جهش زايي در برنج براي ايجاد تحمل به خشكي و بررسي تغييرات ژنتيكي جهش يافته ها با نشانگر ISSR

Mutagenesis in rice to develop drought tolerance and assessment of genetic variability of mutants using ISSR marker

از تكنيك جهش زايي فيزيكي و شيميايي براي ايجاد تنوع ژنتيكي در بسياري از گياهان زراعي استفاده مي شود و تعداد زيادي لاينهاي موتانت مفيد از اين طريق توليد شده است. در اين مطالعه از موتاژن اتيل متان سولفونات (EMS) به منظور ايجاد تنوع ژنتيكي در برنج (رقم ندا) استفاده شد و نقش جهش زايي آن در بهبود تحمل به تنش خشكي بررسي شد. لاينهاي موتانت نسل M2 در مرحله جوانه زني و گياهچه اي در شرايط تنش اسمزي با PEG (0/8 - مگاپاسكال) ارزيابي شدند كه منجر به جداسازي 9 لاين موتانت متحمل به خشكي گرديد. اين لاينها به همراه رقم مادري در مرحله گياه كامل در شرايط مزرعه با اعمال آبياري محدود نيز مورد ارزيابي قرار گرفتند كه بر اساس شاخص تحمل به تنش (STI) دو لاين متحمل به خشكي به نامهاي MT90 و MT149 شناسايي شدند. براي بررسي سطح تنوع ژنتيكي حاصل از تيمار جهش در لاينهاي موتانت، از نشانگرهاي ISSR استفاده شد كه 69/4 درصد آنها چند شكلي بين رقم مادري و لاينهاي موتانت را نشان دادند. تنوع ژنتيكي حاصل از جهش در ژنوتيپهاي مورد مطالعه معادل 23/5 درصد برآورد شد و تجزيه خوشه اي با روش UPGMA آنها را به سه گروه عمده تفكيك كرد كه گروههاي حاوي لاينهاي موتانت نسبت به گروه حاوي رقم مادري در شرايط تنش خشكي هم عملكرد بالاتر و هم شاخص تحمل به تنش بالاتري را نشان دادند. بر اساس نتايج، لاين MT149 به عنوان لاين متحمل به خشكي در هر دو مرحله گياهچه اي و گياه بالغ معرفي مي شود. بنابراين مي توان نتيجه گيري كرد كه جهش القايي EMS تأثير مطلوبي در ايجاد لاينهاي موتانت متحمل به خشكي داشته و از نشانگرهاي ISSR تا حدودي مي توان براي جداسازي لاينهاي موتانت متحمل به خشكي در جمعيت هاي حاصل از جهش در برنج استفاده كرد.

Physical and chemical mutagenesis techniques are used for creating genetic variability in many crop plants and several desire mutant lines have been developed by mutagenesis. In this research, EMS mutagen was applied to create genetic variability in rice (cv. Neda), and its mutagenesis effect was investigated in drought tolerance improvement. M2 mutants were evaluated at germinating and seedling stages under osmotic stress of PEG (-0.8 MPa) which resulted to isolating 9 drought tolerant lines. The lines along with their original cultivar also were evaluated in field under restricted irrigation regime which two mutants viz. MT90 and MT149 based on stress tolerance index (STI) were identified as drought tolerant lines. ISSR markers were used to assess genetic variability induced by mutation in mutant lines, 69.4 percent of which detected polymorphism between original cultivar and mutant lines. Mutation-induced genetic variation was estimated equal to 23.5 percent in the studied genotypes and cluster analysis using UPGMA method differentiated them into three main classes which mutants-containing groups produced higher yield and STI relative to original cultivar group under drought stress. Based on the results, MT149 mutant can be introduced as a drought tolerant line at both seedling and whole plant stages. It can be concluded that EMS-induced mutation had a desire effect in developing drought tolerant mutants and ISSR markers can be applied for differentiating drought tolerant mutants in rice mutation derived populations.