ردیابی QTLهای کنترل‌کننده صفات با تحمل به کمبود فسفر در لاین های خالص برنج (Oryza sativa L.) ایرانی در مرحله گیاهچه ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبدکاووس

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

3 دانشیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبدکاووس

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

چکیده

برنج، در چرخه غذایی جهان نقش مهمی دارد به‌طوری‌که غذای اصلی بیش از 50 درصد مردم جهان را تأمین می­کند. به‌منظور مکان­ یابی QTLهای مرتبط با تحمل به کمبود فسفر در مرحله گیاهچه­ای 96 لاین که از نسلهشتمتلاقیارقام اهلمی‌طارم و ندا بهدستآمدهبودنددرآزمایشگاه­هایگیاه‌شناسیوژنتیکدانشگاهگنبدکاووسدرسال 1393 تحت شرایط نرمال و تنش کمبود فسفر موردمطالعهقرارگرفتند. صفات موردبررسی عبارت بودند از محتوای کلروفیل برگ، تعداد ریشه، طول ساقه و ریشه، طول و عرض برگ برحسب سانتی­متر، حجم ریشه، وزن خشک ساقه و ریشه، میزان فسفر، سطح ریشه، سطح برگ، قطر ریشه و چگالی سطح ریشه و محاسبه شدند. نقشه پیوستگی تهیه‌شده بر اساس 30 نشانگر SSR و 60 آلل تکثیرشده چند شکل از 15 نشانگر ISSR با استفاده از 96 فرد جمعیت F8 اهلمی طارم و ندا، نشانگرها را به 12 گروه پیوستگی متعلق به 12 کروموزوم برنج با طول نقشه بر اساس تابع کوزامبی را برابر با 1411.3 سانتی­ مورگان و فاصله در بین دو نشانگر مجاور برابر با 15.34 سانتی­مورگان منتسب کرد. با توجه به نتایج حاصل از مکان­یابی ژنی در شرایط نرمال درمجموع 43 QTL برای صفات ارزیابی‌شده در شرایط نرمال شناسایی شد.  qRN-6b، qRW-5b، qRW-5c، qLA-7 و qNP-6b به ترتیب در جهت افزایش تعداد ریشه، وزن ریشه، سطح برگ و میزان فسفر در شرایط نرمال بزرگ اثر بودند. در شرایط کمبود فسفر 13 QTL مکان­یابی شد. برای میزان فسفر در شرایط کمبود فسفر دو QTL روی کروموزوم‌های 9 و 10 شناسایی شدند. qCHL-2a و qCHL-2b در جهت افزایش کلروفیل در شرایط کمبود فسفر بزرگ اثر بودند. در این پژوهش QTLهای بزرگ اثر مؤثر در بالا رفتن نمود گیاه در شرایط نرمال و کمبود فسفر ردیابی شد که پس از تعیین اعتبار می‌توان از نشانگرهای پیوسته مذکور می‌توان در برنامه‌های انتخاب به کمک نشانگر استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


Alizadeh, A. 2006. Crop-water relations. Astan Ghods Razavi Publication, Mashhad. 472pp.

Bassam, B.J., Caetano-Anolles, G., Gresshoff, P.M. 1991. Fast and Sentetive silver staning of DNA in polyacrilamid gels. Analytical Bichemistry. 196, 80-83.

Basten, C.J., Weir, B.S., Zeng, Z.B. 1997. QTL Cartographer: A reference manual and tutorial for QTL mapping: North Carolina state university, USA. P. 163.

Gholparvar, A.R., Ghanadha, M.R., Zali, A.A.  Ahmadi, A. 2003. Evaluation of some morphological traits as selection criteria in breeding wheat. Iranian Journal of Crop Sciences. 4 (3), 202-208. (In Persian).

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

Karimi Meridani, M. 2014. The role of phosphorus in soil fertility. Quarterly Journal of Agricultural Engineering and Natural Resources Engineering. 11th year. No. 40.

Khoshgoftarmanesh, H. 2011. Advanced topics in plant nutrition. Isfahan University of Technology Publication, 369 p.

Kosambi, D.D. 1944. The estimation of map distances from recombination values. Annuals of Eugene. 12, 172-175.

Lian, X., Xing, Y., Yan, H., Xu, G., Li, X., Zhang Q. 2005. QTLs for low nitrogen tolerance at seedling stage identified using a recombinant inbred line population derived from an elite rice hybrid. Theoretical and Applied Genetics. 112, 85-96.

Maclean, J., Hettel, G. 2007. Bringing hope improving lives. Rice Today. 6, 30-35.

Manly, K.F., Olson, J.M. 1999. Overview of QTL mapping software and introduction to Map Manager QTL. Mammalian Genom. 10:, 327-334.

Nguyen, T.L., an Bui, C.B. 2006. Mapping QTLs for phosphorus deficiency toelrance in rice (Oryza sativa. L). Omonrice. 14, 1-9

Ni, J.J., Wu, P., Senadhira, D., Huang, N. 1998. Mapping QTLs for phosphorus deficiency toelrance in rice (Oryza sativa L.). Theoretical and Applied Genetics. 97, 1361-1369.

Page, A.L., Miller, R.H.,  Keeney, D. R. 1982. Methods of Soil Analysis, Part: 2: Chemical and biological properties 2nd ed., Soil. Sci. Soc. Am. Inc. Pub., USA.

Ping, M.U., Chao, H., Jun-Xia, L., Li-Feng, L.,  Zi-Chao, L. 2008. Yield Trait Variation and QTL Mapping in a DH Population of Rice under Phosphorus Deficiency. Acta Agronomica Sinica. 34(7), 1137–1142.

Saghi Maroof, 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. Processing of the academy of sciences, USA, 91: 4566-5570.

Silva J.A. Uchida, R. 2000. Plant Nutrient Management in Hawaii’s Soils, Approaches for Tropical and Subtropical Agriculture. College of Tropical Agriculture and Human Resources, University of Hawaii at Manoa.

Wissuwa, M., Yano, M., Ae, N. 1998. Mapping of QTLs for phosphorus-deficiency tolerance in rice (Oryza sativa L.). Theoretical and Applied Genetics. 97,777-783.

Yu, W., Yong-Jian, S., Deng-Yin C., Si-Bin, Y. 2009. Analysis of Quantitative Trait Loci in Response to Nitrogen and Phosphorus Deficiency in Rice Using Chromosomal Segment Substitution Lines. Acta Agronomic Sinica. 35(4), 580–587.

Yoshida, S., Forno, D. A., Cock, J.H., Gomez, K.A. 1976. Laboratory manual for physiological studies of rice IRRI, Los Banos, Philippines.

Zhang, Y.J., Dong, Y.J., Zhang, J.Z., Xiao, K., Xu, J.L., Terao, H. 2009. Mapping QTLs for deficiency phosphorus response to root-growth of rice seedling. Rice Genetics Newsletter Vol. 25.