شناسایی نشانگرهای ریزماهواره پیوسته با نواحی ژنومی کنترل کننده عملکرد و صفات فنوفیزیولوژیک در توده ها و ارقام گندم نان تحت شرایط متفاوت رطوبتی

گندم یکی از اصلی ترین گیاهان زراعی جهان است و تنش خشکی نیز از عمده ترین عوامل محیطی کاهش محصولات کشاورزی است. ارزیابی تنوع ژنتیکی در فعالیت های به نژادی، پایه اصلی پیشرفت و دست یابی به خودکفایی در بخش کشاورزی است. این آزمایش به منظور بررسی ارتباط نشانگرهای ریزماهواره، با نواحی ژنومی کنترل کننده عملکرد، صفات فیزیولوژیک و فنولوژیک در 23 توده و دو رقم گندم نان و همچنین ارزیابی تنوع ژنتیکی جمعیت مورد مطالعه از نظر عملکرد، صفات فیزیولوژیک، فنولوژیک و نشانگرهای ریزماهواره تحت شرایط دیم و آبیاری انجام شد.

این پژوهش در سال زراعی 96-1395 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار تحت دو شرایط دیم و آبیاری نرمال در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه رازی اجرا شد. صفات اندازه گیری شده شامل عملکرد دانه، 15 صفت فیزیولوژیک و 6 صفت فنولوژیک بودند. به منظور ارزیابی مولکولی ژنوتیپ های مورد مطالعه از 20 جفت نشانگر ریزماهواره استفاده شد. DNA ژنومی از گیاهچه های دو تا سه هفته ای حاصل از کشت بذرها با روش CTAB تغییر یافته و به صورت بالک استخراج شد. جهت تعیین کیفیت و کمیت DNA ژنومی استخراج شده از روش الکتروفورز ژل آگارز 8/0 درصد استفاده شد. در نهایت رابطه بین نشانگرهای ریزماهواره، عملکرد، صفات فیزیولوژیک و فنولوژیک در شرایط دیم و آبیاری با استفاده از تجزیه رگرسیون گام به گام توسط نرم افزار SPSS23 بررسی شد.

تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف معنی داری بین توده ها برای بیشتر صفات مورد مطالعه وجود داشت. در ارزیابی تنوع ژنتیکی توده ها با استفاده از 20 جفت نشانگر ریزماهواره، 16 ترکیب آغازگری چندشکلی مناسبی داشتند. آغازگرهای XCFD168-2D، XGWM350-7D و XGWM136-1A مناسب ترین آغازگرها برای گندم در مطالعات بعدی معرفی شدند. نتایج تجزیه ارتباطی به وسیله رگرسیون گام به گام نشان داد در هر دو شرایط دیم و آبیاری، نشانگرهای XGWM350 (a3) و XGWM334 (a1) در مورد صفات فیزیولوژیک و نشانگرهای XGWM642 (a1)، XGWM350 (a1) و XCFD168 (a1) در مورد صفات فنولوژیک مشترک بودند. نشانگر XGWM410 (a1) در مورد عملکرد، صفات فیزیولوژیک و فنولوژیک در هر دو شرایط؛ نشانگر XGWM265 (a1) در مورد عملکرد و صفات فیزیولوژیک در شرایط آبیاری و صفات فنولوژیک در هر دو شرایط؛ نشانگر XGWM124 (a2) در مورد عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک در شرایط دیم و صفات فنولوژیک در هر دو شرایط؛ نشانگر XGWM165 (a1) در مورد صفات فیزیولوژیک و فنولوژیک در شرایط دیم و نشانگر XGWM577 (a2) در مورد عملکرد دانه و صفات فیزیولوژیک در شرایط آبیاری و برخی صفات فنولوژیک در شرایط دیم به طور مشترک دارای ارتباط بودند. در ضمن بیشترین نشانگرهای مثبت در شرایط دیم مربوط به صفت سرعت پر شدن دانه و در شرایط آبیاری به ترتیب مربوط به صفات عملکرد دانه، کارایی مصرف آب، سرعت پر شدن دانه، محتوی آب نسبی برگ و روز تا رسیدگی فیزیولوژیک می باشد.

با توجه به ارزیابی تنوع ژنتیکی، آغازگرهای XCFD168-2D، XGWM350-7D و XGWM136-1A، مناسب ترین آغازگرها برای گندم در مطالعات بعدی معرفی می شوند. نتایج تجزیه ارتباطی نیز نشان داد که بیش تر نشانگرهای تولیدی توسط آغازگرهای مورد استفاده در این پژوهش دارای ارتباط معنی دار بالایی با صفات مورد مطالعه بودند. با استفاده از این آغازگرها که توانایی تکثیر مکان های ژنی آگاهی بخش را دارند، می توان گیاهان را در مرحله گیاهچه ای غربالگری کرد. از طرف دیگر، آغازگرهای ریزماهواره پیوسته با صفات، در برنامه های اصلاحی گزینش به کمک نشانگر به منظور شناسایی والدین مناسب جهت تهیه جمعیت های نقشه یابی و تولید ارقام جدید پیشنهاد می شوند.