بخشی از مقاله
چکیده
کیفیت ظاهري دانه برنج عمدتا شامل طول دانه و نسبت طول به عرض میباشد و سهم بسزایی در بازارپسندي محصول دارد. با توجه به اینکه تعیین فنوتیپ شکل دانه در مراحل اولیه رشد گیاه میسر نمیباشد انتخاب به کمک نشانگرهاي مولکولی گامی اساسی در جهت بهبود صفات کمی و کیفی برنج میباشد. در این تحقیق به منظور ترمیم صفات کمی و کیفی رقم جدید قائم، از دو رقم محلی شصتک و دمسیاه و دو رقم اصلاح شده فجر و نعمت بعنوان والد در تلاقی استفاده گردید. جهت اجراي MAS در لاینهاي حاصل از تلاقیهاي مرکب، ابتدا کارایی نشانگر GS3 با استفاده از بررسی همبستگی الگوي باندي با فنوتیپ والدین تایید گردید. بدین نحو که رقم شصتک با خصوصیات دانه گرد، نسبت به سایر والدین الگوي باندي منحصربفردي ایجاد نمود.
از الگوي باندي نشانگر GS3 در تلاقیهاي مرکب شماره 1 - فجر / قائم // شصتک / قائم - ، تلاقی شماره 3 - نعمت / قائم // شصتک / قائم - و تلاقی شماره 4 - شصتک / قائم // دمسیاه/ قائم - جهت تمایز بوتههاي هتروزیگوس داراي آلل شصتک - نامطلوب - از سایر بوتهها - دانه کشیده - استفاده گردید. شایان ذکر است براي دستیابی به لاینهاي خالص، بوتههاي دانه بلند انتخابی میبایست در نسلهاي پیشرفتهتر مورد بررسی قرار گیرند. نتایج این تحقیق نشان میدهد که از نشانگر لوکوس GS3 میتوان به عنوان روشی کم هزینه و آسان جهت بهبود کیفیت طول دانه استفاده نمود.
مقدمه
طول دانه یکی از صفات کیفی مهم برنج میباشد که تاثیرش در وزن دانه و عملکرد محصول دیده میشود . - 8 - طول دانه و شکل آن یکی از عوامل اصلی بازارپسندي آن بوده و تاثیر بسزایی بر روي پخت و فرآیند تبدیل آن دارد . - 4 - دانه هاي برنج از نظر طول - میلیمتر - به دانه هاي خیلی بلند - بیش از - 7/5، بلند - 6/61-7/5 - ، متوسط - 5/5-6/6 - و کوتاه 5/5 - و یا کمتر - تقسیم می شوند - . - 3 طول دانه صفتی کمی است ، یک QTL براي طول دانه در اطراف ناحیه پري سانترومریک کرومزوم 3 به نام GS3 شناسایی شده که 90 -80 درصد تنوع طول دانه را به خود اختصاص داده است و تاثیر منفی بر روي طول دانه دارد.
مقایسه توالی ژنوتیپ هاي دانه بلند و دانه کوتاه نشان داده است که اگزون شماره 2 لوکوس GS3 یک چند شکلی تک نوکلئوتیدي1 دارد که شکل دانه بواسطه آن تغییر میکند. این SNP در سطح پروتئین کدون سیستئین را - TGC - به کدون پایان - TGA - تغییر میدهد . - 5 - با توجه به اینکه تعیین شکل دانه در مراحل اولیه رشد گیاه امکان پذیر نمیباشد، همچنین اهمیت شکل دانه در بین مصرف کنندگان، محققان را به این امر واداشت تا نشانگرهایی که با ژن مورد نظر پیوسته هستند، به منظور تعیین طول دانه در مراحل اولیه رشد برنج به کار گیرند. گرچه اوایل نشانگرهاي RFLP، RZ562 و RZ323 گزارش شده بود اما به علت فاصله زیاد از ژن مورد نظز در برنامه هاي انتخاب به کمک نشانگرهاي مولکولی - MAS2 - کاربردي نبودند .
- 1 - نشانگرهاي SSR نیز از قابلیت چندانی در تشخیص این صفت برخوردار نبودند . - 2 - پس از آن نشانگرهایی دقیق تر بر مبناي جهش تک نوکلئوتید مورد بررسی قرار گرفتند. فان و همکاران 3 نشانگر CAPS را بر مبناي جهش تک نوکلئوتیدي در دومین اگزون این ژن توسعه دادند اما این نشانگر به علت هضم بعد از PCR و استفاده از ژل اکریل آمید و رنگ آمیزي نقره، در MAS هزینه بالا و وقت زیادي را به خود اختصاص میداد.
در همین راستا محققان دیگري نیز از نشانگرهاي مربوط به این ژن در برنامه هاي اصلاحی استفاده کردند - . - 10 رامکومار و همکاران 4 نیز در سال 2010 نشانگر جدیدي را بر مبناي SNP ژن GS3، معرفی کردند که قادر به تفکیک در ژل آگارز بوده و ازاین رو در برنامه هاي MAS قابل استفاده میباشد. محققان زیادي بر اساس داده هاي حاصل از نشانگر هاي مولکولی کیفیت ارقام زراعی را بهبود بخشیده و موفق به ترکیب این ویژگی ها در یک رقم شده اند - 6، 11 و . - 7 هدف از این تحقیق مطالعه چگونگی تفکیک ژن طول دانه - GS3 - در طی تلاقی هاي مرکب، و ارزیابی آن با استفاده از نشانگرهاي مولکولی بوده است.
مواد و روش ها مواد گیاهی: در این تحقیق از چهار رقم مختلف برنج از جمله رقم دمسیاه و شصتک - محلی - ، فجر و نعمت - ارقام اصلاح شده - بعنوان پایههاي پدري، و رقم قائم بعنوان پایه ثابت مادري استفاده گردید. کلیه تلاقیهاي ممکن یکطرفه در سال 1387 به صورت دستی انجام و بذور F1 که شامل تلاقی هاي فجر/ قائم ، دمسیاه / قائم ، شصتک / قائم و نعمت / قائم بودند در سال 1388 کشت شدند. در سال زراعی 1388 تلاقی هاي بین F1 ها - بصورت داي آلل یکطرفه، - P - P-1 - /2 انجام - جدول - 1 و بذور تلاقیها ي مرکب جمع آوري و در سال زراعی 1389 در مزرعه پژوهشی پژوهشکده برنج و مرکبات کشت شدند.
