تجزیه ژنتیکی صفات مرتبط با برگ پرچم در جو (Hordeum vulgare L.) تحت شرایط نرمال و تنش خشکی

نویسندگان

1 بخش اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاوزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

2 بخش تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

3 بخش تحقیقات دانه های روغنی، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم، معاونت سرارود، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران.

4 بخش تحقیقات دانه های روغنی، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

5 دکتری اصلاح نباتات، بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

6 بخش اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاوزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

7 بخش اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاوزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

doi
10.22126/cbb.2023.9234.1047
چکیده

مقدمه: جو (Hordeum vulgare L.) به‌عنوان چهارمین غله مهم در جهان شناخته می‌شود. تنش خشکی نیز یکی از عوامل اصلی کاهش رشد و عملکرد جو است و عملکرد دانه با ویژگی‌های مورفولوژیکی برگ پرچم به‌طور مستقیم ارتباط دارد.مواد و روش‌ها: به‌منظور شناسایی نواحی ژنومی اصلی و اپیستاتیک و بررسی اثر متقابل آن‌ها با محیط برای صفات مورفولوژیک مرتبط با برگ پرچم از جمله طول، عرض، سطح و طول غلاف برگ پرچم، آزمایشی با 136 لاین دابل‌هاپلوئید جو به همراه والدین آن‌ها ‘Nure’ و  ‘Tremois’در قالب طرح آلفا لاتیس با دو تکرار تحت دو شرایط نرمال و تنش خشکی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی زابل در سال زراعی 95-1394 اجرا شد. برای تجزیه QTL، نقشه ژنتیکی جمعیت مورد نظر شامل 543 نشانگر (DArT، SSR، SNP و AFLP) بود. در این مطالعه، تجزیه QTL تک ‌مکانی و دو مکانی به‌ترتیب با استفاده از روش‌های نقشه‌یابی فاصله­ای مرکب (CIM) و مدل ترکیبی بر اساس مکان­یابی فاصله­ای مرکب (MCIM) انجام گرفت.یافته‌ها: بر اساس تجزیه تک مکانی، پنج QTL شامل سه QTL قوی Q1FLW-1H.SZ، Q1SHFLL-1H.NZ و Q2SHFLL-1H.NZ در فاصله‌های نشانگری bPb-6343-bPb-8081، bPb-1419-bPb-9180 و bPb-9108-bPb-6343 و دو QTL پیشنهادی روی کروموزوم‌های 1H و 5H برای صفات عرض برگ پرچم (FLW, cm) و طول غلاف برگ پرچم (SHFLL, cm) مشخص شدند. بر اساس تجزیه دو مکانی، هشت QTL افزایشی (M-QTL) و 15 جفت QTL اپستازی (E-QTL) برای صفات مختلف شناسایی شدند که در این بین، دو جفت QTL اپستازی برای صفت FLW، اثرات متقابل QTL در محیط معنی‌داری (AAEI) را نشان دادند. همهM-QTLهای شناسایی شده برای صفات مرتبط با برگ پرچم در دو محیط، بدون اثرات متقابل افزایشی × محیط(AEI) ، به‌عنوانQTLهای پایدار شناسایی شدند و بیشترین تعدادQTLهای پایدار مربوط به کروموزوم 1H بود. در این مطالعه، QTLهای مربوط به تحمل خشکی در همه کروموزوم‌های جو به‌جز کروموزوم 2H شناسایی شدند..نتیجه‌گیری: اکثرQTL های مرتبط با صفات مورد بررسی در جمعیت Nure/Tremois در مطالعه حاضر قبلاً گزارش نشده‌اند و جدید هستند. QTLهای قوی و پایدار کنترل کننده صفات مرتبط با برگ پرچم در این مطالعه، همراه با نشانگرهای پیوسته به این QTLها، پس از تایید و اعتبارسنجی در شرایط محیطی و زمینه‌های ژنتیکی مختلف، می‌توانند در برنامه‌های به‌نژادی انتخاب به کمک نشانگر (MAS) و هرم‌سازی ژن برای ایجاد ارقام جو پر‌محصول و متحمل به خشکی مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این، یافته‌های این پژوهش، درک روابط ژنتیکی بین صفات مرتبط با برگ پرچم را در سطح مولکولی تسریع می‌کند.