مكان‌يابي دو ژن مستقل كنترل‌كننده مقاومت به زنگ سياه گندم (Triticum aestivum L) با استفاده از روش تجزيه هاپلوتايپي و مدل‌سازي ژنتيكي

Mapping chromosome locations of two genes independently controlling stem rust resistance in wheat (Triticum aestivum L.) using haplotype analysis and genetic modeling

با وجود روش­ هاي متعدد براي مكان­يابي ژن‌ها/QTLهاي كنترل­كننده صفات كمي، تا كنون روش جامعي جهت ترسيم نقشه ژنتيكي دو ژن كنترل­ كننده يك صفت كيفي كه بطور مستقل روي فنوتيپ گياه اثر مي‌گذارند، ارائه نشده است. در اين تحقيق جمعيت پايه F2 گندم حاصل از تلاقي دو لاين RL6071 (حساس) و Tr129 (مقاوم) با اسپور قارچ عامل بيماري زنگ سياه (Puccinia graminis Pers.) تلقيح و جمعيت به دو گروه مقاوم و حساس تفكيك شد. نتايج ارزيابي فنوتيپي جمعيت­ هاي F2 و F2:3 نشان­ دهنده تفرق 15:1 جمعيت براي مقاومت به زنگ سياه و وجود دو ژن غالب و مستقل بود. با استفاده از 422 نشانگر مولكولي ريزماهواره كه پوشش خوبي براي تمامي نواحي كروموزومي 21 كروموزوم گندم نان داشتند، مشابهت بين آلل ­هاي بالك ­هاي DNA لاين ­هاي حساس و والدين حساس و مقاوم مورد ارزيابي قرار گرفت. از نشانگرهايي كه تطابق آللي مناسبي بين بالك‌هاي حساس و والد حساس نشان دادند، براي بررسي تطابق آللي لاين حساس RL6071 با 161 لاين F2 استفاده شد. با استفاده از تفرق نشانگرهاي ريزماهواره در جمعيت F2 و مدل­ سازي ژنتيكي، حضور دو ژن غالب و مستقل براي كنترل مقاومت به زنگ سياه در لاين Tr129 مورد تاييد قرار گرفت. بر مبناي نتايج حاصل از تجزيه ژنتيكي و تجزيه هاپلوتايپي، نشانگرهاي مولكولي پيوسته با دو ژن، مكان قرار گرفتن اين ژن‌ها روي كروموزوم ­هاي 6A و 2B گندم لاين Tr129 ترسيم شد.

In spite of various methods which have been developed to identify and map quantitative trait loci (QTL) on genomes, mapping chromosome locations of two independent genes simultaneously controlling a qualitative trait in a genetic population have not been reported. In this study, F2 population derived from a cross between RL6071 (susceptible) and Tr129 (resistant) was inoculated with spores of Puccinia graminis Pers. causal agents of stem rust in wheat and population was classified into resistance and susceptible groups. Phenotypic assessment of F2 and F2:3 populations showed that there was a 15:1 segregation ratio for stem rust resistance indicating presence of two dominant resistance genes independently controlling this trait. Four hundred twenty two SSR markers which had a good coverage for all 21 chromosomes of wheat were used to evaluate the correspondences of alleles between bulked DNA from susceptible lines with those of both parents. Markers, showing good correspondence of alleles between bulked susceptible lines with susceptible parent, were used to compare alleles of susceptible parent RL6071 with those of 161 F2 progenies. Using segregation of alleles for SSR markers in F2 population and genetic modeling, the presence of two dominant resistance genes independently controlling rust resistance in Tr129 was confirmed. Based on genetic analysis of data and haplotype analysis of linked markers to each gene, the stem rust resistance genes in line Tr129 were mapped on chromosomes 6A and 2B of line Tr129.