نقشه­یابی صفات سنبله و دانه با استفاده از خانواده­های F₃ و F₄ حاصل از تلاقی بیچر× کویر در جو

رباب دغاغله¹، حسین صبوری²*، حسین حسینی مقدم³، عیسی جرجانی⁴، حسین­علی فلاحی⁵

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد رشته بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه گنبدکاووس، ایران

² دانشیار گروه تولیدات گیاهی دانشگاه گنبدکاووس، ایران

³ استادیار گروه تولیدات گیاهی دانشگاه گنبدکاووس، ایران

⁴ استادیار گروه زیست­شناسی دانشگاه گنبد­کاووس، ایران

⁵ استادیار پژوهش بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندران، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران

تاریخ دریافت: 18/08/1395، تاریخ پذیرش: 11/10/1395

چکیده

جو پس از ذرت، گندم و برنج یکی از مهم­ترین غلات جهان می­باشد. به‌منظور نقشه­یابی صفات سنبله و دانه در دو نسل F₃ و F₄ حاصل از تلاقی ارقام بیچر× کویر جمعیتی شامل 103 خانواده F₃ و F₄ جو در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی طی دو سال زراعی 95-1393 در سه تکرار کشت شد. برای صفات مورد ارزیابی تفکیک متجاوز مشاهده شد که نشان­دهنده وجود ترکیبات آللی متفاوت در والدین بود. نقشه پیوستگی با استفاده از نشانگرهای SSR، iPBS،IRAP و ISSR تهیه شد و 640 سانتی مورگان از ژنوم جو را پوشش داد. فاصله­ی بین دو نشانگر 69/9 سانتی مورگان برآورد گردید. مکان­یابی فاصله­ای مرکب پانزده QTL در دو نسل مکان­یابی نمود. برای صفات طول ریشک، قطر دانه و طول دانه در هر دو نسل F₃ و F₄ QTLهایی شناسایی شد. برای طول دانه و تعداد سنبلچه در نسل F₄ به ترتیب QTLهای بزرگ اثر با ضریب تبیین 2/12 و 15، با درصد LOD 62/3 و 9/2 در فاصله­ی 5/3 و 5/2 سانتی­مورگان از نشانگر شناسایی شدند. صفات طول دانه و قطر دانه در نسل F₃ با نشانگر iPBS2076-5 پیوسته و هم­مکان بودند. برای صفات طول ریشک، تعداد سنبلچه، طول دانه و قطر دانه نیز هم­مکانی شناسایی شد. شناسایی QTL­های کنترل‌کننده صفات می­تواند در بهبود عملکرد مؤثر باشد. انتظار می­رود بتوان پس از تعیین اعتبار در مکان­ها و جمعیت­های مختلف از QTLهای شناسایی شده در این بررسی در برنامه­های انتخاب به کمک نشانگر و مکان­یابی دقیق استفاده نمود.

واژه­های کلیدی: جو، نقشه­یابی، نسل، سنبله، QTL.

مقدمه

     جو چهارمین غله­ی تجاری دنیا بعد از گندم، برنج و ذرت است و در تغذیه­ی دام، انسان و همچنین تولید مالت اهمیت بسزایی دارد (Gonzalez et al.,1999). این گیاه از نظر کشت و کار در شرایط متنوع آب و هوایی مقام اول را دارا است (2013 ,FAO). همچنین این گیاه یک مدل مهم برای مطالعات ژنتیکی و فیزیولوژی است، چون: 1- دیپلوئید با تعداد کروموزوم­های کم (2n=2x=14) و نسبتاً بزرگ (8-6 میکرومتر) است. 2- دوره زندگی نسبتاً کوتاهی دارد.3- نقشه­های ژنتیکی کاملاً تشریح شده آن بر اساس مارکرهای مولکولی، پروتئینی، سیتولوژیکی و مورفولوژیکی وجود دارد  (Zhang et al., 2005)

امروزه نشانگرهای مولکولی ابزارهای ارزشمندی برای اصلاح صفات کمی در تکمیل روش­های سنتی اصلاح­نباتات به شمار می­روند (Vos et al., 1995). تهیه ­نقشه­های ژنتیکی از مهم­ترین کاربردهای این نشانگرهاست که براساس ­آن مـی­توان جایگاه ژنی و کروموزومی ژن­های تعیین کننده صفات مطلوب را از نظر ترتیب و فاصله ژن­ها و نشانگرها از یکدیگر تعیین نمود (Rafalski et al., 1996). نشانگرهای مولکولی پیوسته بـه ژن­های ­مرتبط با صفات مورد نظر می توانند در جهت بهبود کارایی روش­های اصلاحی به­کار روند. روش‌های مختلف ارزیابی مولکولی به‌واسطه‌ی داشتن ویژگی‌های مهم مانند فراوانی در ژنوم، میزان چندشکلی، مکان اختصاصی بودن، تکرارپذیری، تکنیک‌های مورد نیاز و هزینه از همدیگر تفکیک می‌شوند. نیازهای متفاوت در زمینه‌های تحقیقاتی امروز، باعث شده است که تغییراتی در نشانگرهای پایه به وجود آمده و نسل دوم و پیشرفته نشانگرهای مولکولی به وجود آیند ( 2009,Mondini).

در پژوهشی (2011) Golabadi et al.به‌منظور شناسایی نشانگرهای ریزماهواره پیوسته با اجزای عملکرد تحت تنش خشکی در مراحل مختلف رشد گندم دوروم از جمعیت F₃ و F₄ حاصل از 151 خانواده F₂ توسعه یافته از تلاقی بین Oste-Gata × Massaral-1  استفاده نمودند. تجزیه و تحلیل QTL با استفاده از تجزیه تک نشانگری (SMA)[1] و نقشه­یابی فاصله­ای مرکب CIM))[2] انجام شد. نتایج تجزیه تک نشانگری نشان داد  می­توان با نشانگرهای Xcfd22-7B و Xcfa2114-6A در شرایط مختلف زیست محیطی حدود 20 درصد از تنوع فنوتیپی شاخص برداشت و وزن هزار دانه را توضیح داد. در  مجموع بیست QTL جزئی و بزرگ تشخیص داده شد. پنج تا برای وزن هزار دانه، دو تا برای وزن دانه در سنبله، دو تا برای تعداد دانه در سنبله، سه تا برای تعداد سنبله در متر مربع، پنج تا برای شاخص برداشت، دو تا برای شاخص برداشت سنبله و یکی برای وزن سنبله شناسایی شد. در تحقیقی (2010) .Golabadi et al به ‌منظور شناسایی نشانگرهای ریزماهواره پیوسته با ژن­(های) کنترل کننده صفات تعداد روز تا تشکیل سنبله، روز تا گرده‌افشانی و روز تا رسیدگی فیزیولوژیک و دوره پر شدن دانه گندم در شـرایط تـنش خشـکی و عـدم تـنش، جمعیتـی شـامل 151 خـانواده F₃ و F₄  حاصـل از تلاقـی ژنوتیپ­های Oste-Gata  (والد متحمل) و Massara-1  (والد حساس) به خشکی، طی دو سال زراعی (83-1382) و در دو شرایط محیطی تنش خشکی و عدم تنش (مجموعاً چهار شرایط محیطی) ارزیـابی شـدند. در پژوهشی (2016) .et al Zhou به‌منظور نقشه­یابی و ارزشیابی جایگاه صفت کمی طول دانه در جو به مدت سه سال انجام دادند. نقشه پیوستگی ژنتیکی با استفاده از  1832 ژنوم متنوع ساخته شد. تکنولوژی DAr نشانگر در مجموع 07/927 سانتی­مورگان به فاصله متوسط 49/0 را در برگرفت. در نهایت دو QTL برای طول دانه LEN-3H و LEN-4H شناسایی شد. در پژوهشی  (2011) .et al      Rahimi با استفاده از جمعیت F_2:3 حاصل از تلاقی دو رقم جوی Hiberna و Pfyner جهت تعیین نحوه توراث به روش تجزیه میانگین نسل‌ها و همچنین شناسایی نواحی ژنومی (QTL)، نقشه پیوستگی 159 نشانگر ریزماهواره با پوشش ژنومی 5/1030 سانتی­مورگان تهیه کردند همچنین براساس روش مکان­یابی فاصله­ای مرکب برای صفات روز تا رسیدگی، تعداد پنجه، وزن هزاردانه، ارتفاع بوته، طول سنبله، تعداد دانه در سنبله و عملکرد دانه به ترتیب 2، 4، 2، 4، 1، 4 و 7 ناحیه ژنومی مکان­یابی کردند.

در پژوهشی (Wang et al. (2016 به‌منظور مکان­یابی QTL­های کنترل کننده صفات ارگانیک در جو با استفاده از نشانگر SNP و جمعیت حاصل از تلاقی دو رقم Huaai11× Huadamai6  پژوهشی انجام دادند. نقشه پیوستگی ژنتیکی حاوی 1894 نشانگرSNP و 68 نشانگر SSR 8/1375 سانتی مورگان از نقشه را پوشش داد. در تجزیه و تحلیل محیط با استفاده از CIM در مجموع 221 QTL  مربوط به ده صفت در پنج سال متوالی(2009-2013) شناسایی شد. QTL‌های شناسایی شده در هر سال به ترتیب 50، 48، 41، 41 و 41 عدد بود. QTL­های شناسایی شده به‌طور کلی روی کروموزوم­های 4H،  2H و 7H قرار گرفتند. از میان QTL­های شناسایی شده 26QTL  برای طول سنبله اصلی، 27 QTL برای تعداد سنبلچه در سنبله اصلی، 24 QTL برای تراکم سنبله، 18QTL  برا‌‌ی تعداد سنبله در بوته، 21 QTL برای تعداد سنبلچه در هر بوته، 26 برای وزن هزار دانه، 16 برای تعداد دانه در بوته، 20 برای تعداد دانه در سنبله، 18 برای وزن دانه در بوته و 25 برای وزن دانه در سنبله در پنج سال شناسایی شد.

به‌منظور مکان­یابی QTLهای کنترل کننده مقاومت به ورس در لاین­های خالص نوترکیب جو (2015) Ahmadi Ochtapeh et al. آزمایشی با 162 لاین خالص نوترکیب نسل 8 به همراه دو والد (آریگاشار و ایگری) در قالب طرح آلفا- لاتیس با سه تکرار در سال زراعی 89-1388 اجرا کردند. از نقشه پیوستگی حاوی 105 نشانگر ریزماهواره و AFLP با پوشش ژنومی 3/513 سانتی مورگان برای تجزیه QTL استفاده شد. در مجموع از QTLهای شناسایی شده یک مورد برای صفات ارتفاع گیاه، دو مورد برای طول پدانکل، سه مورد برای طول سنبله و دو مورد برای مقاومت به ورس مکان­یابی شد.

یکی از چالش­های اصلاح نباتات نبود اطلاعات کافی در مورد ژن­های کنترل­کننده صفات کمی است. مکان­یابی ژن­های کنترل­کننده صفات کمی یکی از روش­هایی است که برای مطالعه ژنتیکی صفات کمی مورد استفاده قرار می­گیرد. با شناسایی نواحی ژنومی کنترل­کننده صفات کمی و تعیین سهم هر یک از این نواحی در ایجاد تنوع مشاهده شده صفت در جمعیت، کارایی برنامه­های به­نژادی افزایش یافته و با اطمینان بیش­تری می­توان به اصلاح جمعیت پرداخت (Collard and Mackill, 2008).

با توجه به تحقیقات کم انجام شده در زمینه­ی مکان­یابی QTLهای کنترل کننده صفات سنبله و دانه انجام این تحقیق ضروری به نظر می­رسد.

هدف از این تحقیق شناسایی نشانگرهای مولکولی پیوسته با صفات مورد مطالعه و در نتیجه تعیین موقعیت مکان­های ژنی کنترل­کننده آن­ها و تعیین وراثت­پذیری صفات و سهم اثر افزایشی آلل­های والدینی برای QTL­های مکان‌یابی شده در جمعیت­های نسل F₃ و  F₄جو زراعی حاصل تلاقی از دو والد Becher × Kavir بود.

مواد و روش­ها

در این پژوهش از بذور 103 خانواده جو (در نسل F₃ 103 خانواده و در نسل F₄ نیز همان  103 خانواده کشت گردید) حاصل از تلاقی ارقام Becher × Kavir به همراه والدین استفاده شد. از صفات برتر رقم بیچر می‌توان به عملکرد بالا و مقاومت به ورس همچنین برای رقم کویر مقاومت به سفیدک پودری و مقاومت به لکه­برگی را اشاره کرد. بذور این ارقام از مرکز تحقیقات گنبدکاووس تهیه شد. این بررسی به‌صورت طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار و فاصله­ی بین ردیف­ها 20 سانتی­متر در دو سال زراعی 94-1393 و 95-1394 در مزرعه آموزشی و پژوهشی دانشگاه گنبدکاووس واقع در 100 کیلومتری شمال شرق گرگان و در 55 درجه و 12 دقیقه طول شرقی و 37 درجه و 16 دقیقه عرض شمالی کشت گردید. با انتخاب 20 نمونه از هر خانواده صفات طول سنبله (طول سنبله بدون در نظر گرفتن ریشک با استفاده از خط­کش)، طول ریشک (فاصله­ی انتهای سنبله تا میانگین طول ریشک با استفاده از خط­کش) وزن سنبله (با اندازه­گیری وزن سنبله­های 20 نمونه و سپس میانگین­گیری) تعداد سنبلچه (با شمارش تعداد سنبلچه در هر سنبله) طول دانه و قطر دانه (با استفاده از کولیس دیجیتالی) در دو نسل ثبت گردید.

جهت تهیه DNA از نمونه­های برگی تازه  نسل F₃ استفاده شد. استخراج DNA ژنومی به روش CTAB تغییر یافته ( 1984,.et al Saghaie-Maroof) در آزمایشگاه ژنتیک دانشگاه گنبدکاووس انجام شد. کمیت و کیفیت DNA استخراج شده با کمک ژل آگارز 8% و اسپکتوفتومتر تعیین گردید. برای انتخاب نشانگرهای ریزماهواره مناسب از پایگاه اطلاعاتی ژنتیکی (http://www.wheat.pw.usda.gov) استفاده شد. معیار انتخاب آغازگر­های تصادفی برای این تحقیق، میزان اطلاعات چند­شکلی (PIC) و تعداد آلل مشاهده شده در مقالات قبلی بود. آغازگرهای مورد بررسی، به‌صورت لیوفیلیزه تهیه گردید و پس از حل کردن و رقیق ساختن با آب دیونیزه (آب فاقد یون) طبق دستورالعمل مربوط، به‌عنوان ذخیره اصلی در دمای°C  20- نگه­داری شد. برای تهیه نقشه پیوستگی ابتدا چندشکلی والدین با استفاده از 29 آلل ریز ماهواره بررسی شد (جدول 1). نهایتاً با حذف نشانگرهای دارای کج شکلی تفرق و نشانگرهای انفرادی غیر پیوسته و گروه­های کوچک فاقد نشانگر SSR، 7 پرایمر استفاده شد. پس از تکثیر پرایمرهای تصادفی 52 آلل IPBS، 8 آلل IRAP و 6 آلل ISSR) که نواربندی کاملاً واضح داشته و از لحاظ آماری با تفرق مندلی مطابقت داشتند وارد نقشه شدند که این تعداد نشانگر در هفت گروه پیوستگی (معادل تعداد کروموزوم­های جو) قرار گرفتند. واکنش زنجیره­ای پلی­مراز آغازگرها به‌وسیله ترموسایکر مدل iCycler BIORAD) ساخت کشور آمریکا)،  96 چاهک­دار اجرا گردید. برای تهیه نقشه ژنتیکی از نرم افزار Manly and Olso, 1999)) Map Manager و برای رسم نقشه از نرم افزار MapChart (Voorrips, 2002) استفاده شد. در نهایت برای پیدا کردن QTLها از QGEN استفاده شد. از روش مکان‌یابی فاصله‌ای مرکب (1994 ,(Zeng استفاده شد.

روشCIM  در تجزیـه پیوستگی و مکان­یابی QTLهای کنترل‌کننده خصوصیات مورد مطالعه استفاده شد. روش مکان‌یابی فاصله­ای مرکب در مقایسه با روش­های تجزیه تک نشانگری و مکان‌یابی فاصله­ای ساده[3] از کارایی و قدرت آزمون بسیار بالایی برخوردار است. حد بحرانی جهت تشخیص QTLها با انجام آزمون Permutation به­دست آمد (2LOD=).

نتایج و بحث

مقادیر حداقل، حداکثر، انحراف معیار و واریانس به همراه ضریب تغییرات فنوتیپی صفات مورد بررسی در جدول 2 آورده شده است. کم‌ترین ضریب تغییرات در هر دو نسل(19/4 )F₃ و  ) 72/5 F₄ (مربوط به صفت طول دانه و بیش­ترین ضریب تغییرات در نسل F₃ مربوط به صفت تعداد سنبلچه (76/24) و در نسل F₄ مربوط به وزن سنبله (03/17) بود.

جدول1- توالی آغازگرهای ریزماهواره SSR، IPBS، IRAP و ISSR.

Table 1- Sequences of microsatellite, IPBS, IRAP and ISSR primers.

جدول 2- آمار توصیفی صفات اندازه­گیری شده برای خانواده­های F₃ و  F₄جو حاصل از تلاقی بیچر× کویر.

Table 2- Descriptive statistics of gualuated traits in F₃ and F₄ families of Becher × Kavir Cross in barley.

جدول 3- ضرایب همبستگی صفات زراعی نسلF₃ و  F₄حاصل از تلاقی بیچر × کویر.

Table 3- Correlation coefficients of agronomic traits in the F₃ and F₄ families Becher × Kavir cross.

^ns، *  و :** به ترتیب غیر معنی­دار، معنی­دار در سطوح احتمال 5 درصد و 1درصد.

ns, * and ** : Not significant, significant at the 5% and 1% probability levels, respectively.

اعداد  بالای قطر جدول  ضریب همبستگی برای نتاج F₄ و پایین قطر جدول ضریب همبستگی برای نتاج F₃  است.

Duta  in upper diagonal represent correlation coefficients of F₄ familes and those in lower diagonal represent correlation coefficients of F₃ familes.

بیش­ترین ضریب همبستگی در نسل F₃  و F₄ به ترتیب مربوط به صفات تعداد سنبلچه و طول سنبله ^**60/0r= و ^**73/0 r=بود. ضریب همبستگی بین صفات تعداد سنبلچه و وزن سنبله در نسل  F₄ ^**65/0r= بود. در نسل F₃ ضریب همبستگی بین وزن سنبله با طول سنبله^**43/0r=، تعداد سنبلچه با وزن سنبله ^**33/0r=، قطر دانه با وزن سنبله  ^*23/0 r= بود. همچنین در نسل F₄ بین صفات طول سنبله و وزن سنبله(^**49/0 (r=، طول ریشک با وزن سنبله ( ^*22/0 (r= و طول دانه با طول سنبله (^**31/0 (r=همبستگی مشاهده شد (جدول 3).

توزیع فنوتیپی صفات

توزیع فراوانی ارزش­های فنوتیپی صفات مورد مطالعه در خانواده­های F₃ و F₄ به­صورت نمودار ستونی (هیستوگرام) همراه با منحنی نرمال و ارزش­های والدینی نشان داد که توزیع فنوتیپی صفات مورد بررسی به­صورت پیوسته بود (شکل 1). بررسی ارزش صفات برای والدین در دو سال نشان داد که والد کویر از نظر صفات طول ریشک، وزن سنبله و طول دانه ارزش بیش­تری نسبت به بیچر دارد و والد بیچر نیز از نظر صفات طول سنبله، تعداد سنبلچه و قطر دانه ارزش بیش­تری نسبت به کویر دارد (جدول 4).

نقشه ژنتیکی

نقشه حاصل، 640 سانتی مورگان از ژنوم را پوشش داد و فاصله­ی بین دو نشانگر مجاور برروی نقشه به‌طور متوسط 69/9 سانتی مورگان برآورد گردید (شکل2). نقشه (2016) .Wang et al 2/1081 سانتی مورگان از ژنوم جو را پوشش داد و فاصله بین دو نشانگر مجاور 7/1 سانتی مورگان برآورد گردید. نقشه مرکب از 327 نشانگر RFLP با طول 3/1226 و متوسط فاصله 75/3 سانتی­مورگان توسط پروژه نقشه­یابی ژنوم جو آمریکای شمالی (NABGMP) تهیه شده است (Kleinhofs, 1993). مقایسه نقشه ژنتیکی ارائه‌شده در این مطالعه با نقشه­های قبلی نشان داده در تمام گروه­های پیوستگی فاصله بین نشانگرها متفاوت با نتایج سایر نقشه­های موجود بود. ازآنجایی‌که نقشه ژنتیکی به‌دست‌آمده از یک تلاقی با والدین متفاوت با سایر نقشه­ها می­باشد تغییر در فاصله بین نشانگرها منطقی به نظر می‌رسد. 

تجزیه  QTLs

نتایج تجزیه QTL منجر به شناسایی پانزده QTL شد که شامل  نه QTL در نسل  F₃ و ششQTL  در نسل  F₄ بود (جدول 5 و شکل 3). برای صفت طول سنبله در نسل F₄ یک QTL روی کروموزوم 6 شناسایی شد. QTL مکان­یابی شده qSL-6 روی کروموزوم 6 در فاصله نشانگری iPBS2083-1-iPBS2241-5 در موقعیت 54 سانتی مورگان مکان­یابی گردید و با LOD 59/2 مقدار 11 درصد واریانس فنوتیپی برای صفت طول سنبله را توجیه نمود. اثر افزایشی 37/185- بوده و آلل­های والد کویر باعث کاهش این صفت شد. در تحقیقی (2010) . Wang et  al برای طول سنبله جو شش QTL در موقعیت‌های MTP، FVRS و GH بر روی کروموزوم‌های 2 و 3 شناسایی کردند.

در پژوهشی (2014) Wang et al. چهار QTL روی کروموزوم­های 1H، 2H، 5H و  7H جو برای این صفت گزارش کردند.

در پژوهشی (2014) Ren et al. شش QTL برای طول سنبله جو طی سه سال آزمایش بر روی کروموزوم­های 2H و 7H شناسایی کردند.

در پژوهشی (2015)et al. Ahmadi Ochtapeh سه QTL برای طول سنبله روی کروموزوم­ 2 گزارش کردند.

در تحقیقی(2007) . Baghizadeh et al  برای طول سنبله جو سه QTL روی گروه پیوستگی 4 در دو منطقه Karag و Mean شناسایی کردند.

وزن سنبله (گرم) F₄                                          طول سنبله (سانتی­متر) F₄

                طول ریشک (سانتی­متر)  F₃                                       طول ریشک (سانتی­متر) F₄                                              

                                قطر دانه (میلی­متر) F₃                                  قطر دانه (میلی­متر) F₄

                            طول دانه (میلی متر) F₃                                     طول دانه (میلی‌متر)  F₄

تعداد سنبلچه (تعداد)

شکل1- توزیع فنوتیپی صفات زراعی در خانواده­های نسل F₃ و  F₄حاصل از تلاقی بیچر × کویر.

Figure 1. Histogram of evaluated traits for F₃ and F₄ families derived from Becher × Kavir cross.

جدول 4- آمار توصیفی والدین در دو نسل F₃  و F_4.

Table 4- Descriptive statistics in both F₃ and F₄ generations.

در پژوهش حاضر برای صفت طول سنبله یک QTL بر روی کروموزوم 6 در فاصله‌ی نشانگری iPBS2241-5 iPBS2083-1- شناسایی گردید که با نتایج (2010) .Wang et al، (2014) . Wang et al، (2014) .Ren et al، (2014) al.  Ahmadi Ochtapeh et و (2007) .Baghizadeh et al همخوانی نداشت.

برای طول ریشک در نسل F₄  یک QTL روی کروموزوم 5 شناسایی شد. QTL مکان­یابی شده qAL-5 روی کروموزوم 5 در فاصله نشانگری iPBS2077-1-iPBS2075-2 در موقعیت 38 سانتی­مورگان مکان­یابی گردید و با LOD 51/2 مقدار 6/10 درصد واریانس فنوتیپی برای صفت طول ریشک را توجیه نمود. اثر افزایشی 20/39- بوده و آلل­های والد بیچر باعث کاهش این صفت شد.

برای صفت طول ریشک در نسل F₃ سه QTL روی کروموزوم 3 در موقعیت 32، 34 و 36 سانتی­مورگان مکانی­یابی گردید. این سه QTL مکان­یابی شده qAL-3 روی کروموزوم 3 در فاصله­ی نشانگری iPBS2241-2-iPBS2077-7 مکان­یابی گردیدند. LOD  سه QTL  49/2 و مقدار 06/1 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه نمودند.

   طول سنبله                 طول ریشک      وزن سنبله        تعداد سنبلچه          طول دانه              قطر دانه

شکل2- نقشه پیوستگی جمعیت نسل F₃ و F₄ جو حاصل از تلاقی ارقام بیچر × کویر با استفاده از نشانگرهای SSR، iPBS، ISSR، IRAP

Figure 2- Linkage map F₃ and F₄ generations barley derived from the cross Becher × Kavir using SSR, iPBS, ISSR, IRAP markers.

 اثر افزایشی QTLهای مذکور به ترتیب 14/3، 69/0 و 39/0 بود و آلل­های والد کویر باعث افزایش این صفت شد. برای صفت طول ریشک (2010) .Wang et al، سه  QTL در موقعیت­های MTP، FVRS و GH بر روی کروموزوم 3 جو همچنین (2007) .Baghizadeh et al  شش QTL روی کروموزوم 1و 4 جو در دو منطقه Karag و Mean شناسایی کردند. در پژوهشی (2014) . Wang et alهفت QTL بر روی کروموزوم­های 1H، 3H، 5H و 7H جو گزارش کردند. در پژوهش حاضر چهارQTL  برای صفت طول ریشک بر روی کروموزوم 3 و5 گزارش شد که با نتایج (2014) . Wang et al و (2010) .Wang et al، همخوانی داشت، ولی با نتایج (2007) .Baghizadeh et al مطابقت نداشت.

برای وزن سنبله در نسل F₄ یک QTL روی کروموزوم 6 شناسایی شد. QTL مکان­یابی  شدهqSW-6  روی کروموزوم 6 در فاصله نشانگری iPBS2083-1-iPBS2241-5 در موقعیت 56 سانتی­مورگان مکان­یابی گردید و باLOD  47/2 مقدار 5/10 درصد واریانس فنوتیپی برای وزن سنبله را توجیه نمود. اثر افزایشی 38/228- بوده و آلل­های والد بیچر باعث کاهش این صفت شد. در پژوهشی (2011) Sabouri et al.، برای وزن خوشه برنج دو QTL روی کروموزوم 1 و 6 در فاصله نشانگری RM8115-RM5638 و RM7434-RM162 شناسایی کردند. همچنین  .Golabadi et al (2011)، برای وزن سنبله گندم یک QTL در نسل F₄ بر روی کروموزوم 1B گزارش کردند.

برای صفت تعداد سنبلچه در نسل F₄ یک QTL بزرگ اثر روی کروموزوم 5 شناسایی شد. QTL مکان­یابی شده qSS-5  روی کروموزوم 5 در فاصله نشانگری  iPBS2077-1-iPBS2075-2 در موقعیت 38 سانتی­مورگان مکان­یابی گردید و LOD 9/2 مقدار 2/12 درصد واریانس فنوتیپی برای تعداد سنبلچه را توجیه نمود. اثر افزایشی 54/34 بوده و آلل­های والد بیچر باعث افزایش این صفت شد. در تحقیقی (2007) .Baghizadeh et al برای صفت تعداد سنبلچه جو در محیط­های مختلف QTL­های مختلفی را شناسایی کردند. این QTL­ها روی گروه پیوستگی 1 در فاصله 0-14CM از نزدیک­ترین نشانگر بود.  در پژوهشی (2016)Wang et al. برای تعداد سنبلچه 27 QTL بر روی کروموزوم 4H،  2H، 1H و 7H  طی 5 سال با LOD 58/2 تا 42/78 شناسایی کردند. در تحقیق Sabouri et al. (2013) سه  QTLکنترل کننده تعداد خوشچه در برنج بر روی کروموزوم‌ 2 شناسایی شد. در پژوهش حاضر  برای تعداد سنبلچه یک QTL بر روی کروموزوم 5 شناسایی شد که با نتایج (2007) .Baghizadeh et al و Wang et   al.  (2016) مطابقت نداشت.

برای طول دانه در نسل F₄ یک QTL بزرگ اثر روی کروموزوم 6 شناسایی شد. QTL مکان‌یابی شده qGL-6 روی کروموزوم 6 در فاصله نشانگری iPBS2083-1-iPBS2241-5  در موقعیت 56 سانتی­مورگان مکان­یابی گردید و با LOD 62/3 مقدار 15 درصد واریانس فنوتیپی را

توجیه نمود. اثر افزایشی 11/93 بوده و آلل­های والد کویر باعث افزایش این صفت شد. برای طول دانه در نسل F₃ سه QTL بر روی کروموزوم­های 2،1 و 5 شناسایی شد. مقدار LOD این سه به ترتیب 19/2، 18/2 و 45/2 بود. این QTLها در فاصله­ی نشانگری IRAPGU929878-iPBS2240-1 و iPBS2077-1-iPBS2075-2 و qGD-2 پیوسته به نشانگر iPBS2076-5 و موقعیت­های 32، 54 و 36 سانتی­مورگان قرار داشتند. اثر افزایشی برای هر سه منفی بوده و آلل­های والد بیچر باعث کاهش طول دانه شد. ضریب تبیین به ترتیب 4/9، 3/9 و 4/10 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه نمود.  در تحقیقی (2016) Zhou et al. برای طول دانه جو دو QTL LEN-3H و LEN-4H شناسایی کردند. در پژوهشی (1995) .Backes et al دو QTL برای طول دانه روی کروموزوم 4H و 7H شناسایی کردند. در تحقیقی (2013) Schnaithmann and Pillen. سه QTL برای طول دانه جو روی کروموزوم  1H و 7H گزارش کردند.  در مطالعه­ای (2013) .Kalladan et al برای طول دانه جو چهار QTL روی کروموزوم 1H (دو QTL)، 2H (یک QTL) و 5H (یک QTL) نقشه­یابی کردند. در پژوهشی (2015) Sabouri et al. یک  QTLبرای طول دانه خام برنج بین نشانگرهای RM243  و RM23  روی کروموزوم 1 با توجیه فنوتیپی 41 درصد شناسایی کردند. در این تحقیق یک QTL برای طول دانه بر روی کروموزوم 6 و سه QTL بر روی کروموزوم 1، 2 و 5  شناسایی شد که با نتایج (2013) Schnaithmann and Pillen. برای کروموزوم 1 و (2013) .Kalladan et al همخوانی داشت، ولی با نتایج   . Zhou et al (2016) و (1995) . Backes et alهمخوانی نداشت.

برای قطر دانه در نسل F₄ یک QTL روی کروموزوم 4 شناسایی شد. QTL مکان­یابی شده qGD-4 روی کروموزوم 4 در فاصله نشانگری iPBS2238-5-HVM63 در موقعیت 90 سانتی‌مورگان مکان­یابی گردید و با LOD 53/2  مقدار 7/10 واریانس فنوتیپی را توجیه نمود. اثر افزایشی منفی 78/20- بوده و والد کویر باعث کاهش این صفت شد. برای قطر دانه در نسل F₃ سه QTL شناسایی شد که به ترتیب روی کروموزوم 2، 1 و 5 شناسایی شد. اثر افزایشی برای این QTL­ها به ترتیب 08/2-، 84/1- و 11/2- بود که آلل­های والد کویر باعث کاهش قطر دانه شد. این ­QTLها در فاصله نشانگری IPBS2240-1 IRAPGU929878-7-، iPBS2077-1-iPBS2075-2 و qGD-2 پوسته به نشانگر iPBS2076-5 بود و در موقعیت 32، 54 و 36 سانتی­مورگان قرار داشتند. مقدار LOD برای سه QTL به ترتیب 79/2، 55/2 و 59/2 شد که به ترتیب 7/11، 8/10 و 11 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه کردند.  (2013). Kalladan et al برای عرض دانه جو در مجموع شش QTL بر روی هفت کروموزوم نقشه­یابی شده به‌جز کروموزوم 5 و 4 شناسایی شد و Schnaithmann and Pillen (2013) سه QTL برای عرض دانه جو روی همه­ی گروه­های پیوستگی به‌جز  1Hو 5H شناسایی کردند. در پژوهش حاضر چهار QTL روی کروموزوم­های 1، 2، 4 و 5 شناسایی شد که با نتایج (2013). Kalladan et al همخوانی داشت ولی با نتایج (2013) .Schnaithmann and Pillen همخوانی نداشت. برای صفات مورد بررسی در پژوهش­های مختلف مکان­های متعددی به‌عنوان جایگاه­های مهم در کنترل این صفات معرفی شدند. تعدادی از نتایج حاصل با هم مطابقت دارند و تعداد زیادی از آن‌ها با هم همخوانی ندارند از دلایل عدم مطابقت نتایج پژوهش حاضر با نتایج سایر محققین می­توان به تعداد و نوع نشانگرهای مورد بررسی، نوع جمعیت، تعداد افراد مورد استفاده در جمعیت، نوع والدین مورد استفاده و شرایط محیطی اشاره کرد.

نتیجه­گیری

در هر دو نسل F₃ و F₄ برای صفات طول ریشک، طول دانه و قطر دانه QTLهایی مکان­یابی شد. برای طول ریشک در نسل F₃ سه QTL­ مکان­یابی شده روی کروموزوم 3 در مجموع 18/3 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه کردند در حالی­که در نسل F₄ یک QTL روی کروموزوم 5 تعیین مکان شد که 6/10 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه کرد. برای طول دانه در نسل F₃ دو QTL بر روی کروموزوم­های 1 و 5 و یک QTL پیوسته به نشانگر بر روی کروموزوم 2 شناسایی شد که در مجموع 1/29 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه کردند، در نسل F₄ یک QTL بزرگ اثر با ضریب تبیین 15 روی کروموزوم 6 مکان­یابی گردید. برای قطر دانه در نسل F₃ دو QTL بر روی کروموزوم­های 1 و 5 و یک QTL پیوسته به نشانگر بر روی کروموزوم 2 شناسایی شد که در مجموع 5/33 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه کردند، در نسل F₄ یک QTL روی کروموزوم 4 مکان­یابی شد که با 7/10 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه نمود.