نشانمند كردن ژن هاي برگرداننده باروري در لاين ايراني اميدبخش برنج DN-33-18

Tagging of fertility-restoring genes in Iranian restorer rice promising line DN-33-18

سيستم نرعقيمي ژنتيكي- سيتوپلاسمي جهت بهره برداري از هتروزيس در گياهان زراعي هنگامي اثربخش است كه لاين برگرداننده باروري مناسبي در اختيار باشد. تلاقي بين لاين نرعقيم به نام ندا A با سه لاين اميدبخش به نام هاي DN-32-6 DN-33-1 و DN-33-18 انجام گرفت. مطالعات باروري دانه گرده و دانه بندي خوشه در نتاج نسل F1 اين تلاقي ها نشان داد كه تنها تلاقي "DN-33-18 / ندا A" داراي باروري دانه گرده و دانه بندي خوشه بيش از 80 درصد مي باشد. توارث پذيري ژن هاي برگرداننده باروري در جمعيت F2 اين تلاقي در مرحله خوشه دهي و پر شدن دانه ارزيابي گرديد. آزمون رنگ آميزي دانه گرده، تفرق 312 بوته بارور: 16 بوته عقيم را نشان داد كه با نسبت مندلي 1: 15 بر اساس آزمون مربع كاي مطابقت داشته و حاكي از وجود دو ژن برگرداننده باروري در ژنوم لاين DN-33-18 مي باشد. براي نشانمند كردن مولكولي اين ژن‌ها، از 12 نشانگر SSR استفاده گرديد كه 4 نشانگر RM171، RM258، RM591 و RM3148 باندهاي چند شكل را بين والدين توليد نمودند. تجزيه و تحليل لينكاژ نشان داد كه نشانگر RM3148 واقع بر روي كروموزم شماره 1 با ژن Rf3 در فاصله ژنتيكي 7/19 سانتي مورگان و نشانگرهاي RM171 و RM258 واقع در كروموزم شماره 10 با ژن Rf4 بترتيب در فواصل ژنتيكي 1/3 و 2/6 سانتي مورگان همبستگي دارند. انتظار مي‌رود از اين نشانگرها بتوان در انتخاب به كمك نشانگر مولكولي (MAS)، همچنين انتقال و هرمي كردن ژن هاي برگرداننده باروري در برنامه هاي اصلاحي برنج هيبريد استفاده نمود.

Cytoplasmic-genetic male sterility system can be used to exploit heterosis in grain crops only when the effective restorer lines are available. Crosses between CMS line Neda A with three promising lines DN-32-6, DN-33-1 and DN-33-18 were made. Studies on pollen and grain fertility of these crosses showed that the cross of Neda-A/DN-33-18 had more than 80% pollen and grain fertility in the F1 generation. The inheritance of fertility restoration genes in F2 population of this cross was evaluated at flowering and grain filling stages. Pollen staining test showed segregation of 312 fertile: 16 sterile plants that in accordance with Mendelian 15: 1 ratio, representing existence of two genes in the genome of DN-33-18. 12 SSR markers were used for molecular tagging of these fertility-restoring genes showing that 4 markers including RM258, RM171, RM591 and RM3148 produced polymorphic bands between parents. Linkage analysis showed that marker RM3148 located on chromosome 1 linked with Rf3 gene at a genetic distance of 19.7 cM and markers RM258 and RM171 located on chromosome 10 flanked to Rf4 gene at the genetic distances of 3.1 and 6.3 cM, respectively. These markers are useful in MAS (marker-assisted selection) for transferring and pyramiding of fertility restoring genes in hybrid rice breeding programs.