ارزیابی تنوع ژنتیکی و بررسی ساختار جمعیت با استفاده از نشانگر SNP در شرایط تنش سرمای دیررس بهاره در گندم نان (Triticum aestivum L)

تنش سرمای دیررس بهاره در اوایل رشد زایشی گندم با افت ناگهانی دما در فصل بهار باعث خسارت می شود. تنوع ژنتیکی گیاهان، تعیین کننده پتانسیل آن ها برای افزایش کارایی و در نتیجه استفاده از آن ها در برنامه های اصلاحی است. این مطالعه با هدف ارزیابی ساختار جمعیت، تنوع ژنوتیپ های گندم و انتخاب ژنوتیپ های برتر در شرایط تنش سرما و نرمال انجام شد.

مواد و روش‏ها: 

تعداد 67 ژنوتیپ گندم نان به صورت کشت گلدانی در مزرعه در دو شرایط نرمال و تنش سرمای دیررس بهاره در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. اعمال تنش با انتقال گلدان ها در ابتدای مرحله زایشی به اتاق رشد با دمای ºC3- صورت گرفت. صفات فنوتیپی شامل عملکرد و اجزای عملکرد اندازه گیری شدند. ژنوتیپ یابی با استفاده از آرایه چند شکلی تک نوکلئوتیدی (SNP) با تراکم 9K صورت گرفت. تعداد 17093 نشانگر SNP در مطالعه حاضر استفاده شدند.

یافته‏ ها: 

محتوای اطلاعات چندشکلی برای نشانگرهای SNP در محدوده 03/0 تا 38/0 با میانگین 26/0 محاسبه محاسبه شد. تجزیه و تحلیل ساختار جمعیت، ژنوتیپ ها را در پنج زیر جمعیت گروه بندی کرد. تجزیه و تحلیل واریانس مولکولی نشان داد که 75 درصد از واریانس مشاهده شده در جمعیت، مربوط به تفاوت های درون جمعیتی بود. ژنوتیپ های مورد مطالعه بر اساس نشانگرSNP به 4 گروه و بر اساس صفات فنوتیپی در شرایط نرمال و تنش به ترتیب به 5 و 6 گروه تقسیم بندی شدند. ژنوتیپ های گروه اول که میانگین صفات بالاتری نسبت به سایر گروه ها در شرایط تنش داشتند، به عنوان ژنوتیپ های متحمل به سرمای دیررس بهاره معرفی گردیدند.

نتایج نشان داد که صفات وزن سنبله اصلی، عملکرد دانه در بوته، وزن دانه در سنبله اصلی و وزن 100 دانه در شرایط تنش سرمای دیررس بهاره بیشترین اهمیت در گروه بندی را داشتند. نتایج حاصل از شاخص های مولکولی محاسبه شده شامل شاخص های نشانگری و شاخص های تنوع، نشان داد که نشانگرهایSNP مورد استفاده کارایی نسبتا خوبی برای محاسبه تنوع ژنتیکی در جمعیت مورد مطالعه داشتند. در تجزیه خوشه ای بر مبنای ماتریس ژنوتیپی، ژنوتیپ های متمحل به سرما در گروه های جداگانه گروه بندی شدند که نشان دهنده ی متفاوت بودن سازوکارهای تحمل در این ژنوتیپ ها می باشد. این نتایج اطلاعات مفیدی در خصوص انتخاب منابع ژنتیکی متنوع در جهت بهبود تحمل به سرما در اختیار به نژادگران گندم قرار می دهد.