تولید لاین نخود مقاوم به بیماری پژمردگی فوزاریوم (Fusarium oxysporum ) به روش تلاقی برگشتی مبتنی بر نشانگر

نویسندگان

1 عضو هیات علمی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 عضو هیئت علمی موسسه تحیقات کشاورزی دیم کشور

3 پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

4 سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، مراغه، ایران

5 پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

doi
10.22092/idaj.2023.363207.410
چکیده

مقدمه: بیماری پژمردگی فوزاریومی (Fusarium oxysporum) از بیماری­های مهم نخود بوده که در اکثر مناطق کشت محصول در کشور حضور داشته و ضمن کاهش کیفیت، در مواردی باعث خسارت 100% مزارع نخود می­شود. تکنیک تلاقی برگشتی پیوسته با نشانگر یکی از روش­های موثر و دقیق در انتقال ژن­های خاص مانند ژن­های مقاومت به بیماری در زمان کوتاه در گیاهان خودگشن می­باشد. رقم نخود هاشم از ارقام با عملکرد بالا، دارای تیپ ایستاده و پابلند بوده که به دلیل حساسیت به بیماری پژمردگی فوزاریوم، کشت آن با محدودیت مواجه شده است. لذا این تحقیق به­منظور انتقال صفت مقاومت به فوزاریوم از رقم مقاوم آنا به رقم مطلوب نخود هاشم به روش تلاقی برگشتی مبتنی بر نشانگر انجام شد.   روش‌­شناسی: این تحقیق طی پنج سال زراعی (402-1397) انجام شد. بین والدین انتخابی رقم نخود آنا (به­عنوان والد بخشنده) و رقم نخود هاشم (به­عنوان والد گیرنده) تلاقی انجام شده و نتاجF1  جهت تولید نسل BC1F1 با رقم هاشم تلاقی برگشتی داده شد. عملیات تلاقی برگشتی تا حصول نتاج BC3F1 (سه مرتبه تلاقی برگشتی) ادامه داشت. سپس نتاج حاصل یک مرتبه خودگشن و نتاج BC3F2 حاصل شد. برای تشخیص و غربال نمودن نتاج حاوی آلل‌های مقاومت به بیماری پژمردگی نخود در هر نسل از چهار آغازگر پیوسته با ژن­های مقاومت و برای شناسایی نتاج با بیشترین تشابه ژنتیکی با والد گیرنده از 16 نشانگر SSR استفاده گردید. در نهایت لاین­های انتخابی نسل BC3F2 از لحاظ مقاومت به بیماری فوزاریوم ارزیابی فنوتیپی شدند. همچنین برای ترسیم QTLها روی نقشه مرجع و فراتحلیل QTLها از نرم‌افزار BioMercator استفاده شد.         یافته‌­های تحقیق: از تلاقی والدین، 20 هیبرید F1 واقعی به­دست آمد که جهت تولید نسل BC1F1 با والد هاشم اولین تلاقی برگشتی انجام شد. بر اساس نتایج پویش ژنومی نتاج BC1F1 به­وسیله چهار نشانگر پیوسته با ژن­های مقاومت به فوزاریوم (TA59, TA96, TR19, CaM1402)، 6 ژنوتیپ BC1F1 حاوی آلل­های مقاوم بودند که جهت تولید نسل BC2F1 با رقم هاشم تلاقی برگشتی داده شدند. از مجموع 52 نتاج BC2F1، 12 ژنوتیپ BC2F1 حاوی 4 آلل مقاوم بوده از بین آنها براساس نتایج پویش ژنومی به­وسیله 16 نشانگر SSR، 5 ژنوتیپ دارای بیشترین تشابه ژنتیکی با والد گیرنده بود که جهت تولید نسل BC3F1 با رقم هاشم تلاقی برگشتی داده شدند. 12 نتاج BC3F1 حاوی آلل­های مقاوم و دارای بیشترین تشابه ژنتیکی به والد گیرنده، جهت تثبیت زمینه ژنتیکی و به­دست آوردن یک جمعیت هموزیگوت خودگشن شده و نتاج BC3F2 حاصل شد که ارزیابی­های فنوتیپی مقاومت به بیماری این نتاج، حاکی از وجود سه لاین مقاوم با خصوصیات زراعی مناسب و بیشترین تشابه ژنتیکی با والد گیرنده بود. همچنین در این پژوهش به کمک فراتحلیل مطالعات QTL، نواحی مرتبط با مقاومت ژنتیکی به نژادهای مختلف این بیماری روی کروموزوم‌های 2، 4، 5 و 6 شناسایی شد.