بررسی تنوع آللی برای نشانگرهای مرتبط با کیفیت فیزیکی و شیمیایی برنج در شرایط غرقاب و تنش خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد بیوتکنولوژی در کشاورزی، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس

2 دانشیار گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس

3 استادیار پژوهش، موسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران

4 استادیار گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس

چکیده

برنج منبع غذایی اصلی بیش از نیمی از جمعیت جهان بوده و نقش مهمی در تغذیه این جمعیت دارد. از آنجایی‌که برنج به‌صورت دانه کامل مصرف می‌شود کیفیت آن اهمیت ویژه‌ای دارد. در راستای بررسی کیفیت فیزیکی و شیمیایی دانه برنج، در سال زراعی 95-1394، 90 ژنوتیپ برنج در قالب طرح لاتیس در شرایط نرمال و تنش خشکی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه گنبدکاووس کاشته شدند. دراین تحقیق صفات طول دانه، عرض دانه، محیط دانه، مساحت دانه، قطر معادل، خروج از مرکز، میزان آمیلوز، درصد پروتئین و درجه حرارت ژلاتینه شدن اندازه‌گیری شدند. نتایج سودمندی نشانگر-های ریز‌ماهواره بیانگر وجود 54 آلل چند شکل و همچنین به طور میانگین 4.9 آلل برای هر نشانگر بود که بیشترین تعداد آنها مربوط به نشانگرهای RM333 وRM589 با 7 آلل بود. تجزیه به مختصات اصلی نشانگر‌های SSR نشان داد که 10 مولفه اول توانستند 55.58 درصد از تغییرات را توجیه نمایند. تعیین الگو‌ی باندی ژنوتیپ‌های مورد مطالعه نشان داد که در شرایط نرمال برای صفات کیفی، ژنوتیپ‌های 216L،IR59673-93-2-3‌ و AZUCENA.BALA.225 دارای بیشترین میزان آمیلوز (به ترتیب با 25.8، 25.2 و 24.5) درصد بودند. نتایج حاصل از بررسی تجزیه ارتباط بین صفات اندازه-گیری شده با نشانگر‌های به کار رفته در این آزمایش نشان داد از میان 104 آلل موثر بر صفات مورد ارزیابی، درجه حرارت ژلاتینه شدن در شرایط نرمال تحت تأثیر سه آلل می‌باشد و صفات مقدار آمیلوز و میزان پروتئین هر دو تحت تأثیر دو آلل می‌باشد. آلل RM587-B کنترل کننده دو صفت درجه حرارت ژلاتینه شدن و میزان پروتئین در شرایط نرمال می‌باشد و معنی دار میباشد. در میان صفت‌های مرتبط با کیفیت دانه برنج در شرایط نرمال آلل RM587-B در کنترل صفات درجه حرارت ژلاتینه شدن و میزان پروتئین موثر بود. با توجه به نتایج بدست آمده از این ارزیابی می-توان از این صفات در برنامه‌های به‌نژادی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


 

Chakravarthi, B., Naravaneni, R., 2006. SSR marker-based DNA fingerprinting and diversity study in rice (Oryza sativa. L). African Journal of Biotechnology. 5(9), 689-688.

Dash, S.K., Sigh, J., Tripathy, M., Mishra, D., 1996. Association of quantitative traits and path analysis in medium landrice. Environment and Ecology. 14, 99-102.

Davis, J.E., 1986. Statisac and Data Analysis in Geplogy. John Wiley & Sons Inc., New York.

 Derierwala, A.P., Ramakrishna, W., Ranjekar, P.H., Gupta, V.S., 2000. Sequence variations at a complex microsatellite locus in rice and its conservation in cereals. Theoretical and Applied Genetics. 101, 323-341

Gholizadeh R., 2015. Allelic diversity for continuous markers to QTLs related to drought tolerance in rice. MSc dissertation, Faculty of Agriculture Science and Natural Resources, Gonbad Kavoud University. [In Persian].

Gholizadeh R., Sabouri, H., Ali Rahemi, A., Fallahi, H.A., Rezaei, M., 2019. Identification of alleles related to rice traits using association analysis and haplotyping under normal and drought stress. Environmental Stresses in Crop Science. 12(4), 1003-1016. [In Persian with English Summary].

Honarvar, F., Sabouri, H., Dadras, A.R., 2016. Study of Genetic Diversity of Rice Genotypes by SSR Markers and Association Analysis for Related Traits to Cold Tolerance. Journal of Crop Breeding. 8 (17),173-166.

Juliano, B. O., 1985. Criteria and tests for rice grain qualities. In: Juliano, B.O. (Ed.) Rice chemistry and technology. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, Minnesota, USA.

Little, R. R., Hilder, G. B., Dawson, E. H., 1958. Differential effect of dilute alkali on 25 varieties of milled white rice. Cereal Chemestry. 35, 111-126.

Liu, K., Muse, S. V. 2005. PowerMarker: an integrated analysis environment for genetic marker analysis. Bioinformatics. 21(9), 2128-9.

Rabbani, M.A., Masood, M.S., Shinwari, Z.K., Shinozaki, K.Y., 2010. Genetic analysis of basmati and non-basmati Pakistani rice (Oryza sativa L.) cultivars using microsatellite markers. Pakistan Journal of Botany. 42, 2551–2564.

Rezaei M., 2017. Study of allelic and haplotype variation of QTLs related to drought tolerance and soil acidityin barley plannts. MSc thesis. Faculty of Agriculture Science and Natural Resources, Gonbad Kavoud University. [In Persian].

Rezaei, M., Sabouri, H., Gholizadeh, A., Mohammadi, R., 2019. Allelic variation, association analysis and haplotype diversity of microsatellite markers related to drought tolerance QTLs in barely. Environmental Stresses in Crop Sciences. 12(1), 45-54. [In Persian with English Summary].

Mohammadsalehi, M. H. 1989. Introduction to laboratory techniques of rice quality determination. Guilan Agricultural and Natural Resources Research Center. Rasht Rice Research Istitute.

Mohammadinezhad, G., Singh, R. K., Arzani, A., Rezaei, A. M., Sabouri, H., Gregorio, G. B. 2010. Evaluation of salinity tolerance in rice genotypes. International Journal of Plant Production. 4(3), 199-207.

Naghavi, M. R., Ghareyazi, B., Salekdeh, G. H. 2015. Molecular Markers. Tehran University Press. 340pp [In Persian].

Sabouri, H., Hosseini, S. M., 2017. Botany, Yield Physiology and Breeding of Rice. Noruozi publishing and Gonbad Kavoud University. 553pp. [In Persian].

Sabouri, A., Sabouri, H., Dadras, A., 2013. Association analysis of closely linked markers to major QTLs saltol and SKCI and Salt tolerance – related traits in rice varities. Cereal Research. 3(1), 2013(53-68). [In Persian with English Summary].

Sabouri, H., Dadras, A.R., Sabouri, A., Katouzi M., 2015. Molecular genetic analysis of rice grain dimension in recombinant inbreed lines of cross of Anbarbu×Sepidroud. Agricultural Biotechnology Journal. 7(2), 21-28. [In Persian with English Summary].

Saghai Maroof, M.A, Biyaoshev,  R.M., Yang, G.P., Zhang, Q., Allard, R.W., 1994 Extra ordinarily polymorphic microsatellites DNA in barley species diversity, chromosomal location, and population dynamics. Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America 91:5466–5470.

Second, G., 1991. Molecular markers in rice systematics and the evaluation of genetic resources. In Bajaja, Y.P.S. (ed.), Biotechnology in Agriculture and Forestry, vol 14. Springer, Berlin, Heidelberg.

Sarayloo, M., Sabouri, H.,  Dadras, A. R., 2015. Assessing genetic diversity of rice genotypes using microsatellite markers and their relationship with morphological characteristics of seedling stage under non- and drought-stress conditions. Cereal Research. 5(1), 1-15.

Tavalla, R., Aalami, A., Sabouri, H., Sabouri, A., 2015. Evaluation of haplotype and allelic diversity of SSR markers linketd to major effect QTL on chromosome 9 controlling drought tolerance in rice. Cereal Research. 5(2), 107-119. [In Persian with English Summary].

Tavalla, R., 2013. Haplotype diversity at QTLs related to drought tolerance on chromosome 9 of rice (Oryza Sativa L). MSc dissertation, Faculty of Guilan University. [In Persian].

Zhu, H., Xie, Z., Ge. S., 2003. Microsatellite analysis of genetic diversity and population genetic structure of a wild rice (Oryza rufipogon Griff.) in China. Theoretical and Applied Genetics. 107, 332339.

Zhu, J., Galem M. D., Guarrie, S., 1998. AFLP markers for the study of rice biodiversity. Theoretical and Applied Genetics. 96, 602-611.