چشم اندازهای جدیدی را در مطالعات حفاظت از ذخایر توارثی بگشایند.

کلیدواژه‌ها

• تنوع زیستی
• نشانگرهای ریزماهواره
• ژنومیک
• ترانسکریپتومیک
• روش های آماری

موضوعات

• ژنومیکس

عنوان مقاله [English]

Application of Genomic and Unigene-based Microsatellite markers in Conservation and Management of Genetic Resources of Some Iranian Crops

نویسنده [English]

• Mohammad Ebrahimi ¹

¹ Assistant Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Payame Noor University, Tehran, Iran.

² عضو هیات علمی

چکیده [English]

Today with appropriate understanding of economical, ecological, cultural and social importance of biodiversity, significant progresses have been made toward identification, quantification, finding distribution patterns and genetic relationships of this diversity. In addition, analysis of genetic variation of various aspects such as distribution of allelic diversity, genetic structure and kinship relationships between and within populations, individuals and species is one of the main concerns in biological sciences. In this regard, and with respect to the importance of identification, preservation and maintenance of these genetic pools, to ensure the permanent existence of them and using those resources as a tool for facilitating management strategies and breeding processes, the efficiency of some different genetic and genomic methods including genome and transcriptome based microsatellites have been evaluated in some crop plants, i.e. saffron, and some species belonging to genus Prunus and Punica. Through the development of different molecular markers used in the above-mentioned studies, genome-based microsatellite markers have significantly improved our knowledge on the processes related to habitat segmentation and small populations, distribution of allelic diversity, patterns of germplasm management and finally genetic relationships in the field of genetic conservation. Recently, availability of next generation sequencing tools provided access to huge amount of transcriptomic and genomic sequences. This has allowed us to, a) investigate the diversity of gene functions caused by habitat segmentation, b) assess diversity of responses to biotic and abiotic stresses as well as environmental changes and, c) identify suitable markers to be used in studies such as marker-assisted selection. Here we discuss how the integration of genomic and transcriptomic variations backed up with new bioinformatic tools could  improve the identification of relative influences of genetic and environmental threats and open up new frontiers in conservation studies.

کلیدواژه‌ها [English]

• Biodiversity
• microsatellite markers
• Genomic
• Transcriptomic
• Statistical Methods