مکان‌یابی ژن‌های کنترل‌کنندۀ صفات زراعی در خانواده‌های F3 جو با استفاده از نشانگرهای SSR و ISSR

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد ، رشته بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه گنبدکاووس

2 دانشیار ، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس،

3 استادیار ، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس

4 استادیار ، پژوهشی بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان زنجان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، زنجان، ایران

5 دانشجوی دکترای کشاورزی هسته‌ای ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان این مقاله جزئی از پایان نامه دانشجویی می باشد.

چکیده

به منظور مکان‌یابی QTLهای کنترل‌کنندۀ صفات زراعی در 103 خانوادۀ نسل F3 جوحاصل از تلاقی والد بادیا و کویر آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 94-1393 انجام شد. برای تهیۀ نقشۀ پیوستگی از 69 آلل ISSR و 7 نشانگر SSR چند شکل استفاده شد که 698 سانتی‌مورگان از ژنوم جو را پوشش داد. از میان QTLهای شناسایی‌شده برای صفات مذکورqSW-3  در فاصلۀ نشانگرهای(ISSR29-7-ISSR31-5qSW-4پیوسته به نشانگر(ISSR20-1qSW-4در فاصلۀنشانگرهای(ISSR131-1-ISSR16-4qSW-5در فاصلۀ نشانگرهای(ISSR47-6-ISSR30-3qSW-6در فاصلۀ نشانگرهای (ISSR48-5-ISSR47-7qSW-6در فاصلۀ نشانگرهای(ISSR22-6-ISSR30-1qSW-7 پیوسته به نشانگر (ISSR48-1)برای صفت وزن سنبله و qGL-4، پیوسته به نشانگر ISSR20-1 برای طول دانه به عنوانQTLهای مؤثر بزرگ اثر شناسایی شدند. پیشنهاد می‌گردد نواحیژنومی بزرگ اثر دربرنامه‌های اصلاحیوانتخاببهکمکنشانگر موردتوجهقرارگیرند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

QTL Mapping of Agronomical Traits in F3 Family of Barley using SSR and ISSR Markers

نویسندگان [English]

  • Zeynab TaghiZadeh 1
  • Housein Sabouri 2
  • Housein Houseini Moughadam 3
  • Housin Ali Falahi 4
  • Mahnaz Katozi 5

1 M.Sc. Student, Agricultural Biotechnology, Gonbadkavos University

2 Associate Professor, Department of Plant Production, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbadkavus University,  

3 - Assistant Professor, Department of Plant Production, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbad Kavous University

4 Assistant Professor, Research Department of Agricultural and Horticultural Sciences, Zanjan Agricultural and Natural Resources Research and Training Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Zanjan, Iran

5 PhD student in Nuclear Agriculture, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources This article is part of a student thesis.  

چکیده [English]

In order to identify QTLs controlling agronomic traits in 103 F3 families of Barley derived from cross Badia × Kavir was conducted based on randomized complete block design with three replications in 2014-2015 years, at the Faculty of Agriculture and Natural Resource of Gonbad Kavous University. For linkage map construction, 69 ISSR polymorphic alleles and 7 SSR markers were used  that covered 698 cM of the barley genome. 23 QTLs were identified. Among these mapped QTLs, qSW-3 (between ISSR29-7-ISSR31-5) and qSW-4 linked to (ISSR20-1), qSW-4 (between ISSR131-1-ISSR16-4), qSW-5 (between ISSR47-6-ISSR30-3), qSW-6 (between ISSR48-5-ISSR47-7), qSW-6 (between ISSR22-6-ISSR30-1), qSW-7 (ISSR48-1) for spike weight and qGL-4 (ISSR20-1) for grain length identified as major QTLs. It is suggested that Major QTLs should be considered in plant breeding programs and marker-assisted selection.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barley
  • ISSR
  • QTL Mapping
  • Molecular marker
  • SSR

ارزانی، ا. (1377) اصلاح گیاهان زراعی. چاپ سوم. انتشارات دانشگاه اصفهان.630، اصفهان.

بهمن­کار، م.، سادات نوری، س. الف. و مرتضویان، س. م. م .(1392) پدیده تفکیک متجاوز (Transgressive Segregation) در به­نژادی گیاهان زراعی. مجله به­نژادی گیاهان زراعی، جلد 2-1. ص 185-175.

شاهین نیا، ف. ، رضایی، ا. ، سید­طباطبایی، ب. ا و محمدی، ا (1394)، مکان‌یابی زنی کنترل کننده صفات کمی (QTL) عملکرد و اجزای عملکرد در لاین‌های جو. مجله به‌نژادی نهال و بذر، جلد 1-30. ص 101-85.

Baghizadeh, A., Taeei, A.R. and Naghavi, M.R. (2007) QTL analysis for some agronomic traits in Barley (Hordeum vulgare L.).  Agriculture and Biology. 2: 372-374.

Baum, M., Grando, S., Bakes, G., Jahoor, A. and Ceccarelli, S. (2003) QTLs for agronomic traits in the Mediterranean environments identified in recombinant inbred lines of the cross Arta×H. spontaneum. Theoretical and Applied Genetics. 107: 1215-1225.

Darvasi, A., Weintreb, A., Minke, A., Weiier, J. and Soller, M. (1993) Detecting marker QTL linkage and estimating QTL gene effect and map location using a saturated genetic map. Genetics. 134: 943-951.

Dudley, J.W. (1997). Quntitative genetic and plant breeding. Advanced Agronomy. 59: 1-23

Huang, N., Li, J.Z., Zheng, X.W., Shen, L.S., Lu, C.F., Chen, Y. and Zhu, L.H. (1997) RFLP mapping of isozymes, RAPD and QTLs for grain shape, brown plant hopper resistance in a double haploid rice population. Molecular Breeding. 3:105-113.

Li, Ch., Bai, G., Choo, Sh. Carrer, B. and Wang, Zh. (2016) Single nucleotide polymorphisms linked to quantitative trait loci for grain quality traits in wheat. The Crop Journal. 4: 1-11.

Li, Q., Zhang, Y., Liu, T., Wang, F., Liu, K., Chen, J. and Tian, J. (2015) Genetic analysis of kernel weight and kernel size in wheat (Triticum aestivum L.) using unconditional and conditional QTL mapping. Molecular Breeding, 35:194-219.

Marri, P.R.N., Sarla, V., Laxminarayana, R. and Siddiq, E.A. (2005) Identification and mapping of yield and yield related QTLs from an Indian accession of Oryza rufipogon. BMC Genetics. 6: 33-46.

Matus, I.A. and Hayes, P.M. (2002)  Genetic diversity in three groups of barley germplasm assessed by simple sequence repeats. Genome 45: 1095-1106.

Mir Drikvand, R., Najafian, G., Bihamta, M.R. and Ebrahimi, A. (2015) Detection of QTLs Associated to Some Grain Traits in Bread Wheat (Triticum aestivum L.), Using Association Mapping. Genetic Research. 1: 43-54.

Narjesi, v., Mardi, m., MajidiHervan, E., Azadi, A., Naghavi, M.R., Ebrahimi, M. and Zali, A.A. (2015) analysis of quantitative trait loci (QTL) for ygrainYield and agronomic traits in wheat (Triticum aestivum L.) under normal and salt-Stress conditions. Plant Molecular Biology. 33: 2030-2040.

Peighambari, S.A., Yazdi Samadi, B., Nabipour, A., Charmet, G. and Sarrafi, A. (2005) QTL analysis for agronomic traits in barley doubled haploids population grown in Iran. Plant Science. 169: 1008-1013.

Ramsay, L.M., Macaulay, S., Degli Ivanissevich, K., MacLean, L., Cardle, J., Fuller, K.J., Edwards, S., Tuvesson, M., Morgante, A., Massari, E., Maestri, N., Marmiroli, T., Sjakste, M., Ganal, W., Powell, R. and Waugh, R. (2000) A simple sequence repeat-based linkage map of barley. Genetics. 156: 1997-2005.

Rabiei, B., Valizadeh, M., Ghareyazie, B., Moghaddam, M., and Ali, A.J. ( 2004) Identification of QTLs for rice grain size and shape of Iranian cultivars using SSR markers. Food and Agriculture organization of the United Nations, 137: 325–332. 

Ramya, P., Chaubal, A., Kulkarni, K., Gupta, L., Kadoo, N., Dhaliwal, H.S., Chhuneja, P., Lagu, M. and Gupta, V. (2010) QTL mapping of 1000-kernel weight, kernel length, and kernel width in bread wheat (Triticum aestivum L.). Applied Genetics. 51: 421-429.

Slafer, G.A. Molina Cano, J.L. Savin, R. Araus, J.L. and Romagosa, I. (2002) Barley Science: Recent Advances from Molecular Biology to Agronomy of Yield and Quality. Haworth Press, New York, USA, PP: 590.

Saghai Maroof, M.A., Biyaoshev, R.M., Yang, G.P., Zhang, Q. and Allard, R.W. (1994) Extra ordinarily polymorphic microsatellites DNA in barley species diversity, chromosomal location, and population dynamics. Processing of the Academy of Sciences. 91(12): 5466-5470.

Sun, X., Marza, F., Ma, H., Carver, B.F. and Bai, G. (2010) Mapping quantitative trait loci for quality factors in an inter-class cross of US and Chinese wheat. Theoretical and applied genetics, 120: 1041-1051.

Von Bothmer, R., Jacobsen, N., Baden, C., Jorgensen, R.B. and Linde-Laursen, I. (1995) An ecogeographical study of the genus Hordeum. In: Systematic and Ecogeographic Studies on Crop Genepools, 2nd ed., 129pp., Press Rome, Italy.

Zou, G.H., Mei, H.W., Liu, H.Y., Liu, G.L., Hu, S.P., Yu, X.Q., Li, M.S., Wu, J.H. and Luo, L.J. (2005) Grain yield responses to moisture regimes in a rice population: association among traits and genetic markers. Theoretical and Applied Genetics. 112: 106–113.