شناسايي كروموزوم هاي ژنوم Eb در نتاج F3 ژنوتيپ هاي جديد و ممكن تريتي پايرم ثانويه با روش دورگ گيري دي.ان.اي ژنومي در محل

Characterization of Eb genome chromosomes in F3 progenies of new potential secondary Tritipyrum introgressed genotypes by genomic DNA in situ hybridization technique

تريتي پايرم اوليه يك غله آمفي پلوييد آلوهگزاپلوييد مصنوعي جديد است كه از تلاقي والدين مادري گندم دوروم و والد پدري تينوپايرم بسارابيكوم (Thinopyrum bessarabicum) توليد شده است. اگرچه لاين هاي اوليه تريتي پايرم متحمل به تنش شوري هستند، ولي داراي برخي صفات نامطلوب زراعي مانند شكنندگي محور سنبله و ديررسي هستند. براي رفع اين معايب اقدام به توليد نسل سوم گياهان جديد و احتمالي تريتي پايرم ثانويه از طريق تلاقي لاين تريتي پايرم اوليه(St/b) و لاين تركيبي اوليه (Ka/b)(Cr/b) تريتي پايرم(AABBEbEb, 2n=6x=42) ، به ترتيب با دو رقم گندم نان اصلاح شده اميد و نويد(Triticum aestivum:AABBDD, 2n=6x=42) گرديد كه در نتاج F3احتمال جايگزيني برخي كروموزوم هاي ژنوم D گندم با كروموزوم-هاي Eb تريتي پايرم وجود دارد. عليرغم اينكه شباهت ژنتيكي زياد بين دو ژنوم St و Eb وجود دارد، ولي شباهت ژنتيكي ژنوم St نسبت به ژنوم Eb با ژنوم هاي A،B و D گندم نان كمتر است. شناسايي كروموزوم هاي ژنوم Eb در نمونه هاي كروموزومي ميتوز ژنوتيپ هاي احتمالي جديد تريتي پايرم ثانويه شامل نسل سوم نتاج(Omid×St/b) و [Navid×(Ka/b)(Cr/b)] با روش دو رگ گيري دي.ان.اي ژنومي در محل و با كاوشگر ژنومي نشانمند شده St با biotin-11-dutp انجام شد. نتايج نشان داد كه استفاده از كاوشگر دي.ان.اي ژنومي گونه سودوجينريا استيپي فوليا (Pseudoroegneria stipifolia) بجاي كاوشگر دي.ان.اي ژنومي گونه تينوپايرم بسارابيكوم (Eb)، همپوشاني دورگ گيري بين كروموزوم هاي ژنوم Eb با ژنوم هاي A،B وD را كاهش مي دهد و تمايز بين كروموزوم هاي ژنوم Eb با كروموزوم هاي A،B وD را افزايش مي دهد، بنابراين عليرغم شباهت ژنتيكي زياد بين دو ژنوم Eb و St، براي شناسايي بهتر كروموزوم هاي ژنومEb در نتاج احتمالي جديد تريتي پايرم ثانويه در نسل سوم، استفاده از كاوشگر ژنومي St توصيه مي شود، زيرا شباهت ژنتيكي ژنوم Stنسبت به ژنوم Eb از ژنوم هاي A،B وD بسيار كمتر است. در نمونه هاي كروموزومي ميتوز نتاج نسل سوم تلاقي هاي [اميد (St/b) ×] و ]نويد (Ka/b)(Cr/b) ×] تعداد يك تا شش كروموزوم Eb قابل تشخيص بود كه نشان مي دهد توليد ژنوتيپ هاي جديد تريتي پايرم ثانويه با احتمال جايگزين شدن كروموزوم هاي خاصي از ژنوم Eb با كروموزوم هاي ويژه اي از ژنوم D وجود دارد. بنابراين روش دورگ گيري دي.ان.اي ژنومي در محل (GISH) مي تواند به عنوان يك روش گزينش قدرتمند در مهندسي كروموزوم نتاج بين جنسي تريتي پايرم ثانويه براي انتخاب ژنوتيپ هاي مطلوب هگزاپلوييد با ساختار مناسبي از كروزوم هاي A،B D و Eb بعنوان لاين هاي كروموزومي جايگزين يا نوتركيب مورد استفاده قرار گيرد.

Primary Tritipyrum is a new synthetic allohexaploid amphiploid cereal which has been developed by crossing the durum wheat (Triticum durum, AABB, 2n=4x=28) and wild brackish grass (Thinopyrum bessarabicum, EbEb, 2n=2x=14). Although primary Tritipyrum lines are tolerant to salt stress but have few undesirable agronomic traits such as brittle rachis and late maturity. To overcome these problems, the new potential secondary introgressed Tritipyrum genotypes were developed from crossing the primary Tritipyrum (St/b) or combined primary Tritipyrum (Ka/b)(Cr/b) lines [AABBEbEb, 2n=6x=42] and bread wheat (Triticum aestivum:AABBDD, 2n=6x=42) cv. Omid and cv. Navid in which the various D chromosomes of bread wheat will probably be substituted with different Eb chromosomes of Tritipyrums. Identification of Eb chromosomes in chromosomal mitotic preparations of new potential secondary Tritipyrum genotypes including F3 progenies of (Omid × St/b) and [Navid × (Ka/b)(Cr/b)] by genomic DNA in situ hybridization (GISH) technique, using indirect labeling for genomic St DNA with Biotin-11-dutp as probe, was carried out. Results showed that using St genomic DNA instead of genomic DNA of Eb genome as probe made less St cross hybridization with A, B, D chromosomes and high differentiation between Eb chromosomes with A, B and D genomes chromosomes. This indicated that in spite of high genetic similarity between Eb and St (Pseudoroegneria stipifolia, StSt ,2n=2x=14) genomes, the St genomic probe is recomended for identification of Eb chromosome, because genetic similarity of St genome with A, B and D genomes is less than Eb genome with these three genomes of bread wheat. A range of 1-6 Eb chromosomes in mitotic chromosomal spreads of [Omid × St/b] and [Navid × (Ka/b)(Cr/b)] F3 progenies were detectable which indicated that producing new potential secondary Tritipyrum introgressed genotypes (NPSTIGs) with specific substituted Eb chromosomes with D chromosome was feasible. Therefore, GISH can be used as a powerful selection tool in chromosome engineering of intergeneric hybridization progenies of primary Tritipyrum lines and bread wheat cultivars combinations for selecting the favourable 42 chromosomal constitution genotypes of Eb, A, B and D as a new substituted or recombinant chromosome(s) lines.