شناسایی qtlهای اصلی و اپیستاتیک صفات مرتبط با عملکرد دانه در جمعیت خویش‌آمیخته نوترکیب برنج (oryza sativa l.)

عملکرد دانه یک صفت پیچیده و یکی از اهداف اصلی مورد توجه در برنامه به نژادی برنج است. این پژوهش به منظور شناسایی qtlهای اصلی و اپیستاتیک عملکرد دانه و اجزای عملکرد در یک جمعیت ir67017-180-2-1-2 / علی کاظمی (جمعیت ira)، شامل 129 لاین خالص نوترکیب برنج f6 در دو منطقه (رشت و تنکابن) در سال 1394 اجرا شد. آزمایش مزرعه ای به صورت طرح آگمنت بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با پنج شاهد و پنج تکرار انجام شد. نقشه پیوستگی جمعیت متشکل از 87 جفت نشانگر ریزماهواره (ssr) در دوازده گروه پیوستگی، 1356 سانتی مورگان از ژنوم برنج را با فاصله متوسط 15.58 سانتی مورگان بین دو نشانگر مجاور پوشش داد. تجزیه qtl به روش مکان یابی فاصله ای مرکب، در مجموع تعداد 13 qtl اصلی روی شش کروموزوم برای پنج صفت مورد مطالعه شناسایی کرد. مکان های ژنی،qtn3 با تبیین تنوع فنوتیپی 13.9 درصد برای تعداد پنجه، qfg4 با 11.6 درصد برای تعداد دانه پر در خوشه و qgy6 با 15.6 درصد برای عملکرد دانه، دارای اثر افزایشی مثبت بودند. مکان ژنی qsg1 با توجیه تنوع فنوتیپی 19.9 درصد، دارای اثر افزایشی منفی روی تعداد دانه پوک در خوشه بود، بنابراین می توان از این مکان های ژنی با اطمینان بیشتری در برنامه های به نژادی جهت بهبود عملکرد دانه استفاده کرد. برهمکنش qtl (افزایشی) با محیط برای عملکرد دانه و تعداد دانه پوک درخوشه معنی دار ولی برای سایر صفات غیرمعنی دار بود. در مجموع 18 جفت qtl با اثرات اپیستاتیک (افزایشی× افزایشی) معنی دار برای تمام صفات مورد مطالعه شناسایی شدند. بیشترین اثرات اپیستاتیک مربوط به عملکرد دانه و تعداد دانه پوک درخوشه با تعداد شش جفت qtl برای هر صفت بود. فقط بین مکان های ژنی qsg12 و qsg6 برای تعداد دانه پوک درخوشه، برهمکنش اپیستاتیک معنی دار با محیط وجود داشت که 3.4 درصد از تنوع فنوتیپی را توجیه کرد. چند مکان ژنی که همزمان چندین صفت را کنترل می کردند به صورت خوشه ژنی بین عملکرد دانه با تعداد خوشه و تعداد دانه پر در خوشه شناسایی شدند. بر اساس نتایج این آزمایش نشانگر های rm7551، rm3417 - rm8218 و rm283-rm5302 با فاصله 0.2 تا پنج سانتی مورگان به ترتیب به عنوان نشانگرهای پیوسته با qtlهای qgy6، qfg4 و qsg1 شناسایی شدند که می توانند در برنامه به نژادی انتخاب به کمک نشانگر در برنج مورد توجه قرار گیرند.

Identification of main and epistatic QTLs for grain yield related traits in a recombinant inbred lines population of rice (Oryza sativa L.)

Rice yield as a complex trait is the main target in most rice breeding programs. To map the main and epistatic QTLs controlling grain yield and yield components, an experiment was carried out using a 129 F6 recombinant inbred lines population (IRA population) originated from a cross between Alikazemi / IR67017180212, in 2015 growing season in two locations, Rasht and Tonekabon, Iran.  The experimental design was augmented design arrangment with five check cultivars in randomized complete block design with five replications. Analysis of variance showed that the linkage map consisted of 87 Single Sequence Repeats (SSRs) covering 1356.0 cM of rice genome in 12 linkage groups with an average distance of 15.58 cM spamming two markers. The results of combined analysis of variance for two locations, using composite interval mapping method, identified a total of 13 main QTLs on rice chromosomes for five measured traits. The qTN3 with 13.9% for tiller number per plant, the qFG4 with 11.6% for filled grain per panicle and the qGY6 with 15.6% for grain yield had significant positive additive effect. Furthermore, the qSG1 with 19.9% phenotypivc variation had a negative additive effect on the number of unfilled grain.panicle1. These finding suggest that these QTLs can be used in rice breeding programs for improving grain yield. The interaction between additive effect (A) of QTLs and environment (E) was significant on grain yield and number of unfilled grain.panicle1, but it was not significan on other traits. A total of 18 QTL pairs with significant additive × additive (AA) epistatic effect were identified for all traits. The highest epistasic effects were related to grain yield and number of unfilled grain.panicle1 with six pairs of QTLs for each of these traits. Only one of the epistatic effects between qSG12 and qSG6 had significant AAE effect with a R2aae = of 3.4%. In addition, some QTLs were identified as three gene clusters controlling the grain yield, number of tiller.plant1 and number of filled grain.panicle1. Furthermore, five microsatellite markers including RM7551, RM8218RM3417 and RM5302 RM283 0.2 to 5 cM distance from were identified as linked markers with qGY6, qFG4 and qSG1, respectively. These markers can be considered in the markerassisted rice breeding program.