شناسایی مکان‌های ژنی کنترل کننده‌ صفات فنولوژیکی در لوبیا (Phaseolus vulgaris L.)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه رازی- کرمانشاه

2 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه

3 مرکز تحقیقات کشاورزی استان مرکزی

4 دانشگاه کالیفرنیا- ایالات متحده امریکا

چکیده

هدف از این تحقیق تهیه نقشه‌ پیوستگی و مکان‌یابی جایگاه‌های ژنی کنترل کننده‌ صفات فنولوژیکی در لوبیا با استفاده از یک صد لاین اینبرد نو ترکیب حاصل از تلاقی رقم گلی و لاین AND1007 بود. نقشه پیوستگی با استفاده از 240 نشانگر SNP ایجاد شد که شامل هفده گروه پیوستگی متعلق به یازده کروموزوم لوبیا با پوشش حدود 520 سانتی‌مورگان از ژنوم و متوسط فاصله 16/2 سانتی‌مورگان بین نشانگرها بود. برای مکان‌یابی جایگاه‌های ژنی کنترل کننده‌ صفات فنولوژیک، جمعیت اینبرد لاین نوترکیب در سال 1393 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه از نظر صفات روز تا گلدهی، روز تا رسیدگی و دوره‌ پر شدن دانه مورد ارزیابی قرار گرفتند. شناسایی QTLهای مرتبط با این صفات با استفاده از ‌روش مکان‌یابی فاصله‌ای مرکب انجام شد. در مجموع شش QTL برای سه صفت مطالعه شده مکان‌یابی شد. از این تعداد دو QTL برای صفت روز تا گلدهی روی کروموزوم‌ Pv01، سه QTL برای صفت روز تا رسیدگی روی کروموزوم‌های Pv01 و Pv07 و یک QTL برای صفت دوره‌ پرشدن دانه روی کروموزوم Pv02 مکان‌یابی شد. تفکیک متجاوز برای صفات مطالعه شده مشاهده شد، که نشان‌دهنده‌ ترکیب آلل‌های والدین برای این صفات در برخی از لاین‌های اینبرد نوترکیب بود. نتایج این تحقیق نشان‌دهنده اهمیت کروموزوم‌ Pv01 در کنترل صفات مهم فنولوژیکی در لوبیا بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Identification of QTLs Controlling Phenological Traits in Common Bean (Phaseolus vulgaris L.)

نویسندگان [English]

  • M. Geravandi 1
  • E. Farshadfar 1
  • K. Cheghamirza 2
  • H.R. Dorri 3
  • P. Gepts 4
1 Razi University, Kermanshah, Iran.
2 Razi University, Kermanshah, Iran.
3 , Markazi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center
4 Department of Plant Sciences, University of California, Davis, USA
چکیده [English]

The aims of this research were to develop a molecular linkage map and also to locate the Quantitative Trait Loci (QTLs) controlling phenological traits in common bean. A population composed of 100 recombinant inbred lines (RILs) derived from the cross of bean cultivar Goli and line AND1007 was used to construct a genetic linkage map including 240 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Seventeen linkage groups belonged to the eleven common bean chromosomes were identified covering ~520 cM of genome and an average distance of 2.16 cM between two adjacent markers. In order to locate QTLs controlling phenological traits, RIL population were evaluated for traits of days to flowering, days to maturity and seed filling period in the research field of Razi University during 2014. Composite interval mapping analysis identified a total of six QTLs for the three traits of which two for days to flowering on Pv01, three for days to maturity on Pv01 and Pv07 and one for seed filling period on Pv02. Transgressive segregation was observed for all the measured traits showing the combination of parental alleles in some RILs. The results of this research showed the importance of Pv01 in controlling of important phenological traits in common bean.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bean
  • linkage mapping
  • QTL
  • Phenological traits
  • SNP markers

مراجع

 Anonymous 2014. Statistics of Agricultural Crops in the World. Available online at: http://www.fao.org.
 
 
Beaver, J. S., and Osorno, J. M. 2009. Achievements and limitations of contemporary common bean breeding using conventional and molecular approaches (review). Euphytica 168: 145-175.
 
 
Blair, M. W., Iriarte, G., and Beebe, S. 2006. QTL analysis of yield traits in an advanced backcross population derived from a cultivated Andean × wild common bean (Phaseolus vulgaris L.) cross. Theoretical and Applied Genetics 112: 1149-1163.
 
 
Bressani, R. 1983. Research needs to upgrade the nutritional quality of common beans (Phaseolus vulgaris). Plant Foods for Human Nutrition 32: 101-110.
 
 
Broughton, W. J., Hernández, G., Blair, M., Beebe, S., Gepts, P., and Vanderleyden, J. 2003. Bean (Phaseolus spp.); model food legumes. Plant and Soil 252: 55-128.
 
 
Collard, B. C. Y., Jahufer, M. Z. Z., Brouwer, J. B., and Pang, E. C. K. 2005. An introduction to markers, quantitative trait loci (QTL) mapping and marker-assisted selection for crop improvement: The basic concepts. Euphytica 142: 169-196.
 
 
Gepts, P., Aragão, F., Barros, E., Blair, M.W., Brondani, R., Broughton, W., Galasso, I., Hernández, G., Kami, J., Lariguet, P., McClean, P., Melotto, M., Miklas, P., Pauls, P., Pedrosa-Harand, A., Porch, T., Sánchez, F., Sparvoli, F., and Yu, K. 2008. Genomics of Phaseolus beans, a major source of dietary protein and micronutrients in the tropics. pp. 113-143. In: Moore, P., and Ming, R. (eds.) Genomics of Tropical Crop Plants. Springer Verlag, Heidelberg, Germany.
 
 
Gepts, P., Osborn, T.C., Rashka, K., and Bliss, F. A. 1986. Phaseolin protein variability in wild forms of the common bean (Phaseolus vulgaris): evidence for multiple centers of domestication. Economic Botany 40: 451-468.
 
 
Geravandi, M. 2016. Genetic analysis of morpho-agronomic traits in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Ph.D. Thesis, Faculty of Agricultural Engineering, Razi University, Kermanshah, Iran (in Persian).
 
 
Goodstein, D. M., Shu, S., Howson, R., Neupane, R., Hayes, R. D., Fazo, J., Mitros, T., Dirks, W., Hellsten, U., Putnan, N., and Rokhsar, D. S. 2012. Phytozome: A comparative platform for green plant genomics. Nucleic Acids Research 40: D1178-D1186.
 
 
Kelly, J. D., Kolkman, J. M., and Schneider, K. 1998. Breeding for yield in dry bean (Phaseolus vulgaris L.). Euphytica 102: 343-356. Korneygay, J., White, J. W., and Cruz, O. D. L. 1992. Growth habit and gene pool effects on inheritance of yield in common bean. Euphytica 62: 171-180.
 
 
Kwak, M., and Gepts, P. 2009. Structure of genetic diversity in the two major gene pools of common bean (Phaseolus vulgaris L., Fabaceae). Theoretical and Applied Genetics 118: 979-992. Lorieux, M. 2012. MapDisto: fast and efficient computation of genetic linkage maps. Molecular Breeding. 30: 1231-1235.
 
 
Miklas, P. N., and Porch, T. G. 2010. Guidelines for common bean QTL nomenclature. Annual Report of the Bean Improvement Cooperative 53: 202-204.
 
 
Mukeshimana, G., Butare, L., Cregan, P. B., Blair, M. W., and Kelly, J. D. 2014. Quantitative trait loci associated with drought tolerance in common bean. Crop Science 54: 923-938.
 
 
Paterson, A. H. 1996. Making genetic maps. pp. 23-39. In: Paterson, A. H. (ed.) Genome Mapping in Plants. R. G. Landes Company, San Diego, California; Academic Press, Austin, Texas, USA.
 
 
Pérez-Vega, E., Pañeda, A., Rodríguez-Suárez, C., Campa, A., Giraldez, R., and Ferreira, J. J. 2010. Mapping of QTLs for morpho-agronomic and seed quality traits in a RIL population of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Theatrical and Applied Genetics 120: 1367-1380.
 
 
Sadeghi, A., Cheghamirza K., and Dorri, H. R. 2011. The study of morpho-agronomic traits relationship in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Biharean Biologist 5(2): 102-108.
 
 
Schmutz, J., McClean, P. E., Mamidi, S., Wu, G. A., Cannon, S. B., Grimwood, J., Jenkins, J., et al. 2014. A reference genome for common bean and genome-wide analysis of dual domestications. Nature Genetics 46: 707-713.
 
 
Song, Q., Jia, G., Hyten, D. L., Jenkins, J., Hwang, E. Y., Schroeder, S. G., Osorno, J. M., Schmutz, J., Jackson, S. A., McClean, P. E., and Cregan, P. B. 2015. SNP assay development for linkage map construction, anchoring whole-genome sequence, and other genetic and genomic applications in common bean. G3 5: 2285-2290.
 
 
Taran, B., Michaels, T. E., and Pauls, K. P. 2002. Genetic mapping of agronomic traits in common bean. Crop Science 42: 544-556.
 
 
Trapp, J. J., Urrea, C. A., Cregan, P. B., and Miklas, P. N. 2015. Quantitative trait loci for yield under multiple stress and drought conditions in a dry bean population. Crop Science 55: 1596-1607.
 
 
Voorrips, R.E. 2002. MapChart: Software for the graphical presentation of linkage maps and QTLs. The Journal of Heredity 93 (1): 77-78.
 
 
Wang, S., Basten, C. J., and Zeng, Z. B. 2012. Windows QTL Cartographer 2.5. Department of Statistics, North Carolina State University, Raleigh, NC. (http://statgen.ncsu.edu/qtlcart/WQTLCart.htm).
 
 
 
نهال و بذر
دوره 33، شماره 1
خرداد 1396
صفحه 81-92

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار