بررسی تنوع آللی ژن‌های VRN1 و Ppd1 در ارقام مختلف گندم نان

بررسی تنوع آللی ژن­های VRN1 و Ppd1 در ارقام مختلف گندم نان

محسن نظری¹، علی ایزانلو*²، محمدقادر قادری³، زهره علیزاده⁴

¹دانشجوی کارشناسی ارشد اصلاح نباتات گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند.

²استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند.

³استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند.

⁴استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند.

تاریخ دریافت: 05/04/1393، تاریخ پذیرش: 08/04/1394

چکیده

ژنهای مهم کنترل کننده زمان گلدهی شامل ژنهای پاسخ به بهاره­سازی و فتوپریود نقش قابل توجهی در سازگاری جغرافیایی و عملکرد زراعی بالا و عملکرد بالقوه در غلات دارند. بررسی و درک تنوع آللی ژن­های بهاره­سازی و فتوپریود در برنامه­های اصلاحی گندم و گزینش والدین از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا، هدف از این آزمایش بررسی تنوع آللی برای مکانهای ژنی VRN1 و Ppd1 با استفاده از نشانگرهای مولکولی کارکردی در 38 رقم گندم نان بود. در این تحقیق فراوانی آلل های vrn-A1، Vrn-A1a و Vrn-A1b در مکان ژنی Vrn-A1 به ترتیب 9/57، 5/39  و 6/2 درصد بود. در مکان ژنی Vrn-D1، آلل های vrn-D1 و Vrn-D1 به ترتیب دارای فراوانی 7/73 و 3/26درصد بودند. در مکان ژنی Vrn-B1، بیشترین فراوانی آللی مربوط به Vrn-B1a با 7/44درصد بود، در حالیکه فراوانی آلل های Vrn-B1b، Vrn-B1c و vrn-B1  در این مکان ژنی به ترتیب 0/21، 4/18 و 2/13 درصد بود. تنوع آللی برای ژن­های فتوپریود نیز در جمعیت مورد مطالعه یافت شد. بطوریکه در مکان ژنی Ppd-D1، فروانی آلل های Ppd-D1a و ppd-D1b به ترتیب 0/71 و 0/29 درصد بود. در مکان ژنی Ppd-B1، 18 ژنوتیپ Ppd-B1a و 20 ژنوتیپ ppd-B1b را نشان دادند. بطور کلی فراوانی آلل Ppd-D1a بیشتر از بقیه بوده و به دنبال آن به ترتیب فراوانی آلل Vrn-A1a، Vrn-D1، Ppd-B1b و Vrn-B1a بیشتر بود. این نتایج نشان می­دهد که فراوانی آلل غالب در مکان­های ژنی VRN1 و Ppd-D بیشتر بوده و بر این اساس، بیشتر ارقام بهاره و غیر حساس به فتوپریود می­باشند. نتایج این تحقیق می تواند به بهنژادگران در برنامه های اصلاحی گزینش به کمک نشانگر یاری نماید.

واژگان کلیدی: فتوپریود، نشانگر مولکولی، ژنوتیپ، بهاره سازی.

مقدمه

گندم یکی از گسترده‏ترین گیاهان زراعی تحت کشت در جهان است که در دامنه وسیعی از عرضهای جغرافیایی (از 60 درجه شمالی تا 48 درجه جنوبی)، شرایط اقلیمی، و حاصلخیزی خاک کشت می‏شود. برای سازگاری با چنین عرصه­های گوناگون طیف گسترده­ای از تغییرات ژنتیکی در جایگاههای خاصی ضروری است. در سطح مولکولی سازگاری گندم عمدتاً بوسیله 3 گروه از فاکتورهای ژنتیکی شامل؛ ژن­های ورنالیزاسیون[1] یا نیاز به بهاره­سازی (VRN)، ژن­های فتوپریود یا حساس به طول روز (Ppd) و ژن­های کنترل کننده زودرسی ذاتی (Eps) کنترل می­شوند (Zhang et al., 2008). از میان این گروه­های ژنی، ژن­های بهاره­سازی (Vrn) و فتوپریود (Ppd) تنظیم کننده­های اصلی عادت رشدی گیاه می­باشند که به ژن­های عادت گلدهی نیز معروفند (Distelfeld et al., 2009). ژن­های فتوپریودی و بهاره­سازی به تغییرات محیطی با تاخیر یا تسریع در زمان گلدهی واکنش نشان می‏دهند، بنابراین از در معرض قرارگرفتن آغازه‏های^[2] گل در درجه حرارت‏های بالای کشنده جلوگیری می‏نماید. همچنین ساز­وکار تحمل به سرما در گندم پاییزه ارتباطی بنیادین با نیاز بهاره‏سازی دارد، که این نیز سبب تأخیر درگذار از مرحله رویشی و ورود به مرحله زایشی شده و دستاورد آن پیشگیری از بروز خسارت سرما است (Fowler et al., 2001; Limin and Fowler, 2006). به طور کلی، نمو گیاه و انتقال از مرحله رویشی به زایشی در ابتدا توسط نیاز به بهاره سازی که ممکن است به صورت اثر متقابل با یک نظام طول روز همراه باشد، کنترل می‏شود (Wallace and Yan, 1998). سپس توسط نظام عکس العمل به طول روز بعد از بهاره‏سازی تحت تأثیر قرار می‏گیرد و در نهایت توسط ارتباط با نظام همیشه موثر دما، کنترل می‏شود. بنابراین، یکی از عواملی که با بررسی آن و تعیین وضعیت یک رقم تجاری از لحاظ ژنتیکی در درک و توصیف سازگاری عمومی و خصوصی اهمیت دارد، بدون شک نیاز به بهار‏ه‏سازی و طول روز است. در این بین صفات زودرسی ذاتی و مقاومت به سرما یا یخبندان نیز که ممکن است در ترکیب با دو نظام طول روز و نیاز به بهاره‏سازی، باعث تأثیر گذاری بر نمو و فنولوژی گیاه شوند، نباید نادیده گرفته شوند (Snape, 1998; Snape et al., 2001).

گندم بر اساس درجه حرارت و زمان گلدهی به دو عادت رشد زمستانه و بهاره تقسیم بندی می­شود. گندم زمستانه نیاز به یک دوره سرما جهت گلدهی دارد، که معمولاً در پاییز کشت می­شود و در سال بعد برداشت می­شود، درحالی که گندم بهاره بدون گذراندن دوره سرمایی معمولاً در همان سالی که کاشته ­شد، برداشت می­شود.

فرایند بهاره­سازی باعث تسریع زمان گلدهی در غلات می­شود که بوسیله دمای پایین صورت می­گیرد. این فرایند زمانی انجام می­شود که درجه حرارت هوا بین صفر تا 10 درجه سانتی گراد و به مدت چند هفته نوسان داشته باشد (Flood and Halloran, 1984). مطالعات فیزیولوژیکی نشان داد که مراکز واکنش به بهاره­سازی در نوک ساقه قرار دارد (Amasino, 2004). عادت رشد زمستانه یا بهاره توسط 3 آلل در جایگاه­های Vrn-A1، Vrn-B1 و Vrn-D1 که به ترتیب بر روی کروموزوم 5A، 5B و 5D واقع شده اند کنترل می­شود (Law et al., 1978; Galiba et al., 1995; Dubcovsky et al., 1998). در مجموع این 3 ژن به عنوان جایگاه Vrn1 شناخته می­شوند، که جایگاه اصلی گلدهی می­باشد. ژنتیک مولکولی مکانیسم­های مورد نیاز برای بررسی بهاره­سازی را در محصولات زراعی از جمله گندم بخوبی درک و مورد بررسی قرار داده است (Cockram et al., 2007; Trevaskis et al., 2007). حضور آلل مغلوب در تمام این مکان­ها باعث عادت رشد زمستانه می­شود، در حالی­که حضور یک آلل غالب در این جایگاه­ها باعث رشد بهاره می­گردد (Stelmakh, 1992).

تفاوت در توزیع ژن­های Ppd در ژرم پلاسم­های گندم به صورت کلاس­های مختلف حساس به طول روز بلند و غیر حساس به طول روز تقسیم می­شود. در گندم عکس­العمل به طول روز توسط 3 مکان ژنی که بر روی کروموزوم­های 2D، 2B و 2A قرار دارند، کنترل می­شود (Keim et al., 1973; Welsh et al., 1973). بطوریکه، آلل­های غالب (Ppd-D1a، Ppd-B1a و Ppd-A1a که قبلاً به ترتیب Ppd1، Ppd2 و Ppd3 نامیده می­شدند) در این مکانهای ژنی باعث اعطای عدم حساسیت به فتوپریود و آلل­های مغلوب آنها (ppd-D1b، ppd-B1b و ppd-A1b) حساسیت به  فتوپریود را موجب می­شوند (Law et al., 1978). بطور کلی، آلل Ppd-D1a به عنوان قوی­ترین آلل در نظر گرفته می­شود که به دنبال آن Ppd-B1a و بعد از آن Ppd-A1a می­باشد (Scarth and Law, 1984)، هر چند که مطالعه اخیر Tanio and Kato (2007) نشان داد که Ppd-B1a‌ می­تواند اثر یکسانی همانند Ppd-D1a داشته باشد. مطالعات متعدد نشان داد که در تمام محیط­ها، گندم­های غیر حساس به فتوپریود تمایل به بلوغ زودتری نسبت به گندم های حساس به فتوپریود دارند (Kato and Yokoyama, 1992; Worland et al., 1994; Worland, 1996; Worland and Sayers, 1996; Worland et al., 1998; Cane et al., 2013).

با توجه به اهمیت و نقش بهاره­سازی و فتوپریود در سازگاری گندم، بررسی و درک توزیع آللی ژن­های کنترل کننده آنها و کاربرد اطلاعات بدست آمده از طریق گزینش به کمک نشانگر در برنامه­های اصلاحی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. چندین روش فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی در دسترس برای تشخیص ژن­های بهاره سازی و فتوپریود در گندم و سایر غلات و حبوبات وجود دارد. با این حال، برخی از آنها وقت گیر و نیاز به کار فشرده دارد و تحت تأثیر شرایط محیطی نیز می­باشد، در نتیجه برای استفاده در برنامه­های اصلاحی بسیار دشوار است. پیشرفت­های اخیر در ژنتیک مولکولی موجب شده تا همسانه سازی ژن­های بهاره سازی (Yan et al., 2003) و فتوپریود (Beales et al., 2007) در گندم انجام شود، همچنین موجب تسهیل در توسعه­ی نشانگرهای ژن و آلل اختصاصی (نشانگرهای تشخیصی) شده است. لذا، هدف از این آزمایش تعیین خصوصیت و بررسی تنوع آللی برای ژن‏های بزرگ اثر در ژن­های بهاره سازی و فتوپریود در گندم های نان می‏باشد، که نقش مهمی در سازگاری و عملکرد بالقوه و عملکرد پتانسیل دانه در مناطق جغرافیایی مختلف دارند. آگاهی از مناسب ترین ترکیب آللی VRN-1 و Ppd-1 به بهنژادگران این اجازه را می‏دهد که از ژرم پلاسم‏های متنوع برای به حداکثر رساندن پتانسیل عملکرد دانه و مقاومت به خشکی و سرما در تلاقی‏ها استفاده کنند.

مواد و روش­ها

مواد گیاهی مورد استفاده در این تحقیق 38 رقم گندم نان رایج کشت در مناطق خشک و نیمه خشک شامل؛ الموت، الوند، آذر2، بزوستایا، هیرمند، قدس، نیک­نژاد، شعله، کرج3، داراب2، کویر، هامون، روشن، رسول، شاهپسند، پیشتاز، استار، وریناک، شیراز، اکبری، دز، شوری، ارگ، اوحدی، آنفام4، استورک، کاسکوژن ریژاو، اترک، کوهدشت، زرین، کراس سبلان، بک کراس روشن، کریم، بم، اکسکلیبر و گلادیوس بودند. بذور ژنوتیپ­های مورد نظر در گلخانه کشت و گیاهچه­های 2-3 برگی مناسب برای استخراج DNA ژنومی بدست آمد. استخراج DNAی ژنومی طبق روش Pallotta et al. (2003) با اندکی تغییر انجام شد. کمیت و کیفیت DNA  نیز با استفاده از روش اسپکتروفتومتری با استفاده از دستگاه نانودراپ Termo‌ و الکتروفورز ژل آگارز 8/0 درصد تعیین گردید.

در این تحقیق، از ترکیب 16 آغازگر تشخیصی به منظور بررسی وضعیت آللی ژن­های بهاره­سازی و فتوپریود مورد استفاده قرار گرفت (جدول 1). واکنش زنجیره­ای پلی مراز برای تکثیر جایگاه­های نشانگر­های آلل اختصاصی در حجم 20 میکرولیتر با اجزای 1 میکرولیتر DNA الگو (100 نانوگرم)، 1 میکرولیتر از هر آغازگر (0.4 پیکومول) و 10 میکرولیترPCR MasterMix  (تهیه شده از شرکت سیناکلون)، و تا حجم 20 میکرولیتر آب دیونیزه دو بار تقطیر در دستگاه ترموسایکلر اپندورف انجام شد. چرخه­های حرارتی برای هر ترکیب آغازگر در جدول 1 آمده است. جداسازی محصولات تکثیری با استفاده از الکتروفورز ژل آگارز 5/1 درصد انجام و رنگ­آمیزی با استفاده از اتیدیوم بروماید صورت گرفت. سپس با استفاده از دستگاه ژل داک عکس برداری از ژل انجام شد. اندازه نوارهای تکثیر شده برای آلل­های مختلف مورد نظر با استفاده از  DNA Ladder،bp  100 تعیین شد.

جدول 1- توالی آغازگرهای آلل اختصاصی برای ژن های بهاره سازی در مکان­های ژنی VRN-1 و Ppd-1.

Table 1- Sequences of allele specific primers for vernalization and photoperiod genes at the VRN-1 and Ppd-1 loci. 

نتایج و بحث

در این مطالعه به منظور بررسی تنوع آللی از جفت پرایمر اختصاصی VRN1AF و VRN1-INT1R توصیف شده توسط Yan et al. (2004) به منظور شناسایی آلل غالب بهاره Vrn-A1 در تمام ارقام گندم نان استفاده شد. 15 ژنوتیپ آلل غالب Vrn-A1a را تکثیر کردند (باند  bp965-876(. تنها ژنوتیپ هیرمند آلل Vrn-A1b را با اندازه باند bp 714 تکثیر کرد. 22 ژنوتیپ باقی مانده، باند bp 734 را تکثیر کردند که نشان داد این ارقام یا حامل آلل غالب Vrn-A1c هستند، یا آلل مغلوب vrn-A1 را دارند (Zhang et al., 2008). به منظور تفکیک بین این دو آلل از یک جفت پرایمر Intr1/A/F2 و Intr1/A/R3 استفاده شد. بعد از تکثیر محصولات مشخص شد همه 22 رقمی که باند bp 734 را تکثیر کردند، آلل مغلوب vrn-A1 را داشتند (شکل 1 الف). بطور کلی، نتایج نشان داد که 90/57 درصد از ارقام (22 رقم) مورد مطالعه آلل مغلوب vrn-A1 را نشان دادند و 47/39 درصد آلل غالب Vrn-A1a و تنها 63/2 درصد نیز آلل Vrn-A1b را تکثیر کردند. در این مطالعه، آلل Vrn-A1c مشاهده نشد.

برای مکان ژنی Vrn-B1، از ترکیب پرایمری Ex1/B/F3 و Intr1/B/R3 و Intr1/B/F و Intr1/B/R4 بصورت مولتی پلکس استفاده شد (Milec et al., 2012). 17 ژنوتیپ (7/44 درصد) شامل آلل Vrn-B1a بودند، زیرا باند  bp709 را تکثیرکردند (شکل 1ب). عدم وجود محصول حاصل از PCR در ژنوتیپ­های گندم باقی مانده نشان می­دهد که آنها حامل آلل مغلوب هستند. برای تایید آن از ترکیب پرایمری Intr1/B/F و Intr1/B/R4 استفاده شد. باند bp 1149 در 5 ژنوتیپ گندم نان حضور آلل مغلوب vrn-B1 را نشان دادند. در مجموع، در مکان ژنی Vrn-B1، 73/44 درصد از ارقام آلل Vrn-B1a را با ترکیب باندی 709 و 1235 جفت بازی را نشان دادند، همچنین 15/13 درصد از ارقام آلل مغلوب vrn-B1 را با اندازه باندbp  1149 تکثیر کردند و 1/21 درصد از ارقام دارای آلل Vrn-B1b با ترکیب باندی  bp673 و bp 1199 را نشان دادند. 42/18 درصد از ارقام آلل Vrn-B1c را با اندازه باند bp 849 تکثیر کردند.

در جایگاه ژنی Vrn-D1، با استفاده از یک جفت پرایمر Intr1/D/F و Intr1/D/R3، 10 ژنوتیپ باند bp 1671 را تکثیر کردند که آلل غالب Vrn-D1 را نشان می­دهد، همچنین باند bp 997 در 28 ژنوتیپ مشاهده شد، از ترکیب پرایمری Intr1/D/F و Intr1/D/R4 استفاده شد که نشان دهنده آلل مغلوب vrn-D1 بود (شکل 1 ج). 68/73 درصد از ارقام آلل مغلوب vrn-D1 را با اندازه باند bp 997 تکثیر کردند در حالیکه آلل غالبVrn-D1 تنها در 32/26 درصد از ارقام مشاهده شد.

در جایگاه ژنی Ppd-D1، از 38 رقم مورد مطالعه 27 رقم قطعه bp 414 را در PCR تکثیر کردند که نشان دهنده آلل Ppd-D1a می­باشد، که غیر حساس به فتوپریود می­باشد و تنها 11 رقم آلل ppd-D1b را تکثیر کردند که حساس به فتوپریود می­باشد. به طور کلی فراوانی آلل غالب Ppd-D1a در ارقام مورد مطالعه زیاد می­باشد. که نشان می­دهد ارقام ایرانی غیر حساس به فتوپریود می­باشند. بنابراین باید اصلاح گران در اصلاح ژرم پلاسم­ها این موضوع را مد نظر قرار دهند. در این جایگاه ژنی، 05/71 درصد از ارقام آلل غالب Ppd-D1a را با اندازه باند bp 288 تکثیر کردند و تقریباً در 95/28 درصد از ارقام آلل مغلوب ppd-D1b با اندازه باند bp 414 مشاهده شد (شکل 2 ب). آلل Ppd-D1a در 60 درصد از ارقام ترکیه یافت شد (Andeden et al., 2011). در تحقیقی Zhang et al. (2010) فراوانی این آلل را در 929 رقم اصلاح شده و نژاد محلی گندم چین 66 درصد گزارش کردند. اکثر واریته های گندم اصلاح شده مورد کشت در جنوب و مرکز اروپا به خاطر سازگاری گسترده تر آنها غیر حساس به فتوپریود هستند (Foulkes et al., 2004).

اما در مکان ژنی Ppd-B1، با استفاده از یک جفت آغازگر TaPpd-B1proF1 و TaPpd-B1int1R1 در PCR، از بین 38 رقم 20 ژنوتیپ باند bp 1292 را تکثیر کردند که آلل مغلوب و حساس به فتوپریود ppd-B1b را نشان می­داد و 18 رقم مابقی باند bp 1600 را تکثیر کردند که آلل غالب Ppd-B1a بودند که غیر حساس به فتوپریود می­باشد (شکل 2 الف). در مجموع، در این مکان ژنی 36/47 درصد از ارقام حاوی آلل مغلوب حساس به فتوپریود ppd-B1b بودند که باند bp 1292 را تکثیر کردند. 63/52 درصد از ارقام آلل مغلوب غیر حساس به فتوپریود Ppd-B1a (باند 1600 جفت بازی) را نشان دادند.

فراوانی آلل Vrn-A1a در مجموعه گندم­های مورد بررسی در مقایسه با مجموعه گندم­های مختلف جهان پایین­تر بودند. Iqbal et al. (2007) فراوانی آلل Vrn-A1a را در ژنوتیپ­های گندم بهاره در کانادا 85 درصد گزارش کردند، درحالیکه آلل Vrn-A1b را تنها در یک رقم مشاهده کردند. آنها همچنین هیچ آلل Vrn-A1c را در مجموعه­ی خود مشاهده نکردند که با نتایج این تحقیق مطابقت دارد. در گندم های ترکیه نیز آلل Vrn-A1c گزارش نشد (Andeden et al., 2011). فراوانی آلل Vrn-A1a در ژرم پلاسم گندم نواحی شمال غربی ایلات متحده آمریکا 69 درصد (Santra et al., 2009)، 50 درصد در ارقام گندم بهاره آمریکا و آرژانتین (Yan et al., 2004) و 44 درصد در گندم های چینی (Zhang et al., 2008) گزارش شد.

نتایج این تحقیق نشان داد که ترکیبات مختلف آلل های Vrn عادت رشدی بهاره را در گندم های مورد مطالعه کنترل می­کنند. آلل Vrn-A1a تقریباً در 5/39 درصد ژنوتیپ های مورد مطالعه مشاهده شد. گندم های بهاره ای که دارای آلل Vrn-A1a باشند نیازی به بهاره­سازی ندارند (Shindo and Sasakuma, 2002)، بنابراین نسبت به ژنوتیپ های دارای آلل های Vrn-B1  یا Vrn-D1 در شرایط بهاره­سازی نشده زودتر گل می دهند.

آلل Vrn-B1a بیشترین فراوانی (44 درصد) را در گندم های مورد مطالعه داشت. در واریته های گندم ترکیه بیشترین فراوانی آللی مربوط به Vrn-B1 گزارش شد (Andeden et al., 2011)، Iqbal et al. (2007) فراوانی این آلل را در لاینهای مورد مطالعه 50 درصد گزارش نمودند. درحالیکه، فراوانی آلل غالب Vrn-B1  در گندم های چینی کمتر (26 درصد) گزراش شد (Zhang et al., 2008).

vrn-D1 دارای بیشترین فراوانی (7/73 درصد) در بین ارقام مورد مطالعه بود، و آلل غالب Vrn-D1 کمترین فراوانی را داشت. آلل Vrn-D1 در 27 درصد از واریته های گندم ترکیه مشاهده شد (Andeden et al., 2011). این آلل همچنین به عنوان باوفورترین آلل در ارقام گندم استرالیایی گزارش شد، که دلیل آن استفاده از مواد اصلاحی سیمیت در توسعه ارقام استرالیایی بوده است (Eagles et al., 2009).

بهاره سازی و فتوپریود نقش مهمی در سازگاری جغرافیایی، عملکرد زراعی، کیفیت و عملکرد بالقوه محصولات در گندم را دارا می­باشد. ژن­های بهاره سازی و فتوپریود نقش مهمی در تغییرات زمان گلدهی و بلوغ برای فرار از خشکسالی و یا تنش حرارتی طی پر شدن دانه و یا آسیب از یخ زدگی در برخی از مناطق را دارند. بطوریکه، متوسط عملکرد دانه در هربوته در محیط­های مختلف برای ژنوتیپ­های گندم بهاره با آلل­های Vrn-A1 یا Vrn-B1 بالاترین مقدار، در حالی که ارقام با هر 3 آلل غالب همولوگوس در ژن Vrn-1 کمترین عملکرد دانه را دارا بودند (Stelmakh, 1992). در مطالعه ای Santra et al. (2009) نتیجه گیری کردند که اگر درجه حرارت و تنش خشکی در طول پر شدن دانه اتفاق بیفتد، بالاترین عملکرد دانه برای گندم­های غیرحساس به فتوپریود با آلل غالب Vrn-D1 در ترکیب با آلل Vrn-A1 یا Vrn-B1 اتفاق می­افتد. بنابراین، بهینه­ سازی ترکیب آللی در جایگاه Vrn-1 با عدم حساسیت به فتوپریود می­تواند فرصت را برای توسعه ارقام گندم با عملکرد بالقوه بالا و انطباق با طیف وسیع تری از شرایط آب و هوایی متفاوت را ممکن سازد.

اطلاعات درباره ژنوتیپ Vrn در پاسخ به مقاومت به سرما و دمای پایین در غلات مهم می­باشد. وجود آلل هموزیگوت مغلوب در هر 3 جایگاه ژنی VRN-1 باعث عادت رشد زمستانه در گندم هگزاپلوئید می­شود با این حال در برخی از موارد وجود آلل غالب Vrn-B1 یا Vrn-D1 برای تعیین عادت رشد بهاره کافی است. Vrn-A1 آلل اصلی در تعیین عادت رشدی گندم محسوب می­شود با توجه به جدول شماره 2 ارقام الموت، الوند، آذر2، آنفارم4، بم، پیشتاز، شاهپسند، شوری، بزوستایا، هیرمند و رسول با وجود غالب بودن در مکان ژنی Vrn-D1 ولی دارای عادت رشدی زمستانه می­باشد.

شکل 1- تکثیر قطعات حاصل از PCR برای نشانگرهای اختصاصی برای؛ الف) مکان ژنی Vrn-A1، ب) مکان ژنی Vrn-B1، و ج) مکان ژنی Vrn-D1. شماره لین ها از 1 تا 19 به ترتیب ارقام الموت، الوند، آذر2، بزوستایا، هیرمند، قدس، نیکنژاد، شعله، کرج3، داراب2، کویر، هامون، روشن، رسول، شاهپسند، پیشتاز، استار، وریناک و شیراز می باشند.

 Figure 1- PCR amplification of specific markers for a) Vrn-A1 locus, B) Vrn-B1locus, and c) Vrn-D1 locus. Lane numbers from 1 to 19 are Alamoot, Alvand, Azar2, Bezostaja, Hirmand, Qouds, Niknejad, Shole, Karaj3, Darab2, Kavir, Hamoon, Rooshan, Rasool, Shahpasand, Pishtaz, Star, Verinak and Shiraz, respectively.

شکل 2-تکثیر قطعات PCR برای آغازگرهای اختصاصی در مکان ژنی، الف) Ppd-B1 و ب) Ppd-D1. شماره لین ها از 1 تا 19 به ترتیب ارقام الموت، الوند، آذر2، بزوستایا، هیرمند، قدس، نیکنژاد، شعله، کرج3، داراب2، کویر، هامون، روشن، رسول، شاهپسند، پیشتاز، استار، وریناک و شیراز می باشند.

Figure 2 - PCR amplification of allele specific primers for; a) Ppd-B1 locus and b) Ppd-D1 locus. Lane numbers from 1 to 19 are Alamoot, Alvand, Azar2, Bezostaja, Hirmand, Qouds, Niknejad, Shole, Karaj3, Darab2, Kavir, Hamoon, Rooshan, Rasool, Shahpasand, Pishtaz, Star, Verinak and Shiraz, respectively.

به طور کلی ارقام به دو گروه غیرحساس و حساس به فتوپریود طبقه بندی شدند. 27 رقم آلل غالب عدم حساسیت به فتوپریود را نشان دادند که شامل ارقام داراب2، کویر، روشن، استار، شیراز، الموت، الوند، آذر2، بزوستایا، هیرمند، قدس، شعله، کاسکوژن، ریژاو، رصد، اترک، کوهدشت، زرین، دز، اوحدی، استورک، کراس سبلان، بک کراس روشن، کریم، اکسکلیبر، گلادیوس وکرج 3 بودند. این ارقام به عنوان ارقام غیرحساس به فتوپریود شناسایی شدند. 11 رقم شامل؛ هامون، رسول، شاهپسند، پیشتاز، نیک­نژاد؛ اکبری، شوری، ارگ، آنفرم4، بم و وریناک آلل مغلوب حساسیت به فتوپریود ppd-D1b و Ppd-B1a را داشتند، که از میان آنها 5 رقم وریناک، نیک نژاد، اکبری، شوری و ارگ در هر دو مکان ژنی دارای آلل های مغلوب حساسیت به فتوپریود (ppd-D1b و ppd-B1b) را نشان دادند. این نتایج نشان می­دهد که اکثر ارقام مورد مطالعه غیرحساس به فتوپریود بوده و اصلاح ارقام در بیشتر برنامه های اصلاحی برای گزینش ارقام غیرحساس به طول روز بوده است. بطور کلی، با دانستن ترکیب آللی مناسب به اصلاح گران این امکان را می­دهد که هنگام معرفی یک رقم جدید صرفا به روش­های بیومتریک اکتفا نکنند و برای تعیین سازگاری عمومی و خصوصی ارقام با استفاده از روش­های مولکولی ژنوتیپ های موثر را شناسایی کنند.

نتایج این تحقیق مبنایی را برای درک اساس ژنتیکی زمان گلدهی در گندم های ایرانی فراهم می­کند. البته مطالعات بعدی جهت بررسی نقش سامانه های ژنتیکی دیگر کنترل کننده زمان گلدهی در گندم و سازگاری آنها در گندم های ایرانی ضروری است. با توجه به شرایط اقلیمی کشور و وجود نواحی اقلیمی گوناگون، درک اساس ژنتیکی زمان گلدهی و رسیدگی، توسعه ارقام جدید گندم با تنظیم دقیق زمان گلدهی که بتواند از تنشهای زیستی و غیر زیستی فرار کند را تسهیل می نماید. بنابراین، گزینش برای عادت رشدی هدف خیلی مهمی در برنامه های اصلاحی شده است. نشانگرهای مولکولی کارکردی مرتبط با ژن­های Vrn-1 و Ppd-1 می­توانند جهت تسریع در توسعه ارقام گندم سازگار با پتانسیل عملکرد خوب برای محیط های هدف مورد استفاده قرار گیرند.