شناسایی نواحی ژنومی کنترل‌کننده صفات اگرو‌مورفولوژیک گیاه جو در شرایط نرمال و تنش کم‌آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس

2 دانشیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس

3 استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس

4 استادیار، بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندران، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، ساری

چکیده

به منظور مکان‌یابی ژن‌های کنترل کننده مرتبط با صفات اگرو‌مورفولوژیک درگیاه جو در مرحله رویشی و زایشی تحت شرایط نرمال و تنش خشکی، 100 خانواده F3 حاصل از تلاقی دو رقم بادیا × کومینو در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار ارزیابی شدند. این تحقیق در سال‌های زراعی 1396- 1395 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه گنبد کاووس انجام شد. از صفات برتر والد بادیا می‌توان عملکرد بالاتر و حساس به ورس و تنش‌ و والد کومینو عملکرد پایین‌تر و تحمل به ورس و تنش‌ اشاره کرد. نقشه پیوستگی با استفاده از 49 جفت نشانگر ریز ماهواره SSR، 10 آلل ISSR و 90 آلل IPBS تهیه شد. در این پژوهش فواصل نشانگری iPBS2077-4 – iPBS2074-1 و iPBS2231-1 – iPBS2274-5 که بر روی کروموزوم‌های شماره‌ی 5 و 7 قرار داشتند، به دلیل دارا بودن بیشترین تعداد QTL‌های کنترل کننده صفات مورد بررسی در مرحله رویشی و زایشی به عنوان مهمترین نواحی ژنومی شناسایی شدند و استفاده از آن‌ها در برنامه‌های به‌نژادی پس از تعیین اعتبار‌ در مکان‌ها و جمعیت‌های مختلف به عنوان مناظق مهم، پیشنهاد می‌شود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تمامی صفات ارزیابی شده در مرحله رویشی و زایشی در سطح احتمال یک درصد اختلاف معنی‌دار داشتند. از این رو می‌توان خاطر نشان کرد، تنوع ژنتیکی مطلوبی در بین ژنوتیپ‌ها وجود دارد. بررسی مقایسه میانگین صفات در نتاج تلاقی بادیا × کومینو نشان داد برای کلیه صفات مورد ارزیابی در مرحله رویشی و زایشی ارزش‌های بیشتر از والد دارای حداکثر مقدار صفت و کمتر از والد دارای حداقل صفت دیده شد که مبین تفکیک متجاوز برای صفات مورد مطالعه بود.

کلیدواژه‌ها


Altinkut, A., Kazan, K., Gozukirmize, N., 2003. AFLP marker linked to water stress tolerant bulks in barley. Genetic and Molecular Biology. 26, 77–82.

Alizadeh, 2005. Soli, Water and Plant Relatioships. Fourth Edition. Emam Reza Press. 470p. [In Persian].

Bezant, J., Lauri, D., Pratchett, N., Chojecki, J., Kearsey, M., 1997. Mapping QTL controlling yield and yield components in aspring barley (Hordeum vulgare L.) cross using marker regression. Molecular Breeding. 29, 29–38.

Bouyoucos, G.J., 1962. Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils. Agronomy Journal. 54, 464–465.

Caetano–Anolles, G., Gresshoff, P.M., 1994. Staining nucleic acids with silver: An alternative to radioisotopic and fluorescent labeling. Promege Notes Magazine. 45, 13–21.

Castro, A.J., Hayes, P., Viega, L., Vales. I., 2008. Transgressive segregation for phonological traits in barley explained by two major QTL alleles with additivity. Plant Breeding. 127, 561–568.

Cattivelli, L., Rizza, F., Badeck, F.W., Mazzucotelli, E., Mastrangelo, A.M., Francia, E., Mar’ e.C., Tondelli, A., Stanca, A.M., 2008. Drought tolerance improvement in crop plant: An integrated view from breeding to genomics. Field Crops Research. 115, 1–14.

Cellier, F., Conejero, G., Breitler, J., Casse, F., 1998. Molecularand physiological response to water deficit in drought–tolerant and drought–sensitive lines of sunflower. Plant Physiology. 116, 319–328.

Daghagheleh, R., Sabouri, H., Hosseini Moghaddam, H., Jorjani, E., Fallahi, H.A., 2017. Mapping of spike and grain using f3 and f4 families in Becher × Kavir cross in barly. Journal of Agricultural Biotechnology. 8(4), 35–56. [In Persian with English Summary].

FAO. 2016. FAO statistical database. http: // faostat. Fao.Org/faostat/collections? Subset=agriculture.

Fakheri, B.A., Mehravaran, L., 2013. QTLs mapping controlling phonological traits of barley under normal and drought stress conditions. Iranian Journal of Field Crop Research. 13(2), 256-268. [In Persian with English summary].

Ganjali, A., Kafi, M., Bagheri, A.R., ShahriariAhmadi, F., 2003. Allometric relationship for root and shootcharacteristics of chickpea seedlings (Cicer arietinum). Journal of Agricultural Science and Technology. 1, 67–80.

Gebhardt, C., Ballvora, A., Walkemeier, B., Oberhagemann, P., Schuler, K., 2004. Assessing genetic potential in germplasm collections of crop plant by marker – trait association: A case study for potatoes with guantitative variation of resistance to late blight and maturity type. Molecular Breeding. 13, 93–102.

Gupta, M.L., Prasad, A., Ram, M., Kumar, S., 2002. Effects of the vesicular-arbuscular mycorrhizal (VAM) fungus Glomus fasciculatum on the essential oil yield related cultivars of menthol mint (Mentha arvensis) under field conditions. Bioresource Technol. 81, 77–9.

Hajabbasi, M.A., 2001. Tillage effects on soil compactness and wheat root morphology. Journal of Agricultural Science and Technology. 3, 67–77.

Haley, C.S., Knott, S.A., 1992. A simple regression method for mapping quantitative trait loci in line crosses using flanking markers. Heredity. 69, 315–24.

Haluschak, P., 2006. Laboratory Methods of Soil Analysis. Canada–Manitoba Soil Survey. 133p.

Handly, L.L., Nevo, E., Raven, J.A., Martinez, R., Scrimgou, C.M., Pakniyat, H., 1994. Chromosome 4 controls potential water use efficiency in barley. Journal of Experimental Botany. 45, 1661–1663.

Czyczyło-Mysza, I., Marcińska, I., Skrzypek, E., Cyganek, K., Juzoń, K., Karbarz, M., 2014. QTL Mapping for Germination of seeds obtained from previous wheat generation under drought. Central European Journal of Biology. 9, 374–382.

Inamullah, N.H., Shah, Z.H., Fu, K., 2017. Analysis of the planting dates effect yield and yield attributes of spring wheat. Sarhad Journal of Agriculture. 23, 269–275.

Kavianicharati, A., Sabouri, H., Falahi, H.A., Jorjani, E., 2016. QTL Mapping of Spike Characteristics in Barley using F3 and F4 Families Derived from Badia × Komino Cross. Plant Genetic Research Journal. 3, 1.

Kosambi, D.D., 1944. The estimation of map distances from recombination values. Annals of Eugenics. 12, 172–175.

Khalili, M., JavaheriKhashani, F., Ebrahimi. M.A., 2017. Evaluation of genetic diversity and identification of QTL Controlling seed germination and seedling establishment traits in wheat. Iranian Agriculture Drought Journal. 1, 121–145. [In Persian with English summary].

Khalili, M., Mohammadi, S.A., 2015. Indentification of Wheat Germination Associated in Normal Conditions and Drought Stress. Scientific Journal of Biotechnology and Plant. 4, 1–14.

Lander, E.S., Botstein, D., 1989. Mapping Mendelian factors underlying quantitative traits using RFLP linkage maps. Genetics. 121, 185–99.

Loresto, G.C., Chang, T.T., 1981. Decimal scoring system for drought reactions and recovery ability in screening murseries of rice.Int. Rice Research Newsletter. 6, 9–10.

Li, Z., Mu, P., Li, C., Zhang, H., Li, Z., Gao, Y., Wang, X., 2005. QTL mapping of root traits in a doubled haploid population from a cross between upland and lowland japonica rice in three environments. Theoretical and Applied Genetics. 110, 1244–1252.

Macharo, M., Labonte, D.R., Oard, J.H., Kays, S.J., Mclaurin, W.J., 2004. Linking guantitative traits with AFLP markers in sweet potatoes using discriminate analysis. Acta Horticulturae. 637, 285–293.

Manly, K.F., Olson, J.M., 1999. Overview of QTLmapping software and introduction to map manager QTL. Mammalian Genom. 10, 327–334.

McCouch, S.R., Cho, Y.G., Yano, M., Paul, E., Blinstrub, M., Morishima, H., Kinoshita, T., 1997. Report on QTL nomenclature. Rice Genetics Newsletter. 14, 11–13.

Mohammadi, M., Baom, M., 2008. QTL analysis for morphologhical traits in the Population of double Haploide barley. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. 45, 111–120. [In Persian with English Summary].

Mohammed, A.S., 2011. QTL Analysis for Drought Tolerance Related to Root and Shoot Traits in Barley (Hordeumvulgare L.). Ph.D. Dissertation, Bonn University, Germany.

MosaviShabestari, M., 2007. Evaluation of yield and yield components in 21 cold–weather wheat lines. MSc dissertation, Faculty of Agriculture. Tabriz Branch Islamic Azad University Gilan, Iran. [In Persian with English Summary].

Nelson, J., 1997. QGENE: Software for marker–based analysis and breeding. Molecular Breeding. 3, 239–245.

Page, A.L., 1982. Methods of Soil Analysis. Part 2: Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy, Soil Science Society of America.

Panse, V.G., 1957. Genetics of quantitative characters in relation to plant breeding. Indian Journal of Genetic. 17, 317–398.

Peighambari, S.A., YazdiSamadi, B., Nabipour, A., Charmet, G., Sarrafi, A., 2005. QTL analysis for agronomic trait in barley doubled haploids population grown in Iran. Plant Science. 169, 1008–1013.

Rahimi, M., Abrahim Pour, F., Eshghi, R., 2013. Inheritance and QTL Mapping of Agronomical Traits in barley. Crop Biotechnology. 2, 35–48. [In Persian with English Summary].

Ritchie, S.W., Nguyen, H.T., 1990. Leaf Water content and gas exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop Science. 30, 105–111.

Samarah, N.H., 2005. Effects of drought stress on groeth and yield of barley. Agronomy for Sustainable Development. 25, 145–149.

SaghiMaroof, M.A., Biyaoshev, R.M., Yang, G.P., Zhang, Q., Allard, R.W., 1994. Extra ordinarily polymorphic microsatellites DNA in barly species diversity, chromosomal location, and population dynamics. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91, 5466–5570.

Sparks, D.L., Page, A., Helmke, P., Loeppert, R., Soltanpour, P., Tabatabai, M., Johnston, C.T., Sumner, M.E., 1996. Methods of Soil Analysis. Part 3: Chemical Methods. Soil Science Society of America Inc.

Tian, R., Jiang, G.H., Shen, L.H., Wang, L.Q., He, Y.Q., 2005. Mapping quantitative loci underlying the Cooking and Eating quality of Rice using a DH Population. Molecular Breeding. 15, 117–124.

Thomas, G., Sparks, D.L., Page, A., Helmke, P., Loeppert, R., Soltanpour, P., Johnston, C.T., Sumner, M.E., 1996. Soil pH and soil acidity. Methods of soil analysis. Part 3: chemical methods. 475–490.

Walkley, A., Black, I.A., 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science. 37, 29–38.