نقشه یابی ژنتیکی گلرنگ برای مکان یابی QTLهای کنترل کننده عملکرد تحت تنش خشکی در مرحله زایشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد اصلاح نباتات، بخش زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران.

2 دانشیار اصلاح نباتات، بخش زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه شهید باهنرکرمان، کرمان، ایران، کد پستی 133-76169.

3 استادیاراصلاح نباتات، پژوهشکده زیست فناوری، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.

چکیده

در این مطالعه شناسائی QTL های کنترل کننده عملکرد و اجزای عملکرد در ژنوم گلرنگ تحت تنش خشکی صورت گرفت. فامیل های F3 منتج از تلاقی لاین مکزیکی 191-22 ( لاین متحمل به خشکی) و لاین ایرانی IL111 ( لاین حساس) به خشکی از نظر صفات مزرعه ای مورد ارزیابی قرار گرفتند. تحمل به خشکی در مرحله 10 درصد گلدهی اعمال شد. برای شناسائی  QTLهای کنترل کننده صفات مرتبط با تحمل به خشکی از روش مکان یابی فاصله ای مرکب استفاده شد. نقشه ژنتیکی با استفاده از نشانگرهای SSR و ISSR استفاده گردید. 145 باند حاصله در قالب 24 گروه لینکاژی طول نقشه ای برابر با 646 سانتی مورگان پوشش دادند. این مطالعه به شناسائی 18 QTL مرتبط با عملکرد و اجزای عملکرد منتهی شد. براساس یافته های این پژوهش چهار QTL بزرگ اثر و سه گروه لینکاژی 2،4و 6 نقش مهمی در تحمل به خشکی نشان دادند. نقشه ژنتیکی حاضر ارائه کننده اطلاعات اولیه مفیدی برای مکان یابی  QTLهای صفات زراعی مهم گلرنگ تحت تنش خشکی است و می تواند به عنوان مبنای اولیه در مطالعات نقشه یابی مقایسه ای، اشباع نقشه با هدف گزینش به کمک نشانگر در مطالعات بعدی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


Abdi N., Darvishzadeh R., Jafari M., Pirzad A., and Haddadi P. (2012). Genetic analysis and QTL mapping of agro-morphological traits in sunflower (Helianthus annuus L.) under two contrasting water treatment conditions. Plant Omics Journal, 5: 149–15.
Bartels D., and Sunkar R. (2005). Drought and salt tolerance in plants. Critical Reviews in Plant Sciences, 24: 23–58.
Bassil E. S., and Kaffka S. R. (2002a). Response of safflower (Carthamus tinctorius L.) to saline soils and irrigation I. Consumptive water use. Agricultural Water Management, 54: 67–80.
Camas N., and Esendal E. (2006). Estimation of broad-sense heritability for seed yield and yield components of safflower (Carthamus tinctorius L.). Hereditas, 143. 55–57.
Chpman M. A., and Buurke J. M. (2007). DNA sequence diversity and the origin of cultivated safflower (Crthamus tinctorius L. Asteraceae). BMC plant Biology, 7: 60.
Collard B. C. Y., Jahufer M. Z. Z., Brouwer J. B., and Pang E. C. K. (2005). An introduction to markers, quantitative trait loci (QTL) mapping and marker-assisted selection for crop improvement. The basic concepts. Euphytica, 142: 169–196.
Dajue L., and Mundel H. (1996). Safflower (Carthamus tinctorius L.); IPGRI. Rome, Italy, p. 83.
Doyle J. J., and Doyle J. L. (1987). A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin, 19: 11–15
Ebrahimi A., Maury P., Berger M., Calmon A., Grieu P., and Sarrafi A. (2009). QTL mapping of protein content and seed characteristics under water-stress conditions in sunflower. Genome, 52: 419–430.
Falconer D. S., and Mackay T. F. C. (1996). Introduction to quantitative genetics. Longman, Harlow, U.K.
Golkar P., Arzani A., and Rezaei A. M. (2011). Genetic variation in safflower (Carthamus tinctorious L.) for seed quality-related traits and inter-simple sequence repeat (ISSR) markers. Int J Mol Sci, 12. 2664–2677. doi.10.3390/ijms12042664.
Golkar P., Arzani A., and Rezaie A. M. (2012). Genetic analysis of agronomic traits in safflower (Carthamus tinctorious L.). Notulae Botanicae Horti Agrobotanici, 40: 276–281.
Hamdan Y.A.S., Velasco L., and Perez-Vich B. (2008). Development of SCAR markers linked to male sterility and very high linoleic acid content in safflower. Molecular Breeding, 22: 385–393.
Hamdan Y. A. S., Garcia-Moreno M. J., Fernandez-Martinez J. M., Velasco L., and Perez-Vich B. (2012). Mapping of major and modifying genes for high oleic acid content in safflower. Molecular Breeding, 30: 1279–1293.
Kearsey M. J., and Pooni H. S. (1996). The genetical analysis of quantitative Traits.
Kirigwi F. M., Ginkel M. V., Brown-Guedira G., Gill B. S., Paulsen G. M., and Fritz A. K. (2007). Markers linked to male sterility and very high linoleic acid content in safflower. Molecular Breeding, 22: 385–393.
Kotecha A., and Zimmerman L. H. (1978). Genetics of seed dormancy and its association with other traits in safflower. Crop Science, 18: 1003–1007.
 Liqing Ma., Zhou E., Hou N., Zhou R., Wang G., and Jia J. (2007). Genetic analysis of salt tolerance in a recombinant inbred population of wheat (Triticum aestivum L.). Euphytica, 153: 109–117.
Marita T., and Muldoon D. (1995). Effect of irrigation schedules and new spacing on the yield of safflower (Carthamus tinctorius L.). Journal of Oil grain Research, 7: 307–308.
Manly K. F., and Olson J. M. (1999). Overview of QTL mapping software and introduction to map manager QT.Mamm. Genome, 10: 327–334.
Mayerhofer R., Archibald C., Bowles V., and Good A. G. (2010). Development of molecular markers and linkage maps for the Carthamus species. C.tinctorius and C. oxycanthus. Genome, 53: 266–276.
McCouch S. R. (2008). CGSNL (Committee on Gene Symbolization, Nomenclature, Linkage, Rice Genetics Cooperative) Gene nomenclature system for rice. Rice, 1: 72–84.
Pandey R.K., Maranville J.W., and Admou A. (2001). Tropical wheat response to irrigation and nitrogen in a Sahelian environment. I. Grain yield, yield components and water use efficiency. European Journal of Agronomy, 15: 93–105.
Parry M. A. J., Flexas J., and Medrano H. (2005). Prospects for crop production under drought. Research priorities and future directions. Annals of Applied Biology, 147: 211–226.
Pearl S. A., Bowers J. E., Chin-Wo S. R., Michelmore R. W., and Burke J. M. (2014). Genetic analysis of safflower domestication. BMC Plant Biology, 14: 43.
Quiroga A. R., Dı´az-Zorita M., and Buschiazzo D. E. (2001). Safflower productivity as related to soil water storage and management practices in semiarid regions. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 32: 2851–2862.
Saeed M., Guo W., Ullah I., Tabbasam N., Zafar Y., Rahman M., and Zhang T. (2011). QTL mapping for physiology, yield and plant architecture traits in cotton (Gossypium hirsutum L.) grown under well-watered versus water-stress conditions. Electronic Journal of Biotechnology, 14: 1–13.
Saini H. S., and Westgate M. E. (2000). Reproductive development in grain crops during drought. Advances in Agronomy, 68: 59–96.
SAS Institute. (2004). Base SAS 9.1 procedures guide. Cary (NC). SAS Institute Inc. 36.
Schon C. L., Melchinger A. E., Guthrie W. D., and Woodman W. L. (1993). Mapping and characterization of quantitative trait loci affecting resistance against-second generation European corn borer in maize with the aid of RFLPs. Heredity, 70: 646–659.
Singh R. J. (2007) Genetic Resources, Chromosome Engineering and Crop Improvement; CRC Press Inc. Boca Raton, FA, USA, p. 320.
Zareie S., Mohammadi-Nejad G., and Sardouie-Nasab S. (2013). Screening of Iranian safflower genotypes under water deficit and normal conditions using tolerance indices. Australian Journal of Crop Science, 7: 1032–1037.
Zhang L., Xu X., Zhao Ch., Shan F., Yuan S., and Sun H. (2011). QTL Analysis of plant height in photoperiod-thermo sensitive male sterile wheat. Mole Plant Breeding, 2(13). 92–97
Wang S., Basten C.J., and Zeng Z.B. (2010). Windows QTL Cartographer 2.5, Department of Statistics, North Carolina State University, Raleigh, NC, USA (Available from http.//statgen.ncsu.edu/qticart/WQTLCart.htm).
Wang Z.F., Cheng J.P., Chen Z.W., Huang J., Bao Y.M., Wang J.F., and Zhang H.S. (2012). Identification of QTLs with main, epistatic and QTL×environmental interaction effects for salt tolerance in rice seedlings under different salinity conditions. Theor Appl Genet, 125. 807–815.
Wang H., Guiling C.H., Huawen Z., Liu B., Yang Y., Qin L., and Guan Y. (2013). Identification of QTLs for salt tolerance at germination and seedling stage of Sorghum bicolor L. Moench. Euphytica, DOI 10.1007/S10681–013–1019–7.