العلاقة الجزيئية بين نمط ميثلة DNA وقوة الهجين في الذرة الصفراء Zea mays L. باستخدام تقنية MSAP

Abstract

ترتبط ميثلة دنا بشكل مباشر أو غير مباشر بقوة الهجين التي تظهرها العديد من الأنواع النباتية كالذرة الصفراء، لذا مثلت هذه الدراسة محاولة إضافية لفهم العلاقة الجزيئية بين نمط تميثل الدنا وقوة الهجين في ثمان سلالات نقية من الذرة الصفراء وهجنها نصف التبادلية. أمتدت الدراسة لموسمين نفذا في حقول كلية الزراعة جامعة الانبار - أبوغريب بغداد، خريفي - 2015 أجريت فيه التضريبات بين السلالات الأبوية وربيعي 2016 لتقييم أداء التراكيب الوراثية )الآباء وهجنها نصف التبادلية(. أوضحت نتائج التحليل الجزيئي لنمط تميثل دنا باستخدام إنزيمي القطع ال م ت خ صصين HpaII و MspI بتقنية MSAP أن البادئات الخمس المستخدمة قد نجحت في تشخيص 51 موقع قطع متخصصة منتشرة ضمن جينومات السلالات الأبوية وهجنها نصف التبادلية. انقسمت المواقع المشخصة بين 38 موقعا حساساً للتميثل MSL ، تعدد شكل 32 موقعا منها ) Polymorphic MSL Loci ( مسجلةً نسبة مئوية لتعدد أشكال القطع بلغت 84 %، و 13 موقع غير متميثل NML ، 9 منها متعددة الشكل ) Polymorphic NML Loci ( وبنسبة مئوية لتعدد الأشكال بلغت 69 %. أشار تقدير المناطق المختلفة التميثل DMRs إلى انخفاض عام في مستوى تميثل الدنا في مجتمع الهجن مقارنة مع مجتمع آبائها، إذ بلغت نسبتي المناطق غير المتميثلة (Unmethylated) والمتميثلة جزئياً (Hemimethylated) في الهجن 13.1 % و 9.9 % مقارنة مع نسبتيهما في الآباء 9.5 % و 6.6 % بالتتابع. قابلها ارتفاع في نسبة تميثل السايتوسين الداخلي (Internal cytosine methylation) في الآباء لتبلغ 20.7 % مقارنة مع نسبتها في الهجن ) 19.5 ،)% كما أظهرت الآباء نسبة أعلى ) 63.2 %( للتميثل الكلي أو غياب التتابع المستهدف مقارنة مع هجنها نصف التبادلية ( 57.6 %(. تبين من خلال نتائج تحليل الاتجاهات الأساسية PCoA (Principal Coordinates Analysis) أن حجم التباعد فوق الوراثي في كلا الاتجاهين، الأول (C1) والثاني (C2) قد بلغ قيما أعلى في مجتمع الآباء ) 42.3 % و 26.9 %، بالتتابع( مقارنة مع ذات النسبة في مجتمع الهجن ) 26.1 % و 11.4 %، بالتتابع(، مؤشراً لتباين اكبر في نمط انتشار مجاميع المثيل في جينوم الآباء بالضد من مجتمع الهجن نصف التبادلية. انفصلت السلالات الأبوية إلى ثلاث مجاميع رئيسة في التحليل العنقودي (Cluster Analysis) للمواقع الحساسة للتميثل وفقاً لطريقة الجار الأقرب. كانت السلالتان 2 و 6 الأكثر تباعداً في نمط توزيع مجاميع المثيل في الدنا، إذ انتمتا إلى المجموعتين الأكثر تغايراً على طرفي التجمع الهرمي، إضافة إلى اتجاه التغاير فوق الوراثي المعاكس الذي أظهرته السلالة 6 . اختلفت التراكيب الوراثية فيما بينها معنوياً في اغلب الصفات المدروسة، عدا صفة المساحة الورقية. كان الأداء المظهري لكلا السلالتين الأبويتين 2 و 6 متميزاً بعد أن حازتا على أعلى قيم قوة الهجين الموجبة لصفة حاصل النبات الفردي في اغلب تضريباتهما. أشارت نتائج التحليل الوراثي إلى أهمية اكبر للفعل الجيني غير الإضافي في توريث اغلب الصفات المدروسة، بينما كان الفعل الجيني الإضافي أكثر تأثير اً في توريث صفات عدد أوراق النبات وعدد عرانيص النبات وعدد صفوف العرنوص. كان هناك ارتباط واضح بين التغاير فوق الوراثي متمثلاً بنمط تميثل دنا والأداء المظهري للتراكيب الوراثية، وقد ساهمت عملية التهجين بكفاءة في خفض مستوى تميثل الدنا عموماً والذي ساهم بدوره في إظهار الهجن لقوة الهجين.