تاثیر ژن‌های ppd و vrn بر صفات زراعی مهم گندم نان (triticum aestivum l.)

هدف: زودرسی به عنوان مکانیزم سازگاری در محیط‌هایی با گرما و خشکی آخر فصل و یک صفت مهم در برنامه‌های به‌نژادی گندم است. ppd و vrn مهم‌ترین ژن‌های کنترل کننده زودرسی هستند. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر ژن‌های ppd و vrn بر زودرسی، عملکرد و صفات مهم زراعی در نسل bc4f2 حاصل از تلاقی برگشتی روشن (والد تکراری) و اکسکلیبر بودمواد و روش‌ها: جمعیت bc4f2 حاصل از تلاقی روشن و اکسکلیبر در دانشگاه شهید باهنر کرمان ایجاد شد. در این برنامه‌ی به‌نژادی، صفت زود گلدهی از رقم اکسکلیبر به رقم روشن انتقال داده شد (روشن به عنوان والد تکراری بود). این جمعیت ، شامل 175 ژنوتیپ نسل bc4f2، و والدین آنها در سال زراعی 13991398 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان کشت شدند. والدین و نتاج با استفاده از نشانگرهای اختصاصی vrn و ppd ژنوتیپ‌یابی شدند. در این جمعیت زودرسی، عملکرد و صفات مهم زراعی بررسی شد.نتایج: در جایگاه ژنی ppd1، رقم اکسکلیبر دارای آلل ppdd1a و رقم روشن دارای آلل ppdd1b بود. فراوانی آلل ppdd1a در جمعیت مورد بررسی 33/27 درصد، و بیش‌ترین فراوانی آللی مربوط به آلل‌های هتروزیگوت (45 درصد) بود. در جمعیت مورد بررسی ژنوتیپ‌ ppdd1a/ ppdd1a نسبت به /ppdd1b ppdd1b به طور متوسط 6 روز و نسبت به ژنوتیپ هتروزیگوت به طور متوسط 4 روز زودتر وارد فاز زایشی شدند. تغییرات آللی در مکان ژنی vrn 1 در جمعیت مورد مطالعه نشان می‌دهد که بین نتاج در این تلاقی تنوع آللی وجود ندارد. زود سنبله‌دهی با عملکرد دانه، وزن 1000 دانه، تعداد سنبله بارور و تعداد دانه در بوته همبستگی منفی و معنی‌داری داشت.نتیجه‌گیری: این نتایج اهمیت ژن ppdd1a در زودرسی و بهبود عملکرد و اجزای عملکرد را تایید می‌کند. گزینش برای زودسنبله‌دهی باعث افزایش عملکرد دانه، وزن 1000 دانه، تعداد سنبله بارور، عملکرد بیولوژیک و وزن خشک سنبله شد. با توجه به تاثیر بزرگ و معنی دار ژن ppdd1a بر عملکرد و اجزای عملکرد، توصیه می‌گردد در برنامه‌های به­نژادی گندم، گزینش به کمک نشانگر این ژن مورد توجه قرار گیرد. تا قبل از نسل bc4f2 گزینش فنوتیپی انجام شد و تنوع ژن vrn در جمعیت تثبیت شده بود.

Effect of Ppd and Vrn genes on important agronomic traits of bread wheat (Triticum aestivum L.)

ObjectiveEarly heading as an adaptation mechanism for end season heat and drought stress is an important goal in wheat breeding programs. Photoperiod (Ppd) and vernalization (Vrn) are the most important genes controlling early heading in bread wheat. The aim of the present study was to investigate the effect of Ppd and Vrn genes on early heading, grain yield and important agronomic traits in BC4F2 generation of Roshan (recurrent parent) and Excalibur backcross.Materials and methodsA BC4F2 population resulted from backcross of Roshan and Excalibur was generated in Shahid Bahonar University of Kerman. In this breeding program, early heading was transferred from Excalibur cultivar to Roshan (recurrent parent). This population, including 175 BC4F2 progenies, and their parents were cultivated in the research field of Shahid Bahonar University of Kerman in the 20192020 growing season. The progenies were genotyping using specific markers VrnB1, VrnD1 and PpdD1. In this population, early heading, grain yield and important agronomic traits were evaluated.ResultsExcalibur and Roshan had PpdD1a, and PpdD1b alleles, respectively. The frequency of PpdD1a/PpdD1a and heterozygous genotypes in the evaluated population were 27.33% and 415%, respectively. In this population, PpdD1a/PpdD1a, which is photoperiod insensitive genotype, was 6 and 4 days earlier heading than PpdD1b/PpdD1b and PpdD1a/PpdD1b genotypes, respectively. There was no allelic diversity between progeny for Vrn1 locus. Early heading had a significant negative correlation with grain yield, 1000grain weight, spikes number and grains number per spike.ConclusionsThe results confirm the importance of PpdD1a gene in the early heading, grain yield and yield components. Selection for early heading increased grain yield, 1000grain weight, spikes number, biological yield, stover biomass at harvest and spikes dry weight. Due to the large and significant effect of PpdD1a gene on grain yield and yield components, we recommend marker assisted selection of this gene in wheat breeding programs. Phenotypic selection was performed before BC4F2 generation and Vrn gene diversity was established in the population.