مقاله تجزيه تلاقیهای دي آلل با تاکید بر روش گریفینگ

تجزيه تلاقیهای دي آلل با تاکید بر روش گریفینگ

سلام، طی دو هفته اخیر و برای درس ژنتیک بیومتری، سمیناری در مورد تجزیه تلاقیهای دیالل بر اساس روشهای گریفینگ داشتم. با توجه به اینکه در منابع فارسی زبان، در مورد تجزیه گریفینگ (بخصوص در شرایط تجزیه مرکب) مطالب چندانی بیان نشده است، تصمیم گرفتم که پس از بیان مختصر مطالبی در مورد تجزیه دیالل و انواع روشهای آن به نقل از وبلاگ "پورتال اختصاصی اصلاح نباتات"، پاورپوینتهای مربوط به دو سمینار مربوطه را به همراه نرم افزار DIALLEL - SAS05 که مخصوص انجام تجزیه های گریفنگ است، بصورت فایل فشرده جهت دانلود بر روی وبلاگ خود قرار دهم. ضمنا لینکهای مربوط به دانلود و یا مشاهده مقالات کلیدی در باب نحوه استفاده از نرم افزار و مقالات کلیدی در باره این روش را در انتهای مطلب قرار داده ام. امید است که مطالب ارائه شده مفید فایده دوستان واقع شود.

تجزيه دي آلل

تعريف: اگرچه دي آلل در ظاهر به معني دو آللي است، در اصطلاح به تمامي تركيبات ممكنه بين n لاين،تلاقي دي‎الل گفته مي‎شود. چنين تجزيه‎اي علاوه بر برآورد تركيب‎پذيري عمومي و خصوصي لاينها، اطلاعات با ارزشي در مورد پارامترهاي ژنتيكي بدست مي‎دهد.

1ـ تركيب پذيري :

منظور از قدرت تركيب‎پذيري عمومي GCA= General Combining Ability وضعيت متوسط يك لاين در تركيب هيبريدهاي آن و منظور قدرت تركيب پذيري  خصوص Specific Combining Ability (SCA) ، وضعيت دو لاين در يك تلاقي بخصوصي مي‎باشد. منظور از تركيب‎پذيري متوسط Average Combining Ability (ACA) ، وضعيت متوسط يك لاين در تعداد زيادي از آميزش‎هاي ساده يا (Single Cross) مي‎باشد. بين قدرت تركيب‎پذيري عمومي و قدرت تركيب‎پذيري خصوصي و قدرت تركيب پذيري متوسط يك رابطه مستقيم وجود دارد. اگر تعداد لاينهاي والديني متفاوت افزايش يابد و به طرف بي‎نهايت سير كند در آن صورت SCA تقريبي از GCA خواهد بود. از طرف ديگر اگر تعداد لاينهاي والديني متفاوت كاهش يابد، در آنصورت بسته به ماهيت و درجه واريانس ژنتيكي مقدار SCA از GCA انحراف پيدا مي‎كند.

2ـ برآورد تركيب پذيري :

يكي از روشهاي تخمين تركيب‎پذيري استفاده از تاپ كراس Top Cross است. در اين حالت تركيب پذيري عمومي لاين مورد نظر از طريق دورگيري آن با افراد جمعيت منشاء (بجاي رگه‎هاي خالص)  تعيين مي‎شود. اين طريق دورگيري معادل دورگيري با يك دسته تصادفي رگه‎هاي خالص مشتق شده از جمعيت مبدأ در غياب انتخاب مي‎باشد. مرسومترين طرح آزمايشي براي دورگيري بين اينبردها همان طرح آميزش يا تلاقي دي آلل است كه مورد بحث و بررسي قرار خواهد گرفت.

3ـ روشهاي مختلف تلاقي دي آلل

بطوركلي دو روش عمده تجزيه دياللوجود دارد كه بنام مبتكرين آنها معرفند:روش گريفينگ و روش گرافیکی هيمن و جينكز. در هر دو روش مفروضاتي به شرح زير بايستيمدنظر قرار گيرد:

1-والدين هموزيگوسباشند (اين شرط براي روش گريفينگ الزامي نيست).

–2 توارث ديپلوئيدي

–3 عدم وجود آللهاي چندگانه

–4 عدم وجود اپيستازي – آزمون کفایت مدل افزایشی – غالبیت از طریق روش گرافیکی هیمن و جینکز انجام می شود.

–5عدم وجود لينكاژ) پیوستگی ژنها)-

–6 عدم وجود اثرات مادري سيتوپلاسمي

  اطلاعاتيكه هريك از اين روشهاي تجزيه دي الل به ما مي‎دهند به شرح زير است:    

گريفينگ 

1ـ قابليتتركيب پذيري عمومي و خصوصي

 2 ـ تعيين تقريبي نوع عمل ژن

3ـ تعيين وجود يا عدم وجود اثراتسيتوپلاسمي

 4ـ تعيين جهت و درجه غالبيت

5ـ برآورد اجزاء واريانس ژنتيكي

  6ـ وراثت پذيري 

  7ـ هتروزيس                                               

   هيمن و جينكز

1ـ تعيينوجود يا عدم وجود اپيستازي

2ـ تعيين نوع عمل ژن

–3 پراكنش آللهاي غالب و مغلوب در والدين

4ـ تعيين ميانگين درجهغالبيت

5ـ تعيين غالب و مغلوببودن صفت

6ـ وراثت پذيري

7ـ هتروزيس 

تجزيه دي آلل بهروش گريفينگ

عمده‎ترين هدف اين روش تعيين تركيب پذيري عمومي و خصوصي لاينها است. گريفينگ با توجه به حضور والدين و تلاقيهاي معكوس به همراه تلاقيهاي اصلي چهار روش آزمايشي را براي تجزيه ديالل بصورت زير معرفي كرده است.

 روش اول: شامل والدين، F₁ تلاقيهاي اصلي و معكوس ( تمامي P² تركيب ممكنه(

روش دوم: شامل والدها و تلاقيهاي اصلي [(P(P+1)]/2

روشسوم: شامل تلاقيهاي اصلي و معكوس[(P(P-1)]

 روش چهارم: تنها شامل F₁ تلاقيهاي اصلي [(P(P-1)/2] 

تلاقيهاي معكوس، تلاقيهايي هستند كه در آنهاجاي والد نر و ماده عوض مي‎شود. روش اول ديالل كامل و روش دوم و چهارم كهفاقد تلاقيهاي معكوس هستند را نيمه ديالل مي‎نامند. روش تجزيه هريك ازروشهاي چهارگانه متفاوت است. روش اول زماني بكار مي‎رود كه اولاً بخواهيماثرات مادي را مطالعه كنيم و امكان وجود وراثت سيتوپلاسمي وجود دارد وثانياً F₁ از والدين اختلاف فاحش نداشته باشند يعني ميزان هتروزيس پائين باشد. مثلاًبراي برنج از اين روش استفاده مي‎شود. وقتي از عدم تأثير اثرات مادريمطمئنيم و ميزان هتروزيس نيز پائين است روش دوم مورد استفاده قرار مي‎گيردكه اين روش مناسبترين روش گندم است. وقتي كه اثرات مادري وجود دارد وهتروزيس نيز بالاست از روش سوم بكار مي‎رود (مثلاً ذرت). روش چهارم هنگامياستفاده مي‎شود كه اثرات مادري وجود ندارد و ميزان هتروزيس نيز بالاست (بازهم در ذرت بكار مي‎رود). وقتي هدف مطالعه قابليت تركيب‎پذيري لاينهاستوارد كردن والدها در آزمايش ضرورت ندارد بنابراين از روش سوم و چهارماستفاده مي‎شود. اگر بخواهيم درجه غالبيت و يا هتروزيس را محاسبه نمائيم ازروش دوم بايستي استفاده كرد. با اضافه كردن اثر بلوك در طرح بلوكهاي كاملتصادفي از نظر ثابت يا تصادفي بودن به دو فرض مذكور، چهار مدل (Model) به شرح زير وجودخواهد داشت:

مدل:I اثرات بلوك وژنوتيپ‎هاي هر دو ثابت مي‎باشند.

مدل:II اثرات بلوك وژنوتيپ‎ها هر دو تصادفي مي‎باشند.

مدل مخلوط:A اثر بلوك ثابت واثرات ژنوتيپ‎ها متغييرهاي تصادفي مي‎باشند.

مدل مخلوط:B اثر ژنوتيپ ثابت واثر بلوك متغيير تصادفي مي‎باشد.

در آزمايشات معمولاصلاح نباتات كه تكرار يك عامل تصادفي است از مدل I و مخلوطA استفاده نمي‎شود. اما اگر وسايل آزمايشگاهي مانند انكوباتور بعنوان تكرار روند تكرارمي‎تواند ثابت در نظر گرفته شود و اين مدلها نيز بكار مي‎روند. مدل مخلوط B در اصلاح نباتاتبيشترين كاربرد را دارد. با احتساب چهار روش و چهار مدل شانزده سيستم ديآلل وجود دارد كه هريك روش تجزيه مخصوص بخود را دارد. در هر روش دو مرحلهدر تجزيه داده‎ها وجود دارد. مرحله اول شامل تجزيه واريانس براي معني‎داربودن اختلاف ژنوتيپي بين والدين و F₁ها و مرحله دوم تجزيه قابليت تركيب پذيري، فقط هنگامي كه اختلافمعني‎دار بين والدين و  F₁هايتلاقي مستقيم و تلاقيهاي معكوس تشخيص داده شود. لازم به ذكر است كه درآزمون صفر، چهار روش آزمون F در تمامي چهار روش يكسان مي‎باشد. امادرجه آزادي‎‎ها در روشهاي مختلف تغيير خواهد كرد. در اين روش با بكارگيرييك مدل آماري مناسب واريانسهاي مربوط به قابليت توارث عمومي و خصوصي برآوردمي‎شوند كه تحت فرضيات ويژه‎اي به اجزاء ژنتيكي مثل واريانس افزايشي وغابليت تبديل مي‎شوند. گريفينگ با توجه به حضور والدين و تلاقيهاي معكوس بههمراه تلاقيهاي اصلي چهار روش آزمايش براي تجزيه ديالل بصورت روشهاي يك تاچهار را كه قبلاً به آنها اشاره شد معرفي نمود. 

تجزيه دي آلل بهروش هيمن و جينكز

فرضيات اين روش هم مانند فرضيات ذكرشده در حالت كلي مي‎باشند. تنها فرضي كه بايستي اضافه كرد، فرض همگن بودنواريانس والدها و واريانس هيبريدهاست. اين فرض بوسيله آزمون يا تست بارتلتآزمايش مي‎شود. در روش هيمن و جينكز، قبل از انجام تجزيه ديالل، بايد دوفرض زير را آزمون كرد:

عدم وجود اثرات دوطرفه

اين فرض را مي‎توان بوسيله تركيب‎پذيري در روش اول و سوم گريفينگ آزمون نمود. روش ديگري نيز وجود داردو آن استفاده از آزمون t مي‎باشد كه بوسيله آن اختلاف بينتلاقيهاي دو طرفه آزمون مي‎گردد. اما بايد توجه داشت كه با معني‎دار شدنفقط چند مورد از اثرات معكوس نمي‎توان حكم به وجود قطعي اثرات سيتوپلاسمينمود. با معني‎دار نشدن اثرات دو جانبه، در محل مربوط به هر جفت از والدهادر جدول ديالل، ميانگين حسابي دو هيبريد اصلي و معكوس نوشته مي‎شود. بدينترتيب مجموع ستون با سطر برابر خواهد شد. وجود اپيستازي نيز باعث اشكال درتجزيه مي‎گردد، لذا بايستي عدم وجود آن نيز آزمون گردد، بطوريكه اين فرض درابتداي مراحل تجزيه به روش هيمن و جينكز آزمون مي‎گردد. در مورد اثراتسيتوپلاسمي اگر با استفاده از آزمايشات قبلي مشخص شده باشد كه اثرات دوطرفه (سيتوپلاسمي)تأثيري بر روي صفت مربوطه ندارد مي‎توان تلاقيها را بصورتيكطرفه انجام داد. در واقع از ديالل كامل (والدها، تلاقيهاي اصلي و معكوس)جهت بررسي وجود يا عدم وجود اثرات دو طرفه استفاده مي‎كنيم. از روش هيمن وجينكز به منظور تخمين ميانگين درجه غالبيت، تعيين وجود اثر متقابل غيرآللي، تعيين نسبت و توزيع آللها در والدين، تعداد ژن كنترل كننده صفت وتعيين قابليت توارث صفت استفاده می شود.

پاورپوینتهای مربوطه:

1- تجزیه ساده تلاقیهای دیالل بوسیله روشهای گریفینگ:

http://s2.picofile.com/file/7248761284/Griffing_1.zip.html

2- تجزیه مرکب تلاقیهای دیالل بوسیله روشهای گریفینگ:

http://s2.picofile.com/file/7248767846/Griffing_2.zip.html

نرم افزار :DIALLEL – SAS05

http://s1.picofile.com/file/7248822903/DIALLEL_SA_S05.zip.html

 مقالات مرتبط: 

http://www.scielo.br/pdf/gmb/v23n4/6246.pdf

http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162000000100021&script=sci_arttext

http://web2.sbg.org.br/gmb/edicoesanteriores/v16n2/pdf/a09v16n2.pdf

https://www.agronomy.org/publications/aj/abstracts/97/4/1097

http://www.sid.ir/Fa/VEWSSID/J_PDF/5571386B4101.pdf

http://www.sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/42013890204.pdf

http://www.sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/42013890204.pdf