تجزیه ارتباط برای محتوای پرولین و فروکتان در جو (Hordeum vulgare L.) تحت تنش سرمای دیررس بهاره با نشانگرهای میکروساتلیت

مقدمه: تنش های زنده و غیرزنده محیطی عامل کاهش کمیت و کیفیت محصولات زراعی هستند. نوعی از تنش سرما با عنوان سرمای دیررس بهاره وجود دارد که در صورت بروز، متناسب با مراحل رشدی محصول، قادر است آسیب های زیادی به کشاورزان و تولیدکنندگان وارد آورد. تجزیه ارتباطی امکان شناسایی اولیه و سریع جایگاه صفات کمی بر اساس عدم تعادل پیوستگی را فراهم می کند. این روش ابزار قدرتمندی جهت تشریح ژنتیک صفات پیچیده زراعی و شناسایی آلل های موثر بر کنترل صفت مورد نظر است. هدف از این مطالعه ارزیابی ساختار جمعیت و تجزیه ارتباط نشانگرهای SSR با صفات فیزیولوژیک ژنوتیپ های جو در شرایط تنش سرمای دیررس بهاره بود. در مجموع آغازگرهای شناسایی شده در مطالعه حاضر در صورت تایید با آزمایش های تکمیلی می توانند در برنامه به نژادی از طریق گزینش به کمک نشانگر استفاده شوند.مواد و روش ها: در این تحقیق، به منظور بررسی تنوع ژنتیکی، تعیین الگوی عدم تعادل پیوستگی و تجزیه ارتباطی برخی صفات فیزیولوژیک در جو زراعی، ۶۰ ژنوتیپ از موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج تهیه شده و به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار کشت شدند و پس از رشد (زادوکس۴۳-۵۴) تست های دمایی (C°۸+ و C° ۲-) را پشت سر گذرانده و سپس داده های فیزیولوژیک اندازه گیری و جمع آوری شدند. تجزیه واریانس صفات فیزیولوژیک و مقایسه میانگین داده ها با آزمون توکی در سطح احتمال ۵% با استفاده از نرم افزار SAS نسخه ۴/۹ انجام شد. از ژنوتیپ های تحت بررسی، استخراج DNA با استفاده از روش CTABانجام گرفت و کیفیت DNA با استفاده از ژل آگارز و کمیت آن به روش اسپکتروفتومتری تعیین گردید. برای بررسی تنوع مولکولی ژنوتیپ ها در واکنش PCR از ۲۰ آغازگر SSR استفاده گردید. نوارهای موجود در ژل ها به صورت هم بارز نمره دهی شدند و ماتریس حاصل برای تجزیه های آماری استفاده گردید. تجزیه موثر ساختار جمعیت با استفاده از روش Bayesian در نرم افزار Structure و شناسایی مکان های ژنی مرتبط با صفات مورد ارزیابی، بر اساس مدل MLMو با در نظر گرفتن ماتریس های Q (Population structure data) و K (Kinship matrix) به عنوان کوواریت با استفاده از نرم افزار TASSELV.۲.۱انجام گرفت.یافته های تحقیق: بر اساس تجزیه واریانس داده های فیزیولوژیک، تفاوت معنی داری از نظر تمامی صفات مورد مطالعه بین ارقام جو در هر یک از شرایط دمایی °C۸+ و°C ۲- مشاهده شد. بر اساس نتایج مقایسه میانگین در رابطه با صفت پرولین، در سطوح دمایی °C۸+ و°C ۲ –بیش ترین مﻘدار به ترتیب در ژنوتیپ های TN-۰۲-۶۷۳۴ و بهمن و کم ترین مقدار به ترتیب در ژنوتیپ های نصرت و TN-۰۲-۴۹۵۲ مشاهده شد. بیش ترین و کم ترین مقدار فروکتان در دمای °C۸+ به ترتیب مربوط به ارقام دشت و TN-۰۲-۶۲۹۷ بوده و در دمای °C۲ –بیش ترین و کم ترین مقدار به ترتیب مربوط به ارقام ریحان و TN-۰۲-۶۲۹۷ بود. محتوای اطلاعات چند شکل، از ۵۹/۰ در نشانگر Bmag۰۰۷۷ تا ۸۲/۰ در نشانگر Bmag۰۰۳۲ و تنوع ژنی از ۶۳/۰ تا ۸۴/۰ با متوسط ۷۴/۰ و فراوانی آلل رایج از ۲۱/۰ تا ۵۲/۰ متغیر بود. نتایج تجزیه ساختار جمعیت، نشان دهنده وجود دو زیرجمعیت بود. در تجزیه ارتباط بر اساس مدل خطی مخلوط (MLM)، در مجموع ۵ مکان SSR ارتباط معنی داری با عوامل کنترل کننده صفات مورد بررسی داشتند (P-value<۰.۰۵). از این تعداد ۳ مکان با ژن های کنترل کننده صفت پرولین در شرایط تنش°C ۲- (Bmag۰۵۱۸, Bmag۰۲۱۱, Ebmac۰۶۷۴)، یک مکان با ژن های کنترل کننده پرولین در شرایط °C۸+ (Bmag۰۲۲۳) و یک مکان با ژن های کنترل کننده صفت فروکتان در شرایط °C۸+ (Bmag۰۱۷۳) ارتباط معنی دار داشتند. در شرایط تنش°C ۲- برای صفت فروکتان نشانگر با ارتباط معنی دار شناسایی نشد. با توجه به نتایج به دست آمده می توان بالقوه نشانگرهای Bmag۰۵۱۸, Bmag۰۲۱۱, Ebmac۰۶۷۴, Bmag۰۲۲۳, Bmag۰۱۷۳ را به عنوان بهترین نشانگر جهت آنالیز و گزینش به کمک نشانگر برای بهبود تحمل سرما در جو معرفی کرد. نتیجه­ گیری: با استفاده از روش تجزیه ارتباطی تعدادی نشانگر با ارتباط معنی ­دار برای صفات پرولین و فروکتان تحت تنش سرما شناسایی شدند. از نشانگرهای شناسایی شده بعد از اعتبارسنجی می ­توان در اصلاح به کمک نشانگر برای بهبود مقاومت به سرما استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

جو ، تنش سرما ، پرولین ، فروکتان ، تجزیه ارتباطی ، نشانگرهای SSR