شناسایی مکان های ژنی مرتبط با مقاومت ارقام گندم به ویروس موزاییک نواری گندم با استفاده از روش نقشه یابی ارتباطی (Genome-wide association mapping)

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1736-25IPPC
نویسندگان
دانشجوی دکترای گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
بیماری موزاییک نواری گندم با عامل wheat streak mosaic virus یکی از بیماری‌های مهم گندم است. به‌منظور شناسایی مکان‌های ژنی مرتبط با مقاومت ارقام مختلف گندم به این بیماری، در یک جمعیت 175 تایی گندم (شامل 58 رقم اصلاح‌شده ایرانی، 22 رقم بین‌المللی مورد استفاده در اغلب طرح‌های اصلاحی دنیا و 95 رقم با منشأهای مختلف)، از داده‌های ژنوتیپی حاصل از 25066 نشانگر چندشکلی DArTseq (شامل 14339Silico DArTs و 6484SNPs ) و همچنین داده‌های فنوتیپی حاصل از واکنش این ارقام نسبت به WSMV استفاده شد. نتایج داده‌های فنوتیپی نشان داد که بیش‌تر ارقام مورد مطالعه نسبت به WSMV حساس بوده و تنها رقم IPK41079 به این ویروس مقاوم است. بررسی ساختار جمعیت، ارقام مورد مطالعه را به سه زیرجمعیت تقسیم کرد. نقشه یابی ارتباطی با استفاده از مدل FarmCPU، 18 مکان ژنی مرتبط با مقاومت به WSMV را شناسایی کرد. این مکان‌های ژنی روی 13 کروموزوم 1B، 2A، 2B، 2D، 3A، 3B، 4B، 5A، 5B، 6A، 6B،6D و 7A نقشه یابی شدند. این مکان‌های ژنی به صورت فیزیکی با توالی ژنوم مرجع گندم مقایسه شدند. از 18 مکان ژنی، سه مورد با توالی‌های کد کننده هیچ پروتئینی در ژنوم مرجع گندم مطابقت نداشتند. در حالیکه، 15 مکان ژنی با ژن‌های متناظر، از جمله پروتئین‌های F-box ، پروتئین‌های حاوی تکرارهای غنی از لوسین، پروتئین‌های شوک حرارتی 60 (HSP60) ، سیتوکروم P450، UDP -گلوکورونوزیل/UDP-گلوکوزیل ترانسفراز و سرین-ترئونین/تیروزین-پروتئین کیناز مطابقت داشتند. نشانگرهای شناسایی شده پس از تأیید و اعتبارسنجی می‌توانند در برنامه‌های به‌نژادی برای تولید ارقام مقاوم به بیماری مورد استفاده قرار گیرند.
کلیدواژه ها
 
Title
Identification of wheat streak mosaic virus resistance loci on wheat by genome-wide association study (GWAS)
Authors
Marziyeh Enteshari
Abstract
Wheat streak mosaic disease with wheat streak mosaic virus agent is one of the important diseases of wheat. In order to identify quantitative trait loci (QTLs) for resistance to wheat streak mosaic virus in a population of 175 different wheat genotypes comprising Iranian cultivars and landraces from diverse world geographical origins, the genotypic data of 25066 DArTseq polymorphic markers (including 14339 Silico DArTs and 6484 SNPs) and also the phenotypic data of the reaction of the cultivars to wheat streak mosaic virus are used. The results of the phenotypic data showed that most of the cultivars were susceptible to wheat streak mosaic virus and only the cultivar IPK41079 was resistant to wheat streak mosaic virus. Based on studying the population structure the genotypes divided into three possible subpopulations. Genome-wide association study (GWAS) using the FarmCPU model identified 18 QTLs related to wheat streak mosaic virus resistance. The QTLs located on 13 chromosomes 1B, 2A, 2B, 2D, 3A, 3B, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B, and 7A were mapped. The QTLs were physically mapped with the reference genome sequence of wheat. Three of the 18 QTLs were mapped with no protein coding sequences in the wheat reference genome sequence whereas, 15 QTLs with corresponding genes, including F-box proteins, proteins containing leucine-rich repeats, heat shock proteins 60 (HSP60), cytochrome P450, UDP-glucuronosyl /UDP-glucosyltransferase and serine-threonine/tyrosine-protein kinase were mapped. After confirmation and validation, the identified markers can be used in breeding programs to produce disease-resistant cultivars.
Keywords
wheat, wheat streak mosaic virus, resistance, GWAS