شناسايي نشانگرهاي آگاهي‌بخش مرتبط با صفات ريشۀ برنج در مراحل اوليۀ رشد در شرايط تنش خشكي با استفاده از تجزيۀ ارتباط

Detection of informative markers associated with rice root traits under drought stress in the growth early stages using association analysis

گسترش شبكۀ ريشه ­اي عميق راهكاري مهم براي جلوگيري از تنش خشكي در برنج است. به منظور بهنژادي صفات ريشه­ اي برنج، لازم است در آغاز بايد نواحي ژنگاني (ژنومي) كنترل كنندۀ صفات مهم ريشه شناسايي شوند. با اين هدف، پژوهشي با استفاده از 192 ژنوتيپ برنج در شرايط تنش خشكي و آبكشت (هيدروپونيك) طرح ريزي شد. به منظور اعمال تنش اسمزي از مانيتول با فشار اسمزي 5- بار در مرحلۀ گياهچه ­اي و شرايط آبكشت استفاده شد. افزون بر وزن اندام هاي هوايي، وزن ريشه، زيست‌توده و ضخامت ريشه، صفات طول اندام هاي هوايي و ريشه در طول رشد يعني در روزهاي 7ام، 14ام، 21ام، 28ام و 35ام پس از انتقال به محيط آبكشت، ارزيابي شدند. ارزيابي ژنوتيپي افراد جمعيت با استفاده از تركيب هاي آغازگري ناشي از آنزيم ­هاي محدودگر EcoRI و MseI انجام شد. براي شناسايي نواحي ژنگاني مرتبط با مكان ­هاي كنترل كنندۀ اين صفات از پنج مدل آماري با دو رويۀ GLM و MLM در نرم افزار TASSEL استفاده شد. نشانگرهاي E100-M140-3، E100-M160-7، E110-M140-9، E100-M140-3، E100-M150-19، E100-M160-7، E100-M160-11، E110-M140-1 و E110-M140-9 مهم ترين نشانگرها شناسايي شدند. با توجه به اينكه اين نشانگرها درصد قابل توجهي از تغييرپذيري هاي فنوتيپي را تبيين كردند، مي­توان از اين نشانگرها به عنوان نامزد در تحقيقات بعدي از جمله تبديل آنها به نشانگرهاي اختصاصي SCAR و برنامه­ هاي انتخاب به كمك نشانگر براي تحمل به خشكي پس از تأييد استفاده كرد.

Developing a deep root system is an important strategy for avoiding of drought stress in rice. In order to improve rice root system, at the first stage, must be detected genomic regions controlling important root traits. In order to achieve this aim, a study was conducted using 192 rice genotypes under drought stress and hydroponic culture. Manitol with -5 bar concertration was used to apply osmotic stress in seedling stage. In addition of shoot mass, root mass, plant mass and root thickness, length of shoot and root were recorded on 7th, 14th, 21th, 28th and 35th days after transferring to hydroponic culture. Genotyping of population was performed using primer combinations of restriction enzymes of EcoRI and MseI. To identify genomic regions associated with controlling loci of the traits, were used five statistical models with two GLM and MLM procedures in TASSEL software. The markers of E100-M140-3, E100-M160-7, E110-M140-9, E100-M140-3, E100-M150-19, E100-M160-7, E100-M160-11, E110-M140-1 and E110-M140-9 were detected as the most important markers. Since these markers explained significant percentage of the phenotype variations, can be used as candidate markers in further studies such as conversion to SCAR markers marker assisted selection for drought stress tolerance after validation.