مطالعه ژنتيكي تحمل به خشكي در تلاقي‌هاي بين‌گونه‌اي گندم تتراپلوييد و بررسي ارتباط نشانگري براي تحمل به تنش گرما در جمعيت WAMI

گندم (Triticum spp.) به عنوان يكي از مهم‌ترين گياهان زراعي دنيا، سهم قابل توجهي در تأمين كالري مورد نياز بشر دارد. به طوري كه با توليد سالانه بيش از 700 ميليون تن، حدود 20 درصد پروتئين و كالري مورد نياز تقريباً 5/4 ميليارد نفر را تأمين مي‌كند. از طرفي، افزايش رو به رشد جمعيت جهان، اهميت توليد گندم را بيش از پيش برجسته مي‌كند. اين درحالي است كه تنش‌هاي غيرزيستي مانند خشكي و گرما در قرن حاضر به عنوان يك تهديد جدي، توليد غلات بويژه گندم را با چالش‌هاي اساسي مواجه كرده است كه مي‌تواند به طور مؤثري باعث افت عملكرد و كيفيت دانه‌ شود. بنابراين براي پاسخگويي به نياز آينده، افزايش عملكرد و پايداري آن تحت شرايط تنش، به‌ويژه خشكي و گرما، به‌عنوان يك هدف راهبردي مطرح است. لازمه دستيابي به اين هدف؛ درك عميق سازوكارهاي، ژنتيكي و مولكولي پاسخ گندم به تنش‌هاي محيطي و بهره‌گيري هم‌زمان از منابع ژنتيكي متنوع و ابزارهاي نوين مطالعه ژنتيكي مانند نقشه‌يابي ارتباطي سراسر ژنومي (GWAS) است. بدين منظور، مطالعه هم‌زمان گندم نان (Triticum aestivum) و دوروم (Triticum durum) كه هر كدام سهم متناسب و قابل توجهي در توليد دارند و همچنين گندم‌هاي ايمر (Triticum dicoccum) به عنوان منبع ژنتيكي غني و پايه اصلاح ژنتيكي، ضروري به نظر مي‌رسد. بنابراين مطالعه اول اين پژوهش به منظور بررسي رفتار ژنتيكي صفات عملكردي و كيفيتي دانه، بررسي تحمل تنش‌ خشكي و شناسايي ژنوتيپ‌هاي متحمل در تلاقي‌هاي بين گونه‌اي گندم‌هاي دوروم و ايمر انجام شد. مطالعه دوم با بهره‌گيري از جمعيت گندم نان WAMI‌، با اهداف بررسي ارتباط نشانگري و كشف نشانگرهاي ژنتيكي مرتبط با صفات مختلف فنولوژي، مورفولوژي، عملكردي و كيفيتي دانه تحت تنش گرماي آخر فصل و يافتن ژن‌هاي كانديد دخيل در كنترل صفات در محيط‌هاي مختلف، انجام شد. اين پژوهش در طول سال‌هاي 1398 الي 1402 در مزرعه تحقيقاتي لورك و آزمايشگاه‌هاي دانشكده كشاورزي دانشگاه صنعتي اصفهان انجام گرديد. مواد ژنتيكي مطالعه اول شامل هشت رقم گندم دوروم‌، چهار رقم گندم ايمر (به عنوان والدين) و نسل‌ F2 حاصل از تلاقي داي‌آلل بين آن‌ها بود كه تلاقي‌هاي مستقيم آن‌ها تا نسل F5 در اين پژوهش پيش برده و مطالعه‌ شدند. مواد ژنتيكي ذكر شده در نسل F2 تا F4 به همراه والدين به صورت طرح لاتيس ساده و با دو تكرار در هر محيط (تنش و معمول) مورد ارزيابي قرار گرفتند. گزيده لاينها در نسل F5 به صورت طرح بلوك كامل تصادفي و سه تكرار در هر محيط مورد ارزيابي قرار گرفتند. مواد ژنتيكي مطالعه دوم، يك زير جمعيت متشكل از 153 ژنوتيپ از جمعيت گندم نان WAMI به همراه سه رقم شاهد ايراني (قدس، پيشتاز و روشن) بود. جمعيت WAMI به منظور نقشه‌يابي ارتباطي صفات پيچيده تحت شرايط تنش از طرف مؤسسه بين المللي سيميت معرفي شده است. اين مواد ژنتيكي به صورت طرح آلفا لاتيس 13×12 و با دو تكرار در هر تاريخ كاشت (كاشت پاييزه: منعكس‌ كننده محيط معمول و كاشت بهاره: منعكس كننده محيط تنش گرمايي انتهايي) و در طول دو سال زراعي (1398 الي 1400) مورد ارزيابي قرار گرفت. تعداد 14968 نشانگر SNP از Illumina iselec‎t 90K SNP با موقعيت فيزيكي شناخته شده در ژنوم، براي شناسايي ارتباط نشانگر- صفت (MTA) براي صفات مختلف عملكردي و كيفيتي دانه در دو محيط معمول و تنش گرما استفاده شد. ارقام شاهد ايراني نيز در ارزيابي‌هاي زراعي و بيومتري به منظور مقايسه تحمل تنش با گندم‌هاي WAMI، مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج مطالعه اول نشان داد كه تلاقي‌هاي حاصل از گندم‌هاي دوروم و ايمر داراي تنوع ژنتيكي قابل توجهي براي صفات مختلف هستند و امكان انتخاب لاين‌هاي متحمل به خشكي با عملكرد دانه بالا بويژه در نسل‌هاي پيشرفته‌تر مانند F4 و F5 را فراهم مي‌كند. همچنين نتايج نشان داد كه با پيشرفت نسل‌ها، وراثت‌پذيري صفات كليدي افزايش يافته و سهم واريانس ژنتيكي نسبت به واريانس كل افزايش داشت.....

237125

ژنتيك و به نژادي گياهي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان