عنوان

ارزیابی خانواده های F4 و RF4 حاصل از تلاقی ارقام گندم ارگ و مغان3 و تجزیه پروتئوم والدین آن ها تحت تنش شوری

پ۲۸۵۳۶

per

ارزیابی خانواده های F4 و RF4 حاصل از تلاقی ارقام گندم ارگ و مغان3 و تجزیه پروتئوم والدین آن ها تحت تنش شوری

مهری عباس زاده

کشاورزی

۱۴۰۱

۱۸۸ص.

سی دی

دکتری

اصلاح نباتات گرایش ژنتیک بیومتری

۱۴۰۱/۱۱/۱۷

این پژوهش به منظور ارزیابی خانواده¬های F4 و RF4 حاصل از تلاقی ارقام گندم نان ارگ و مغان3 در شرایط گلخانه¬ای و تجزیه پروتئوم برگ لاین‌های والدینی تحت تنش شوری انجام شد. آزمایش به صورت طرح کرت¬های خرد شده بر پایه بلوک¬های کامل تصادفی با دو تکرار اجرا شد. تیمار شوری از نوع کلرور سدیم در دو سطح صفر (شاهد) و 150 میلی¬مولار، در کرت¬های اصلی و لاین‌های F4 و RF4 در کرت¬های فرعی در نظر گرفته شدند. تنش شوری در زمان سه برگی گیاه گندم اعمال شد. صفات مورد مطالعه شامل میزان کلروفیل برگ، دمای برگ، نشت الکترولیت، غلظت عناصر سدیم، پتاسیم و محتوای آب نسبی برگ، عملکرد دانه در واحد بوته، ارتفاع بوته، طول سنبله اصلی، طول پدانکل، طول و عرض برگ پرچم، مساحت برگ پرچم، وزن کاه، وزن سنبله، وزن هزار دانه، تعداد دانه‌ در سنبله، بیوماس و شاخص برداشت بودند. تجزیه واریانس داده¬ها تفاوت معنی¬داری را بین لاین‌ها برای همه صفات مورد بررسی به جز نسبت K+/Na+ نشان داد. اثر متقابل لاین × شوری برای اکثر صفات مورد مطالعه از جمله عملکرد دانه معنی¬دار بود. تنش شوری باعث افزایش میزان دمای برگ، نشت الکترولیت، وزن هزار دانه و محتوای Na+ شد و سایر صفات را به‌طور معنی‌داری کاهش داد. با توجه به مقایسه میانگین¬ها، لاین‌های شماره 1، 17، 44، 48، 74، 76 و 78 در هر دو شرایط برتری داشتند که می‌توان آن¬ها را به عنوان لاین‌های مناسب در نظر گرفت. تفکیک متجاوز برای برخی از صفات در هر دو شرایط شاهد و تنش شوری مشاهده شد. تجزیه کلاستر به روش Ward و فاصله اقلیدسی با استفاده از صفات مورد مطالعه، لاین‌های مورد آزمایش را در هر دو شرایط در شش گروه طبقه‌بندی کرد. ضریب همبستگی عملکرد دانه با طول سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، وزن سنبله، وزن کاه، بیوماس و شاخص برداشت در هر دو شرایط مثبت و معنی دار بود. نتایج تجزيه عليت سلسله مراتبی نشان داد که وزن هزار دانه و تعداد دانه در سنبله بیشترین تأثیر را بر عملکرد دانه در هر دو شرایط داشتند. در هر دو شرایط شاهد و تنش شوری، وراثت‌پذیری عمومی، وراثت پذیری خصوصی و بازده ژنتیکی برای صفات مورد مطالعه به ترتیب بالا، متوسط تا کم و نسبتاً کم برآورد شد. در هر دو شرایط، مقدار واریانس غالبیت بیشتر از واریانس افزایشی برای اکثر صفات مورد مطالعه بود. میانگین درجه غالبیت برای همه صفات در هر دو شرایط بیشتر از یک بود که نشان دهنده وجود درجه بالایی از غالبیت در کنترل صفات مورد بررسی است. این نتیجه، لزوم بهره¬برداری از اثر غالبیت ژنی را در اصلاح گندم گوشزد می¬کند. افزون بر بررسی‌های فوق، از راهکارهای پروتئومیک نیز برای بیان ژن‌های پاسخ دهنده به تنش شوری و تغییرات مولکولی ایجاد شده در اثر این تنش در سطح پروتئین‌های برگ استفاده شد. به این منظور تجزیه پروتئوم بافت برگی ژنوتیپ¬های متحمل و حساس تحت شرایط عادی و تنش به روش الکتروفورز دو بعدی و رنگ آمیزی با آبی کوماسی صورت گرفت. مقایسه الگوی بیان پروتئوم بافت برگی دو ژنوتیپ ارگ و مغان3 به روش الکتروفورز دو بعدی به¬ترتیب منجر به شناسایی 256 و 212 لکه¬ی پروتئینی تکرار¬پذیر شد. 16 لکه در رقم ارگ و 14 لکه در رقم مغان 3 براساس شاخص IF (فاکتور القا) و آزمون t، دارای تغییرات بیان معنی‫دار بودند. از بین پروتئین‌های دارای تغییرات بیان معنی¬دار 18 پروتئین به روش طیف سنجی جرمی MALDI-TOF مورد شناسایی قرار گرفت. پروتئین‌های شناسایی شده در هشت گروه عملکردی شامل پروتئین‌های درگیر در فتوسنتز، متابولیسم کربن، مهار کننده ROS یا سم¬زدایی، دفاعی، رونویسی، ساخت پروتئین، Folding و انتقال گروه¬های آلکیل قرار گرفتند. در مجموع فعالیت متفاوت این پروتئین‌ها تحت تنش شوری یکی از دلایل اصلی پاسخ متفاوت این دو ژنوتیپ به تنش شوری تشخیص داده شد.‬ ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

A research was conducted to study the effect of salinity stress on several physiological and morphological traits and pattern of ions distribution in leaves of wheat parental lines (Arg, tolerant to salinity) and Moghan3 (sensitive to salinity) and 42 F4 and 50 RF4 lines derived from the cross between these two parents in the research greenhouse (hydroponic system) under control and salinity stress conditions. The experiment was a split plot design based on randomized complete blocks with two replications. The two salinity treatments (control and 150 mM NaCl imposed at the three-leaf stage) were arranged in the main plots and the lines in the subplots. Analysis of variance showed significant differences among lines for all of the investigated characters except K+/Na+ ratio. The line × salinity interaction was significant for majority of the traits under study including grain yield. Salinity stress increased the magnitude of leaf temperature, electrolyte leakage, 1000 grain weight and Na+ content and decreased other characters significantly. According to the mean comparisons, the lines No. "1", "17", "44", "48", "74", "76" and "78" were superior at both conditions which can be considered as suitable lines for both control and salinity conditions. Transgressive segregation was detected for some traits in both control and salinity stress conditions. The cluster analysis based on Ward¬¬s algorithm and Euclidean distance using the measured traits, classified the studied lines into six groups at both conditions. The correlation coefficient of grain yield with spike length, number of grains per spike, 1000 grain weight, head weight, straw weight, biomass and harvest index was positive and significant at both conditions. The results of hierarchical path analysis showed that 1000 grain weight and number of grains per spike had the highest direct effect on grain yield at both conditions. Under both control and salinity stress conditions, broad sense and narrow sense heritability and genetic gain for the traits under study were estimated high, moderate to low and relatively low, respectively. At both conditions, the magnitude of dominance genetic variance was higher than the additive genetic variance for majority of the traits under study. The average degree of dominance for all traits at both conditions was greater than unity, which showed the existence of over-dominance gene action in controlling the traits under investigation. This research highlights the necessity of exploiting dominance gene action in breeding programs of wheat. Proteomic analysis of leaf tissue in the tolerant and susceptible genotypes under normal and stress conditions was carried out by the two-dimensional electrophoresis and dying with coomassie brilliant blue. Comparison of the expression pattern of leaf tissue proteome of the two parental genotypes (Arg and Moghan3) led to identification of 256 and 212 repeatable protein spots. Among the spots, 16 spots in Arg and 14 spots in Moghan3 had significant changes in terms of the IF index (induction factor). Eighteen proteins were identified by MALDI-TOF mass spectrometry. The identified proteins were placed in eight functional groups, including proteins involved in photosynthesis, carbon metabolism, ROS inhibitor or detoxification, defense, transcription, protein production, folding and transfer of alkyl groups. Different activity of these proteins under salt stress was one of the main reasons for the different responses of these two genotypes to the salinity stress.

Evaluation of F4 and RF4 Lines Derived from the Cross Between Arg and Moghan3 Wheat Cultivars Under Salinity Stress

‏عباس زاده،

مهری

تهیه کننده

مقدم واحد،

نوروزی،

بنده حق،

محمد

مجید

علی

استاد راهنما

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز