بررسي تنوع مرفولوژيك و ژنتيكي ارقام برنج با استفاده از نشانگرهاي ريزماهواره مرتبط با صفات تحمل به خشكي

Assessment of morphologic and genetic diversity of rice varieties using SSR markers associated with drought tolerance characteristics

در اين مطالعه، تنوع مرفولوژيك و ژنتيكي 32 ژنوتيپ برنج با استفاده از نشانگرهاي ريزماهواره پيوسته با QTLهاي كنترل كننده صفات تحمل به خشكي مورد ارزيابي قرار گرفتند. تعداد كل نوارهاي توليد شده به وسيله هر يك از نشانگرها در محدوده 3 نوار در مكان RM317 تا 8 نوار در مكان هاي RM3، RM228 و RM231 متغير بود. نشانگر RM317 از نظر تعداد آلل موثر، تنوع ژني ني، شاخص اطلاعات شانون و محتواي اطلاعات چند شكل (PIC)، داراي بالاترين مقادير در بين نشانگرهاي مورد مطالعه بود. ژنوتيپ‌هاي مورد بررسي بر اساس صفات مرفولوژيك در شرايط بدون تنش و تنش 4- بار و نيز بر اساس داده هاي مولكولي به سه گروه تفكيك شدند. در مجموع نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه با توجه به معيارهاي محاسبه شده در گروه‌هاي مختلف برنج، تنوع ژنتيكي مناسبي بين گروه‌هاي مختلف و نيز بين ارقام هر گروه وجود دارد. واكنش ارقام مورد مطالعه به تنش 4- بار نيز نشان داد كه رقم شيرودي و لاين هاي 44 و 831 داراي بيشترين طول ريشه و بيشترين ميزان تحمل به تنش خشكي بودند، در حالي كه ارقام بينام، دم‌زرد و صدري كمترين طول ريشه و بيشترين حساسيت به تنش خشكي را داشتند. در بين نشانگرها نيز نشانگرهاي RM153، RM317 و RM325 با داشتن بيشترين تعداد آلل موثر و بالاترين ميزان تنوع، ارقام برنج را بهتر از ساير نشانگرهاي مورد مطالعه از نظر خصوصيات بررسي شده در شرايط تنش تفكيك كردند كه در صورت تاييد نتايج در آزمايش هاي تكميلي ديگر، مي‌توان از آنها در برنامه هاي انتخاب به كمك نشانگر در شرايط تنش خشكي استفاده كرد.

In this study, the morphologic and genetic diversity of 32 rice varieties were studied using 15 microsatellite (SSR) markers linked to QTLs controlling drought tolerance characteristics. The total number of alleles generated by each marker ranged from 3 alleles at RM317 locus to 8 alleles at RM3, RM228 and RM231 loci. The RM317 had the highest values for effective number of alleles, Nei’s gene diversity, Shannon’s information index and polymorphic information content (PIC) among the all studied markers. The studied genotypes were classified into 3 groups based on morphological characteristics under non-stress and -4 bar stress conditions and based on molecular data. Totally, results of current research showed that there was a suitable genetic diversity between and within the different rice groups. Furthermore, reaction of the studied varieties to -4 bar stress indicated that the variety Shiroudi and the Lines 44 and 831 had the highest root length as well as the highest tolerance while the varieties Binam, Domzard and Sadri had the lowest root length and the highest sensitivity to drought stress. Among the used markers, the RM153, RM317 and RM325 markers with the most number of effective alleles as well as the highest diversity criteria were the best markers to separate the rice varieties. Therefore, these SSR markers can be utilized in marker-assisted selection programs under drought stress condition after confirmation of the obtained results in other complementary experiments.