2

fa شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با تحمل خشکی و بهبود نقشه ژنتیکی در جمعیت جو حاصل از تلاقی بادیا × کویر در مرحله زایشی Identification of Molecular Markers Associated with Drought Tolerance and Improvement of the Genetic Map in a Barley Population Derived from the Cross between Badia and Kavir at the Reproductive Stage اکوفیزیولوژِی Ecophysiology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">مقدمه: غلات به عنوان ستون اصلی امنیت غذایی، جایگاه ویژه‌ای در کشاورزی جهان دارند و جو (Hordeum vulgare) به دلیل سازگاری اکولوژیکی بالا و تنوع ژنتیکی مطلوب، پس از گندم، دومین محصول استراتژیک در ایران محسوب می‌شود. با این حال، تنش‌های محیطی به‌ویژه خشکی در مرحله زایشی، از مهم‌ترین عوامل محدودکننده عملکرد و کیفیت این محصول به شمار می‌روند. شناسایی کنترل ژنتیکی صفات مربوط به تحمل خشکی و تعیین جایگاه ژن‌های مسئول، گامی اساسی برای ارتقای پایداری عملکرد در شرایط تنش است. در این راستا، بهره‌گیری از مکان‌یابی مکان‌های ژنی کنترل‌کننده صفات کمی (QTL) و نشانگرهای مولکولی، ابزاری قدرتمند برای غلبه بر پیچیدگی توارث صفات پلی‌ژنی فراهم می‌آورد. هدف از این پژوهش، شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با تحمل خشکی در مرحله زایشی و بهبود نقشه ژنتیکی موجود با استفاده از جمعیت تلاقی‌یافته بادیا × کویر است تا از این طریق، با تعیین جایگاه‌های ژنی مؤثر و ارزیابی آثار فنوتیپی آن‌ها، زمینه لازم برای اجرای موفقیت‌آمیز برنامه‌های انتخاب به کمک نشانگر(MAS) و توسعه ارقام متحمل به خشکی فراهم گردد. مواد و روش‌ها: به منظور مکانیابی QTLهای مرتبط با صفات مرتبط با تحمل به خشکی، آزمایشی با 103 خانواده F3 جو حاصل از تلاقی بادیا × کویر در مرحله زایشی، در شهرستان کردکوی با ارتفاع 1 متر از سطح دریا در قالب طرح کاملا تصادفی در 2 تکرار انجام شد. بدین ترتیب که خانوادههای مورد نظر در شرایط نرمال (بدون تنش) و تنش خشکی (7/0 درصد ظرفیت زراعی) در مراحل زایشی مورد بررسی قرار گرفتند. از هر رقم در هر تکرارسه بوته به صورت تصادفی انتخاب و صفات ارتفاع گیاه، طول ساقه، طول سنبله، طول پدانکل، طول ریشک، طول برگ پرچم، طول میانگره، قطر پدانکل، قطر دانه، قطر ریشک، قطر ساقه، وزن کل گیاه، وزن ساقه، وزن سنبله، وزن دانه در سنبله، وزن پدانکل، وزن ریشک، وزن برگها، وزن برگ پرچم، تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبلچه، تعداد گره، تعداد برگ، عرض برگ پرچم، تعداد کل پنجه ها، تعداد پنجه بارور، عملکرد اندازهگیری شد. همچنین برای تجزیه ژنتیکی نمونه برگ از گیاهان تهیه و استخراج DNA به روش CTAB انجام شد. برای تهیه نقشه ژنتیکی از 29 نشانگر SSR  و 10 نشانگر ISSR استفاده گردید. به منظور شناسایی QTLهای کنترل کننده صفات مورد مطالعه از روش مکانیابی فاصلهای مرکب و نرمافزار Qgene استفاده شد. نتایج: در پژوهش حاضر در گیاه جو تعداد 36 QTL برای 20 صفت در شرایط نرمال ردیابی شدند.  که 2 QTL برای ارتفاع بوته، یک QTL برای طول ساقه، 2 QTL برای طول پدانکل، 2 QTL برای قطر ساقه، 2 QTL برای وزن کل بوته، 2 QTL برای کل پنجه ها و 2 QTL برای عملکرد بوته بود. همچنین تعداد 25 QTL برای 15 صفت در شرایط تنش خشکی ردیابی شدند که یک QTL برای صفت ارتفاع بوته، یک QTL برای صفت طول ساقه، دو QTL برای صفت طول سنبله، دو QTL برای صفت طول پدانکل، یک QTL برای صفت طول ریشک، یک QTL برای صفت طول میانگره اول،  یک QTL برای صفت قطر پدانکل، یک QTL برای صفت قطر دانه، یک QTL برای صفت قطر ساقه، یک QTL برای صفت وزن کل گیاه، یک QTL برای صفت وزن برگها، یک QTL برای صفت تعداد گره، یک QTL برای صفت تعداد برگ، یک QTL برای صفت کل پنجه ها، یک QTL برای صفت عملکرد بوته بود. نتیجه‌گیری کلی: نتایج این پژوهش نشان دهنده وجود تعداد ۳۶ QTL برای ۲۰ صفت مورد مطالعه بود که بیانگر کنترل چندژنی صفات مورد بررسی است. علاوه بر این، مطالعات نشان داد که QTLهای شناسایی‌شده می‌توانند به‌عنوان ابزارهای مؤثر در انتخاب به کمک نشانگر و اصلاح ارقام متحمل به خشکی در جو مورد استفاده قرار گیرند.</div> <div style="text-align: justify;">Introduction: Cereals are among the most important sources of food for the world’s growing population and play a crucial role in global food security. Barley (Hordeum vulgare L.), owing to its broad ecological adaptation and high genetic diversity, is considered an important strategic crop in Iran. However, environmental stresses, particularly drought stress during the reproductive stage, are among the major factors limiting barley yield and quality. Understanding the genetic control of traits associated with drought tolerance and identifying the genomic regions controlling these traits are essential for improving yield stability under stress conditions. Quantitative trait locus (QTL) mapping using molecular markers provides an effective approach for investigating the genetic architecture of complex and polygenic traits. Therefore, the objective of this study was to identify QTLs associated with drought tolerance-related traits during the reproductive stage and to improve the existing genetic map using a barley population derived from the cross between Badia and Kavir. The identification of effective genomic regions and evaluation of their phenotypic effects may facilitate the application of marker-assisted selection (MAS) and the development of drought-tolerant barley cultivars. Materials and methods: To identify QTLs associated with traits related to drought tolerance, an experiment was conducted using 103 F3 families derived from the cross between Badia and Kavir at the reproductive stage in Kordkuy, Iran. The experiment was carried out in a completely randomized design with two replications under two water regimes: normal conditions and drought stress corresponding to 70% of field capacity. The traits evaluated included plant height, stem length, spike length, peduncle length, awn length, flag leaf length, internode length, peduncle diameter, grain diameter, awn diameter, stem diameter, total plant weight, stem weight, spike weight, grain weight per spike, peduncle weight, awn weight, leaf weight, flag leaf weight, number of grains per spike, number of spikelets, number of nodes, number of leaves, flag leaf width, total tiller number, fertile tiller number, and grain yield. Genomic DNA was extracted from leaf samples using the CTAB method. A genetic linkage map was constructed using 29 SSR and 10 ISSR markers. QTLs controlling the studied traits were identified using composite interval mapping implemented in Qgene software. Results: A total of 36 QTLs associated with 20 traits were identified under normal conditions, whereas 25 QTLs associated with 15 traits were detected under drought stress. The identified QTLs were associated with various morphological and agronomic traits, including plant height, stem length, spike length, peduncle length, awn length, peduncle diameter, stem diameter, total plant weight, leaf weight, tiller number, and grain yield. Differences in the number, genomic position, and effects of QTLs between normal and drought conditions indicated that environmental conditions influenced the expression and effects of genomic regions controlling the studied traits. Conclusion: The results demonstrated that the studied traits were controlled by multiple genomic regions, confirming their quantitative and polygenic inheritance. Differences in the number and effects of QTLs detected under normal and drought conditions further indicated that environmental conditions influence the expression of genes controlling these traits. The identified QTLs and their associated molecular markers may provide useful genetic resources for marker-assisted selection and the development of drought-tolerant barley cultivars.</div> تنش غیرزیستی, جو, نشانگر مولکولی, نقشه پیوستگی Abiotic stress, Barley, Molecular markers, Genetic linkage map 77 96 http://arpe.gonbad.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-34-137&slc_lang=fa&sid=1 Mojtaba Sadeghi مجتبی صادقی 10031947532846003147 10031947532846003147 No Leila Ahangar لیلا آهنگر 10031947532846003148 10031947532846003148 Yes Hossein Sabouri حسین صبوری 10031947532846003149 10031947532846003149 No