پویش جامع ژنومی برای شناسایی نواحی ژنومی مرتبط با صفات فیزیولوژی و زراعی در گندم نان تحت شرایط تنش خشکی

نویسندگان

1 استاد ژنتیک و به نژادی گیاهی، گروه تولید وژنتیک گیاهی، پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، دانشگاه شهید باهنرکرمان، کرمان، ایران. رایانامه

2 دانشجوی دکترای رشته ژنتیک و به نژادی گیاهی، گروه ژنتیک و به نژادی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد ژنتیک و به نژادی گیاهی، گروه تولید وژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنرکرمان، کرمان، ایران.

4 استادیارژنتیک و به نژادی گیاهی، پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، دانشگاه شهید باهنرکرمان، کرمان، ایران.

doi
10.22103/jab.2023.21885.1497
چکیده

هدف: خشکی یکی از مهم‌ترین تنش‌های محیطی است که بر رشد و نمو گندم تأثیر منفی می‌گذارد. این مطالعه به منظور تعیین ساختار جمعیت و شناسایی نشانگرهای پیوسته با صفات فیزیولوژی و زراعی در گندم نان در شرایط تنش خشکی انجام شد.مواد و روش‌ها: 238 ژنوتیپ مختلف گندم نان در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی با دو تکرار در شرایط تنش خشکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات فیزیولوژی از جمله تبادل دی اکسید کربن، سرعت فتوسنتز و میزان کلروفیل و صفات مختلف زراعی شامل روز تا سنبله‏دهی، روز تا رسیدگی، طول و عرض برگ پرچم، ارتفاع بوته، وزن دانه در بوته، تعداد دانه در واحد سطح، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک اندازه‏گیری شدند. تعیین ژنوتیپ با استفاده از آرایه چند شکلی تک نوکلئوتیدی(SNP) با تراکم 9K در شرکت TraitGenetic کشور آلمان صورت گرفت. تجزیه ساختار جمعیت با استفاده از 17093 نشانگر SNP و در محیط R انجام شد. تجزیه ارتباطی بین داده‏های فنوتیپی و نشانگرهای SNP با استفاده از نرم افزار TASSEL و روش مدل خطی عمومی (GLM) انجام شد. نتایج: بر اساس تجزیه ساختار جمعیت، 238 ژنوتیپ گندم در 5 زیرگروه تقسیم‌بندی شدند. در مجموع 132 ارتباط نشانگر-صفت (MTAs) برای صفات مختلف شناسایی شدند. از این بین چهار SNP، بر روی کرموزوم‌های 6B، 4A، و 6A با صفات تعداد دانه در واحد سطح، وزن دانه و عملکرد اثر پلیوتروپیک داشتند. تعداد هشت MTA برای وزن دانه بر روی کروموزوم‏های 4B، 5B، 6B و 7A شناسایی شد. بیشترین تعداد SNP بر روی کروموزوم 6B قرار داشتند که ناحیه‌ای را در فاصله 519-481 مگا جفت باز پوشش دادند. برای تعداد دانه در واحد سطح نیز دوازده MTA بر روی کروموزوم‏های 3B، 4A، 5A، 6A و 6B مکان‏یابی شدند. که بیشترین تعداد SNP در فاصله 561-492 مگا جفت باز و بر روی کروموزوم 6B قرار داشتند. این ناحیه از کرموزوم 6B با ناحیه شناسایی شده برای وزن دانه در بوته نیز هم‏پوشانی داشت، که نشان‏دهنده اهمیت این ناحیه از ژنوم گندم در بهبود عملکرد گندم نان می‌باشد.نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این تحقیق به طور بالقوه به اصلاح‌کنندگان در بهبود افزایش پتانسیل عملکرد گندم کمک می‌کند. از نشانگرهای شناسایی شده می‏توان در برنامه‌های انتخاب به کمک نشانگر استفاده کرد.