شناسایی نواحی ژنومی مرتبط با تجمع آهن در دانه جمعیت هاپلوئیدهای مضاعف جو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

2 استاد گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

3 استادیار موسسه تحقیقات دیم کشور، مراغه

چکیده

آهن یکی از عناصر ضروری، کم مصرف برای اکثر گیاهان می­باشد که نقش مهمی در تثبیت ازت و فعالیت برخی از آنزیم­ها مانند کاتالاز، پراکسیداز و سیتوکروم اکسیداز دارد. به منظور مکان­یابی QTL­های مرتبط با میزان و غلظت آهن در دانه جو، 148 لاین هاپلوئید مضاعف حاصل از تلاقی رقم دو ردیفه استرالیایی Clipper و رقم شش ردیفه بومی الجزایر Sahara3771 در شرایط گلخانه­ای ارزیابی و صفات عملکرد دانه تک بوته، وزن هزار دانه، غلظت و محتوای آهن دانه اندازه­گیری شد. تجزیه QTL بر اساس نقشه پیوستگی جمعیت مشتمل بر 26 نشانگر رتروترانسپوزونی IRAP و REMAP، 246 نشانگر SSR و EST-SSR، 238 نشانگر RFLP و یک نشانگر مورفولوژیک با پوشش 09/1099 سانتی­مورگان از ژنوم جو و متوسط فاصله بین دو نشانگر مجاور برابر 37/2 سانتی­مورگان انجام شد. از نظر کلیه صفات، تفاوت معنی­دار بین لاین­ها مشاهده شد و وجود تفکیک متجاوز در کلیه صفات نشان­دهنده وجود ترکیبات آللی مطلوب والدین در نتاج بود. در مجموع، 511 نشانگر در هفت گروه پیوستگی قرار گرفتند. شش QTL برای عملکرد دانه تک بوته مکان­یابی شد که فقط یکی از آن­ها دارای اثر افزایشی منفی بود. از سه QTL وزن هزار دانه، QTL واقع در کروموزوم 2H با اثر افزایشی مثبت، 70 درصد از تغییرات فنوتیپی صفت را تبیین کرد. برای غلظت و محتوای آهن، به ترتیب 6 و 4 QTL شناسایی شده که 5 و 2 QTL اثر افزایشی منفی داشتند. اثر افزایشی منفی اغلب QTL­های شناسایی شده برای غلظت و محتوای آهن تک بوته نشان­دهنده نقش الل­های والد Sahara3771 در افزایش تجمع آهن در نتاج است. دو ناحیه ژنومی مشترک برای QTL­های برخی از صفات مورد مطالعه شناسایی شد که ممکن است ناشی از پیوسته بودن QTL­ها یا اثر پلیوتروپیک آن­ها باشد. با توجه به پیوستگی قوی نشانگر­های پیوسته با QTL­های مکان­یابی شده، این نشانگر­ها می­توانند در برنامه­های اصلاح به کمک نشانگر استفاده شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification of genomic regions associated with iron accumulation at seed of barley doubled haploid population

نویسندگان [English]

  • Shiva Gheitaran Poorsahrigh 1
  • Seyed Abolghasem Mohammadi 2
  • Behzad Sadeghzadeh 3
1 Former Graduate Student, Dept. of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Tabriz University
2 Prof., Dept. of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Tabriz University.
3 Dry land Agricultural Research Institute, Maragheh
چکیده [English]

Iron is one of the essential micronutrient, which has an important role in nitrogen fixation and activity of some enzymes such as catalase, peroxidase and cytochrome oxidase. To map QTLs for the traits associated with iron accumulation in barley, 148 doubled haploid lines derived from a cross between Clipper an Australian two rowed cultivar and Sahara3771 Algerian six rowed landrace were evaluated under greenhouse condition and single plant grain yield, 1000 kernel weight, single plant iron concentration and content at grain were measured. To saturate linkage map of the population, 26 retrotransposone markers, IRAP and REMAP markers, 246 SSR and EST-SSR, 238 RFLP and one morphological marker were used and covered 1099.09 cM of barley genome with an average distance of 2.37 cM between two adjacent markers. Transgressive segregation was observed for all traits indicating the presence of desirable parental allele combinations in the progenies. In total, 511 polymorphic markers were mapped in 7 linkage groups. For single plant grain yield, six QTLs were mapped with positive additive effects except one. Three QTLs were identified for seed weight which QTL on 2H with positive additive effect explained 70% of the phenotypic variation. For single plant iron concentration and content at grain six and four QTLs were detected, respectively that five and two QTLs had negative additive effects. QTLs had negative additive effects indicating the role of Sahara3771 alleles in increasing iron accumulation in offspring. Two common genomics regions for the QTLs of some traits were identified which could be due to linkage between the QTLs or their pleiotropic effect. Given the strong linkage markers associated with QTL positioning, these markers can be used in marker-assisted breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barley
  • Composite interval mapping
  • Iron concentration
  • Retrotransposone markers