پارامتر به عنوان شاخص دسته‌بندي كاريوتيپي استفاده نمود. اين شاخص از نسبت مجموع طول بازوهاي كوتاه يك كاريوتيپ به مجموع طول كل كروموزوم‌هاي يك كاريوتيپ به دست مي‌آيد (7 و 22).
درصد TF مشخصه‌اي براي بيان وضعيت تقارن كاريوتيپ كروموزوم‌ها است. هنگامي كه ارزش عددي TF به حداكثر 50% برسد، نشان‌دهنده قرار‌گرفتن سانترومرها در وسط كروموزوم‌ها است. به عبارت ديگر مي‌توان گفت كه تمام كروموزوم‌ها متاسنتريك هستند و كاريوتيپ كاملاً متقارن و موقعيت تكامل گونه‌اي، ابتدايي يا گونه وحشي مي‌باشد.
2-10-5 طول نسبي كروموزوم68
از نسبت طول كل كروموزوم موردنظر به مجموع طول كل كروموزوم‌هاي يك كاريوتيپ مي‌توان جهت تشخيص تقارن كاريوتيپي استفاده كرد. اين شاخص براي هريك از كروموزوم‌هاي يك كاريوتيپ به طور جداگانه محاسبه مي‌شود (21).
2-10-6 ضريب تغييرات69
ضريب تغييرات از نسبت انحراف معيار طول كروموزوم‌ها به ميانگين طول كروموزوم‌ها به دست مي‌آيد. پايين بودن ضريب تغييرات نشان‌دهنده يكنواختي بيشتر اندازه كروموزوم‌هاي يك كاريوتيپ و در نتيجه بالا بودن تقارن آن كاريوتيپ است. بالا بودن CV نشان دهنده پراكنش اندازه كروموزوم‌ها در كاريوتيپ و يا به عبارتي نامتقارن بودن كاريوتيپ است (14).
2-10-7 تفاوت دامنه طول نسبي70
دامنه طول نسبي كروموزوم‌ها (تفاوت طول نسبي ماكزيمم و طول نسبي مينيمم در يك كاريوتيپ) صفت ديگري جهت مقايسه تقارن كاريوتيپ است. آن دسته از ژنوتيپ‌هايي كه اختلاف دامنه طول نسبي كروموزوم‌ها در آنها كمتر است، داراي كاريوتيپ متقارن‌تري هستند.
2-11 نامگذاري كروموزوم‌ها
یکی از مفیدترین نشانگرهای ریختشناسی در بررسیهای سیتوژنتیکی موقعیت سانترومر در طول کروموزوم یا به عبارت دیگر طول نسبی بازوهای کروموزومی است. بهکارگیری طول نسبی کروموزومها به عنوان شاخصی در نام گذاری و تفکیک کروموزومها توسط بسیاری از محققین مورد تاکید قرار گرفته است، که از آن جمله میتوان به باتاگلیا (1955)، لوان و همكاران (1964)، ماترن و سیمارک (1968)، نانجو و همکاران (1983) و بسیاری دیگر از دانشمندان سیتوژنتیک اشاره کرد(7 و 14).در این بین، نظریات لوان و همکارانش نسبت به سایرین مورد اقبال بیشتری قرار گرفت. این دانشمندان به طور كامل روش نامگذاري كروموزوم‌ها را مورد بحث قرار داده‌اند. طول بازوهاي بلند71 و كوتاه72 نسبت به محل سانترومر به وسيله نسبت بازو73 (L/S) نشان داده مي‌شود. برهمين اساس، كروموزوم‌ها را در 6 گروه طبقه‌بندي نمودند (جدول 2-1).
جدول 2-4 نامگذاري كروموزوم‌ها به روش لوان و همكاران
موقعيت سانترومر
نسبت بازو (L/S)
نوع كروموزوم
مياني (به معناي ظريف)
1
متاسنتريك (M)
منطقه مياني
7/1-1
متاسنتريك (m)
زيرمياني (پايين‌تر از وسط)
3-7/1
ساب متاسنتريك (sm)
زيرانتهايي (پايين‌تر از انتها)
7-3
ساب تلوسنتريك (st)
انتهايي
اكروسنتريك (t)
انتهايي (به معناي ظريف)
تلوسنتريك (T)
2-11-1 تقارن کاریوتیپ
مقايسه كاريوتيپ‌ها در بين گونه‌هاي يك جنس و يا جمعيت‌هاي يك گونه نيز مي‌تواند از طريق مقايسه تقارن آنها انجام گيرد. جي لويتسكي(1931) مفهوم تقارن و عدم تقارن كاريوتيپ را برای اولين بار ارائه کرد (60). کاریوتیپ‌ها را براساس خصوصیات مورفولوژیکی‌کروموزومهایشان به دو دسته تقسیم مینمایند:
– کاریوتیپ متقارن: کاریوتیپی است که کروموزومهای آن تقریبا به یک اندازه بوده و دارای سانترومرهای میانی یا تقریبا میانی است.
– کاریوتیپ نامتقارن: کاریوتیپی است که کروموزومهایش سابمتاسانتریک و یا آکرو-تلوسانتریک میباشند و خود به دو گروه تکشکلی و دوشکلی تقسیم میگردد. در کاریوتیپ دوشکلی شامل دو دسته کروموزوم هستیم که هریک به گروهی خاص از کروموزومها تعلق دارند. در برخي گونه‌ها مثل گونه‌هاي سوسن، كروموزوم‌ها در دو دستهی كاملاً مختلفند، مثلاً برخي متاسانتريك و برخي آكروسانتريك هستند.
برای مقایسه تقارن کاریوتیپی در گونههای مورد مطالعه از روشهای مختلفی استفاده میگردد که مهمترین آنها روش استبینز است. سایر روشهایی که کاربرد کمتری نسبت به این روش دارند عبارتند از:روش رومرو زارکو(1A)، ضریب پراکندگی پیرسون، روش هایزاور، پارامتر اختلاف طول نسبی کروموزوم (DRL).
2-11-1-1 دسته بندي استبينز74
به منظور درك اهميت عدم تقارن كاريوتيپ بايد ارتباط بين افزايش عدم تقارن و ساير صفات سلولي مانند عدد كروموزومي و صفات مورفولوژيكي مانند رشد یکساله یا چند ساله را بررسي كرد. عموما در سلسله گیاهان هر‌چه تقارن کمتر باشد کاریوتیپ گونه متکامل‌تر است و آن گونه به نوعی اهلی شده است.
استبينز (1971) از سه درجه مختلف بين كوچكترين و بزرگترين كروموزوم كاريوتيپ و چهار درجه برحسب نسبت كروموزوم‌هايي كه اكروسنتريك يا تلوسنتريك هستند، براي مقايسه كاريوتيپ‌ها استفاده كرد. اين درجه‌بندي، 12 گروه را براساس عدم تقارن كاريوتيپي مشخص مي‌كند (جدول 2-2) استبينز معتقد است كه اين روش براي شناخت جايگاه كاريوتيپ گونه‌ها از لحاظ تكاملي مناسب است، به طوري كه در اين جدول از چپ به راست و از بالا به پايين كاريوتيپ متقارن‌تر و گونه پيشرفته‌تر مي‌شود (41 و 39).
جدول 2-5 دسته بندي كاريوتيپ به روش دو طرفه استبينز (1971)
درصد كروموزوم‌هاي با نسبت بازوي 2:1
0/1 99/0-51/0 5/0-1/0 0/0
نسبت بزرگترين كروموزوم به كوچكترين
A4 A3 A2 A1
B4 B3 B2 B1
C4 C3 C2 C1
2:1
4:1 – 2:1
4:1
2-12 استفاده از تجزيه و تحليل چند متغيره در بررسي تنوع سيتوژنتيكي
محققان روش‌هاي مختلفي را براي برآورد تنوع سيتوژنتيكی ابداع كرده‌اند. در بخش‌هاي قبل با روشهایی آشنا شديم كه بيشتر كيفيت تنوع کروموزومی را مورد بررسي قرار مي‌دادند و هر يك فقط يك متغير يا صفت كروموزومي مانند طول را بررسي می‌کردند.
از آنجا كه روش‌هاي آماري چند متغيره به طور همزمان چندين متغير اندازه‌گيري شده را مورد تحليل قرار مي‌دهند، در نشان دادن روابط پنهان بين متغيرها بسيار كاراتر از ساير روش‌ها عمل مي‌كنند. لذا استفاده از روش‌هاي چند متغيره‌ی آماري مانند همبستگي چند گانه، تجزيه به مولفه‌هاي اصلي، آناليز عاملي و تجزيه‌ی كلاستر براي بررسي تنوع در پارامترهاي كروموزومي نیز متداول شد. اين كار براي نخستين بار توسط دانشمندان ايراني، دكتر شيدايي و دكتر ميرزايي ندوشن، ابداع و به جهانيان معرفي گردديد. از آن پس در اکثر پژوهش ها و مقالات معتبر بین المللی شاهد به کارگیری گسترده‌ی تجزيه و تحليل چند متغيره در بررسي تنوع سيتوژنتيكي هستیم (3 و22 و 4 و 14).
2-12-1 تحليل مولفه‌هاي اصلي75
نام يك روش آماري است كه تغييرات را با توجه به ساختار ماتريس واريانس- كوواريانس و به كمك چند تركيب خطي از متغيرهاي مورد مطالعه توجيه و تفسير مي‌كند. کاربرد این روش در راستای نيل به اهداف زير است:
– كاهش حجم داده‌ها
– تعبير داده‌ها
– تفسير داده‌ها
از آنجا كه هميشه p متغير اندازه‌گيري شده مانند طول بازوي كوتاه و بلند، طول كل كروموزوم، d-value، r-value، نسبت طول بازوها به همديگر و … از لحاظ اهميت در توجيه پراكنش و تنوع سیتوژنتیکی در يك سطح نمي‌باشند، لذا اين تغييرات را مي‌توان با k مولفه اصلي (kp) نيز توجيه كرد. اين در حالي است كه ميزان اطلاعات به دست آمده از اين k مولفه كه به آنها مولفه اصلي اطلاق مي‌گردد، برابر با اطلاعاتي است كه از p متغير كلي به دست مي‌آيد.
اين روش روابطي را كه قبلاً مورد ترديد بود آشكار نموده و تعابيري جديد را براي تفسير پراكنش داده‌ها اظهار مي‌كند كه قبلاً نتيجه‌گيري نمي‌شدند (56).
2-12-2 آناليز عاملي76
اين روش ابتدا زماني به كار گرفته شد كه كارل پيرسن و چارلز اسپیرمن‌كوشيدند تا هوش را تعريف و اندازه‌گيري كنند. در اين روش روابط بين كوواريانس متغيرها بر اساس چند كميت غير قابل مشاهده به نام «فاكتورها يا عوامل» بيان مي‌گردند. اهدف به كارگيري اين روش مشابه اهداف تحليل مولفه‌هاي اصلي است و مي‌توان گفت تعمیمي از روش مولفه‌هاي اصلي است و درصدد تفسير ماتريس كوواريانس تمام متغيرها بر حسب تعداد كمتري از فاكتورها است. فرق فاكتورها با مولفه‌هاي اصلي در غير قابل مشاهده بودن فاكتورها مي‌باشد.
از مزيت‌هاي روش آناليز فاكتورها نسبت به روش مولفه‌هاي اصلی مي‌توان به دقت بيشتر و دارا بودن مدل رياضي اشاره كرد (22). آناليز عاملي به خوبي همبستگي دروني بين صفات اندازه‌گيري شده را از طريق فاكتورهاي غيرقابل مشاهده آشكار مي‌كند (24).
2-12-3 مميزي و تابع تشخيص77
هدف از تابع تشخيص اين است كه يك تركيب خطي بين متغيرها به وجود آوريم و سپس با استفاده از آن مشخص كنيم كه يك فرد جديد متعلق به كدام گونه يا جمعيت است (8).
اين روش نسبتاً توضيحي است و به عنوان يك روش جداسازي براي بررسي تفاوت‌هاي مشاهده شده هنگامی‌که روابط سببي به خوبي قابل درك نيستند، استفاده مي‌گردد. به عنوان مثال اگر كاريوتيپي مجهول را به ما بدهند، بعد از اندازه‌گیری صفات، مي‌توان اندازه‌ها را در معادلات مربوط به گونه‌هاي مختلف جايگذاري كرد كه در صورت صدق كردن اندازه‌ها در معادله‌ي iام، مي‌توان نتيجه گرفت كاريوتيپ مورد نظر متعلق به گونه‌ی iام است (22 و 24و 56).
2-12-4 تجزيه خوشه‌اي78
روشی نموداري است كه براي دسته بندي اشياء و مشاهدات به كار مي‌رود. اين روش براي حل مسئله‌اي طرح گرديده است كه n اندازه‌گيري روي P تغيير انجام شده است و در مجموع اين n فرد مورد اندازه‌گيري را مي‌خواهيم در كلاس‌هايي قرار دهيم، بگونه‌اي كه افراد با شباهت بالا در يك كلاس يا خوشه قرار بگيرند (22 و 24و 56).
فرق اين روش با مميزي در اين است كه روش تجزيه خوشه‌اي كاملاً عددي است و از ابتدا نبايستي تعداد كلاس‌ها مشخص باشد، در حاليكه در روش مميزي تعداد كلاس‌ها از قبل معلوم است (8 و 56).
يكي از مهمترين كاربردهاي تجزيه خوشه‌اي تعيين جنس و گونه‌ي گياهان با استفاده از اندازه‌گيري صفات مورفولوژيكي، فيزيولوژيكي و ژنتيكي آنها است. پس از اتمام اندازه‌گيري‌ها، با مقايسه داده‌های حاصل با هم، افراد يا جمعيت‌هايي كه نزديكترين رابطه‌ی عددی را با هم دارند در يك گروه قرار مي‌دهند ( 8).
2-13 تنوع سیتوژنتيكي و موارد استفاده آن
همان‌گونه كه در جوامع انساني تكامل و رشد ناشي از وجود تفاوت‌ها و اختلافات است در دنيای گياهان نيز وجود تنوع، لازمه‌ی اصلاح و بهبود ساختار كيفي و كمی فراورده‌هاي گياهي است (31).
علم و هنر دانشمندان علوم كشاورزي در به‌نژادی گياهان، بر مبناي وجود و استفاده از اين اختلافات و تنوع استقراریافته است. اصولاً عدم تنوع در شاخص‌هاي سیتوژنتيكي مانند شاخصهای مطالعهی کاریوتیپ که توضیحات لازم در موردشان در بالا به تفصیل آمد، باعث عدم تنوع مورفولوژيكي، فيزيولوژيكي و غيره مي‌گردد كه به نوبهی خود منجر به كندي پروسه تكامل و توليد بي‌ثبات مي‌شود. از طرف ديگر جوامع يكنواخت در مقابل حوادث و تنش‌ها در مقايسه با جوامع داراي تنوع بسيار آسيب پذيرتراند. لذا گفته مي‌شود كه اطلاع از سطح تنوع سیتوژنتيكي از اساسي‌ترين جنبه‌هاي علوم زيستي از قبيل زيست شناسي تكاملي، رده بندي و تاكسونومي، زراعت و اصلاح نباتات به شمار مي‌رود (31 و 32).
اساس به نژادي در جوامع گياهي وجود تنوع است و مشخص شده است گياهان از جهات مختلف با هم تفاوت دارند. چه بسا دو گونه‌ی گیاهی داراي خصوصيات ظاهري تقريباً يكسان باشند اما تك بوته‌هاي آنها از لحاظ اندازه‌گيري صفات مورفولوژيك و سيتوژنتيك با هم اختلاف فاحش داشته باشند (1).
تنوع مي‌تواند جنبه‌ی محيطي یا وراثي داشته باشد. قسمتي از تنوع كه در اثر محيط ايجاد مي‌گردد قابل انتقال به نتاج نيست و از همين رو در اصلاح نباتات منظور از وجود تنوع، همان تنوع از نوع ارثي و ژنتيكي است كه در اثر بروز جهش79، نوتركيبي80، تغييرات ساختاري81 و عددي82
