شناسایی  QTLهای مرتبط با مالت دانه جو تحت تنش کمبود آب

کلید واژهQTL  ،  تنش کم­آبی،  صفات زراعی، صفات مرتبط با مالت، مالت جو

چکیده:

    به منظور شناسایی نواحی ژنومی کنترل کننده صفات کمی (QTLs) مرتبط با مالت در دانه جو، آزمایشی در دو سال زراعی 91 و 92 با استفاده از 81 ژنوتیپ شامل 72 لاين هاپلوئيد مضاعف جو به همراه والدين  Steptoeو Morex و هفت واریته محلی در دو مزرعه تحقیقاتی دانشگاه مهاباد و مرکز تحقیقات کشاورزی میاندوآب در قالب طرح لاتیس ساده با دو تکرار و در دو شرایط عادی و تنش کم­آبی اجرا شد. صفات انرژی جوانه­زنی، ظرفیت جوانه­زنی، درصد جوانه­زنی کل، خواب بذر، درصد پروتئین دانه، مقدار عصاره مالت دانه، درصد پوسته دانه، وزن هکتولیتر دانه، چاقی بذر، ارتفاع بوته، رطوبت دانه، بیوماس، عملکرد عصاره، روز تا سنبله دهی، طول سنبله، تعداد دانه درسنبله، طول پدانکل، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و شاخص برداشت دانه مورد اندازه­گیری قرار گرفتند. تجزیهQTL  به روش مکان­یابی فاصله­ای مرکب بر اساس میانگین دومکان در هر یک از شرایط عادی و تنش کم آبی و در دو سال جداگانه انجام گردید. برای بررسی اثرهای اپیستازی افزایشی×  افزایشی و آزمون اثرهای اصلی QTL­های شناسایی شده در یک مدل رگرسیون چند گانه، از روش مکان­یابی فاصله­ای چندگانه استفاده شد. نقشه ژنتيكي جو جمعیت حاصل از تلاقي استپتو×موركس توسط پروژه نقشه يابي ژنوم جو امريكای شمالي (NABGMP) تهيه شده است. اين نقشة نسبتاً اشباع مركب از 327 نشانگر RFLPبا طول 3/1226 و متوسط فاصله بین دو نشانگر مجاور 75/3 سانتي­مورگان بود. طول گروه­های پیوستگی (مطابق با هفت کروموزوم جو) از6/139 تا 205 سانتي­مورگان متغیر بود. نتایج این تحقیق نشان داد که رفتار ژنوتیپ­ها از لحاط صفات مورد بررسی در شرایط مورد آزمایش یکسان نبوده و از یک محیط به محیط دیگر در اثر تنش کم­آبی تغییر کلی و از سالی به سال دیگر تغییر متوسط تا جزئی می­کند. در عین حال، اثر متقابل ژنوتیپ با مکان برای اغلب صفات معنی­دار نبود که این ناشی از یکسان بودن پارامترهای اقلیمی و اکولوژیکی در دو مکان در عرض دوسال مورد آزمایش می­باشد.  لاین­های هاپلویید­ مضاعف از تنوع ژنتیکی قابل توجه و تفکیک متجاوز در هر دو جهت مثبت و منفی از نظر کلیه صفات زراعی، فنولوژیکی و فیزیکی-شیمیایی برخوردار بودند که می­توان از این تنوع در برنامه­های گزینش و به نژادی برای بهبود کمیت و کیفیت مالت دانه بهره­برداری کرد. با توجه به نتایج تلفیقی بدست آمده از روش­های آماری مختلف، به نظر می­رسد که می­توان از صفات مهمی که از وراثت­پذیری و بازده ژنتیکی مورد انتظار خوبی برخوردار بوده و پایداری نسبی دارند، مانند درصد پوسته دانه، وزن هکتولیتر، چاقی بذر، خواب بذر، انرژی جوانه­زنی، وزن هزاردانه و درصد پروتئین دانه که با کیفیت و کمیت مالت مرتبط هستند و همچنین اندازه­گیری ساده و اقتصادی آن­ها از نظر زمان و هزینه نسبت به صفات پیچیده و هزینه بر در سطح میکرو ((Micromalting و پوره کردن در سطح میکرو (Micromashing) برای ارزیابی و گزینش ژنوتیپ­های مناسب از نظر مالت جو استفاده کرد. برای 16 صفت مورد مطالعه در شرایط نرمال و سال اول در مجموع 40  QTL(برای هر صفت 1 تا 5 QTL) و 9 اثر اپیستازی افزایشی× افزایشی معنی­دار و در شرایط نرمال و سال دوم در مجموع 47  QTL(برای هر صفت 1 تا 4 QTL) و 11 اثر اپیستازی افزایشی × افزایشی  شناسایی شدند. در شرایط تنش کم­آبی در سال اول در مجموع 38  QTL(هر صفت 1 تا 5 QTL) و تعداد 6 اثر اپیستازی افزایشی× افزایشی بین QTL ­ها شناسایی شدند. همچنین در سال دوم در شرایط تنش کم­آبی در مجموع 40  QTL(برای هر صفت 1 تا 4 QTL) و 8 اثر اپیستازی افزایشی× افزایشی  شناسایی گردیدند. در مجموع دوسال و میانگین دو شرایط آبی (چهار محیط) 165 QTL و 34 اثر اپیستازی افزایشی × افزایشی بینQTL ­ها شناسایی گردید که از میان آن­ها 19 QTL در هر چهار محیط، پایدار بودند. واریانس فنوتیپی کل تبیین شده به وسیله این QTL­ها برای صفات مختلف از7/25 (ارتفاع بوته)، 24/77 (درصد پروتئین دانه) و وزن هکتولیتر (9/79) متغیر بوده و بیشترین مقدار LOD برایQTL  کنترل کننده چاقی بذر) 08/9 (LOD = روی کروموزوم 3H (Qplum3H) به‌دست آمد. افزون بر این، QTL­های پایدار در هر چهار محیط با LOD  بالا برای صفات موثر بر مالت مانند وزن هزار دانه (13/7)، درصد پروتئین دانه (27/8)، میزان عصاره مالت (48/4)، انرژی جوانه­زنی (12/5)، وزن هکتولیتر (11/6)، خواب بذر (48/5) و عملکرد دانه (05/6) مکان­یابی گردیدند. بیشترین QTL­های پایدار مرتبط با کیفیت و کمیت مالت دانه جو روی کروموزوم­های3H ،4H ،  5Hو 7H مکان­یابی شدند. از برخی از QTL­های پایدار شناسایی شده می­توان در برنامه­های گزینش به کمک نشانگر برای بهبود عصاره مالت و نیز برخی صفات مهم زراعی استفاده کرد.