تنوع فنوتيپي و تجزيه ارتباط براي صفات مرتبط با تحمل به شوري در گندم

Phenotypic diversity and association analysis for traits related to salt tolerance in wheat

اين مطالعه به منظور بررسي تنوع و واكنش 40 رقم و لاين پيشرفته گندم به تنش شوري و هم چنين بررسي ارتباط 27 نشانگر ريز ماهواره مرتبط با شوري با صفات مرفو-فيزيولوژيك اندازه گيري شده در دو محيط نرمال و تنش شوري در سال 97-1396 انجام گرفت. نتايج تجزيه واريانس در دو محيط نشان داد بين ژنوتيپ‌هاي مورد مطالعه از نظر كليه صفات، اختلاف معني‌داري وجود داشت كه نشان دهنده تنوع ژنتيكي بين ژنوتيپ‌ها بود. همچنين بر پايه نتايج تجزيه واريانس مركب، اثر محيط براي تمام صفات و اثرمتقابل ژنوتيپ × محيط براي اكثر صفات معني‌داري به‌دست آمد و مشخص شد كه واكنش ژنوتيپ‌هاي مورد ارزيابي در برابر تنش شوري متفاوت بود. در هر دو محيط عملكرد دانه و اجزاي آن و عملكرد بيولوژيك بيشترين ميزان تنوع را به خود اختصاص دادند. تجزيه خوشه‌اي در محيط تنش شوري بر اساس صفاتي كه اثرمتقابل ژنوتيپ در محيط آن‌ها معني‌دار شده بود ژنوتيپ‌ها را در 3 گروه متحمل، نيمه متحمل و حساس تقسيم‌بندي نمود. مطالعه ساختار جمعيت به عنوان پيش‌نيازي براي انجام تجزيه ارتباط نشان داد كه 2 زيرگروه احتمالي (2=K) در جمعيت مورد مطالعه وجود دارد كه نتايج حاصل از رسم باي‌پلات نيز آن را تأييد كرد. نتايج تجزيه ارتباط از طريق مدل خطي مخلوط (MLM) با استفاده از ماتريس ساختار جمعيت انجام شد. بر اساس نتايج مشاهده شده،29 مكان ارتباط معني‌داري با صفات ارزيابي شده در محيط نرمال داشتند در حالي‌كه در محيط تنش شوري اين تعداد به 40 مكان افزايش يافت. وجود نشانگرهاي مشترك در ميان برخي از صفات بررسي شده مانند ارتباط معني‌دار نشانگر S16-1 با 3 صفت در محيط نرمال و با 5 صفت در محيط شوري مي‌تواند ناشي از آثار پليوتروپي اين نشانگرها و احتمالاً پيوستگي مكان‌هاي ژنومي كنترل‌كننده اين صفات باشد. نشانگر S11-4 به عنوان نشانگر مشترك مرتبط با عملكرد بيولوژيك در هر دو شرايط محيطي (نرمال و تنش ) و نشانگرهاي S6-3 و S12-1 به‌عنوان نشانگرهاي مرتبط با عملكرد دانه در شرايط شوري شناخته شدند. در نهايت با توجه به نتايج كسب شده، در صورت تأييد نتايج در ساير زمينه‌هاي ژنتيكي مي‌توان از اين نشانگرها در برنامه‌هاي اصلاحي بهره‌برداري نمود.

In order to evaluate variation and reaction of 40 wheat genotypes to salinity tolerance and assess the association of 27 microsatellite markers with salinity tolerance and morpho-physiological traits measured under normal and salt stress conditions, the present study was conducted. The results of analysis of variance in two environments showed significant difference among genotypes for all traits, indicating genetic variation among them. Based on the results of combined analysis of variance, the effect of the environment for all traits and the effect of Genotype × environment on most of the traits was significant and it was determined that the response of the evaluated genotypes to salinity stress was different In two environment, the highest variation was belonged to grain yield and its component and biological yield. Cluster analysis in salinity stress based on traits with significant genotype × environment, classified the genotypes into 3 groups i.e. tolerant moderate and sensitive. Association analysis using 27 microsatellite markers, SSR markers with 11 traits measured in two normal conditions and salinity stress for all genotypes was conducted through a mixed linear model (MLM) The study of population structure as a precondition for communication analysis showed that there are 2 probable subgroups (K = 2) in the population studied, which was confirmed by the results of the plot formula. The decomposition of the association analysis using 27 SSR markers with 11 traits measured in two conditions based on mixed linear model (MLM) was carried out using the population structure matrix. Based on the results, 29 locations had a significant relationship with the evaluated traits in the normal environment, while in the salinity stress environment, this number increased to 40 locations. The existence of common markers among some of the studied traits such as the significant associate between S16-1 and 3 traits in normal conditions and with 5 traits in the salinity medium can be due to the polytrophic effects of these markers and possibly the connectivity of genomic locations controlling these traits. S6-3 and S12-1 markers were identified as markers that associated with grain yield in salinity condition and S11-4 marker was identified as marker that related with biological yield in both environmental Conditions. Finally, given the results obtained, if the results are confirmed in other genetic fields, these markers can be used in corrective programs.