رحیمه همتی گوگه - فارغ التحصیل کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
ابوالقاسم محمدی - استاد، گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
سعید اهری زاده - قطب علمی اصلاح مولکولی غلات، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

زنگ قهوه­ای (Leaf rust) یکی از بیماری­های مهم گندم در سطح جهان است که اپیدمی آن منجر به کاهش عملکرد و کیفیت گندم نان می­شود. در این مطالعه، تغییرات ساختاری و تنوع نوکلئوتیدی ژن­های مقاومت به زنگ قهوه­ایLr1، Lr21، Lr51 وLr39  در هفت ژنوتیپ گندم نان با واکنش متفاوت به زنگ قهوه­ای بررسی گردید. ژن­های مقاومت به زنگ قهوه­ای و یا نواحی پیوسته با این ژن­ها با استفاده از آغازگرهای اختصاصی طراحی شده بر اساس توالی­های موجود در بانک­های اطلاعاتی تکثیر شدند. قطعات تکثیری در باکتری E. coli همسانه­سازی و توالی­یابی گردیدند. هم­ردیف کردن توالی­ ژن­های مورد مطالعه با توالی­های موجود در بانک­ اطلاعاتی NCBI، شباهت بالای آن­ها را با توالی ژن­های مقاومت از جمله ژن­های خانواده NBS-LR و RGAها نشان داد. هم­ردیفی قطعات تکثیر شده از ژن­های مورد مطالعه با توالی­های موجود در NCBI نشان دهنده شباهت  قطعه تکثیر شده از ژن­ Lr51، با ژن agp2  بود. توالی ژن­­ Lr39 با ژن VRN1، مسئول بهاره­سازی در گندم زمستانه، 88 شباهت درصد داشت. نتایج بدست آمده از هم­ردیف کردن توالی­ها و گروه­بندی آن­ها، حاکی از وجود تغییرات ساختاری و تنوع نوکلئوتیدی این ژن­ها در ارقام مورد مطالعه بود. نسبت جایگزینی­های همنام به ناهمنام Ka/Ks)) در قطعات تکثیر شده از ژن Lr1 با استفاده از جفت آغازگرهای Lr1-2، Lr1-3 وLr1-4  و ژن­های Lr21 وLr39  کوچکتر از یک و نشان دهنده گزینش منفی برای جایگزینی یک اسیدآمینه در این ناحیه از این ژن­ها بود. در قطعه ژن تکثیر شده از ژن Lr1 با استفاده از جفت آغازگر Lr1-5 نسبت Ka/Ks بیشتر از یک و نشان دهنده گزینش مثبت یا گزینش در جهت ایجاد تنوع برای جایگزینی یک اسیدآمینه است. از نظر توالی­ ژن­های Lr1، Lr21، Lr39 وLr51، ژنوتیپ­های مورد مطالعه فقط از نظر چند نوکلئوتید تفاوت داشتند که براساس این تفاوت­های نوکلئوتیدی می­توان آغازگرهای اختصاصی مبتنی بر SNPها جهت شناسایی ژنوتیپ­های حساس و مقاوم طراحی کرد.

زنگ قهوه ای, تنوع نوکلئوتیدی, ژن های مقاومت به بیماری