مکان یابی QTL های برخی صفات مرتبط با اندازه و شکل دانه در جمعیت لاین های خویش آمیخته نوترکیب گندم نان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد ژنتیک و به نژادی گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

چکیده

شکل و اندازه دانه از مهم­ترین اجزای عملکرد و از مولفه­های اصلی اهلی شدن در گندم به­شمار می­روند. شناخت ماهیت ژنتیکی این صفات مهم و بهره­مندی از آن در برنامه­های به­نژادی این محصول راهبردی از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از این مطالعه، شناسایی QTL های مرتبط با صفات شکل و اندازه دانه شامل وزن دانه، طول دانه، عرض دانه، نسبت عرض دانه به طول دانه، درجه کروی بودن دانه، محیط عمودی دانه، مساحت دانه در تصویر افقی، مساحت دانه در تصویر عمودی و حجم دانه در یک جمعیت نقشه­یابی متشکل از 118 لاین­ خویش‏آمیخته نوترکیب گندم نان حاصل از تلاقی واریته محلی ایرانی طبسی و واریته اصلاح شده اروپایی تایفون بود. در مجموع، تعداد نوزده QTL روی کروموزوم­های 1A، 2A، 2D، 3B، 4A، 4D، 5A، 5B، 5D، 6A، 7A  و 7B شناسایی شد. ژنوم­هایA ،B  و D به­ترتیب در 53، 26 و 21 درصد از QTL ها مشاهده شدند. از میان صفات تحت بررسی، طول دانه با پنج QTL دارای بیش­ترین تعداد QTL های شناسایی شده بود. درجه کروی بودن دانه نیز با دو QTL بیش­ترین ارزش فنوتیپی (به­طور متوسط 3/42 درصد در هر QTL) را به­خود اختصاص داد. از میان نواحی QTL شناسایی شده، یک ناحیه روی کروموزوم 2A کنترل کننده صفات طول و حجم دانه و یک ناحیه روی کروموزوم 5D کنترل کننده صفات درجه کروی بودن دانه و مساحت دانه در تصویر افقی بود و به­عنوان نواحی پلیوتروپیک معرفی می‌شوند. نتایج حاصل از این پژوهش در توافق با مطالعات دیگر، در گزینش به­کمک نشانگر برای صفات شکل و اندازه دانه در برنامه­های به­نژادی گندم نان توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Mapping QTLs for some seed shape and size related traits in a population of recombinant inbred lines of bread wheat

نویسندگان [English]

  • Alaeddin Kordenaeej 1
  • Arezoo Yeganeh 2
1 Depatment of agronomy and plant breeding, college of agriculture, shahed university, Tehran, IRAN
2 M. Sc. Student, Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Shahed University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Kernel shape and size are the most important characters related to the yield and domestication in bread wheat (Triticum aestivum L.). Understanding of genetic parameters of such important traits and its utilization is very important in breeding programs for this strategic crop. The aim of the present study was to identify quantitative trait loci (QTLs) corresponding to the kernel shape and size characteristics i.e. kernel weight, kernel length, kernel width, horizontal area proportion, sphericity, vertical perimeter, projection area, section area, and kernel volume within a mapping population of 118 recombinant inbred lines (RILs) of bread wheat resulting from a cross between an Iranian landrace, Tabassi, and a European wheat variety, Taifun. In total, nineteen QTLs were identified on chromosomes 1A, 2A, 2D, 3B, 4A, 4D, 5A, 5B, 5D, 6A, 7A and 7B. Genome A, B, and D were covered 53%, 26%, and 21% of the QTLs respectively. The highest number of QTL (5) and phenotypic value (42.3%), were respectively obtained for kernel length and kernel sphericity. Among the QTL regions identified, one region on chromosome 2A corresponding kernel length and volume and one region on chromosome 5D controlling sphericity and projection area are referred to as pleiotropic regions. The results of this study, in agreement with other studies, are recommended in marker-assisted selection (MAS) for grain shape and size traits in bread wheat breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kernel weight
  • Microsatellite marker
  • Phenotypic value
  • Plieotropic effect


مراجع

Bhusal, N., Sarial, A. K., Sharma, P. and Sareen, S. 2017. Mapping QTLs for grain yield components in wheat under heat stress. PLoS ONE 12 (12): e0189594. doi.org/10.1371/journal.pone.0189594.##Bolormaa, S., Pryce, J. E., Reverter, A., Zhang, Y., Barendse, W., Kemper, K., Tier, B., Savin, K., Hayes, B. J. and Goddard, M. E. 2014. A multi-trait, meta-analysis for detecting pleiotropic polymorphisms for stature, fatness and reproduction. PLoS Genetics 10 (3): e1009148. doi.org/10.1371/journal.pgen.1004198.##Breseghello, F. and Sorrells, M. E. 2007. QTL analysis of kernel size and shape in two hexaploid wheat mapping populations. Field Crops Research 101: 172-179.##Burr, B. and Burr, F. A. 1991. Recombinant inbreds for molecular mapping in maize: Theoretical and practical considerations. Trends in Genetics 7: 55-60.##Dilbirligi, M. M., Erayman, M., Sandhu, D., Sidhu, D. and Gill, K. S. 2004. Identification of wheat chromosomal regions containing expressed resistance genes. Genetics 166: 461-481.##Feldman, M. and Kislevb, M. E. 2007. Domestication of emmer wheat and evolution of free-threshing tetraploid wheat. Israel Journal of Plant Sciences 55: 207-221.##Feldman, M. and Levy, A. A. 2012. Genome evolution due to allopolyploidization in wheat. Genetics 192 (3): 763-774.##Fuller, D. Q. 2007. Contrasting patterns in domestication crop and domestication rates: Recent archaeobotanical insights from the old world. Annals of Botany 100 (5): 903-924.##Gegas, V. C., Nazari, A., Griffiths, S., Simmonds, J., Fish, L., Orford, S., Sayers, L., Doonan, J. H. and Snape, J. W. 2010. A genetic framework for grain size and shape variation in wheat. The Plant Cell 22: 1046-1056.##Kordenaeej, A. 2007. Mapping QTLs for yield and yield components under drought stress in bread wheat. Ph. D. Dissertation, University of Natural Resources and Applied Life Sciences (BOKU), Vienna, Austria. 97 p.##Kovach, M. J., Sweeney, M. T. and McCouch, S. R. 2007. New insights into the history of rice domestication. Trends in Genetics 23: 578-587.##Kumari, S., Jaiswal, V., Kumar, V., Paliwal, R., Singh, H. and Gupta, P. K. 2018.  QTL mapping for some grain traits in bread wheat (Triticum aestivum L.). Physiology and Molecular Biology of Plants 24 (5): 909-920.##Yan, L., Liang, F., Xu, H., Zhang, X., Zhai, H., Sun, Q. and Ni, Z. 2017. Identification of QTL for grain size and shape on the D genome of natural and synthetic allohexaploid wheats with near-identical AABB genomes. Frontiers in Plant Science 8: 1705. doi.org/10.3389/fpls.2017.01705.##Millar, S. J., Whitworth, M. B. and Evers, A. D. 1997. Image analysis:  The prediction and assessment of wheat quality and milling properties. Proceedings of the International Wheat Quality Conference. May 18-22, 1997, Manhattan, Kansas, USA. pp: 141-151.##O’Donoughue, L. S., Kianian, S. F., Rayapati, P. J., Penner, G. A. and Sorrells, M. E. 1995. Molecular linkage map of cultivated oat (Avena byzantina X A. sativa cv. Ogle). Genome 38: 368-380.##Okamoto, Y. and Takumi, S. 2013. Pleiotropic effects of the elongated glume gene P1 on grain and spikelet shape-related traits in tetraploid wheat. Euphytica 194: 207-218.##Peng, J., Ronin, Y., Fahima, T., Röder, M. S., Li, Y., Nevo, N. and Korol, A. 2003. Domestication quantitative trait loci in Triticum dicoccoides, the progenitor of wheat. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America: PNAS 100 (5): 2489-2494.##Qiu-Hong, W., Yong-Xing, C., Sheng-Hui, Z., Lin, F., Jiao-Jiao, C. and Zhi-Yong L. 2015. High-density genetic linkage map construction and QTL mapping of grain shape and size in the wheat population Yanda1817 × Beinong6. PLoS ONE 10 (2): 118-134.##Somers, D. J., Isaac, P. and Edwards, K. 2004. A high-density microsatellite consensus map for bread wheat (Triticum aestivum L.). Theoretical Applied Genetics 109: 1105-1114.##Voorrips, R. E. 2002. Map Chart: Software for the graphical presentation of linkage maps and QTLs. The Journal of Heredity 93 (1): 77-78.##Wang, G. L., Mackill, D. J., Bonman, J. M., McCouch, S. R., Champoux, M. C. and Nelson, R. J. 1994. RFLP mapping of genes conferring complete and partial resistance to blast in a durably resistant rice cultivar. Genetics 136: 1421-1434.##
تحقیقات غلات
دوره 10، شماره 3
آذر 1399
صفحه 221-230

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار