تجزیۀ ارتباط صفات ریخت‌شناختی با نشانگرهای ISSR در گوجه‌فرنگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی پژوهشی، بخش تحقیقات اصلاح و تهیۀ نهال و بذر، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ارومیه، ایران

2 دانشیار، گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 استاد، گروه باغبانی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه آتاتورک ترکیه، ارزروم

چکیده

گوجه‌فرنگی از لحاظ اقتصادی یکی از مهم‌ترین محصولات سبزی و صیفی در بیشتر نقاط جهان است. بهبود عملکرد و دیگر صفات اساسی گوجه­فرنگی مورد توجه بسیاری از اصلاح­گران قرار گرفته است. مکان­یابی ژن­های کنترل‌کنندۀ صفات در تسریع روند اصلاح گیاهان بسیار سودمند است. در این پژوهش به‌منظور شناسایی نشانگرهای مرتبط با برخی صفات کمی و کیفی گوجه­فرنگی، در 93 رقم محلی و سه رقم تجاری از دو استان آذربایجان­غربی و اغدر-­ ترکیه از نشانگرهای ISSR استفاده شد. تجزیۀ ارتباط به روش مدل خطی مخلوط (MLM) نشان داد، 74 نشانگر ISSR با 12 صفت کیفی مورد بررسی ارتباط معنی­داری (05/0p<) دارد. یکنواختی اندازۀ میوه با چهار نشانگر کمترین و شدت تورفتگی در انتهای دم میوه با 10 نشانگر بیشترین شمار نشانگر مرتبط را داشتند. در کل 93 نشانگر با 20 صفت کمی مورد بررسی در سطح احتمال 02/0 پیوستگی داشتند. در بین صفات کمی، عرض برگ لپه­ای با یک نشانگر کمترین و صفات طول و pH میوه هرکدام با 9 نشانگر بیشترین شمار نشانگرهای مرتبط را داشتند. برخی از نشانگرهای پیوسته با صفات کمی در هر دو سال ارتباط معنی­داری با این صفات نشان دادند. شماری از نشانگرها با بیش از یک صفت ارتباط معنی­دار داشتند که در صورت تأیید، می­توان از آن‌ها در برنامه­های اصلاحی گوجه­فرنگی برای گزینش همزمان چندین صفت استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Association analysis of morphological traits in tomato using ISSR markers

نویسندگان [English]

  • Mashhid Henareh 1
  • Babak Abdollahi mandoulakani 2
  • Atilla Dursun 3
1 Member of the Scientific Board, Seed and Plant Improvement Research Department, West Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Urmia, Iran
2 Associate Professor, Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia
3 Professor, Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, Ataturk University of Turkey, Erzurum, Turkey
چکیده [English]

Tomato is one of the most economically important vegetable crops in many parts of the world. Improvement of yield and other essential characteristics of tomato have received more attention. Mapping quantitative trait loci could accelerate tomato breeding processes. ISSR markers were used to identify molecular makers associated with qualitative and quantitative traits in 93 landraces (from West Azarbaijan in Iran and Iğdır in Turkey) and three commercial cultivars. Association analysis using mixed linear model (MLM) identified 74 ISSR markers significantly (p<0.05) associated with 12 qualitative traits. The highest and lowest number of associated markers achieved for fruit size homogeneity (4 markers) and depression at peduncle end (10 markers), respectively. For quantitative traits, 93 ISSR markers were found to be significantly (p<0.02) associated with 20 traits. The highest and lowest number of associated markers was observed for cotyledon leaf width (one marker) and fruit length and fruit pH (9 markers), respectively. Some markers showed significant association with a number of quantitative traits in both years. Also, siginificant associations were found between a marker and various traits. After validation of these markers, we will be able to use them in tomato breeding programs for simoultaneous mutil-trait selection. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acidity
  • fruit color
  • genetic structure
  • mixed linear model
  • Tomato
Abdollahi Mandoulakani, B. & Azizi, H. (2014). Identification of ISSR markers associated with morphological traits in cultivated alfalfa (Medicago sativa L.) populations. Journal of Cellular and Molecular Researches, 27, 260-268. (in Farsi)
Aghaali, Z., Darvishzadeh, R. & Goodarzi, F. (2016). Association analysis of morphological traits in castor (Ricinus communis L.) by using ISSR marker.Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 24, 79-91. (in Farsi)
Areshchenkova, T. & Ganal, M. W. (2002). Comparative analysis of polymorphism and chromosomal location of tomato microsatellite markers isolated from different sources. Theoretical and Applied Genetics, 104, 229-235.
Bauchet, G. & Causse, M. (2012). Genetic Diversity in Tomato (Solanum lycopersicum) and Its Wild Relatives, Genetic Diversity in Plants, Prof. Mahmut Caliskan (Ed.), InTech.
Bradbury, P. J., Zhang, Z., Kroon, D. E., Casstevens, T. M., Ramdoss, Y. & Buckler, E. S. (2007). TASSEL: software for association mapping of complex traits in diverse samples. Bioinformatics, 23, 2633-2635.
Cho, G. T., Lee, J.,  Moon, J. K., Yoon, M. S., Baek, H. J., Kang, J. H., Kim, T. S. & Paek, N. C. (2008). Genetic diversity and population structure of Korean soybean landrace [Glycine max (L.) Merr.]. Journal of Crop Science and Biotechnology, 11, 83-90.
Doulati Baneh, H., Mohammadi, S. A., Abdollahi Mandoulakani, B. & Rahmanpour, S. (2014). Association analysis for morphological traits in grapevine using SSR and AFLP markers. Journal of Agriculture biotechnology, 6, 45-60.
FAOSTAT (2012) http://faostat.fao.org.
Foolad, M. R. (2007). Genome mapping and molecular breeding of tomato. International Journal of Plant Genomics, 2007, 1-52.
Gebhardt, C., Ballvora, A., Walkemeier, B., Oberhagemann, P. & Schuler, K. (2004). Assessing genetic potential in germplasm collections of crop plants by marker-trait association: A case study for potatoes with quantitative variation of resistance to late blight and maturity type. Molecular Breeding, 13, 93-102.
Henareh, M., Dursun, A. & Abdoullahi Mandoulakani, B. (2014). Study of genetic variation and association among characters in tomato gonotypes. Journal of the Agricultural Faculty, 45, 63-70.
Henareh, M., Dursun, A. & Abdoullahi Mandoulakani, B. (2015) Genetic diversity in tomato landraces collected from Turkey and Iran revealed by morphological characters. Acta Scientiarum Polonorum Hortorum Cultus, 14, 87-96.
Hittalmani, S., Huang, N., Courtois, B., Venuprasad, R., Shashidhar, H. E., Zhuang, J. Y., Zheng, K. L., Liu, G. F., Wang, G. C., Sidhu, J. S., Srivantaneeyakul, S., Singh, V. P., Bagali, P. G., Prasanna, H. C., McLaren, G. & Khush, G. S. (2003). Identification of QTL for growth and grain yield-related traits in rice across nine locations of Asia. Theoretical and Applied Genetics, 107, 679-90.
Mazzucato, A., Papa, R., Bitocchi, E., Mosconi, P., Nanni, L., Negri, V., Picarella, M. E., Siligato, F., Soressi, G. P., Tiranti, B. & Veronesi, F. (2008). Genetic diversity, structure and marker-trait associations in a collection of Italian tomato (Solanum lycopersicum L.) landraces. Theoretical and Applied Genetics, 116, 657-669.
Miller, J. C. & Tanksley, S. D. (1990). RFLP analysis of phylogenetic relationships and genetic variation in the genus Lycopersicon. Theoretical and Applied Genetics, 80, 437-448.
Mohamadi, M., Mirfakhraee, S. R. G. & Abbasi, A. R. (2014). Genetic diversity in bread wheat (Triticum aestivum L.) as revealed by microsatellite markers and association analysis of physiological traits related to spring cold stress. Modern genetics, 6, 279-288. (in Farsi)
Osei, M. K., Bonsu, K. O., Agyeman, A. & Choi, H. S. (2014). Genetic diversity of tomato germplasm in Ghana using morphological characters. International Journal of Plant and Soil Science, 3, 220-231.
Pritchard, J. K., Stephens, M. & Donnelly, P. (2000). Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics, 155, 945-959.
Saghai-Maroof, M. A., Soliman, K. M., Jorgensen, R. A. & Allard, R. W. (1984). Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance, chromosomal location, and population dynamics. Proceeding of the National Academy of Science of the United States of America, 81, 8014-8018.
Shibata, D. (2005). Genome sequencing and functional genomics approaches in tomato. Journal of General Plant Pathology, 71, 1-7.
Taheri, A., Seyedi, N. & Abdollahi Mandoulakani, B. (2015). Association analysis of some physiological traits in Persian walnut under drought stress by SSR markers. Iranian Journal of Forest, 2, 209-223.
UPOV (Iternational Union for the Protection of New Varietes of Plants) For Tomato. (2011).
Utomo, H. S., Wenefrida, I., Blanche, S. B. & Linscombe, S. D. (2009). Low-cost method for streamlining marker-assisted selection and breeding line development in rice (Oryza sativa L.). International Journal of Genetics and Molecular Biology, 1, 64-74.