بررسی تنوع آللی مکان های ژنی دخیل در تغییر فازهای رشدی و نموی در برنامه های ملی به نژادی گندم و جو

تنظیم مناسب فازهای رشدی و تکاملی گندم و جو در محیط رشد خود، به نحوی که بتواند از یک سو از حداکثر پتانسیل موجود در محیط استفاده نمایند واز سوی دیگر از گزند شرایط نامساعد محیطی، مانند سرما و دیررسی، در امان بمانند می تواند یکی از راه های افزایش و پایداری تولید در واحد سطح و یا لااقل کاهش خسارتهای ناشی از عدم هماهنگی فازهای رشدی و نموی با محیط باشد. بدین ترتیب می توان تنظیم فازهای رویشی و زایشی گندم و جو را راهی موثر در افزایش بهره وری از اقلیم های جغرافیایی متنوع پنداشت. در این راستا صفات گلدهی و رسیدگی جز تاثیر پذیرترین صفات از برهمکنش عوامل ژنتیکی و محیطی می باشند. از این منظر، آگاهی تنوع آللی مکان های ژنی دخیل در نیاز سرمایی و حساسیت به طول روز از ضروریات یک برنامه اصلاحی مدرن به حساب می آید. نگرش موجود در برنامه های بهنژادی گندم ایران علی رغم گسترش علوم و فنون نوین نظیر نشانگرهای مولکولی به مدت دو دهه در کشور به خصوص پیرامون صفاتی نظیر تیپ رشد، نیاز سرمایی، و همچنین میزان حساسیت به طول روز یک نگرشی تجربی بوده و تمایز بین این تیپ های زراعی بواسطه غالب بودن کشت های پاییزه در سطح کشور تا کنون در آموزش عالی و نیز در بخش های مختلف تحقیقاتی دستگاه اجرایی موضوع یک نگرش حاصل از تکنولوژی ‭DNA ‬قرار نگرفته است. در این تحقیق تنوع آللی موجود در ژرم پلاسم گندم ایران برای صفات پاسخ به نیاز بهاره سازی ‭(Vernalization Response)‬، حساسیت به طول روز ‭(Photoperiod Sensitivity) ‬در مکان های ژنی ‭Vrn-A‬1، ‭Vrn-B‬1، ‭Vrn-D‬1 ، ‭Vrn-B‬3 و ‭Ppd-D‬1 در بخش تحقیقات غلات مورد ارزیابی مولکولی قرار گرفت. همچنین نیاز بهاره سازی ‭(Vernalization Response) ‬در مکان های ژنی ‭Vrn-H‬1 و ‭Vrn-H‬2 در ژرم پلاسم جو کشور مورد بررسی قرار گرفته شد. نتایج نشان داد که ‮‭15‬ رقم گندم واجد آلل غالب ‭Vrn-A‬1‭a ‬و 2 رقم واجد آلل غالب ‭Vrn-A‬1‭b ‬و یک رقم واجد آلل غالب ‭Vrn-A‬1‭c ‬و ‮‭42‬ رقم واجد آلل مغلوب ‭vrn-A‬1 بودند. آلل مغلوب ‭vrn-A‬1 غالبا به همراه یک یا دو آلل غالب ‭VRN ‬در مکان های ژنی دیگر دیده شد که مبین وجود بازه ای از نیاز سرمایی در گندم های ایرانی است. ‮‭43‬ رقم واجد آلل غالب ‭Vrn-B‬1 و ‮‭17‬ رقم واجد آلل مغلوب ‭vrn-B‬1 بودند. ‮‭30‬ رقم واجد آلل غالب ‭Vrn-D‬1 و مابقی ارقام واجد آلل مغلوب ‭vrn-D‬1 بودند. ‮‭22‬ رقم واجد آلل غالب ‭Vrn-B‬3 و ‮‭37‬ رقم واجد آلل مغلوب ‭vrn-B‬3 بودند. آزمون تعیین ژنوتیپ مکان ژنی مربوط به حساسیت به طول روز نشان داد ‮‭16‬ رقم واجد آلل غیر حساس به طول روز و ‮‭44‬ رقم واجد آلل حساس به طول روز بودند. نتایج تعیین ژنوتیپ در جو نشان داد ‮‭21‬ ژنوتیپ واجد محدوده بحرانی ورنالیزاسیون در مکان ژنی ‭VRN-H‬1 می باشند و در نتیجه آلل ‭VRN-H‬1 آنها از نوع مغلوب زمستانه ‭(vrn-H‬1) می باشد. در ‮‭30‬ ژنوتیپ دیگر به علت حذف ژنی این محدوده در ‭PCR ‬تکثیر نگردید و در نتیجه ژنوتیپ آنها به عنوان آلل غالب بهاره ‭(Vrn-H‬1) شناخته شد. بیشتر ژنوتیپ ها واجد ژن های سه گانه موجود در مکان ژنی ‭VRN-H‬2 بوده و در نتیجه ژنوتیپ آنها واجد آلل زمستانه غالب شناخته شد. تقریبا تمامی این لاین ها در آزمایش تیپ رشد عادت زمستانه نشان دادند به جر ژنوتیپ های ‮‭80392-1‬‭-BC-‬،‮‭1 80392‬‭-BC-‬،‮‭80207‬ ‭and ‬1‭-BC ‬که عادت رشدی فاکولتاتیو نشان دادند. از ارقام نامدار این گروه می توان از بهمن، گوهر جو، و ماکویی نام برد. همچنین لاین ‮‭80318-1‬‭-BC ‬به دلیل حذف ژن ‭ZCCT-Hb ‬با وجود منطقه بحرانی ورنالیزاسیون درجه پایینی از نیاز سرمایی نشان داد که تنها لاینی بود که به لحاظ تیوریک به عنوان فاکولتاتیو شناخته می شود بدین معنی که نیاز سرمایی ندارد اما سرما را می تواند تحمل کند. پیشنهاد می شود از این لاین برای مقاومت به سرما در بلوک های تلاقی استفاده شود. داده های حاصل از این آزمایش نقطه شروعی برای بحث و پی گیری بیشتر در خصوص این مکان های ژنی و نحوه اثر آنها در برنامه های بهنژادی ایجاد نموده است. از آن مهمتر به دلیل اینکه این تمرین علمی در بخش تحقیقات غلات انجام شد و دستورالعمل تعیین این ژنوتیپ ها که حاصل نتایج تحقیقات محققین دیگر می باشد گردآوری و مدون شده است و برای بهنژادگران میسر است که از روش های تعیین ژنوتیپ استفاده نموده و نسلهای در حال تفکیک را به سمت ژنوتیپ های با قابلیت سازگاری بهتر ضمن انجام انتخاب به کمک نشانگر ها سوق دهند. این طرح پس از خاتمه منجر به تولید دو مقاله علمی پژوهشی به شرح زیر شد. ‮‭924043‬ ‭Mohammadi‬، ‭M.‬، ‭Torkamaneh‬، ‭D.‬، ‭and Mehrazar‬، ‭E. ‬‮‭2012‬‭. Molecular examination and genotype diversity of vernalization sensitivity and photoperiod response in old and modern bread wheat cultivars grown in Iran. Journal of Crop Science and Biotechnology ‬‮‭265-259 :15‬‭. Mohammadi‬، ‭M. Torkamaneh‬، ‭D. and Nikkhah‬، ‭H. R. ‬‮‭2013‬‭. Correlation of vernalization loci VRN-H‬1 ‭and VRN-H‬2 ‭and growth habit in barley germplasm. International Journal of Plant Genomics. Volume ‬،‮‭2013‬ ‭Article ID.