بررسی تنوع ژنتیکی و مکان یابی QTLهای کنترل کننده صفات مرتبط با جوانه‌زنی بذر و استقرار گیاهچه گندم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی بخش کشاورزی، دانشگاه پیام نور، ایران

2 دانش آموخته بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، ایران

چکیده

به منظور بررسی تنوع و مکان­یابی QTLهای کنترل کننده صفات مورفولوژیکی و رویشی بذر گندم، 148 اینبرد لاین نوترکیب  همراه با دو والد  Rojo Yecora و No. 49، آزمایشی در قالب طرح آلفا لاتیس با دو تکرار و دو شرایط نرمال و تنش رطوبتی در سال 1395 اجرا شد. صفات درصد جوانه ­زنی نهایی، سرعت جوانه­ زنی، طول ریش ه­چه وساق ­چه، وزن خشک ریشه­ چه و ساقه­ چه، وزن خشک گیاهچه و شاخص بنیه بذر مورد اندازه­گیری قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد بین ژنوتیپ­های مورد مطالعه از نظر کلیه صفات مورد بررسی اختلاف معنی‌داری وجود داشت. در شرایط نرمال رطوبتی بالاترین مقدار وراثت­پذیری خصوصی به صفات طول ساقه­ چه، وزن ساقه ­چه، شاخص بنیه بذر و درصد جوانه زنی نهایی اختصاص داشت، همچنین بالاترین مقدار وراثت پذیری خصوصی در شرایط تنش کم آبی به صفت طول ریشه چه اختصاص داشت. تجزیهQTL  به روش نقشه ­یابی فاصله‌ای مرکب (CIM) برای هر صفت در هر محیط و میانگین دو محیط انجام گردید. در شرایط نرمال در مجموع 16عدد QTL شناسایی شد. واریانس فنوتیپی توجیه شده به وسیله این QTL­ها از 11/5 تا 21/6 درصد متغییر بود؛ بیشترین و کمترین واریانس فنوتیپی به ترتیب متعلق به وزن خشک ساقه چه و وزن خشک ریشه چه بود. در شرایط تنش رطوبتی در مجموع 20 عدد QTL شناسایی گردید. واریانس فنوتیپی توجیه شده به وسیله این QTL­ها از 11/9 تا 24/7 درصد متغییر بود که به ترتیب صفات وزن خشک ریشه چه و طول ساقه چه اختصاص داشت. برای صفات مورد مطالعه در میانگین دو محیط 14عدد QTL­ شناسایی شد. واریانس فنوتیپی توجیه شده به وسیله این QTL­ها از 11/41 تا 23/2 درصد متغییر بود که به ترتیب صفات وزن خشک ریشه­چه و وزن خشک ساقه چه اختصاص داشت. LOD در دامنه 3/12 تا 7/25 قرار داشت.  در دو شرایط محیطی مختلف و میانگین آنها، QTL شناسایی شده بر روی کروموزوم شماره 4B و حد فاصل دو مارکر Wms121-Sukkula.1300 کنترل کننده صفات وزن خشک ساقه چه و شاخص بنیه بذر و QTL قرار گرفته بر روی کرموزوم 2D حد فاصل دو مارکر Gwm349-Wmc445 کنترل کننده صفت شاخص بنیه بذر، در کلیه شرایط پایداری کامل داشتند که می­توان از آنها  برای گزینش به کمک نشانگر (MAS) استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of genetic diversity and identification of QTL controlling seed germination and seedling establishment traits in wheat

نویسندگان [English]

  • M. Khalili 1
  • F. Javaheri Kashani 2
  • M.A. Ebrahimi 1
1 Department of Agriculture, Payamme Noor University, Iran
2 Graduate of agricultural biotechnology, Payamme Noor University, Iran
چکیده [English]

In order to study genetic diversity and identification of QTL controlling seed germination and seedling establishment traits in wheat 148 bread wheat RILs and their parents (RojoYecora and No.49) were studied based on an alpha lattice design with two replications under normal and drought stress conditions in 2016. In this research final germination percentage, germination speed, root and shoot length, root and shoot dry weight and seedling dry weight and vigor index were measured. Analysis of variance showed that between genotypes for all traits, there were significant differences. Under normal moisture conditions the highest heritability was observed for stem length, stem weight and final germination percentage. The highest heritability under drought conditions was found for root length. QTL analysis using composite interval mapping (CIM) for each trait in each environment and mean of two environments were performed.  Under normal conditions16 QTLs were detected. Phenotypic variance explained by the identified QTLs varied from 11.49 to 21.57 percent. The highest and lowest phenotypic variation belonged to shoot dry weight and root dry weight, respectively. The estimated  LODs were in range of 3.15 to 6.76. Under stress conditions 20 QTLs were detected. Phenotypic variance explained by these QTLs varied from 11.89 to 24.65 percent. The highest and lowest phenotypic variation were observed fot root dry weight and shoot length respectively. Furthermore LODs were in range of 3.11 to 9.67.  Considering the average of two environments, 14 QTLs were detected. Phenotypic variance explained by the identified QTLs varied from 11.41 to 23.20 percent, and belonged to root dry weight and shoot dry weight, respectively. The estimated LOD was in range of 3.12 to 7.25. In two different environmental conditions and their average QTL located on chromosome 4B interval markers of  Wms121-Sukkula.1300 which control of shoot dry weight and seed vigor and QTL located on chromosome 2D between markers of Gwm349-Wmc445 Which is controlled vigor index was quite stable in all conditions that can be used for marker assisted selection.

کلیدواژه‌ها [English]

  • recombinant inbred lines
  • QTL
  • seed traits
  • Wheat