بررسی ماهیت ژنتیکی لاین های جهش یافته برنج با استفاده از صفات ریخت شناسی و آغازگرهای SSR همبسته با ژن برگرداننده باروری (Rf)

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: عملکرد ارقام هیبرید ۲۰ تا ۳۰ درصد نسبت به ارقام متداول بیشتر است. از طرفی مهمترین چالش برای اصلاحگران هیبرید بویژه در ایران، انتخاب ژنوتیپ های والدینی است که دارای ژن برگرداننده باروری بوده و نهایتا منجر به هتروزیس شود. پژوهش حاضر با ارزیابی صفات ریخت شناسی ۱۹ ژنوتیپ برنج و همبستگی سه آغازگر  مولکولی SSR مرتبط با ژن برگرداننده باروری Rf۳ و Rf۴  اجرا گردید. مواد و روش ها: این ژنوتیپ ها در سال ۱۳۹۸ در مزرعه پژوهشی پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار کشت شد. صفات کمی و زراعی به ویژه عملکرد شلتوک ارزیابی شد. استخراج DNA با روش CTAP با کمی تغییر، از نمونه های برگی انجام گردید. از سه نشانگر SSR همبسته با دو ژن اصلی RF۳ شامل نشانگرهای RM۴۹۰ و RM ۳۱۴۸ و ژن RF۴ همبسته با نشانگرRM۱۷۱  برای شناسایی ژن‎های برگرداننده باروری در برنج استفاده شد. یافته ها: نتایج مقایسات میانگین ژنوتیپ های برنج نشان داد که، ژنوتیپ P۱۵-۶ با ۱۱۸/۳۳ زودرس ترین و تمامی ژنوتیپ های خارجی با دوره رسیدگی ۱۵۰ روزه جزء دیر رس ترین بوده است. بیشترین میزان عملکرد ژنوتیپ ها (بالای ۷۰۰ گرم در متر مربع) مربوط به ژنوتیپ های ندا، IR ۸۶۴۰۳-۵-۵-۲-۱-۱-۱-۱-۱R، P۱۵-۶، P۱۲-۵-۳-۳-۲-۲-۱، P۱۲-۵-۳-۳-۲-۱-۱ و P۸-۷-۲-۱-۴-۲-۱-۱ بوده که به دلیل داشتن تعداد پنجه بارور، تعداد خوشه بارور، وزن هزار دانه و باروری خوشه بالا بوده است. در نتایج تجزیه خوشه ای  ارقام والدینی در سه گروه تفکیک شداند که در گروه اول (متوسط رس، طول خوشه بلند، تعداد دانه پر بالا، و طول دانه بلند) رقم جلودار، در گروه دوم (بیشترین باروری خوشه، وزن هزار دانه و عملکرد شلتوک بالا) رقم ندا به همراه چهار لاین دیگر و تمامی ارقام خارجی در گروه سوم (دیررس، طول دانه کوتاه و تراکم بالای دانه) قرار گرفته اند. تجزیه به مولفه های اصلی، صفات مورد مطالعه را به چهار مولفه اصلی با مقادیر ویژه بالای یک تقسیم نمودند که مجموعا ۸۲/۶۱ درصد تغییرات داده ها را توجیه نموده است که این چهار مولفه ارزش بیشتری داشته و ارتباط بین صفات را بیان می کند. در مجموع الگوی باندی سه نشانگر نشان داد ژنوتیپ های IR ۶۸۰۷۸-۱۵-۲-۱-۲-۲-R،IR۶۵۶۲۲-۱۵۱-۱-۲-۲-۲-R  و NSIC RC۴۳۴ دارای ژن برگرداننده باروری بودند. نتیجه­ گیری: جمع بندی هر ۳ نشانگر SSR نشان داد که ژنوتیپ های P۹-۷-۱-۱-۱، P۱۱-۶-۲-۱-۱-۱، P۱۴-۱ وP۱۵-۲  با دو نشانگر RM۳۱۴۸، RM۴۹۰، دارای ژن Rf۳ هستند و هیچ از ژن های Rf۴ را دارا نبوده و علت اینکه برخی ژنوتیپ ها با نشانگر RM۳۱۴۸ دارای ژن Rf تشخیص داده شده است ولی با نشانگر RM۴۹۰ تشخیص داده نشد می تواند به دلیل کراسینگ اور بین ژن مورد نظر و نشانگر باشد بنابراین ژنوتیپ هایی که دارای ژن برگرداننده باروری تشخیص داده شدند بعنوان لاین های برگرداننده باروری بوده و قابلیت بکارگیری در برنامه برنج هیبرید را دارند.  

Keywords:

Cluster analysis , Hybrid rice , Molecular markers , Panicle fertility , باروری خوشه , برنج هیبرید , تجزیه کلاستر , نشانگرهای مولکولی