‫ هاي زمان گلدهي با بكارگيري جمعيت دابل هاپلوئيد‬QTL ‫نقشهيابي‬
Brassica oleracea ‫در‬
**‫ مايكل كرسي‬،*‫سعيد ملكزاده شفارودي‬
9177948978-1163 ‫ صندوق پستی‬,‫ دانشگاه فردوسی مشهد‬, ‫* دانشکده کشاورزی‬
** School of Biosciences, The University of Birmingham, Birmingham B15 2TT, United Kingdom
‫خالصه‬
QTL ‫ضود ر‬
‫ هاي زمان گلددهي‬QTL ‫آناليز پيشين در زمينه مكانيابي‬
‫ نشدان داده‬B. oleracea‫ در‬O9 ‫ و‬O5
O3
O2 ‫هايي را روي كروم زومهداي‬
‫ و بده‬QTL Cartographer (ver 2.5) ‫ آناليز جديدي كه با كمك نرمافزار‬.‫ب د‬
‫( بدر روي دادههداي‬composite interval mapping)‫روش مكانيابي فاصلهاي مركب‬
‫هاپل ئيدد‬
‫م لك لي مرب ط به جمعيت در ضال تفدرق از يينهداي دابد‬
‫ و با در اختيار داشتن رك ردهاي فند تييي‬GD ‫ و‬A12 ‫از والدين‬
QTL ‫ضاكي از ضو ر‬
‫ضاص‬
‫ انجام پذيرفت‬1996 ‫ و‬1994 ‫زمان گلدهي در سالهاي‬
‫هاي معنيدار در هماهنگي با مكانهاي ژني شناخته شدده بدا تيقيقدا‬
‫مطابقدت‬
‫از جملده‬
‫ مكانهاي ژني تيقيق شده در اين مطالعه به دلي‬.‫گذشته ب د‬
‫با مكان ژني مهمترين ژنهاي كانديدا بدراي زمدان گلددهي‬
‫) دريچهاي بس ي تيقيق بيشتر بدر روي‬etc.
‫در‬
FY
FLC
CONSTANS ‫ژنهاي‬
‫ هاي اضتمدالي دخيد‬SNP ‫هر يك از ژنهاي نامبرده و يافتن‬
‫اثرا‬
.‫تن ع زمان گلدهي باز كرده است‬
Summary
Previous analysis of DH lines revealed the main flowering time QTL on chromosomes O2,
O3, O5 and O9 in Brassica oleracea. Our revision of the existing data from analysis of trials
performed in 1994 and 1996 at Birmingham University (details in the main text) using the
Composite Interval Mapping method with “QTL Cartographer-Ver.2.5” revealed consistent
locations for the QTLs on the aforementioned chromosomes, more or less in the same
positions as the previous investigations. These detected loci are consistent with co-location of
FT-QTL and some important genes involved in flowering time in B. oleracea including the
gene CONSTANS.
‫مقدمه‬
‫بسياري از خص صيا‬
‫زراعي مهم بصد ر‬
‫اينرو مطالعه آنها بر خالف صفا‬
‫كمدي تد اري مدي يابندد و از‬
‫كيفي و اغلب م ن ژنيك بسادگي ص ر‬
‫نميپذيرد‪ .‬كارآمدترين روشها جهت مكانيابي و آناليز مكانهداي ژندي‬
‫كنترل كننده صفا‬
‫ژنتيكي‬
‫‪SSR‬‬
‫كمدي )‪ (QTLs‬بدر پايده تهيده نقشدههداي پي سدتگي‬
‫مركب از مجم عه بزرگي از ماركرهداي ‪ DNA‬از جملده ‪RFLP‬‬
‫‪ AFLP‬و غيره است‪.‬‬
‫مطالعه بسياري از ‪QTL‬هاي مهم نظير ‪ QTL‬زمان گلدهي با بهرهگيري از‬
‫نقشه لينكاژي ماركرهاي پي سته در يدك جمعيدت در ضدال تفدرق نظيدر‬
‫ژن تييهدداي هم زيگدد ن متندد ع در جمعيددت يينهدداي دابدد‬
‫هاپل ئيددد‬
‫امكانپذير ميگردد‪ .‬با دنبال كردن ماركرهاي پراكنده شده در ژن م و‬
‫يافتن هماهنگي آنها با تن ع صفت كمي در جمعيت م رد بررسي ميتد ان‬
‫به ‪ QTL‬هاي متعدد درگير در كنترل صفت م رد نظر دست يافت اگدر هده‬
‫ً كم و دستيافتن به ژنهاي واقعدي دخالدت‬
‫كه دقت اين مكانيابي نسبتا‬
‫كننده از روي مكان ‪QTL‬ها مشك‬
‫خ اهد ب د‪.‬‬
‫نتايج و بحث‬
‫در اين تيقيق ضمن بهرهگيري از شدي ه كارآمدد ‪Composite interval Mapping‬‬
‫در جمعيت تفرق يافته داب‬
‫هاپل ئيد شام‬
‫به ترتيب در سالهاي ‪ 1994-96‬ضاص‬
‫زمان گلدهي يعني ‪A12DHd‬‬
‫و ‪GDDH33‬‬
‫‪ 97‬و ‪ 106‬يين آزمايش شدده‬
‫از آميزش والدين فاصلهدار از نظر‬
‫يين زودگلده برگرفته از واريته ‪)alboglabra‬‬
‫يين ديرگلده برگرفته از واريته ‪ )italica‬در‪B. oleracea‬‬
‫بهرهگيددري از نددرم افددزار كارآمددد ‪QTL cartographer‬‬
‫و با‬
‫)‪(Wang et al.2005‬‬
‫تعدادي مكان ژني صفت كمي براي زمان گلدهي در گ نه ‪ B. oleracea‬بدسدت‬
‫آمد‪ .‬تص ير زير‬
‫شك ‪ )1‬مهمترين مكانهداي ‪ QTL‬شناسدايي شدده را در‬
‫مقايسه با مكانهاي ‪ QTL‬قبالً شناخته شدده آورده اسدت‪ .‬ايدن مقايسده‬
‫مفصالًً در اين مقاله بررسي خ اهد شد‪.‬‬
O2
0
O3
pW116
0
O5
pW116
O9
0
0
10
10
10
10
20
20
20
20
30
30
30
30
40
40
40
40
50
50
50
50
60
60
60
60
pN180
pW152
pN180
70
70
70
70
80
80
80
80
90
90
90
93
90
100
100
110
110
116
120
130
140
100
pW200
107
Significant QTLs in Bohuon et al., 1998
Significant QTLs in Rae et al., 1999
Detected QTLs in trial-1994
Detected QTLs in trial-1996
Genotypic -QTLs , Detected QTL by (t96 + t94) / 2
G x E -QTL, Detected QTLs by (t96 - t94) / 2
Figure 1: The approximate position and confidence interval of the significant QTLs detected in B.
oleracea in different trials as described in the legend with varying colour-bars. The estimated length
of linkage groups has been shown in Kosambi scale (cM). Syntenic region with top of A. thaliana
chromosome 5, restricted between the markers shown on O2, O3 and O9. The only early flowering
QTL has been shown as colour-arrow. Double headed arrow is presenting the approximate position of
Arabidopsis CO-contig according to Bohuon et al., (1998). Rae’s data is based on the significant
QTLs (using substitution lines) which are in common with Bohuon’s data in the trials (using DHlines). The brown QTL on O2 suggesting two continuous QTLs indicated with a dot-line border.
‫ خالصه نتايج اين آناليز را به تفكيك سدالهاي آزمايشدي‬2 ‫ و‬1 ‫جداول‬
‫هاي معنيداري براي زمان گلدهي بر روي كروم زومهداي‬QTL .‫آورده است‬
‫بدا‬
‫مطلق و متقاب‬
‫ بعالوه اثرا‬.‫ شناسايي گرديدند‬O2
.‫تجميع و تفاض ) مياسبه گرديدند‬
O3
O5 ‫ و‬O9
‫کمک داده های ميانگين‬
‫‪Table 1: The position, relative effect and approximate Confidence Interval (based on one unit less‬‬
‫‪than maximum LOD) of detected QTLs for flowering time using the data of trial in 1994.‬‬
‫)‪Table 2: The integration of data for common DH lines in different years to estimate the Genetic (G‬‬
‫‪and genetic-environment interaction effect (GxE), using mean of summation and subtraction,‬‬
‫‪respectively.‬‬
‫در اين مختصر نکا‬
‫ذي‬
‫قاب‬
‫تام‬
‫است‪:‬‬
‫الف) نتايج مشابه در هند تيقيق مستق ‪:‬‬
‫آنچه در تيقيق اخير بدست آمدده بدا مطالعدا‬
‫قبلدي ت سد‬
‫‪Bohuon et‬‬
‫)‪ al.(1998‬و )‪ Rae et al. (1999‬در بسياري از م ارد مطابقت نشان ميدهد‪ .‬اين‬
‫داكي از واقعدي بد دن ضود ر ند اضي كنتدرل كنندده‬
‫سازگاري نتايج ضد‬
‫كروم زومي مطابق آنچه در اينجا بدست آمده است‬
‫تفاو‬
‫هاي جزئي در نتدايج مدي ت اندد بددلي‬
‫در آزمايشدا‬
‫دارد‪.‬‬
‫اسدتفاده از يينهداي‬
‫و تفداو‬
‫در نيد ه‬
‫غيرمشابه شدراي مييطدي متفداو‬
‫ً در رابطه با مكانهاي شناسايي شده بر‬
‫آناليز دادهها باشد كه خص صا‬
‫‪ O2‬ظه ر يافته است‪.‬‬
‫ب) تطابق ‪QTL‬هاي زمان گلدهي با ژنهاي كانديداي گلدهي‪:‬‬
‫يافته جالب در اين تيقيق ديلت بر مطابقت شديد مكاني ميان ‪QTL‬هداي‬
‫يافته شده با ن اضي هم ل گي و همساختمان ژن مي در ژن م اجددادي و‬
‫ مشابهت ند اضي شدناخته شدده روي‬.‫ دارد‬B. oleracea ‫ با‬Arabidopsis
‫ در‬5 ‫) با قسمت باييي كروم زوم‬O5 ‫ونه در‬
O9
‫ً بدر‬
‫هاي زمان گلدهي را خص صدا‬QTL ‫گذشته ضو ر‬
O3
‫مدل‬
O2 ‫كروم زوم هاي‬
‫ كه مطالعا‬Arabidopsis
‫ گزارش كرده است و نيز ضو ر ژنهاي كليدي ضاضدر در‬5 ‫بايي كروم زوم‬
‫ ضرور‬. . . ‫ و‬TFL
FLC
FY
CO ‫فرايند پيچيده گلدهي از جمله‬
‫پيگيري و آناليز ت الي هر يك ژنهاي نام برده را به عن ان مهمترين‬
‫ هداي‬QTL ‫كانديداهاي تن ع در زمان گلدهي و بعن ان نماينده واقعدي‬
‫ آنچه در اين مجم عه خالصه شده است پنجرهاي‬.‫شناسايي شده گ شزد كرد‬
‫جهت تيقيق بيشتر بر روي مهمترين ت اليهاي پليم رف دخالتكنندده در‬
‫ هداي اضتمدالي بداز‬SNP ‫ها و‬QTL ‫تعيين زمان گلدهي با هدف شناسايي‬
.‫ميكند‬
‫مهمترين منابع‬
Bohuon, E.J.R., Ramsay, L.D., Craft, J.A., Arthur, A.E., Marshall, D.F., Lydiate, D.J.
and Kearsey, M.J. (1998) The association of flowering time quantitative trait loci with
duplicated regions and candidate loci in Brassica oleracea. Genetics, 150:393-401.
Kearsey, M.J. (2002) “QTL Analysis: Problems and (Possible) Solution”. In: Kang, M.S.
(ed.) Quantitative Genetics, Genomics and Plant Breeding. CAB International, London.
Kuittinen, H., Sillanpaa, M.J. and Savolainen, O. (1997) Genetic basis of adaptation:
Flowering time in Arabidopsis thaliana. Theoretical and Applied Genetics, 95:573-583.
Rae, A.M., Howell, E.C. and Kearsey, M.J. (1999) More QTL for flowering time revealed
by substitution lines in Brassica oleracea. Heredity, 83:586-596.
Wang, S., Basten, C.J. and Zeng, Z.-B. (2005) Windows QTL Cartographer 2.5.
Department of Statistics, North Carolina State University, Raleigh, NC
(http://statgen.ncsu.edu/qtlcart/WQTLCart.html).