نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حسین حاتم‌زاده ¹
• رضا محمدی ²
• ایرج برنوسی ³
• صابر گلکاری ⁴
• سوک وایندر سینگ ⁵

¹ ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم، شیروان، مرکز تحقیقات کشاورزی خراسان شمالی– بجنورد، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، شیروان، ایران

² معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران

³ گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

⁴ بخش زیست شناسی سامانه‌ها، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

⁵ گروه اصلاح نباتات، دانشگاه واشنگتن، واشنگتن، آمریکا

چکیده

راندمان گندم در اکثر نقاط جهان تحت تاثیر خشکی کاهش پیدا می‌کند. اصلاح برای تحمل به خشکی از اجزای کلیدی است که تولید پایدار گندم را تقویت می‌کند. نقشه‌یابی ارتباطی با نشانگرهای چند شکلی تک نوکلئوتیدی را می‌توان برای شناسایی مکان‌های ژنی کنترل کننده صفات کمّی (QTLs) بکار برد. بنابراین 249 توده بومی گندم نان از سراسر ایران گردآوری و در شرایط آبیاری تکمیلی و دیم به صورت مشاهده‌ای در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم (سرارود کرمانشاه) مورد مقایسه قرار گرفتند. در طی آزمایش داده‌های مربوط به صفات فنولوژیک، مورفولوژیک و فیزیولوژیک یادداشت برداری و اندازه‌گیری شد. تجزیه ارتباط با روش MLM، تعداد 64 و 61 عدد QTL را به ترتیب در شرایط آبیاری تکمیلی و دیم شناسایی نمود. نتایج نشان داد عدم تعادل پیوستگی بین کروموزوم‌ها متغییر است و با افزایش فاصله ژنتیکی، عدم تعادل پیوستگی کاهش می_یابد. بعضی صفات مانند روز تا رسیدن و دوره پرشدن دانه، ارتفاع بوته و طول پدانکل، تعداد دانه در هر سنبله و عملکرد دانه، وزن هزار دانه و تعداد روز تا رسیدن توسط QTLهای مشترکی کنترل می‌شدند که دلیلی بر وجود اثرات پلیوتروپیک یک ژن می‌باشد و می‌توان گزینش هم‌زمان را برای آن صفات انجام داد. نشانگرهای شناسایی شده در این مطالعه (در شرایط آبیاری تکمیلی QTLهای صفات ارتفاع بوته (|F|0--7:A>G 1125680) و طول پدانکل (|F|0--8:G>A 1092041) با فاصله-های 153 و 164 سانتی‌مورگان بر روی کروموزوم 2B و در شرایط دیم QTLهای صفات تعداد دانه در هر سنبله (|F|0--37:T>C 1087201) و عملکرد دانه (|F|0--21:C>T 2256346) بترتیب با فاصله‌های 251 و 15 سانتی‌مورگان بر روی کروموزوم 5A) منابع ژنومیک سودبخشی هستند و پس از اعتبار سنجی آن‌ها، می‌توان به جای ارزیابی فنوتیپی از گزینش به کمک نشانگر تحت شرایط تنش خشکی و عدم تنش و در نقشه‌یابی دقیق و کلون نمودن ژن‌ها و QTLهای زمینه‌ای بکار برد.

گندم، تنش خشکی، تجزیه ارتباط، SNP

کلیدواژه‌ها

• گندم
• تنش خشکی
• تجزیه ارتباط

عنوان مقاله [English]

Genome-wide association analysis of agronomic traits in wheat under supplemental irrigation and rain-fed conditions

نویسندگان [English]

• Hossein Hatamzadeh ¹
• Reza Mohammadi ²
• Iraj Bernousi ³
• Saber Golkari ⁴
• Sukhwinder Singh ⁵

¹ Dryland Agricultural Research Station, North Khorasan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Shirvan, Iran. and Extension Organization (AREEO)

² Dryland Agricultural Research Institute, Sararood Branch, AREEO, Kermanshah, Iran

³ Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture ,Urmia University, Urmia , Iran

⁴ . Department of Systems Biology, Agricultural Biotechnology Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (ARREO), Karaj, Iran

چکیده [English]

The yield and efficiency of wheat decreases affected by drought stress. Breeding for drought tolerance is one of the key components that enhance sustainable wheat production. Association mapping with SNP markers can be used to identify loci controlling quantitative traits (QTLs). For this purpose, 249 landraces of Iranian bread wheat from throughout Iran were collected and compared under supplemental irrigation and rain-fed conditions at the Dryland Agriculture Research Station (Kermanshah, Iran). During the growing season and after harvesting, data related to phonological, morphological and physiological traits were recorded and measured. Association analysis with MLM method identified 64 and 61 QTLs numbers in supplementary irrigation and rainfed conditions, respectively. The results showed that the linkage disequilibrium among chromosomes is variable and with increasing genetic distance, the linkage disequilibrium decreasing. Some traits were controlled by common QTLs, which is a proof of the existence of pleiotropic effects of a gene, and simultaneous selection can be done for those traits. The markers identified in this study (in supplemental irrigation conditions QTL for plant height 1125680 F|0--7:A>G|, Peduncle length 1092041 F|0--8:G>A| with 153 and 164 cM, respectively on chromosome 2B and in rain-fed conditions QTL for number of seed per spike 1087201 F|0--8:G>A|, Grain yield 2256346 F|0--21:C>T| with 251 and 15 cM, respectively on chromosome 5A) are useful genomic resources and after genotyping so that we can initiate marker-assisted selection (MAS) in wheat under drought-stressed and non-stressed conditions, and for fine mapping and cloning of the underlying genes and QTL.

Wheat, Genotyping by Sequencing

کلیدواژه‌ها [English]

• Wheat
• Drought Stress
• Association Analysis