شناسایی QTL های کنترل کننده ابعاد دانه در جمعیت 2F حاصل از تلاقی دو رقم برنج ایرانی

بهبود کیفیت دانه یکی از مهمترین اهداف اصلاحی در بسیاری از برنامه های به نژادی برنج می باشد. کیفیت دانه در برنج صفت کاملاً پیچیده ای است و شامل کیفیت آسیاب کردن، کیفیت ظاهری و کیفیت پخت و خوراک می باشد. کیفیت پخت بیشتر به وسیله میزان امیلوز، درجه حرارت ژلاتینی شدن و قوام ژل تعریف می شود. در حالیکه کیفیت ظاهری معمولاً به وسیله اندازه دانه و شفافیت آندوسپرم بیان می گردد. شناسایی نشانگرهای پیوسته با هر یک از اجزاء مرتبط با کیفیت دانه در برنج، اهمیت زیادی برای به نژاد گران دارد، چراکه از طریق اجرای برنامه های گزینش به کمک نشانگر (marker-assisted selection,MAS)به طور هدفمند می توان به بهبود کیفیت نائل شد. در مطالعه حاضر، QTLهای کنترل کننده اندازه دانه (طول و عرض دانه) در یک جمعیت F2 حاصل از تلاقی دو رقم برنج ایرانی به اسامی دم سفید و گرده شناسایی شدند. 192 گیاه F2 از تلاقی فوق به دست آمد که به همراه هر دو والد برای اندازه گیری ابعاد دانه در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) کشت شدند. برای اندازه گیری ابعاد دانه از نمونه های 20 بذری استفاده گردید و میانگین طول و عرض دانه (میلیمتر) در بذور F3 حاصل از هر گیاه F2 اندازه گیری شد. برای تهیه نقشه پیوستگی مولکولی از 88 نشانگر ریز ماهواره (SSR) که توزیع خوبی بر روی 12 کروموزوم برنج داشتند، استفاده گردید. نقشه پیوستگی حاصل (با حداکثر نوترکیبی3/. و LOD بزرگتر مساوی5)، 1367/9 سانتی مورگان از ژنوم برنج را پوشش داد و فاصله متوسط نشانگرها از یکدیگر 18 سانتی مورگان بود. برای شناسایی نواحی ژنومی کنترل کننده صفات مورد مطالعه از دو روش تجزیه QTL استفاده گردید. ابتدا مکان یابی فاصله ای LOD ≤ 3، مورد استفاده قرار گرفت و سپس از مکان یابی فاصله ای مرکب (GIM) برای تأیید QTLهای شناسایی شده استفاده گردید. در مجموع 10 فاصله نشانگری حامل 12 QTL شناسایی گردید که پنج QTL طول دانه و هفت QTL عرض دانه را کنترل کردند. سهم واریانس فنوتیپی توجیه شده به وسیله هر QTL از 9/5% تا 34/1% متغیر بود. برای طول دانه، یک QTL بزرگ اثر بر روی کروموزوم 3 (فاصله RM251-RM554) شناسایی شد که به تنهایی 19/3% از واریانس فنوتیپی را توحیه کرد. دو QTL بزرگ اثر بر روی کروموزومهای 3 (فاصله RM7-RM251) و 8 (فاصله RM256-RM230) مکان یابی شدند که به ترتیب 34/1% و 20% از واریانس فنوتیپی عرض دانه را کنترل کردند. اثر افزایشی QTLها از 08/. میلیمتر تا 32/. میلیمتر متغیر بود و در تمامی QTLهای شناسایی شده، آلل های دم سفید باعث افزایش طول دانه (با میانگین اثر افزایشی 21/. میلیمتر در هر QTL) و کاهش عرض دانه (با متوسط اثر افزایشی 11/. میلیمتر در هر QTL) شدند. نوع عمل ژن در QTLهای شناسایی شده از غالبیت جزئی تا فوق غالبیت متغیر بوده و در همه QTLها، غالبیت به شمت افزایش طول و کاهش عرض دانه بود. دو QTL که در فاصله های نشانگری RM437-RM289 و RM481-RM125 (به ترتیب بر روی کروموزوم های 5 و 7 ) شناسایی شدند. هر دو صفت را کنترل کردند که احتمالاً ناشی از اثرات پلیوتروپی QTL های یکسان و یا پیوستگی قوی QTLهای پیوسته بود.

Keywords:

برنج , ابعاد دانه , نشانگرهای SSR , نقشه لینکاژی , مکان یابی QTL