QTL Quantitative Trait Loci PDF

‫‪2024‬‬ ‫‪QTL‬‬ ‫‪Quantitative Trait Loci‬‬ ‫‪2024‬‬ ‫‪: QTL‬‬ ‫هي مناطق من الجينوم تكون مرتبطة ومسئولة عن تاثير صفة كمية ما‬ ‫او هي الموا...

‫‪2024‬‬ ‫‪QTL‬‬ ‫‪Quantitative Trait Loci‬‬ ‫‪2024‬‬ ‫‪: QTL‬‬ ‫هي مناطق من الجينوم تكون مرتبطة ومسئولة عن تاثير صفة كمية ما‬ ‫او هي المواقع الوراثية المسئولة عن الصفات الكمية‬ ‫‪ ‬يقوم تحليل ‪ QTL‬بتحديد المناطق من الجينوم المرتبطة مﻊ هذه الصفات وقد تﻛون‬ ‫هذه المناطق جين واحد او مجموعة من الجينات المرتبطة التي تتحﻛم ﻓي صفة ما‬ ‫‪ ‬اطلق لفظ ‪ QTL‬بواسطة العالم ‪ Gelderman‬سنة ‪1975‬‬ ‫‪ ‬وهناك العديد من الدراسات التي قامت لعمل خرائط لمناطق ‪ QTL‬ﻓي العديد من‬ ‫النباتات للﻛثير من الصفات منها المحصول وصفات جودة المحصول والمقاومة‬ ‫لﻼجهادات الحيوية )اﻻمراض والحشرات( والغير حيوية )الملوحة و الجفاف‬ ‫والحرارة( وغيرها‬ ‫‪1‬‬  ‫‪2024‬‬ ‫‪ ‬اول التجارب المعروﻓة لربط الصفات الﻛمية بدليل سهل التحديد ﻛانت بواسطة العالم ‪ Sax‬سنة‬ ‫‪ 1923‬علي الفاصوليا‬ ‫‪ The Association of Size Differences with Seed-Coat Pattern and‬‬ ‫‪Pigmentation in PHASEOLUS VULGARIS. Genetics. 1923 Nov; 8(6):‬‬ ‫‪552–560.‬‬ ‫‪ ‬حيث وجد ارتباط بين العامل المسئول عن لون البذور )‪ (P locus‬ووزن هذه الحبوب وبالتالي ﻓان‬ ‫صفة لون البذور )دليل وصفي مورفولوجي( ممكن ان تستخدم كدليل عﻠي وزن‬ ‫البذور )صفة كمية(‬ ‫‪ ‬ﻓي الفترة من الثﻼثينيات الي الثمانينيات ﻛان هناك عدد قليل من التجارب‬ ‫الناجحة لربط الصفات الﻛمية بالدﻻئل المختلفة وذلك لنقص الدﻻئل المستخدمه‬ ‫ولﻛن خﻼل الثمانينيات حدث شيئين مهمين غيرا من هذا الوضع‪:‬‬ ‫‪ -1‬اكتشاف اﻻختﻼفات عﻠي مستوي المادة الوراثية ‪ DNA‬التي يمكن‬ ‫استخدامها كدﻻئل ‪ Markers‬والتي تتميز بدقتها وسهولتها‬ ‫‪ -2‬تطور اﻻساليب اﻻحصائية التي يمكن بواستطها تحﻠيل التباين في الصفات‬ ‫الكمية وارتباطه بالدﻻئل الوراثية في العشائر اﻻنعزالية‬ ‫‪2‬‬  ‫‪2024‬‬ ‫الهدف من اجراء تحﻠيل ‪:QTL‬‬ ‫‪ -1‬تحديد المناطق من الجينوم المسئولة عن الصفات الكمية )‪(QTLs‬‬ ‫‪-2‬تحﻠيل تأثير ‪ QTL‬من حيث‪:‬‬ ‫أ‪ -‬تاثير كل موقع وراثي ‪ Locus‬عﻠي كمية اﻻختﻼفات )التباين( في‬ ‫الصفة المدروسة‬ ‫ب‪ -‬معرفة الفعل الجيني المرتبط مع ‪ QTL‬هل هو سيادة ام اضافة‬ ‫ج‪ -‬ما هو اﻻليل )اي من اﻻليﻠين( هو المرتبط بالصفة المفيدة‬ ‫ما هي متطﻠبات او خطوات عمل ‪:QTL‬‬ ‫‪ -1‬وجود عشير انعزالية‬ ‫‪ -2‬وجود خريطة ارتباطية باستخدام الدﻻئل الجزيئية‬ ‫‪ -3‬تقدير الشكل المظهري لﻠصفة في العشيرة المدروس فيها الصفة‬ ‫‪ -4‬تحﻠيل المعﻠومات لتحديد ارتباط الصفة مع الدﻻئل المستخدمة‬ ‫‪3‬‬  ‫‪2024‬‬ ‫‪ -1‬العشائر اﻻنعزالية‬ ‫‪ ‬يتطلب عمل ‪ QTL‬وجود عشيرة انعزالية‬ ‫‪ ‬يحدث ﻓيها انعزاﻻت للعومل الوراثية‬ ‫‪ ‬اختيار اﻻباء المشترﻛة ﻓي هذه العشائر‬ ‫‪ ‬نوع وحجم العشيرة المستخدمة‬ ‫‪ ‬تستخدم هذه العشائر ﻓﻲ ﻋﻤﻞ الخرائط اﻻرتباطية وﻓﻲ تقدير الشكﻞ الﻤظهري‬ ‫من اهم انواع العشائر اﻻنعزالية المستخدمة بكثرة في النبات لعمل ‪QTL‬‬ ‫‪ -1‬عشيرة الجيل الثاني ‪F2 Population‬‬ ‫‪ -2‬عشيرة التهجين العكسي ‪Backcross Population‬‬ ‫‪ -3‬عشيرة )‪Recombinant Inbred Lines (RIL‬‬ ‫‪ -2‬عشيرة )‪Double Haploid (DH‬‬ ‫‪4‬‬ 2024 5 2024 6  ‫‪2024‬‬ ‫‪ -2‬عمل الخرائط اﻻرتباطية ‪Construction of Linkage maps‬‬ ‫‪ ‬الخرائط اﻻرتباطية ‪:‬‬ ‫هي خريطة للﻛروموسومات موضح عليها مواقﻊ الدﻻئل الوراثية والمساﻓة بينها‬ ‫‪ ‬عدد المجاميﻊ اﻻرتباطية‬ ‫‪ ‬تقاس المساﻓة بين المواقﻊ الوراثية علي الﻛروموسوم بوحدة تسمي سنتيمورجان‬ ‫‪CentiMorgan (cM‬‬ ‫‪ ‬تستخدم الدﻻئل الوراثية ﻓي عمل الخرائط اﻻرتباطية‬ ‫‪7‬‬  ‫‪2024‬‬ ‫الدﻻئل )المعﻠمات( الوراثية ‪:Genetic markers‬‬ ‫‪ ‬وهي دﻻئل تفرق وراثيا ما بين اﻻﻓراد وهي قد ﻻ تمثل الجين نفسه ولﻛن تعمل ﻛعﻼمة‬ ‫لوجود الجين حيث تقﻊ بالقرب من الجين‬ ‫‪ ‬وﻓيها يتم استخدام عﻼمات معينة يتم بها التعرف علي الصفة التي يرغبها المربي‬ ‫وهناك ‪ 3‬انواع من الدﻻئل الوراثية‬ ‫أ‪ -‬الدﻻئل المورﻓولوجية ‪Morphological markers‬‬ ‫ب‪ -‬الدﻻئل البيوﻛيميائية ‪Biochemical markers‬‬ ‫ج‪ -‬الدﻻئل الجزيئية ‪Molecular markers‬‬ ‫أ‪ -‬الدﻻئل المورفولوجية ‪Morphological markers‬‬ ‫‪ ‬هي عبارة عن صفات مظهرية مثل لون الزهار او البذور او اي‬ ‫شﻛل مظهري يستدل به علي وجود صفة ما حيث انها تﻛون‬ ‫مرتبطة بالصفة‬ ‫‪ ‬مميزاتها‪:‬‬ ‫‪ ‬عيوبها‪:‬‬ ‫مثال‪:‬‬ ‫‪ ‬ارتباط لون البذور مع وزن البذور ﻓﻲ تجربة ‪Sax‬‬ ‫‪ ‬ارتباط موت قﻤة الورقة ‪) Leaf tip necrosis‬صفة مظهرية(‬ ‫مع وجود الجين ‪ Lr34‬الخاص بﻤقاومة صدأ اﻻوراق ﻓﻲ القﻤح‪.‬‬ ‫‪8‬‬  2024 Biochemical markers ‫ الدﻻئل البيوكيميائية‬-‫ب‬ ‫ يتم ﻓيها الﻛشف عن الجينات المسئولة عن‬ ‫بروتينات معينة وخاصة مشابهات اﻻنزيمات‬ Superoxide dismutase (SOD) Isozymes Isozymes :‫ مميزاتها‬ :‫ عيوبها‬ ‫ استخدمت هذه الدﻻئل للﻛشف عن جينات‬:‫ مثال‬ ‫مقاومة مرض صدأ اﻻوراق‬ ‫ حيث يتم قياس اﻻختﻼﻓات ما بين اﻻﻓراد علي‬DNA ‫ تعتمد علي معرﻓة تتابعات‬ ‫اساس اﻻختﻼﻓات ﻓيما بينها ﻓي التتابعات الوراثية‬ :‫ مميزاتها‬ :‫ انواع هذه الدﻻئل‬ ‫ ومن هذه الدﻻئﻞ‬ (Restriction fragment length polymorphism) RFLP (Random Amplified Polymorphism DNA) RAPD (Amplified fragment length polymorphism) AFLP Inter Simple Sequence Repeats (ISSR) Sequence tagged sites (STS) Simple Sequence Repeats (SSR) Single Nucleotide Polymorphism (SNP) 9  2024 Polymorphic marker  Non polymorphic (monomorphic) marker  monomorphic marker Polymorphic marker 10  2024 Marker genotyping  Data analysis  11  ‫‪2024‬‬ ‫الخريطة اﻻرتباطية‬ ‫‪ -3‬تقدير الشكل المظهري ‪Phenotyping‬‬ ‫‪ ‬حيث يتم قياس الصفة المراد دراستها والمراد معرﻓة ارتباطها بالدﻻئل‬ ‫المختلفة علي جميﻊ اﻓراد العشيرة‬ ‫‪ ‬يتم قياس الصفة باساليب قياس مختلفة سواء بالقياس او النظر ويتم تحديد قيم‬ ‫لهذه الصفة‬ ‫‪ ‬مثل وزن المحصول ‪ -‬درجة اﻻصابة بالمرض او الحشرات ‪ -‬لون ثمار‪ -‬او‬ ‫اي صفة‬ ‫‪12‬‬  ‫‪2024‬‬ ‫‪ -4‬اختبار ارتباط الدﻻئل الوراثية بالصفة محل الدراسة لتحديد ‪QTL‬‬ ‫‪ ‬يعتمد تحﻠيل ‪ QTL‬عﻠي تحديد اﻻرتباط ما بين الشكل المظهري لﻠصفة )قياس‬ ‫الصفة( وبين التركيب الوراثي )الدﻻئل الجزيئية المستخدمة(‬ ‫‪ ‬وتستخدم برامج احصائية ووراثية خاصة لتحديد اﻻرتباط ما بين الصفة‬ ‫والدليل الوراثي‬ ‫‪ ‬هناك العديد من الطرق اﻻحصائية لتحديد هذا الترابط ولﻛن اهمها هو الذي‬ ‫يعتمد علي علي قياس انعزال الصفة )اشﻛل المظهري( ومدي ارتباطة بانعزال‬ ‫الدﻻئل الوراثية‬ ‫‪13‬‬  ‫‪2024‬‬ ‫)‪Marker Assisted Selection (MAS‬‬ ‫‪ ‬حيث يتم استخدام الدﻻئل الجزيئية ‪ DNA markers‬المرتبطة بالمواقﻊ‬ ‫الوراثية الخاصة بصفة ما لﻼنتخاب لهذه الصفة‬ ‫‪ ‬ﻛلما ﻛان الدليل الجزيئي قريب من الموقﻊ المسئول عن الصفة ﻓان اﻻرتباط‬ ‫بينهم يﻛون ﻛبير ويقل العبور الوراثي لذلك ينعزلوا مﻊ بعضهم ويمﻛن استخدام‬ ‫الدليل ﻓي هذه الحالة لﻼنتخاب للصفة الرتبط بها‬ ‫‪ ‬وهذا يقلل من الفترة الﻼزمة لﻼنتخاب وﻛذلك عدد النباتات التي يتم ﻓيها‬ ‫اﻻنتخاب حيث سيتم اﻻنتخاب علي اساس الترﻛيب الوراثي وليس الشﻛل‬ ‫المظهري ﻓقط‬ ‫‪ ‬مميزاته‪:‬‬ ‫‪ -1‬طريقة ابسط من اﻻنتخاب علي اساس الشﻛل المظهري خاصة ﻓي اﻻعداد‬ ‫الﻛبيرة حيث توﻓر ﻓي الوقت والتﻛلفة‬ ‫‪ -2‬تزيد من الثقة ﻓي نتائج اﻻنتخاب حيث يتم اﻻنتخاب علي اساس الترﻛيب‬ ‫الوراثي واستبعاد تاثير البيئة والتفرقة ما بين اﻻﻓراد اﻻصيلة والخليطة‬ ‫‪ -3‬يمﻛن اﻻنتخاب ﻓي مراحل البادرة وبالتالي توﻓير وقت الزراعة‬ ‫‪ -4‬تقليل الوقت الﻼزم لعملية اﻻنتخاب الي النصف تقريبا حيث ﻻ نقوم باي تلقيح‬ ‫اختباري حيث تستطيﻊ معظم الدﻻئل علي التفرقة ما بين اﻻﻓراد اﻻصيلة والخليطة‬ ‫‪14‬‬ 2024 15