ژنگان‌‌شناسی از آزمایشگاه تا مزرعه: تولید نژادگان‌‌های گندم پرمحصول و متحمل به تنش‌‌های محیطی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشگاه تبریز

2 پژوهشگر شرکت بذر زیست فناور آرتا

چکیده

برای تولید نژادگان‌‌‌‌های4 گندم پرمحصول و متحمل به تنش‌‌های محیطی، ژن‌‌های کنترل‌‌کننده5 صفت‌‌های مختلف مکان‌‌یابی شدند و تنوع نوکلئوتیدی ژن‌‌های مقاومت به زنگ‌‌های قهوه‌‌ای (Lr) و زرد (Yr) و آنالوگ‌‌های ژن‌‌های مقاومت به بیماری در رقم‌‌های مقاوم و حساس گندم نان و ژن‌‌های بهاره‌‌سازی در توده‌‌های بومی گندم ایران برای طراحی نشانگرهای چندشکلی تک‌نوکلئوتیدی6 ارزیابی گردیدند. ساختار جمعیت توده‌‌های بومی گندم با استفاده از نشانگرهای اس. اس.آر7، نشانگرهای     ژن‌‌های بهاره‌‌سازی، مقاومت به زنگ قهوه‌‌ای (Lr) و زیر‌واحدهای گلوتنین با وزن مولکولی پایین بررسی شد. براساس مجموعه ژنی و نشانگری شناسایی شده و ارزش بهنژادی ژنگانی (ژنومی)،‌‌ رگه‌های خویش‌آمیخته8 نوترکیب ایزوژن برای ژن‌های کنترل‌کننده و نژادگان‌‌‌ها و رقم‌‌‌‌هایی با ژن‌‌ها و ژن‌های کنترل‌کننده چندگانه انتخاب و برای ایجاد جمعیت‌‌های چند‌والدی تلاقی داده شدند. گزینش نژادگان‌‌‌های مطلوب براساس عملکرد دانه و اجزا آن، مقاومت به زنگ زرد، شکل و اندازه برگ پرچم از نسل‌‌ سوم شروع شد. نژادگان‌‌‌های انتخابی در نسل‌‌های مختلف در شرایط آبیاری معمولی و بدون آبیاری کشت و ارزیابی شدند. در شرایط بدون آبیاری، نژادگان‌‌‌های انتخابی نسل پنجم دارای طول سنبله با دامنه 10 تا 19 و میانگین 87/13 سانتیمتر و تعداد دانه در سنبله با دامنه 38 تا 180 و میانگین 20/94 دانه بودند. در آبیاری عادی، طول سنبله و تعداد دانه در سنبله نژادگان‌‌‌های انتخابی به ترتیب از 13 تا 24 با میانگین 33/16 سانتیمتر و 90 تا 260 با میانگین 14/128 دانه متغیر بودند. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از روش‌‌های ژنگان‌شناسی (ژنومیک)9 در برنامه‌‌های بهنژادی می‌‌تواند کارآیی تولید رقم‌‌های پرمحصول و متحمل به  تنش‌‌های محیطی را افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

  1. Lobell, D.B. and S.M. Gourdji. 2012. The influence of climate change on global crop productivity. Plant Physiol. 160:1686-1697.
  2. FAO. 2013. Food balance sheets. A handbook, food balance sheets. Rome: FAO.
  3. FAOSTAT. 2015. Retrieved from http://faostat3.fao.org/download/E/EF/E.
  4. FAO. 2009. The state of food insecurity in the world. Economic crises impacts and lessons learned. Rome: FAO.
  5. Naha, S.L. and C.F. Chaua. 2010. Issues and challenges in defeating world hunger. Trends Food Sci. Technol. 21:544-557.
  6. Tester, M. and P. Langridge. 2010. Breeding technologies to increase crop production in a changing world. Science 327:818. doi: 10.1126/science.1183700.
  7. Curtis, T. and N.G. Halford. 2014. Food security: The challenge of increasing wheat yield and the importance of not compromising food safety.  Ann. Appl. Biol. 164:354-372.
  8. Ray, D.K., N.D. Mueller, P.C. West and J.A. Foley. 2013. Yield trends are insufficient to double global crop production by 2050. PLOS ONE 8(6):e66428.
  9. Sofalian, O., S.A. Mohammadi, S. Aharizad, M. Moghaddam and M.R. Shakiba. 2005. Inheritance of cold tolerance in common wheat (Triticum aestivum L.) Turk. J. Agr. For. 30: 399-405.
10. Limin, A.E. and D.B. Fowler. 1993. Inheritance of cold hardiness in Triticum aestivum x synthetic hexaploid wheat crosses. Plant Breed. 110:103-108.
11. Mohammadi, S.A., B.M. Prasanna, C. Sudan and N.N. Singh. 2002. A microsatellite marker based study of chromosomal regions and gene effects on yield and yield components in maize. Cell. Mol. Biol. 7:599-606.
12. Mohammadi, S.A., M. Khodarahmi, S. Jamalirad and M.R. Jalal Kamali. 2009. Genetic diversity in a collection of old and new bread wheat cultivars from Iran as revealed by simple sequence repeat-based analysis. Ann. Appl. Biol. 154:67–76.
13. Ehdaie, B., S.A. Mohammadi, M. Nouraein, H. Bektas and J.G. Waines. 2016. QTLs for root traits at mid-tillering and for root and shoot traits at maturity in a RIL population of spring bread wheat grown under well-watered conditions. Eupytica 211:39-39.
14. Zarei Abbasabad, E., S.A. Mohammadi, M. Moghaddam and M.R Jalal Kamali. 2016. Analysis of genetic diversity, population structure and linkage disequilibrium in Iranian wheat landraces using SSR markers. Plant Genet. Resour. doi:10.1017/S1479262115000684.

دوره 3، شماره 2
پاییز و زمستان 1397
صفحه 135-152