بررسی کروموزومی تحمل به شوری در گندم با استفاده از لاین‌های جایگزین

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه ژنتیک و بهنژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین

چکیده

به‌منظور شناسایی کروموزوم‌های مؤثر در تحمل به شوری در صفات رویشی گندم و گروه‌بندی کروموزوم‌ها از نظر تحمل به شوری، از سری کامل لاین‌های جایگزین گندم رقم تایمستین (والد دهنده) در زمینه ژنتیکی گندم رقم چاینیز اسپرینگ (والد گیرنده) استفاده شد. مواد ژنتیکی گیاهی طی آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار تحت دو شرایط شوری 5 و 10 دسی‌زیمنس بر متر در دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها برای صفات ارتفاع، طول، عرض و وزن سنبله، طول و عرض برگ و وزن خشک تفاوت معنی‌داری وجود داشت. نتایج نشان داد که رقم چاینیز اسپرینگ نسبت به شوری حساس و رقم تایمستین مقاوم بود. نتایج تجزیه کلاستر نشان داد که در شرایط تنش 5 دسی‌زیمنس بر متر لاین‌های CS(5D)، CS(6B)، CS(3A) و رقم تایمستین و در شرایط تنش 10 دسی‌زیمنس بر متر رقم تایمستین و لاین­های CS(2D)، CS(3A) و CS(4A) به گروه مقاوم اختصاص یافتند. بنابراین در تنش 5 دسی‌زیمنس بر متر کروموزوم‌های 5D، 6B و 3A و در تنش 10 دسی‌زیمنس بر متر کروموزوم­های 2D، 3A و 4A رقم تایمستین با احتمال بیشتری نسبت به سایر کروموزوم‌های این رقم حامل ژن‌های کنترل‌کننده تحمل به شوری بودند. محققین اصلاح نباتات با تمرکز روی این کروموزوم‌ها می‌توانند جایگاه دقیق ژن‌های مسئول تحمل به شوری را شناسایی کنند و با انتقال این ژن‌ها به گیاهان دارای عملکرد بالا ولی حساس، سبب بهبود تحمل به تنش شوری در گندم شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Chromosomal Study of Salinity Tolerance in Wheat Using Chromosome Substitution Lines

نویسنده [English]

  • Roghayeh Aminian
Assistant Professor, Department of Genetics and Plant Breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resource, Imam Khomeini International University, Qazvin
چکیده [English]

In order to identify the chromosomes involved in salt tolerance in growth characteristics of wheat and classification of chromosomes in terms of salt tolerance, a complete chromosome substitution line series in which chromosomes of Chinese Spring variety (recipient) have substituted with their related homologous chromosomes from Timstein (donor) were used. Plant genetic materials were evaluated through a randomized complete block design with three replications under two salinity conditions of 5 and 10 ds/m in the Imam Khomeini International University. Analysis of variance showed that there was significant difference among genotypes for height, spike length, width and weight, leaf width and length and dry weight. The results revealed Chinese Spring variety was sensitive while Timstein variety was resistant to salinity stress. The results of cluster analysis showed that in 5 ds/m salinity CS(5D), CS(3A), CS(6B) and Timstein variety and in 10 ds/m salinity CS(2D), CS(3A), CS(4A) and Timstein variety were assigned to resistant group. Therefore, in 5 ds/m salinity chromosomes 5D, 3A as well as 6B and in 10ds/m salinity chromosomes 2D, 3A and 4A from Timstein were carrying the salinity tolerance genes with more probability than other chromosomes. Plant breeders by focusing on these chromosomes can identify the exact place of salt tolerance genes and by transferring these genes into high performance but sensitive plants, can improve salt stress tolerance in wheat.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Timstein
  • Cluster analysis
  • Chromosomal localization
  • Chinese Spring

امینیان، ر. 1389. مطالعات ژنومی عملکرد و اجزاء آن و صفات مرتبط با تحمل خشکی در گندم نان. پایان‌نامه دکتری اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد. 240 صفحه.

امینیان، ر.، محمدی، ش.، هوشمند، س. و خدام باشی، م. 1391. تعیین محل کروموزومی ژن‌های کنترل‌کننده عملکرد مرتبط با صفات روزنه و برگ پرچم در گندم نان تحت شرایط تنش خشکی و بدون تنش با استفاده از لاین‌های جایگزین کروموزومی. نشریه زراعت (پژوهش و سازندگی)، 13 (2): 140-131.

بهنیا، م. 1376. غلات سردسیری. انتشارات دانشگاه تهران. 610 صفحه.

دشتی، ح.، یزدی صمدی، ب.، قنادها، م. ر.، عبدمیشانی، س. و صرافی، ا. 1380. تعیین کروموزوم‌های مؤثر در مقاومت به سرما با استفاده از رگه‌های جایگزین در گندم زمستانه. مجله علوم کشاورزی ایران. 32 (4): 833-825.

سعادتیان، ب.، سلیمانی، ف.، احمدوند، گ. و وجدانی آرام، س. 1391. بررسی توانایی تحمل، عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم به شوری آب آبیاری در مراحل حساس رشد. نشریه پژوهش‌های زراعی ایران، 10 (4): 734-726.

فرشادفر، ع.، فرشادفر، م. و معروفی، ا. 1380. تعیین محل کروموزمی ژن‌های کنترل‌کننده شاخص‌های کمی مقاومت به خشکی در گندم. پژوهش و سازندگی، 53 (4): 45-40.

قلی‌زاده، ا. و دهقانی، م. 1394. تعیین ویژگی‌های مرتبط با تحمل به شوری ژنوتیپ‌های گندم نان در استان یزد با استفاده از رگرسیون لجستیک. نشریه تولید گیاهان زراعی، 8 (1): 77-63.

کافی، م.، برزویی، ا.، صالحی، م.، کمندی، ع.، معصومی، ع. و نباتی، ج. 1391. فیزیولوژی تنش‌های محیطی در گیاهان. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 502 صفحه.

محمدی ده‌چشمه، ش. 1387. آنالیز کروموزومی صفات فیزیولوژیکی مرتبط با مقاومت به خشکی در گندم نان با استفاده از پایه‌های ژنتیکی مونوزوم. انتشارات دانشگاه شهرکرد. 160 صفحه.

Amiri, E., Farshadfar, E. and Jowkar, M. M. 2013. AMMI analysis of wheat substitution lines for detecting genes controlling adaptability. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 1: 9.1122-1123.

Farshadfar, E., Koszegi, B., Tischner, T. and Sutka, J. 1995. Substitution analysis of drought tolerance in wheat (Triticum aestivum L.). Plant Breeding, 114: 6.542-544.

Farshadfar, E., Safari, H. and Jamshidi, B. 2012. GGE biplot analysis of adaptation in wheat substitution lines. International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 4: 877-881.

Jimenez, M. and Dubcovsky, J. 1999. Chromosomes location of genes affecting polyphenol oxidase activity in seeds of common and durum wheat. Plant Breeding, 118: 395-398.

King, I. P., Orford, S. E., Cant, K. A., Reader, S. M. and Miller, R. E. 1996. An assessment of the salt tolerance of wheat/Thinopyrum bessarabicum 5E addition and substitution lines. Plant Breeding, 115: 77-78.

Klindworth, D. L., Hareland, G. A., Elias, E. M., Faris, J. D., Chao, S. and Xu, S. S. 2009. Agronomic and quality characteristics of two new sets of Langdon durum-wild emmer wheat chromosome substitution lines. Journal of Cereal Science, 50: 29-35.

Mohammady, S. 2002. Inheritance of tolerance to water-stress in wheat (Triticum aestivum). Ph.D. Dissertation. University of Newcastle, UK, 200 pp.

Mohammady, S., Aminian, R., Hooshmand, S. and Khodambashi, M. 2012. Genomic analysis of carbon isotope discrimination, photosynthesis rate, stomatal conductance, and yield in wheat (Triticum aestivum L.) under water-stressed conditions. Crop and Pasture Science, 63: 513-519.

Munns, R., James, R. A. and Lauchli, A. 2006. Approaches to increasing the salt tolerance of wheat and other cereals. The Journal of Experimental Botany, 57: 1025-1043.

Ram, C., Sharma, G., Ferrara, O., Crossa, J., Bhatta, M. R. and Sufian, M. A. 2007. Wheat grain yield and stability assessed through regional trials in the Eastern Gangetic Plains of Sought Asia. Euphytica, 157: 457-464.

Sears, E. R. 1954. The aneuploids of common wheat. Molecular, Agricultural and Experimental Station Research Bulletin, 572: 1-58.

Shimelis, H., Johan, J. S., Zakkie, A. P. and Maryke, T. L. 2005. Chromosome locations of leaf rust resistance genes in selected tetraploid wheats through substitution lines. Euphytica, 141: 209-216.

Siddiqui, K. A. 1972. Protein content and quality of wheat chromosomes substitution lines. Hereditas, 71: 157-160.