تنوع آللي ژن‌هاي سختي دانه (پوروايندولين a و b ) در گندم‌هاي تجاري و بومي ايران

Allelic Variation of Hardness Genes (puroindoline a and b) in Iranian Commercial and Landrace Wheats

سختي دانه يكي از مهم‌ترين خصوصيات كيفي گندم نان است كه به‌وسيله آن طبقه‌بندي تجاري و نوع فرآورده نهايي تعيين مي‌گردد. اين صفت به وسيله دو ژن كاملاً پيوسته پوروايندولين a و پوروايندولين b كنترل مي‌شود. آلل‌هاي نوع وحشي اين دو مكان ژني موجب فنوتيپ بافت دانه نرم مي‌شوند و بروز جهش در هر يك از اين دو مكان ژني باعث سخت شدن بافت دانه مي‌گردد. به دليل اهميت اين صفت، 61 رقم تجاري و 92 توده بومي خالص ايراني براي شناسايي چهار نوع آلل سختي مورد مطالعه قرار گرفتند. تعيين ارزش سختي دانه و گروه‌بندي به‌وسيله سيستم خصوصيات تك دانه انجام پذيرفت. شناسايي آلل‌هاي كنترل كننده سختي دانه توسط تكثير با آغازگرهاي اختصاصي و هم‌چنين تكنيك توالي‌هاي چند‌شكل حاصل از برش فرآورده تكثيريافته انجام گرفت. نمونه‌ها در سه دسته سخت، مخلوط و نرم قرار گرفتند، كه فراواني آنها در ارقام تجاري به ترتيب 65/6، 19/6 و 14/8 درصد و در توده‌هاي بومي 58/7، 13 و 28/3 درصد بود. از چهار آلل مورد مطالعه فقط سه نوع آلل در گندم‌هاي مذكور ديده شد. آلل Pina-D1b در 18 رقم، آلل Pinb-D1b در 5 رقم و آلل Pinb-D1e فقط در رقم كوير از گندم‌هاي سخت تجاري يافت شد و در گندم‌هاي سخت توده بومي فقط دو توده حامل آلل Pinb-D1b بودند. آلل Pinb-D1c در هيچ يك از نمونه‌ها ديده نشد. گندم‌هاي حامل آلل Pina-D1b ارزش سختي دانه معني‌دار بالاتري نسبت به گندم‌هاي حامل آلل Pinb-D1b نشان دادند. به نظر مي‌رسد اين ژن‌ها و روش‌هاي مورد استفاده مي‌توانند كمك مؤثري به انتخاب سختي دانه در برنامه‌هاي به‌نژادي گندم نمايند.

Kernel hardness is one of the most important characterizations on end-use quality of bread wheat and also used for their marketing classification. Kernel texture, mainly controlled by one major locus (Ha) located on the short arm of chromosome 5D. Two tightly linked genes as puroindolin a , and b covered by this major locus and designed as Pina and Pinb respectively. When both puroindolines are in their ‘functional’ wild state, grain texture is soft. When either of the puroindoline alleles is absent or alter by mutation, then the result is hard texture. In this study, 61 Iranian commercial cultivars and 92 landraces were investigated for their kernel hardness and puroindoline alleles using SKCS and, PCR and cleaved amplified polymorphic sequences (CAPS) techniques respectively. Specific primers were used to amplify Pina and Pinb. The results indicated that frequency of hard, mixed and soft genotypes were 65.6, 19.6 and 14.8% respectively, in commercial cultivars and 58.7, 13 and 28.3% in landraces varieties. Among hard type of commercial cultivars, 18 and 5, genotypes have identified as Pina-D1b and Pinb-D1b respectively. Kavir was only cultivar with Pinb-D1e allele. Pinb-D1b allele was identified in two hard types of landrace varieties. Surprisingly, Pinb-D1c was not found in any varieties. Influence of the above proindoline alleles on kernel hardness showed that the SKCS hardness index of Pina-D1b was significantly higher than that of Pinb-D1b. Our knowledge about the genetic basis of kernel hardness could provide useful information in breeding programs of bread wheat.