بخشی از مقاله
چکیده
کیفیت دانه به اندازه دانه برنج قبل و بعد از پخت بستگی دارد. تشخیص و تولید نشانگرهاي مولکولی موجب بهبود سریع کیفیت دانه برنج خواهد شد. در بین روشهاي اصلاحی، انتخاب به کمک نشانگر از تکنیکهاي کارا در این راستا میباشد. براي ردیابی مکانهاي ژنی کنترل کننده کیفیت دانه پس از پخت از 192 فرد مشتق از تلاقی بین لاینهاي شاهپسند و IR28 به عنوان جمعیت نقشه بابی استفاده شد. در این بررسی طول و عرض برنج سفید و برنج پخته شده ثبت شد. مکانیابی صفات با استفاده از برنامه QGENE انجام شد. یک QTL با اثر بزرگ در فاصله RM3740-RM283 روي کروموزوم یک ردیابی شد. QTLردیابی شده در این مطالعه براي کمک به اصلاحگران برنج جهت استفاده در برنامههاي انتخاب به کمک نشانگر مفید خواهد بود.
کلمات کلیدي: مکانیابی، برنج، کیفیت.
مقدمه
کیفیت دانه در برنج یک ویژگی پیچیده است که شامل بسیاري از موارد از جمله آسیاب کردن، ظاهر برنج، کیفیت پخت و خوراك آن میباشد . - 3 - از بین صفات مختلف طویل شدن دانه برنج یکی از مهمترین صفات در برخی از کشورها مانند ایران است. پیشرفتهاي اخیر در تهیه نقشه پیوستگی نقشهها در برنج ابزاري قوي جهت روشن کردن پایههاي وراثت صفات مکی را فراهم نموده است . - 1 - تعداد بیشماري جایگاه صفت کمی - QTL - مرتبط با تولید محصول و ترکیبات آنها و سایر صفات تعیین کننده در برنج با استفاده از نشانگرهاي مولکولی DNA شناسایی و مکانیابی شد. زمینه ژنتیکی متفاوت در جمعیتهاي مختلف مکان یابی، لزوم بررسی ساختار ژنتیکی صفات را در جمعیتهاي بومی آشکار میسازد. اهداف این مطالعه تشخیص QTLها براي صفات مربوط به کیفیت پخت برنج در جمعیت برنج شاهپسند IR28 و فراهم کردن اطلاعات لازم براي اصلاح واریتههاي جدید برنج با کیفیت بالاي پخت از طریق تکنیک نشانگرهاي مولکولی بود.
مواد و روشها
جهت مکان یابی صفات صفات فیزیکی مرتبط با دانه برنج پس از پخت دو والد شاه پسند به عنوان والد پدري با IR28 به عنوان والد مادري تلاقی داده شدند. براي تهیه جمعیت F2 بذور F1 در سال 1387 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه گنبد کاووس کشت شدند. DNA ژنومی از برگ هاي بوته هاي F2 به روش سقاي معروف و همکاران - - 6 استخراج شد. در ارزیابی اولیه 106 آغازگر ریز ماهواره روي کروموزومهاي 1 و 6 با توجه به نقشه ژنتیکی چن و همکاران - 2 - ، تمنیخ و همکاران - 7 - و مک کوچ و همکاران - 5 - براي تشخیص چندشکلی بین والدین مورد ارزیابی قرار گرفتند. محصولات PCR روي ژل هاي توالی یاب 6 درصد پلی اکریلامید ارزیابی شدند. نقشه ژنتیکی با استفاده از نرم افزار Mapmanager QTbX17 و فاصله ژنتیکی براساس نوترکیبی و با استفاده از تابع کوزامبی - 4 - محاسبه شدند. کلیه آزمایشات مولکولی در آزمایشگاه ژنتیک دانشکده کشاورزي و منابع طبیعی دانشگاه گنبد کاووس اجرا شد.
براي ثبت داده هاي فنوتیپی از بذر فامیلهاي نسل F3 استفاده شد. مواد ژنتیکی جهت ثبت داده هاي فنوتیپی، شامل 192 خانواده F3 بود. صفات طول و عرض دانه پس از پخت و میزان طویل و عریض شدن دانه در 20 بوته از هر خانواده F3 و والدین بررسی شد. براي اندازه گیري این صفت مقدار پنج گرم از هر فرد هر فامیل به طور یکسان با دست به برنج قهوه اي تبدیل گردید. سپس نمونهها به برنج سفید قابل مصرف تبدیل شدند. از بین 25 عدد برنج سالم، ده تاي آن بطور تصادفی با کولیس طول و عرض آن اندازه گیري شدبعداً. تمام25 دانه را در یک لوله آزمایش ریخته و مقدار 20 میلی لیتر آب مقطر افزوده شد. مدت نیم ساعت جهت خیس نمودن در لوله مانده سپس به مدت 10 دقیقه در آب جوش 100 درجه پخته شدند. آنگاه نمونه ها را از آب خارج کرده و بمدت 5 دقیقه در هواي اطاق نگهداري شدند. سپس طول دانه اندازه گیري شده و از تقسیم طول برنج پخته به طول برنج خام، طویل شدن دانه و از تقسیم عرض برنج پخته شده به برنج خام، عریض شدن دانه بدست آمد. مکان، نسبت درستنمایی و پارامترهاي ژنتیکی مرتبط با هرکدام از QTLهاي ردیابی شده با استفاده از روش مکانیابی فاصلهاي مرکب اینکلوسیو با استفاده از نرم افزار با استفاده از نرم افزار Qgene تخمین زده شدند
نتایج و بحث
از بین 106 نشانگر مورد بررسی روي کروموزومهاي 1 و 6، 33 نشانگر بین دو والد چند شکلی نشان دادند که از بین 33 نشانگر، 16 نشانگر گروه پیوستگی اول مرتبط با کروموزوم یک و 17 نشانگر گروه پیوستگی دوم را مرتبط با کروموزوم 6 تشکیل دادند - شکل . - 1 طول، عرض، طول پس از پخت و عرض پس از پخت دانه شاهپسند بیشتر از IR28 بود. تغییرات فنوتیپی براي صفات مذکور پیوسته و کمی بودن آنها را نشان داد. نقشه یابی فاصله اي مرکب اینکلوسیو یک QTL را براي هر کدام از صفات طویل شدن دانه، عرض پس از پخت و عریض شدن دانه شناسایی نمودند. QTLهاي ردیابی شده روي کروموزوم 1 قرار داشتند. آلل هاي والد شاهپسند در جهت افزایش طویل شدن دانه عمل نمود و به اندازه 0/03 طویل شدن دانه را افزایش دادند. درصد توجیه تغییرات فنوتیپی براي qELR-1 به اندازه 10/12 درصد بود.
براي عرض پس از پخت یک QTL ردیابی شد. اثر افزایشی این qWAC-1 QTL در جهت کاهش عرض پس از پخت بود. امروزه با پیشرفت علوم مهندسی ژنتیک دانشمندان سعی در انتقال ژن هاي موثر از ارقام مفید به ارقام پرمحصول و جدید دارند همچنین استفاده از روش انتخاب به کمک نشانگر نیز راه تازه اي را در جهت انتخاب ارقام برتر در زمینه هاي مختلف فراهم نموده است. براي عریض شدن دانه نیز یک QTL روي کروموزوم یک ردیابی شد که توانست 7/55 درصد تغییرات فنوتیپی را توجیه نماید.
