تغییرهای آللی، تجزیه ارتباط و تنوع هاپلوتایپی برای نشانگرهای ریزماهواره‌ی پیوسته به QTLهای مرتبط با تحمل به خشکی در جو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی در کشاورزی دانشگاه گنبدکاووس.

2 دانشیار ژنتیک بیومتری گروه تولیدات گیاهی دانشگاه گنبدکاووس.

3 استادیار شیمی و حاصلخیزی خاک گروه تولیدات گیاهی دانشگاه گنبدکاووس.

4 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان.

چکیده

تنش خشکی ناشی از کم آبی و گرمای آخر دوره رشد، از مشکل‌های مهم در کشاورزی به شمار رفته و یکی از مهم‌ترین عوامل کا هش عملکرد گیاهان زراعی می باشد. از همین‌رو به منظور بررسی آلل‌های مرتبط با تحمل به خشکی در گیاه جو و همچنین گروه‌های هاپلوتایپ اثر‌گذار بر آن این پژوهش به انجام رسید. برای این منظور، آزمایش جهت تعیین فنوتیپ در ایستگاه تحقیقات گنبد‌کاووس و در قالب طرح اگمنت با 96 ژنوتیپ و 4 شاهد اجرا شد و 18 صفت بر روی بوته‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس برای بررسی تنوع آللی و هاپلوتایپی، ژنوتیپ‌های مورد آزمایش به وسیله 5 نشانگر ریز-ماهواره مرتبط با تحمل به خشکی آزمون گردیدند. بررسی تنوع آللی میانگین تعداد آلل، محتوی اطلاعات چند شکل و تنوع ژنی را به ترتیب 5.2، 0.6267 و 0.6807 نشان داد که در هر سه بخش آلل GBMS180 دارای بیشترین و آلل Bmag0782 دارای کمترین مقدار بود. همچنین نتایج بررسی هاپلوتایپی 58 گروه هاپلوتایپ را نشان داد. گروه نوزده که شامل ژنوتیپ صد و سی و پنج بود با عملکرد 5183.333 کیلوگرم در هکتار بیشترین عملکرد و مقاومت در برابر خشکی را داشت. تجزیه ارتباط بین داده‌های مولکولی و فنوتیپی بیان‌گر این موضوع بود که از میان 16 آلل موثر بر صفت‌های مورد ارزیابی آلل GMBS183-D با اثر‌گذاری بر روی سه صفت تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبله (در هکتار) و عملکرد (در هکتار) دارای بیشترین اثر‌گذاری بر روی عملکرد و اجزای آن بود. آلل GMBS183-C نیز با R2 برابر با 23.3 برای صفت تعداد سنبله (در هکتار) بالاترین مقدار ضریب تبیین را در بین آلل‌های دخیل در صفت‌های مربوط به عملکرد و اجزا عملکرد دارا بود. در صورت تایید نتایج می‌توان از نشانگر‌ها و ژنوتیپ‌های حاضر در تحقیقات و برنامه‌های به‌نژادی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


Abou-Elwafa, S.F., 2016a. Association mapping for yield and yield-contributing traits in barley under drought condition with genome-based SSR markers. Journal of C.R. Biologies. 339, 153-162.

Abou-Elwafa, S.F., 2016b. Association mapping for drought tolerance in barley at the reproductive stage. Journal of C.R. Biologies. 339, 51-59.

Abou-Elwafa, S.F., 2016c. Association mapping for drought tolerance in barley. Journal of Gen Technology. 5(1), 1-3.

Abozari Gazafrodi, A., Honar Nejad, R., Fotokian, M.H., 2008. Genetic diversity of rice using evaluation of morphological traits. Research and Development in Agriculture and Horticulture. 78, 110-117. [In Persian with English Summary].

Degestan, S., Izadi dogonchi, M., Asghari, A., Sadeghzade, B., 2016. Genetic diversity of barley (Hordeum vulgare) genotypes using microsatellite markers and association analysis of traits related to drought compatibility. Journal of Plant and Seed Breeding. 1, 67-82. [In Persian with English Summary].

Fan, Y., Shabala, S., Ma, Y., Xu, R., Zhou, M., 2015. Using QTL mapping to investigate the relationships between abiotic stress tolerance (drought and salinity) and agronomic and physiological traits. BMC Genomics. 16, 43-50.

Fiust, A., Rapacz, M., Wójcik-Jagła, M., Tyrka, M., 2015. Development of DArT-based PCR markers for selecting drought-tolerant spring barley. Journal of Applied Genetics. 56, 299–309.

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

Gong, X., Westcott, S., Li, C., Yan, G., Lance, R., Sun, D., 2009. Comparative analysis of genetic diversity between Qinghai-Tibetan wild and Chinese landrace barley. Genome. 52, 849-861.

Hosseinzadeh, N., Mehrabi, Y., Daneshpour, M., Alavi Majd, H., Azizi, F., 2012. Genetic association of some haplotypes to level of HDL-C, triglyceride, and waist in family members with metabolic myndrome using haplotype based association test. Iranian Journal of Endocrinology and Metabolism. 14, 275-308. [In Persian with English Summary].

Jamaux, I., Steinmetz, A., Belhassen, E., 1997. Looking for molecular and physiological markers of osmotic adjustment in sunflower. New Phytology. 137, 117-127.

Jeffreys A.J., 1980. Highly variable minisatellites and DNA fingerprints. Biochemistry Trans, 15: 309-17.

Liu, M., 2005. "PowerMarker: an integrated analysis environment for genetic marker analysis". Bioinformatics. 21(9), 2128-2129.

Majnoun Hosseini, N., 2006. Cereals Production. Naghsh Mehr Press. 116p. [In Persian].

Mazaheri D, Majnoun Hosseini, N, 2010. Fundamental of Agronomy. Tehran University Press. 412p. [In Persian].

Mohammadi, M., Talei, A., Zeynali, H., Naghavi, M.R., Baoom, M., 2008. Mapping QTLs Controlling Drought Tolerance in a Barley Doubled Haploid Population. Seedlings and Seed. 24(1), 1-15. [In Persian with English Summary].

Naghavi, M.R., Ghareyazi, B., Hoseini Salekdeh, G., 2009. Molecular Markers. Tehran University Press. 320p. [In Persian].

Owlazadeh, E., 2017. Association analysis of Agronomic traits of barley germplasm using iPBS markers. MSc dissertation, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Gonbad, Iran. [In Persian with English Summary].

Raiesi, T., Sabouri, A., 2015. Validation and association analysis of microsatellite markers related to drought and salinity tolerance in aerobic and Iranian rice under osmotic stress. Crop Biotechnology. 10, 57-72. [In Persian with English Summary].

Rasmusson, D.C., 1985. Barley. American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, Publishers, Madison, Wisconsin.

Sabouri, A., Sabouri, H., Dadras, A.R., 2013. Association analysis of closely linked markers to major QTLs Saltol and SKC1 and salt tolerance-related traits in rice varieties. Cereal Research. 3, 1. 53-68. [In Persian with English Summary].

Salimi A., Farazmand A., Zargar S. J., Minaei T., 2010. Allelic and haplotype frequencies of Y chromosome STRs in a random population of Iranian males. Journal of Iranian Biology. 23(3), 309-320. [In Persian with English Summary].

Shokrpour, M., Mohammadi, S.A., Moghaddam, M., Ziai, S.A., Javanshir, A., 2008. Analysis of morphologic association, phytochemical and AFLP markers in milk thistle (Silybum marianum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 24(3), 278-292. [In Persian with English Summary].

Tabaeizadeh, Z., 1998. Drought induced responses in plant cells. International Review of Cytology. 182, 193-242. [In Persian with English Summary].

Tavalla, R., Aalami, A., Sabouri, H., Sabouri, A. 2015. Evaluation of haplotype and allelic diversity of SSR markers linked 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 Agriculture, University of Gilan, Iran. [In Persian with English Summary].

Virk, P.S., Ford-Lloyd, B.V., Jachson, M.T., Newbury, H.J., 1995. Use of RAPD for the study of diversity within plant germplasm collections. Heredity. 74, 170-179.