ارزيابي علل بروز چند شاخگي در لاين مادري هيبريد آذرگل آفتابگردان (Helianthus annus L)

Assessment of branching phenomenon in the female parental inbred line of hybrid sunflower (Helianthus annus L.) cv. Azargol

حفظ خلوص ژنتيكي والدين ارقام هيبريد، از ضرورت‌هاي تجاري سازي اين ارقام است، معهذا توليد فنوتيپ‌هاي جديد، باعث ايجاد شبهه‌ از بين رفتن خلوص ژنتيكي اين والدين شده و توليد بذرهاي يكنواخت ارقام هيبريد را با چالش مواجه مي‌سازد. بروز انواع چندشاخه در لاين مادري هيبريد آذرگل آفتابگردان از جمله اين موارد چالش برانگيز محسوب مي‌شود. اين آزمايش در چند مرحله شامل 1- مرحله ژنتيكي مشتمل بر انواع تلاقي‌ها بين بوته‌هاي تك‌شاخه، دوشاخه و سه‌شاخه (بوته‌هاي مشكوك) طي سال‌هاي 1392 تا 1394 در موسسه تحقيقات اصلاح و تهيه نهال و بذر انجام شده و نتاج حاصله با والد تك‌شاخه تلاقي برگشتي داده شدند، 2- مرحله مولكولي كه طي آن نشانگر‌هاي مولكولي مربوط به چندشاخگي كه قبلاً شناسايي شده بودند روي بوته‌هايي از والد مذكور و نيز ژنوتيپ‌هاي تك‌شاخه و چندشاخه واقعي آفتابگردان آزمون شدند و 3- مرحله بيوانفورماتيك كه طي آن وجود عناصر سيس مرتبط با پاسخ ژن به عوامل محيطي در پروموتر ژن‌هاي عامل چندشاخگي كه در ساير گونه‌هاي گياهي شناسايي شده بودند، مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج تجزيه و تحليل ژنتيكي نشان داد كه در تمام تلاقي‌ها، كليه نتاج (239 بوته) تك شاخه بودند. در ارزيابي مولكولي، الگوي نواربندي بوته‌هاي مشكوك با الگوي نواربندي لاين‌هاي تك‌شاخه واقعي كاملاً مشابه بود و هر دوي آنها متفاوت از الگوي نواربندي لاين‌هاي چندشاخه واقعي بودند. در بررسي‌هاي بيواينفورماتيكي مشخص شد كه پروموتر ژن‌هاي عامل شاخه دهي ساير گونه‌هاي گياهي واجد حداقل يك عنصر سيس مرتبط با پاسخ به عوامل محيطي نظير سرما و خشكي بودند. بر اساس نتايج مراحل مختلف اين تحقيق، دلايل كافي جهت دخالت عوامل ژنتيكي در بروز پديده چندشاخگي در لاين مورد بررسي بدست نيامد.

Maintenance of genetic purity of parents of hybrid is important in hybrid development and commercialization. Branching phenotype in maternal line of Azargol, an Iranian sunflower hybrid, is a challenging. This experiment was carried out to understand thae basis of this phenomenon, and included three phases. Genetic phase, all possible crosses between plants possessing one, two, and/or three heads (suspicious plants) were made during 2013 to 2015 in Seed and Plant Improvement Institute, Iran and their progenies were backcrossed to single-headed parent. Molecular phase, previously published branching-linked molecular markers were evaluated on individuals from the parents, original single –headed, and original multi head genotypes. Bioinformatics phase, presence of environmentally responsive cis-regulatory elements in the promoters of branching genes characterized in other plant species were investigated. Genetic analysis indicated that progenies of all crosses (239 indivudials) appeared to be single headed plants. Similar banding pattern was observed among suspicious plants and original single-headed lines, but differed from original multi head genotypes. At least one cis-regulatory elements responding to cold and drought stress were found in the promoters of branching genes in other plant species. Results of the three phases of this experiment revealed insufficient evidence to attribute the branching phenotype in the inbredline of interest to genetic factors.