همخوانی گروه‌بندی رقم‌ها و رگه‌های پیشرفتة سویا با استفاده از نشانگرهای ریز ماهواره و شاخص‌های تحمل به تنش خشکی در دو منطقة رشت و گنبدکاووس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختة دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه گیلان

2 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه گیلان

3 دانشیار گروه تولیدات گیاهی، دانشکدة کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبدکاووس

چکیده

پیچیدگی کنترل ژنتیکی تحمل به خشکی، استفاده از روش­های مولکولی در کنار روش­های زیست‌سنجی (بیومتری) را برای بهبود این صفت در گیاهان پرهیز‌ناپذیر می­سازد. این پژوهش با شمار 121 رقم و رگة (لاین) پیشرفتة سویا در دو محیط عادی (نرمال) و تحت تنش خشکی به همراه 21 نشانگر ریز ماهوارة مرتبط با تحمل به تنش خشکی در دو منطقة رشت و گنبدکاووس اجرا شد. گروه‌بندی ژنوتیپ­ها بر پایة شاخص­ تحمل به تنش (STI)، میانگین هندسی بهره­وری (GMP)، شاخص میانگین عملکرد (MP) و شاخص پایداری (YI) و همچنین عملکرد بوته در شرایط عادی و تنش با استفاده از تجزیة خوشه­ای در هر دو منطقه، آن‌ها را به سه خوشۀ حساس، نیمه‌حساس و متحمل منتسب کرد. بنا بر نتایج، ژنوتیپ­های شمارة 8، 9، 11، 25، 34، 37، 42، 44، 49، 63، 66 و 86 در هر دو منطقه به‌عنوان ژنوتیپ­های متحمل شناسایی شدند. تجزیة خوشه­ای بر پایة نشانگرهای ریز ماهواره نیز رقم‌ها و رگه­ها را به سه گروه تقسیم کرد. مقایسۀ دو نمودار درختواره‌ای (دندروگرام­) بیانگر همخوانی شایان‌توجه بین آن‌ها بود. تجزیة رگرسیونی گام‌به‌گام نیز نشان داد که نشانگرهای Satt454، Satt142، Satt648 و Satt345 ارتباط معنی­داری با شاخص­های تحمل به خشکی دارند و به‌طور متغیر بین 4 الی 15 درصد از تغییرات آن‌ها را توجیه کردند. این نتایج می­تواند تأییدی بر نقش این نشانگرها در پیوسته بودن با نواحی ژنومی مرتبط باتحمل به تنش خشکی باشد و انتظار می­رود بتوان از آن‌ها در برنامه­های بهبود عملکرد سویا در رویارویی با تنش خشکی بهره برد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Grouping conformity of soybean advanced lines and varieties using microsatellite markers and drought stress tolerance indices in Rasht and Gonbad-Kavous

نویسندگان [English]

  • Ahmad Reza Dadras 1
  • Habibollah Samizadeh 2
  • Hossein Sabouri 3
1 Former Ph.D. Student, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences University of Guilan, Iran
2 Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences University of Guilan, Iran
3 Associate Professor, Department of Plant Production, College of Agriculture and Natural Resources, Gonbad-Kavous University, Iran
چکیده [English]

The complexity of the genetic control of drought tolerance makes inevitable using of molecular methods with biometric approaches to its improvement in plants. Present study was conducted by 121 advanced lines and varieties of soybean under two moisture levels, normal and drought stress with 21 microsatellite markers linked to drought tolerance in two regions, namely, Rasht and Gonbad-Kavous. Grouping of genotypes using cluster analysis based on stress tolerance index (STI), geometric mean productivity (GMP), mean productivity (MP), yield index (YI) and plant yield in normal and stress condition allocated them to three clusters sensitive, semi-sensitive and tolerant in both of regions. According to the results, genotypes 8, 9, 11, 25, 34, 37, 42, 44, 49, 63, 66 and 86 identified as tolerant genotypes in both regions. In addition, cluster analysis based on microsatellite markers divided lines and varieties to three groups. Comparison of three dendrograms represented a high conformity among clustering. In addition, the stepwise regression analysis revealed Satt454, Satt142, Satt648 and Satt345 had a significant relationship to tolerant indices and explained between 4-15 percent of variation variably. The results could be a conformation to importance of these microsatellites in association with genomic regions related to drought tolerance in present genetic background. It is expected to use of these validated markers to improve of soybean against to drought stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster Analysis
  • Stepwise regression
  • resistance index
  • Water deficit

مراجع

  1. Abdel-Haleem, H., Lee, G. J. & Boerma, R. H. (2011). Identification of QTL for increased fibrous roots in soybean. Theoretical and Applied Genetics, 122(5), 935-946.
  2. Alizadeh, A. (2011). Soil, Water, Plant Relationship. Ferdowsi University of Mashhad, Iran. (in Farsi)
  3. Bokaei, A.S., Babaee, H.R., Habibi, D., Javidfar, F. & Mohammadi, A. (2008). Evaluation of different soybean (Glycine max L.) genotypes under drought stress conditions. Journal Agronomy and Plant Breeding, 4(1), 28-38.
  4. Bouslama, M. & Schapaugh, W.T. (1984). Stress tolerance in soybean. Part 1: Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science, 24, 933-937
  5. Burton, J.W. & Miranda, L. (2013). Soybean Improvement: Achievements and Challenges. Ratarstvo i Povrtarstvo, 50(2), 44-51.
  6. Carpentieri-Pipolo, V., Pipolo, A., Abdel-Haleem, H., Boerma, H. & Sinclair, T. (2012). Identification of QTLs associated with limited leaf hydraulic conductance in soybean. Euphytica. 186 (3), 679-686.
  7. Daneshian, J., Hadi H. & Jonoubi, P. (2009). Study of quantitative and quality characteristics of soybean genotypes in deficit irrigation conditions. Iranian Journal of Crop Sciences, 11(4), 393-409. (in Farsi)
  8. Du, W. J., Fu, S. X. & Yu, D. Y. (2009a). Genetic analysis for the leaf pubescence density and water status traits in soybean [Glycine max (L.) Merr.]. Plant Breeding, 128(3), 259-265.
  9. Du, W., Wang, M., Fu, S. & Yu, D. (2009b). Mapping QTLs for seed yield and drought susceptibility index in soybean (Glycine max L.) across different environments. Journal of Genetics and Genomics, 36(12), 721-731.
  10. Fernandez, G.C. (1992). Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Kuo, C. G. (ed.). Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and other Food Crop to Temperature and Water Stress, Taiwan, 13-18 August, pp. 257-270.
  11. Fischer, R.A. & Maurer, R. (1978). Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield response. Australian Journal of Agricultural Research, 29, 897-912.
  12. Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M., Campaline, R.G., Ricciardi, G.L. & Borghi, B. (1997). Evaluation of field and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter cereals. Canadian Journal of Plant Science, 77, 523-53.
  13. Jabbari, H., Akbari, G.A., Daneshian, J., Alahdadi, I. & Shahbazian, N. (2009). Utilization ability of drought resistance indices in sunflower (Heliantus annus L.) hybrids. Electronic Journal of Crop Production, 1(4), 1-17.
  14. Jamali, S.H., Sadghi L. & Sadeghin-Motahhar, S.Y. (2011). Identification and distinction of soybean commercial cultivars using morphological and microsatellite markers. Iranian Journal of Crop Sciences, 13(1), 131-145. (in Farsi)
  15. Kargar, S.M.A., Ghannadha, M.R., Bozorgipour, R., Khaje Ahmad Attari, A.A. & Babaei, H.R. (2004). An investigation of drought tolerance indices in some soybean genotypes under restricted irrigation conditions. Iranian Journal Agronomy Plant Science, 35, 129-142.
  16. Li, D., Pfeiffera, T. W. & Corneliusb, P. L. (2008). Soybean QTL for yield and yield components associated with glycine soja alleles. Crop Science Society of America, 48(2), 571-581.
  17. Miladinović, J., Vidić, M., Dorević, V. & Balešević-Tubić, S. (2015). New trends in plant breeding–example of soybean. Genetika, 47(1), 131-142.
  18. Nicholas, F. W. (2006). Discovery, validation, and delivery of DNA markers. Australian Journal of Experimental Agriculture. 46, 155-158.
  19. Pathan, M. S., Lee, J. D., Shannon, J.G. & Nguyen, H. T. (2007). Recent advances in breeding for drought and salt stress tolerance in soybean. In M. A., Hasegawa, P. M.  Jain, & S. M.  Jenks(Ed), Advances in Molecular Breeding Toward Drought and Salt Tolerant Crops. pp. 739-773. Springer, New York.
  20. Price, A.H., Cairns, J.E., Horton, P., Jones, H.G. & Griffiths, H. (2002). Linking drought-resistance mechanisms to drought avoidance in upland rice using a QTL approach: progress and new opportunities to integrate stomatal and mesophyll responses. Journal of Experimental Botany, 53, 989-1004.
  21. Rashidi, V., Majidi, I., Mohamadi, S. A. & Moghadam Vahed, M. (2007). Determine of genetic relationship in durum wheat lines by cluster analysis and identity of morphological main characters in each gropes. Journal Agronomy Science, 13(2), 439-450.
  22. Rezaei, M., Motamed, M.K., Yousefi, A. & Amiri, E. (2010). Evaluation of different irrigation management on rice yield. Journal of Water and Soil, 24(3), 565-573.
  23. Rohlf, F.J. (1998). NTSYS-pc Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System, Version 2.02. Exeter Software, New York.
  24. Rosielle, A.A. & Hamblin, J. (1981).Theoretical aspect of selection for yield in stress and non- stress environment. Crop Science, 21, 943-946.
  25. Sanguinetti, C. J., Dias Neto, E. & Simpson, A. J. G.  (1994). Rapid silver staining and recovery of PCR products separated on polyacrylamide gels. Biotechniques, 17, 915-919.
  26. Shahmoradi, S.H., Zynali Khanghah, H., Daneshian, J., Khodabande, N. & Ahmadi, A. (2009). Investigation effects of drought stress on soybean lines and cultivars based on sensitive and tolerance indices. Iranian Journal Agronomy Plant Science, 40(3), 9-23.
  27. Vhdi, N. & Gholinezhad, E. (2015). Evaluation of drought tolerance of some soybean cultivars. Journal of Water Research in Agriculture, 29(1), 1-9. (in Farsi)
  28. Zare, M., Zeinali Khaneghah, H. & Daneshian, J. (2004). An evaluation of tolerance of some soybean genotypes to drought stress. Iranian Journal Agronomy Plant Science, 35(4), 859-867. (in Farsi)
  29. Zeinaly Khanghah, H., Izanloo, A., Hosein zadeh, A.H. & Majnoon Hoseini, N. (2004). Determination of the suitable drought resistance indices in commercial soybeans varieties. Iranian Journal Agricultural Science, 35(4), 875-885. (in Farsi)

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 15 مرداد 1394
  • تاریخ بازنگری: 22 مهر 1394
  • تاریخ پذیرش: 27 مهر 1394
  • تاریخ انتشار: 01 خرداد 1395

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار