مطالعات ژنتیکی و انتخاب به کمک نشانگر مولکولی (mas) برای ژن cry1a(b) در نسل های درحال تفکیک برنج

برنج غذای اصلی مردم ایران است. با توجه به رشد روزافزون جمعیت، افزایش تولید در واحد سطح از اهداف مهم اصلاح برنج است. یکی از عوامل محدود کننده افزایش عملکرد در برنج کاهش محصول بر اثر خسارت آفات مخصوصاٌ کرم ساقه خوار می باشد. مهندسی ژنتیک دریچه های جدیدی را برای تولید ارقام مقاوم به آفات از طریق وارد کردن ژن cry1ab از باکتری خاکزی به نام باسیلیوس تورینجنسیس که مقاومت به آفات را درپی دارد، گشوده است. در این تحقیق که در طی سال های 1385 تا 1388 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام گرفت به مطالعات ژنتیکی و انتخاب به کمک نشانگر مولکولی برای ژن cry1ab در جمعیت های درحال تفکیک ارقام تراریخته برنج پرداخته شد. ارزیابی خصوصیات زراعی لاین های تراریخته نشان داد که برای اکثر صفات مورد مطالعه تفاوت معنی دار آماری بین این لاین ها با ارقام غیر تراریخته متناظر وجود نداشت. با این وجود، لاین های تراریخته ندا و نعمت از نظر خصوصیات زراعی ارتفاع و دوره رسیدگی نسبت به ارقام غیر تراریخته متناظر بترتیب بلندتر و زودرس تر بودند (p<0.01). در مقابل، رقم خزر مقاوم به آفات از نظر تمام صفات زراعی بجز وزن هزار دانه تفاوت آماری معنی داری نسبت به شاهد خود نداشت. آزمون های کیفیت نشان داد که اکثر صفات کیفی در گیاهان تراریخته در حد مقادیر مربوط به ارقام غیر تراریخته مرتبط می باشد. هرچند که، تفاوت هایی برای صفاتی نظیر میزان آمیلوز و قوام ژل بترتیب در ندا و نعمت تراریخته مشاهده شد. لاین های تراریخته در شرایط مزرعه ای درجات بسیار بالائی از مقاومت را، بر علیه کرم ساقه خوار نشان دادند و متوسط خسارت براساس سرمردگی و خوشه سفیدی در مراحل رویشی و زایشی بترتیب صفر و کمتر از 1 درصد بود. بعلاوه، نتایج آزمایشات زیست سنجی آفت در محیط آزمایشگاهی (پتری دیش) نیز نشان داد که تلفات لاروهای رهاسازی شده بر روی لاین های تراریخته بسیار بالا (100 درصد) بوده است. نتایج آنالیز pcr نیز نشان داد که تمامی لاین های مقاوم به آفات هر دو باند kb 2/1 و kb 95/0 را دارا بودند که این باندها بترتیب حاصل از تکثیر ژن cry1ab و لوکوس rg100 بودند. الگوی تفرق ژن cry1ab (مقاومت به کرم ساقه خوار) در جمعیت های مختلف در حال تفکیک f2 و bc1 در سطح فنوتیپی و ژنوتیپی در تلاقی های از نوع معطر × معطر، معطر × غیرمعطر و غیرمعطر× غیرمعطر نسبت تفرق تک لوکوسی را برای cry1ab نشان داد. این وضعیت، الگوی تفرق قابل پیش بینی ژن cry1ab را در گیاهان حاوی این ژن را بیان می کند. اطلاعات بدست آمده از این تحقیق موید این است که ادغام ژن cry1ab در ژنوم لاین های تراریخت مورد مطالعه بصورت پایدار بوده و از طریق تولید مثل جنسی بطور موفق به نسل های بعدی انتقال یافتند. تک بوته های مطلوب از جمعیت های درحال تفرق f2 براساس صفات مهم زراعی مورد انتخاب قرار گرفتند و سپس با استفاده از انتخاب به کمک نشانگر (marker assisted selection) برای هرمی کردن (gene pyrimiding) ژن های bt (مقاومت به آفات) و fgr (عطر و طعم) مورد غربال مولکولی قرار گرفتند. در نهایت بوته های واجد ژن bt و fgr با ویژگی های مطلوب زراعی شناسائی و انتخاب شدند. با ادامه این برنامه اصلاحی نهایتاٌ ارقام جدید برنج مقاوم به آفات با ویژگی های زراعی مطلوب و دارای عطر و طعم اصلاح و تولید خواهند شد.