بررسی ارتباط بین تعدادی از صفات فیزیولوژیک و مرفولوژیک کلزا با نشانگرهای مولکولی SSR در شرایط تنش خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، بخش تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، داراب

2 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

3 استادیار، بخش فیزیولوژی مولکولی، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج

4 استادیار، بخش ژنومیکس، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج

چکیده

به‌منظور شناسایی نشانگرهای آگاهی‌بخش مرتبط با تعدادی صفات و شاخص‌های فیزیولوژیک 22 ژنوتیپ کلزا تحت شرایط تنش خشکی، از 36 نشانگر ریزماهواره‌ای که با QTL‌های کنترل‌کننده صفات مرفولوژیک در شرایط تنش خشکی پیوسته بودند، استفاده شد. به‌منظور شناسایی نواحی ژنومی دخیل در کنترل صفات فیزیولوژیک از مد‌ل‌های ارتباطی GLM و MLM استفاده شد. میزان محتوای اطلاعات چندشکلی در بین نشانگرها از 0.043 (CB10502) تا 0.398 (CB10234) متغیر بود. متوسط میزان شاخص PIC برابر با 0.212 بود. بر اساس 36 نشانگر ریزماهواره‌ای مورد استفاده در این تحقیق، ساختار ژنتیکی جمعیت به 8 زیر جمعیت فرعی تقسیم گردید که نتایج حاصل از رسم بارپلات نیز تأیید کننده آن بود. در تجزیه ارتباط با استفاده از مدل‌های GLM و MLM به‌ترتیب 6 و 16 مکان نشانگری معنی‌دار در شرایط بدون‌تنش با صفات مورد بررسی شناسایی شد. در شرایط تنش خشکی، با استفاده از مدل‌های GLM و MLM به‌ترتیب 42 و 46 مکان نشانگری مرتبط با صفات مورد بررسی مشخص شد. در این مطالعه، نشانگرهای BRMS-036، SR94102، BRAS100، CB1059b، BRMS-024، BRMS-096، BRMS-30، MR013c و Pmr52 بیش‌ترین ارتباط معنی‌دار را با صفات فیزیولوژیکی در شرایط تنش خشکی داشتند. بنابراین این احتمال وجود دارد که این نشانگرها بتوانند کاندیدای بسیار مناسب و امیدوار کننده در برنامه‌های به‌نژادی تحمل به تنش خشکی مثل انتخاب به کمک نشانگر در کلزا باشد.

کلیدواژه‌ها


Anderson, J.A., Churchill, G.A., Autrique, J.E., Tanksley, S.D., Sorrells, M.E., 1993. Optimizing parental selection for genetic linkage maps. Genome. 36, 181-186.

Arnon, D.I., 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology. 24, 1-15

Ashraf, M., Mehood, S., 1990. Response of four Brassica species to drought stress. Environmental and Experimental Botany. 30, 93-100.

Evanno, G., Regnaut, S., Goudet, J., 2005. Detecting the number of clusters of individuals using the software structure: a simulation study. Molecular ecology. 14, 2611-2620.

Dellaporta, S.L., Wood, J., Hicks, J.B., 1983. A plant DNA minipreparation: Version II. Plant Molecular Biology Reporter. 1, 19-21.

Donini, P., Stephenson, P., Bryan, G.Y., Kobner, R.M.D., 1998. The potential of microsatellite for high throughput genetic diversity assessment in wheat barley. Genetic Resources and Crop Evolution. 45, 415- 421.

Flakelar, C.L., Luckett, D.J., Howitt, J.A., Dorana, G., Prenzler, P.D., 2015. Canola (Brassica napus) oil from Australian cultivars shows promising levels of tocopherols and carotenoids, along with good oxidative stability. Journal of Food Composition and Analysis. 42, 179–186.

Ghanbari, A.A., Mousavi, S.H., MousapourGorji, A., Rao, I., 2013. Effect of water stress on leaves and seed of bean (Phaseolus vulgaris L.). Turkish Journal of Field Crops. 18, 73-77.

Gupta, P.K., Rustgi, S., Kulwal, P.L., 2005. Linkage disequilibrium and association studies in higher plants: Present status and future prospects. Plant Molecular Biology. 57, 461-48.

Hardy, O.J., Vekemans, X. 2002. Spagedi: a versatile computer program to analyze spatial genetic structure at the individual or population levels. Molecular Ecology Notes. 2, 618-620.

Hasan, M., Friedt, W., Pons-Kühnemann, J., Freitag, N.M., Link, K., Snowdon, R.J., 2008. Association of gene-linked SSR markers to seed glucosinolate content in oilseed rape (Brassica napus ssp. napus). Theoretical and Applied Genetics. 116, 1035-1049.

Honsdorf, N., Becker, H.C., Ecke, W., 2010. Association mapping for phonological, morphological, and quality traits in canola quality winter rapeseed (Brassica napus L.). Genome. 53, 899-907.

Jannink J.L., Walsh, B., 2002. Association mapping in plant populations. In: Kang, M.S. (ed.), Quantitative Genetics, Genomics and Plant Breeding. CAB International, 59-68.

Jun, Z., Congcong, J., Zhengying, C., Ruiyuan, L., Yan, L., Sheng, C., Jinling, M., 2010. Association mapping of seed oil content in Brassica napus and comparison with quantitative trait loci identified from linkage mapping. Genome. 53, 908-916.

Kimber, D.S., Mc Gregor, D.I., 1995. The species and their origin, cultivation and world production. In: Kimber, D., McGregor D.I. (eds.), Brassica Oilseeds: Production and Utilization. CABI Publishing, Wallingford, UK, 1-9.

Li, Z., Mei, Sh., Mei, Zh., Liu, X., Fu, T., Zhou, G., Tu, J., 2014. Mapping of QTL associated with waterlogging tolerance and drought resistance during the seedling stage in oilseed rape (Brassica napus). Euphytica. 197, 341-353.

Lou, Y., Hu, L., Chen, L., Sun, X., Yang, Y., Liu, H., Xu, Q., 2015. Association analysis of simple sequence repeats (SSR) markers with agronomic traits in tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.). Plos One. 10(7), 1-13.

Mantel, N.A., 1967. The detection of disease clustering and a generalized regression approach. Cancer Research. 27, 209-220.

Moghaieb, R.E.A., Mohammed, F.H.K., Youssief, S.S., 2014. Genetic diversity among some canola cultivars as revealed by RAPD, SSR and AFLP analyses. Biotechnology. 4, 403-410.

Mohammadi, S.A., Prasanna, B. M. Cudan, C., Singh, N.N., 2002. A microsatellite marker based study of chromosomal regions and gene effects on yield and yield components in maize. Cellular and Mo lecular Biology Letters. 7, 599-606.

Moradi, F., Esmaeilzadeh Moghadam, M., Zali, H., 2016. Production and Remobilization Soluble Carbohydrates in Wheat. Research Achivements for Field and Horticulre Crops. 4(2), 141-162 [In Persian with English Summery]

Nakao Kubo, M.H., 2008. Development and characterization of simple sequence repeat (SSR) markers in the. Aquatic Botany. 2164-2168.

Neale, D.B., Savolainen, O., 2004. Association genetic of complex traits in conifers. Trend Plant Science. 9, 325-330.

Piquemal, J., Cinquin, E., Couton, F., Rondeau, C., Seignoret, E., Doucet, I., Perret, D., Villeger, M.J. Vincourt, P., Blanchard, P., 2005. Construction of an oilseed rape (Brassica napus L.) genetic map with SSR markers. Theoretical and Applied Genetics. 111, 1514-1523.

Powell, W., Morgante, M., Ander, C., Hanafey, M., Vogel, J., Tingy, S., Rafalaski, A., 1996. The comparison of RFLP, APD, AFLP and SSR (microsatellite) marker for germplasm analysis. Journal of Molecular Breeding. 2, 225-238.

Qu, C., Hasan, M., Lu, K., Liu, L., Liu, X., Xie, J., Wang, M., Lu, J., Odat, N., Wang, R., Chen, L., Tang, Z., Li., J., 2012. Genetic diversity and relationship analysis of the Brassica napus germplasm using simple sequence repeat (SSR) markers. African Journal of Biotechnology. 11(27), 6923-6933.

Rampino, P., Pataleo, S., Gerardi, C., Mita, J., Perrotta, C., 2006. Drought stress response in wheat: physiological and molecular analysis of resistant and sensitive genotypes. Plant, Cell and Environment. 29, 2143-2152.

Semgan, K., 2002. Genetic relationships among ten endod types as revealed by a combination of morphological, RAPD and AFLP markers. Heretidas. 137, 149-156.

Sheligl, H.Q., 1986. Die verwertung orgngischer souren durch chlorella lincht chlorella lincht. Planta Journal. 47-51.

Singh, S.P., Diwivedi. V.K., 2002. Character association and path analysis in wheat (Triticum aestivum L.). Agricultural Science Digest. 22, 225-547.

Slama, I., Ghnaya, T., Hessini, K., Messedi, D., Savoure, A., Abdelly, C., 2007. Comparative study of the effects of mannitol and PEG osmotic stress on growth and solute accumulation in Sesuvium portulacastrum. Environmental and Experimental Botany. 61, 10-17.

Tabkhkar, N., Rabiei, B., Samizadeh Lahiji, H., Hosseini Chaleshtori, M. 2018. Genetic variation and association analysis of the SSR markers linked to the major drought yield QTLs of rice. Biochem Genet. 56(4), 356-374. doi:10.1007/s10528-018-9849-6.

Tondelli, A., Xu, X., Moragues, M., Sharma, R., Schnaithmann, F., Ingvardsen, Ch., Manninen, O., Comadran, J., Russell, J., Waugh, R., 2013. Structural and temporal variation in genetic diversity of European spring two-row barley cultivars and association mapping of quantitative traits. The Plant Genome. 6(2), 1-14.

Yu, J,, Pressoir, G., Briggs, W.H., Vroh Bi, I., Yamasaki, M,, Doebley, J.F., McMullen, M.D., Gaut, B.S., Nielsen, D.M., Holland, J.B., Kresovich, S., Buckler, E.S., 2006. A unified mixed-model method for association mapping that accounts for multiple levels of relatedness. Nature Genetics. 38, 203-208.

Zada, M., Zakir, N. Rabbani, M.A. Shinwari, Z.K., 2013. Assessment of genetic variation in Ethiopian mustard (Brassica Carinataa. Braun) germplasm using multivariate techniques. Pakestanian Journal of Botony. 45, 583-593.

Zali, H., Sofalian, O., Hasanloo, T., Asgharii, A., Zeinalabedini, M., 2016. Drought stress effect on physiological parameter and amino acids accumulations in canola. Journal of Crop Breeding. 8, 191-203 [In Persian with English Summery].

Zali, H., Sofalian, O., Hasanloo, T., Asgharii, A., Zeinalabedini, M., 2015. The influence of drought stress on nutrients uptake and physiological responses in rapeseed (Brassica napus L.) lines. Journal of Pure and Applied Microbiology. 9(2), 425-436.