شناسایی ژن‌ها و نشانگرهای مولکولی مرتبط با عملکرد و صفات زراعی مهم برنج در شرایط تنش خشکی

خشکی از مهم‌ترین عوامل محدود کننده برای تولید اقتصادی محصولات زراعی به خصوص برنج در دنیا است. به منظور شناسایی نشانگرهای مرتبط با عملکرد و صفات زراعی برنج تحت تنش خشکی، تعداد 40 رگه خویش‌آمیخته برنج از نسل نهم (f9) حاصل از تلاقی ارقام شاهپسند×ir28 در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) در بهار و تابستان 1397 در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. در این راستا، چندشکلی110 نشانگر ssr و estssr بین والدین جمعیت ارزیابی و 41 نشانگر، چندشکل مناسبی نشان دادند. نتایج به دست آمده از تجزیه رگرسیونی تحت شرایط بدون تنش و تنش به ترتیب 24 و 22 نشانگر معنی دار شناسایی نمود. بیش‌ترین ضریب تبیین (r2) در شرایط بدون تنش مربوط به نشانگر rm3496 برای تعداد روز تا گلدهی (8/24 درصد) و در شرایط تنش، مربوط به نشانگر rmes61 برای صفت میزان خروج خوشه از غلاف (1/28 درصد) بود. نشانگرهای rm211 و rm6697 به ترتیب در شرایط بدون تنش و تنش خشکی، بیشترین ارتباط معنی‌دار را با صفات مختلف از جمله طول خوشه، طول برگ پرچم، تعداد دانه بارور درخوشه، تعداد دانه کل درخوشه و وزن دانه بارور درخوشه داشتند. بر اساس جستجوهای بیوانفورماتیکی، بیش‌ترین الگوی بیان در شرایط تنش خشکی مربوط به ژن با کد دسترسی loc_os01g43370 بود. از نشانگرهای آگاهی‌بخش و ژن‌های شناسایی شده توسط روش‌های بیوانفورماتیکی، می‌توان پس از تآیید اعتبار، برای انتخاب به کمک نشانگر، جهت انتقال ژن و بهبود عملکرد برنج در شرایط تنش خشکی مورد استفاده قرار داد.

Identification of genes and molecular markers related to rice yield and agronomic traits under drought stress condition

Drought is one of the most important limiting factors for economic produce crops especially rice in the world. In order to identify related markers to yield and agronomic traits under drought stress condition, 40 recombinant inbred lines F9 (RILs) derived from IR28 and ShahPasand varieties evaluated at Rice Research Institute of Iran (Rasht) in the spring and summer 2018, as randomized block design with three replications. In this regard, 110 SSR and ESTSSR markers were assessed on parents of population and identified 41 markers had proper polymorphism between two parents. According to the regression analysis results, 24 and 22 significant markers identified under normal and drought stress conditions respectively. The maximum adjusted (R2) under normal and drought stress conditions were assigned to RM3496 linked to days to flowering (24.8%) and RMES61 linked to panicle exsertion (28.1%), respectively. Two markers RM211 and RM6697 had the most number of significant relationship with different traits including panicle length, flag leaf length, number of filled grains per panicle, the total number of grain per panicle, and weight of filled grain per panicle under nonstress and drought stress conditions respectively. According to the bioinformatics searches, the maximum gene expression pattern under drought stress condition was related to gene with accession code LOC_Os01g43370. The identified informative markers and the detected genes by bioinformatics approaches after validation can be utilized in marker assistedselection (MAS) or gene transfer approaches for improving rice yield and tolerance to drought stress.