بررسي تنوع ژنتيكي و مكان يابي QTLهاي كنترل كننده صفات مرتبط با جوانه‌زني بذر و استقرار گياهچه گندم

Evaluation of genetic diversity and identification of QTL controlling seed germination and seedling establishment traits in wheat

به منظور بررسي تنوع و مكان­يابي QTLهاي كنترل كننده صفات مورفولوژيكي و رويشي بذر گندم، 148 اينبرد لاين نوتركيب همراه با دو والد Rojo Yecora و No. 49، آزمايشي در قالب طرح آلفا لاتيس با دو تكرار و دو شرايط نرمال و تنش رطوبتي در سال 1395 اجرا شد. صفات درصد جوانه ­زني نهايي، سرعت جوانه­ زني، طول ريش ه­چه وساق ­چه، وزن خشك ريشه­ چه و ساقه­ چه، وزن خشك گياهچه و شاخص بنيه بذر مورد اندازه­ گيري قرار گرفتند. نتايج تجزيه واريانس نشان داد بين ژنوتيپ­هاي مورد مطالعه از نظر كليه صفات مورد بررسي اختلاف معني‌داري وجود داشت. در شرايط نرمال رطوبتي بالاترين مقدار وراثت­پذيري خصوصي به صفات طول ساقه­ چه، وزن ساقه ­چه، شاخص بنيه بذر و درصد جوانه زني نهايي اختصاص داشت، همچنين بالاترين مقدار وراثت پذيري خصوصي در شرايط تنش كم آبي به صفت طول ريشه چه اختصاص داشت. تجزيهQTL به روش نقشه ­يابي فاصله‌اي مركب (CIM) براي هر صفت در هر محيط و ميانگين دو محيط انجام گرديد. در شرايط نرمال در مجموع 16عدد QTL شناسايي شد. واريانس فنوتيپي توجيه شده به وسيله اين QTL­ها از 11/5 تا 21/6 درصد متغيير بود؛ بيشترين و كمترين واريانس فنوتيپي به ترتيب متعلق به وزن خشك ساقه چه و وزن خشك ريشه چه بود. در شرايط تنش رطوبتي در مجموع 20 عدد QTL شناسايي گرديد. واريانس فنوتيپي توجيه شده به وسيله اين QTL­ها از 11/9 تا 24/7 درصد متغيير بود كه به ترتيب صفات وزن خشك ريشه چه و طول ساقه چه اختصاص داشت. براي صفات مورد مطالعه در ميانگين دو محيط 14عدد QTL­ شناسايي شد. واريانس فنوتيپي توجيه شده به وسيله اين QTL­ها از 11/41 تا 23/2 درصد متغيير بود كه به ترتيب صفات وزن خشك ريشه­چه و وزن خشك ساقه چه اختصاص داشت. LOD در دامنه 3/12 تا 7/25 قرار داشت. در دو شرايط محيطي مختلف و ميانگين آنها، QTL شناسايي شده بر روي كروموزوم شماره 4B و حد فاصل دو ماركر Wms121-Sukkula.1300 كنترل كننده صفات وزن خشك ساقه چه و شاخص بنيه بذر و QTL قرار گرفته بر روي كرموزوم 2D حد فاصل دو ماركر Gwm349-Wmc445 كنترل كننده صفت شاخص بنيه بذر، در كليه شرايط پايداري كامل داشتند كه مي­توان از آنها براي گزينش به كمك نشانگر (MAS) استفاده نمود.

In order to study genetic diversity and identification of QTL controlling seed germination and seedling establishment traits in wheat 148 bread wheat RILs and their parents (RojoYecora and No.49) were studied based on an alpha lattice design with two replications under normal and drought stress conditions in 2016. In this research final germination percentage, germination speed, root and shoot length, root and shoot dry weight and seedling dry weight and vigor index were measured. Analysis of variance showed that between genotypes for all traits, there were significant differences. Under normal moisture conditions the highest heritability was observed for stem length, stem weight and final germination percentage. The highest heritability under drought conditions was found for root length. QTL analysis using composite interval mapping (CIM) for each trait in each environment and mean of two environments were performed. Under normal conditions16 QTLs were detected. Phenotypic variance explained by the identified QTLs varied from 11.49 to 21.57 percent. The highest and lowest phenotypic variation belonged to shoot dry weight and root dry weight, respectively. The estimated LODs were in range of 3.15 to 6.76. Under stress conditions 20 QTLs were detected. Phenotypic variance explained by these QTLs varied from 11.89 to 24.65 percent. The highest and lowest phenotypic variation were observed fot root dry weight and shoot length respectively. Furthermore LODs were in range of 3.11 to 9.67. Considering the average of two environments, 14 QTLs were detected. Phenotypic variance explained by the identified QTLs varied from 11.41 to 23.20 percent, and belonged to root dry weight and shoot dry weight, respectively. The estimated LOD was in range of 3.12 to 7.25. In two different environmental conditions and their average QTL located on chromosome 4B interval markers of Wms121-Sukkula.1300 which control of shoot dry weight and seed vigor and QTL located on chromosome 2D between markers of Gwm349-Wmc445 Which is controlled vigor index was quite stable in all conditions that can be used for marker assisted selection.