مكان‌يابي چندصفتي QTLها براي شاخص‌هاي تحمل به خشكي در برنج

Multi-trait mapping of QTLs for drought tolerance indices in rice

اصلاح برنج براي تحمل به خشكي نيازمند ارزيابي صحيح تنوع موجود در جمعيت‌هاي اصلاحي و تجزيه ژنتيكي شاخص‌هاي مرتبط با تحمل به خشكي است. در اين مطالعه، 150 فاميل F5 حاصل از تلاقي بين ارقام سپيدرود (Indica) و غريب (Indica) به منظور مكان‌يابي چند صفتي نواحي ژنومي (QTLs) كنترل‌كننده شاخص‌هاي تحمل به خشكي در دو شرايط نرمال و تنش مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج حاصل از تجزيه باي‌پلات نشان داد كه شاخص‌هاي تحمل به تنش (STI)، ميانگين بهره‌وري (MP)، ميانگين هندسي بهره‌وري (GMP) و ميانگين هارمونيك (HM) شاخص‌هاي مناسب براي انتخاب ژنوتيپ‌هاي پرمحصول در برنامه‌هاي كاربردي اصلاح برنج مي‌باشند. شناسايي QTLها براي هر شاخص با استفاده از روش مكان‌يابي فاصله‌اي مركب نشان داد كه سه، سه، دو و سه QTL به ترتيب شاخص‌هاي HM، MP، GMP و STI را كنترل مي‌نمايند، اما تجزيه مشترك داده‌ها براي بررسي روابط ژنتيكي بين اين شاخص‌ها با استفاده از روش مكان‌يابي چند صفتي نشان داد كه روابط ژنتيكي معني‌داري بين شاخص‌ها‌ي مورد مطالعه وجود دارد، به طوري كه هيچ يك از QTLهاي شناسايي شده به طور مستقل يك شاخص را كنترل نكرده و به طور مشترك كنترل چند شاخص را بر عهده داشتند. نتايج اين پژوهش نشان داد كه تجزيه مشترك چند صفتي نه تنها QTLهاي اضافي را شناسايي مي‌كند، بلكه روابط ژنتيكي بين صفات با همبستگي بالا را نيز در سطح مولكولي آشكار مي‌سازد.

Rice improvement for drought tolerance requires reliable assessment of diversity and genetic analysis of drought tolerance related indices in breeding populations. In this study, 150 F5 families derived from a cross between Sepidroud (Indica) and Gharib (Indica) varieties were evaluated to multi-trait mapping of genomic regions controlling drought tolerance indices in normal and drought stress conditions. Results of biplot analysis showed that stress tolerance index (STI), mean productivity (MP), geometric mean productivity (GMP) and harmonic mean (HM) are suitable indices to select the high-yielding genotypes in applied rice breeding programs. QTLs mapping for each index using composite interval mapping identified three, three, two and three QTLs for HM, MP, GMP and STI, respectively, but the joint-analysis data for investigate the genetic relationships between these indices using the multi-trait mapping showed that there are significant genetic relationships between studied indices, so none of these identified QTLs didn’t independently control an index and jointly controlled multiple indices. Results from current study showed that the multi-trait joint analysis not only identified additional QTLs, but also revealed the genetic relationship between different highly correlated traits at the molecular level.