تنوع ژنتيكي و اپي ژنتيكي تحمل شوري در گندم، ايژيلوپس سيلندريكا و لاين هاي حاصل از تلاقي برگشتي آنها

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

ژنتيك و به نژادي گياهي

دكتري

شوري به عنوان يك عامل تنش‌زاي غيرزيستي اصلي در كشاورزي مدرن ظهور كرده است كه به طور قابل توجهي توليد گياهان زراعي، از جمله گندم، را محدود مي‌كند. اصلاح ارقام جديد گندم همواره با معضلات تنوع ژنتيكي محدود و فرسايش مستمر تنوع ژنتيكي مواجه بوده است. بنابراين، استفاده از تنوع ژنتيكي موجود در گونه‌هاي خويشاوند وحشي براي افزايش تنوع ژنتيكي در گندم، به ويژه براي سازگاري با تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي، ضروري است. اين مطالعه تنوع فنوتيپي و اپي‌ژنتيكي 156 لاين گندم درون‌تني شده (BC4F2) حاصل از هيبريداسيون بين ارقام گندم «چيني¬بهاره» (CS)، «روشن» (R) وAegilops cylindrica (AC) را ارزيابي كرد. اين دو گروه از لاين‌هاي زمينه ژنتيكي، به همراه والدين دوره¬اي آنها (در مجموع 158 عدد)، در شرايط مزرعه‌اي معمول و شور با استفاده از صفاتي نظير ارتفاع گياه، طول سنبله، تعداد سنبله در هر بوته، تعداد دانه در هر سنبله، وزن دانه و عملكرد دانه ارزيابي شدند. سپس، لاين‌هاي BC4F2 به همراه والدينشان (AC، CS و R) تحت شرايط شاهد و تنش شوري انتخاب و تحت آناليز فيزيولوژيكي، بيوشيميايي، متيلاسيون سيتوزين DNA و آناليز بيان ژن‌هاي HKT1;5، NHX1 و SOS1 قرار گرفتند. نتايج، تأثير قابل توجه تنش شوري بر متغيرهاي زراعي-فيزيولوژيكي از جمله عملكرد و صفات مرتبط را نشان داد. بدين ترتيب، از عملكرد دانه در شرايط شاهد و تنش شوري به همراه شاخص‌هاي تحمل به تنش براي انتخاب متحمل‌ترين و حساس‌ترين لاين‌ها استفاده شد. آناليزهاي زراعي-فيزيولوژيكي، اپي‌ژنتيكي و بيان ژن، اثرات قابل توجه تنش شوري و زمينه ژنتيكي و همچنين پاسخ متفاوت لاين‌هاي حاصل به تنش شوري را نشان داد. تفاوت معني‌داري بين محتواي اسموليت لاين‌هاي حساس و متحمل تحت شوري، فقط براي محتواي TSS گروه CS مشاهده شد. اختلاف در محتواي پتاسيم، سديم و پتاسيم/سديم برگ و ريشه، و سطوح Chla، Chlb، Car و MDA، برخلاف سطوح راديكال DPPH، بين لاين‌هاي متحمل به شوري و حساس به شوري در هر دو زمينه ژنتيكي گندم تحت شرايط شور، نشان‌دهنده تمايز آشكار در تحمل شوري بود. PCR كمي Real-Time افزايش بيشتري در سطوح بيان ژن‌هاي NHX1 و SOS1 در بافت‌هاي برگ و ريشه لاين‌هاي متحمل در مقايسه با لاين‌هاي حساس نشان داد. در حالي كه الگوهاي بيان ژن HKT1;5 در هر دو گروه گندم فقط در بافت برگ لاين‌هاي متحمل بيشتر از لاين‌هاي حساس بود. تجزيه و تحليل متيلاسيون DNA برگ و ريشه، اثرات قابل توجه شوري را بر تغييرات متيلاسيون نشان داد و ورود موفقيت‌آميز اپي‌ژنوم تحمل به شوري از Ae. cylindrica به گندم را تأييد كرد. به طور كلي اين يافته¬ها نشان داد كه بهره‌برداري از تنوع ژنتيكي خويشاوندان وحشي، هدفي حياتي براي افزايش تنوع ژنتيكي و اپي‌ژنتيكي به منظور افزايش سازگاري گياه با تنش شوري است.

237730

ژنتيك و به نژادي گياهي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان