الطالبة :سها اشتر/ هيئة البحوث العلمية الزراعية – مركز بحوث حلب
جامعة تشرين – كلية الزراعة
2009

الملخص

يعتبر فهم ودراسة التركيب الوراثي للقمح اللبنة الأساس لنجاح برامج تربية النبات التي أضحت تعتمد أكثر وأكثر على طرائق جديدة أسرع وأكثر فعالية وموثوقية، لتطوير وإنتاج أصناف محسنة، ولزيادة الغلة، كاستخدام المؤشرات الوراثية في دراسات تقييم التنوع الوراثي، وتعريف الأصناف، وتحديد القرابة الوراثية فيما بينها، وفي برامج تربية النبات ورسم الخرائط الوراثية.
هدف هذا البحث إلى تحديد هوية أهم طرز القمح الوراثية الموجودة في سورية، وذات الأهمية للهيئة العامة للبحوث العلمية الزراعية، باستخدام طرائق التوصيف المورفولوجي والتوصيف البيوكيميائي لبروتينات التخزين، والتوصيف الجزيئي، ومقارنة فعالية وكفاءة طرائق التوصيف المختلفة. كما هدف إلى دراسة التوافق، ودرجة التأثير المتبادل مابين المواقع الوراثية المدروسة، وتأثيرها على الصفات المورفولوجية المدروسة. إضافة إلى دراسة مقدرة بعض الطرائق على الكشف عن درجة النقاوة الوراثية بين أهم الأصناف الحديثة والقديمة لكل من القمح السداسي والرباعي.

أظهرت نتائج التوصيف المورفولوجي أن توصيف المجموعة المدروسة من أصناف القمح الطرية والقاسية قد عكس نسبة عالية من التنوع ضمن الأصناف الطرية والقاسية. وفي نفس الوقت، لوحظ ارتفاع نسبة التباين الوراثي ضمن الأصناف المحلية مقارنة بالأصناف المحسنة، وذلك ضمن القمح القاسي والطري على حد سواء. وعند دراسة معامل الانحدار بين الصفات المدروسة، لوحظ وجود فروق معنوية لثلاثة صفات هي عدد الحبوب في السنبلة، ووزن 1000 حبة، ووزن حبوب السنبلة الواحدة سواءً ضمن القمح الطري أوالقاسي. لم تظهر علاقات ارتباط قوية إلا بين صفتين اثنتين وهما وزن البذور، وعدد البذور في القمح الطري والقاسي، أما بالنسبة لباقي الصفات فقد ظهرت علاقات معنوية ضعيفة ايجابية وسلبية.

وفيما يتعلق بالتوصيف البيوكيميائي فقد أمكن بكلتا الطريقتين المستخدمتين A-PAGE وSDS-PAGE إظهار حزم متباينة بين الأصناف المدروسة بلغ عددها الكلي 25 حزمة. كما بلغت نسبة التنوع الوراثي 56% و 100% لكل من الأصناف القاسية والطرية على التوالي. وأظهرت شجرة القرابة انفصال الأصناف إلى عنقودين مستقلين استناداً إلى مستوى الجينوم الرباعي (القمح القاسي) والسداسي (القمح الطري). استنتج من هذه الدراسة إمكانية استخدام بروتينات التخزين كمؤشر مفيد لتوصيف الأصناف ودراسات التنوع الوراثي، وتسجيل أصناف جديدة، واختبارات النسب.  من ناحية أخرى فقد استخدمت الطريقتان المذكورتان لكشف الاختلافات الوراثية ضمن ثلاثة أصناف من القمح الطري وثلاثة من القمح القاسي (اختبار نقاوة) وذلك بتحليل 48 حبة من كل صنف.  أظهرت النتائج وجود تغاير وراثي في جميع المواقع لكل من الغليادين والغلوتينين في جميع الأصناف باستثناء مواقع الغلوتينين للصنفين الطريين بحوث6 وسويد. كانت الاختلافات في مواقع الغليادين أكبر منها في مواقع الغلوتينين. وضمن مجموعة الغليادين كان موقعا  ω(أوميغا) و  (غاما) غليادين الأعلى تغايراً، تلاهما موقعا β (بيتا) غليادين ثم α (ألفا) غليادين الذي لم يلاحظ فيه أي تغاير وراثي.  أما بالنسبة لمواقع الغلوتينين فكان الموقع GLU-B1 أعلى تغايراً من GLU-D1 و GLU-A1 وتميز الأخير بوجود الألليل الصامت  nullفي جميع الأقماح القاسية المدروسة باستثناء طراز واحد ينتمي للصنف البلدي ناب الجمل حمل تحت الحزمة الألليلية 2*. تميزت الأصناف المحسنة القاسية والطرية بقيمة منخفضة لدليل التغايرية العام HetI مقارنة مع الأصناف البلدية. ويستنتج ضرورة استخدام كلتا طريقتي الرحلان للحصول على فكرة شاملة عن تغايرات بروتينات التخزين ضمن الأصناف.

أما بالنسبة للتوصيف الجزيئي، فقد حللت الأصناف على مستوى الـ DNA باستخدام تقانة SSR المعتمدة على تفاعل الـPCR وذلك من خلال استخدام 32 بادئة. حُسب معامل التنوع الوراثي للمواقع الـ 32 المدروسة حيث تراوح من 0 حتى 0.88 وبمتوسط قدره 0.57 للقمح القاسي، و 0.65 للقمح الطري. وجد أعلى عدد من الألليلات ضمن المجموعة الجينومية B (10.91)، ثم ضمن المجموعة الجينومية A (8.3). في حين كان أقل عدد ضمن المجموعة الجينومية D (4.74).
كانت علاقة الارتباط معنوية بين معامل التنوع الوراثي وبين عدد الألليلات، وكانت أعلى في الأصناف الطرية من مثيلها في الأصناف القاسية. أظهر مخطط التحليل العنقودي انفصال الأصناف ضمن مجموعتين بناءً على التركيب الوراثي لهما، حيث أُدرجت الأصناف القاسية ضمن مجموعة والأصناف الطرية ضمن مجموعة أخرى مستقلة. أظهرت النتائج قوة وفعالية تقانة SSR وتفوقها على بقية الطرق المستخدمة في التوصيف كالتوصيف المورفولوجي والتوصيف البيوكيميائي.

قورنت طرائق التوصيف الثلاث فيما يتعلق بعدد من المعاملات لمعرفة الكفاءة النسبية لكل منها في توصيف الطرز المدروسة. وجد أن أعلى قيمة لمعامل التشابه الوراثي كانت عند استخدام طريقة التوصيف المورفولوجي(0.51) تلاها التوصيف باستخدام بروتينات التخزين(0.49)، بينما كانت أقل قيمة متوسط هي الناتجة عن استخدام التوصيف الجزيئي (0.264).
على نحو معاكس سجلت أعلى قيمة لمعامل التنوع الوراثي عند استخدام التوصيف الجزيئي(1.160)، تلتها قيمة التوصيف البيوكيميائي(0.55)، بينما سجلت أدنى قيمة عند استخدام التوصيف المورفولوجي(0.421). أما بالنسبة لمعامل الارتباط اعتماداً على المسافات الوراثية فكانت أعلى قيمة له (0.48) بين طريقتي التوصيف البيوكيميائي والجزيئي، بينما لم يكن هناك ارتباط معنوي بين التوصيف المورفولوجي والجزيئي (0.039)   أو بين البيوكيميائي والمورفولوجي (-0.022).

أُجري في نهاية البحث تحليل (Marker-trait association) أو التلازمية بين الموقع الوراثي وبين الصفة المورفولوجية باستخدام برنامج TASSEL وفق طريقة General Linear Model (GLM)  حيث درست المواقع الوراثية المتباينة SSR والبالغ عددها 32 وارتباطها مع الصفات المورفولوجية الثمانية المدروسة. بلغ عدد المعاملات المدروسة (موقع وراثي X صفة مورفولوجية) 248 علاقة توافق. تم انتخاب المعاملات المتصفة بالمعنوية، وذات علاقات الارتباط القوية فبلغ عددها النهائي83 علاقة تلازمية حيث كانت 25 منها ضمن صفة طول السنبلة، 24 ضمن صفة طول السفا، 12 ضمن صفة وزن 1000 حبة، 8 لصفة عدد البذور في السنبلة، 7 لصفة عدد السنيبلات الكلية  6 لصفة وزن البذور في السنبلة، 3 لصفة طول النبات. أما صفة السنيبلات الفارغة فلم يظهر هناك تلازمية إلا بينها وبين موقع وراثي واحد.