شناسایی نشانگرهای ریزماهواره پیوسته با نواحی ژنومی کنترل کننده پرولین و فروکتان در ارقام گندم نان (Triticum aestivum L.) تحت تنش سرما

نویسندگان

1 گروه ژنتیک و به‌‌نژادی گیاهی، پردیس کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه ژنتیک و به‌‌نژادی گیاهی، پردیس کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 گروه ژنتیک و به‌‌نژادی گیاهی، پردیس کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 استاد، گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشگاه ارومیه، ارومیه و استاد، پژوهشکده زیست‌فناوری دانشگاه ارومیه، ارومیه.

doi
10.22103/jab.2025.23673.1579
چکیده

هدف: تنش سرمایی به عنوان یکی از محدودکننده‌ترین عوامل تولید گندم (Triticum aestivum L.)، به طور قابل توجهی عملکرد این محصول استراتژیک را کاهش می‌دهد. در این راستا، شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با ژن‌های دخیل در کنترل صفات مرتبط با مکانیسم‌های تحمل به تنش سرمایی، از جمله تجمع متابولیت‌های محافظتی نظیر پرولین و فروکتان، از اهمیت بسزایی برخوردار است. مطالعه حاضر با هدف بررسی ساختار ژنتیکی جمعیت و انجام تجزیه ارتباط نشانگرهای تکرار ساده توالی (SSR) با صفات فیزیولوژیک مرتبط با تحمل به تنش سرمایی در مجموعه‌ای متنوع از ژنوتیپ‌های گندم نان انجام گرفت. این پژوهش در پی آن است تا با شناسایی ارتباطات معنی‌دار بین نشانگرهای SSR و صفات مرتبط با تحمل به سرما، گامی مؤثر در راستای توسعه نشانگرهای کاربردی برای برنامه‌های به‌نژادی گندم و تولید ارقام مقاوم به تنش‌های دمای پایین بردارد.مواد و روش‌ها: بذور جوانه‌زده 70 ژنوتیپ گندم نان پس از گذراندن دوره بهاره‌سازی، در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلدان در گلخانه کشت شدند. در مرحله آغازین خوشه‌دهی (Zadoks GS41-49)، گیاهان به طور جداگانه تحت سطوح دمایی نرمال (8+ درجه سانتی‌گراد) و تنش سرمایی (2- درجه سانتی‌گراد) قرار گرفتند. پس از اعمال تیمارها، میزان پرولین و فروکتان در بافت‌های گیاهی ژنوتیپ‌های مختلف مورد ارزیابی کمی قرار گرفت. به منظور تعیین ساختار ژنتیکی جمعیت و شناسایی احتمالی ژنوتیپ‌های مختلط، تجزیه و تحلیل داده‌های نشانگرهای SSR با استفاده از نرم‌افزار Structure V.2.3.4 و روش Bayesian انجام شد. در نهایت، میزان عدم تعادل پیوستگی (Linkage disequilibrium) و تجزیه ارتباطی (Association analysis) بین نشانگرهای SSR و صفات فیزیولوژیک مورد مطالعه (محتوای پرولین و فروکتان تحت شرایط تنش و نرمال) با استفاده از مدل خطی مخلوط (Mixed linear model) در نرم‌افزار TASSEL 2.1 محاسبه گردید.نتایج: ﺑﯿﻦ ژنوتیپ‌ها و ﺳﻄﻮح ﻣﺨﺘﻠﻒ دما اﺧﺘﻼف ﻣﻌﻨﯽدار از لحاظ میزان پرولین و فروکتان مشاهده شد. تجزیه ساختار جمعیت بر اساس داده‌های 24 نشانگرSSR نشان داد 70 ژنوتیپ در سه زیرگروه؛ گروه اول شامل 20 ژنوتیپ، گروه دوم شامل 27 ژنوتیپ و گروه سوم شامل 23 ژنوتیپ تقسیم شدند. 91/0 درصد از جفت مکان‌های SSR ممکن در عدم تعادل پیوستگی مطلق بودند. نتایج تجزیه ارتباطی نشان داد که هشت مکان SSR ارتباط بسیار معنی‌داری با میزان پرولین و فروکتان دارند. در این میان، Xgwm44 قوی‌ترین ارتباط را با صفت پرولین در شرایط تنش نشان داد. نتیجه‌گیری: نتیجه‌گیری: نشانگرهای SSR، به‌ویژه Xgwm44 وXgwm319، دارای ارزش بالایی برای کاربرد در انتخاب به کمک نشانگر در به‌نژادی گندم هستند.