محمد مهدی مجیدی
گندم نان یكی از مهم ترین محصولات زراعی جهان و از اركان اصلی امنیت غذایی است. با این حال، كاهش تنوع ژنتیكی ناشی از اهلی سازی و اصلاح فشرده، همراه با افزایش فراوانی و شدت تنش خشكی، توسعه ارقام پرمحصول و پایدار را با محدودیت مواجه كرده است. گندم های هگزاپلوئید ساختگی و لاین های مشتق از آن ها به دلیل دارا بودن تنوع ژنتیكی گسترده، به ویژه تنوع منشأگرفته از Aegilops tauschii، منابع ارزشمندی برای بهبود عملكرد، تحمل به خشكی و كیفیت گندم نان محسوب می شوند. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی جامع ظرفیت ژرم پلاسم گندم هگزاپلوئید ساختگی از نظر صفات زراعی، فیزیولوژیك، كیفیت دانه و آرد، شاخص های بازتاب طیفی و شناسایی نواحی ژنومی مرتبط با صفات مهم تحت شرایط نرمال و تنش خشكی انجام شد. در این پژوهش، مجموعه ای از لاین های مشتق از گندم هگزاپلوئید ساختگی (SHW-DL) به همراه ارقام گندم نان در شرایط مزرعه ای نرمال و تنش خشكی ارزیابی شدند. صفات زراعی، عملكرد و اجزای عملكرد، صفات فیزیولوژیك و بیوشیمیایی، شاخص های تحمل به خشكی، ویژگی های كیفیت دانه و آرد با استفاده از آزمون های NIR وSRC، شاخص های بازتاب طیفی و همچنین پویش كل ژنوم (GWAS) بر پایه نشانگرهای SNP بررسی شدند. نتایج نشان داد كه تنش خشكی موجب كاهش معنی دار عملكرد دانه و بسیاری از صفات زراعی و فیزیولوژیك شد، اما تفاوت قابل توجهی در میزان پاسخ ژنوتیپ ها مشاهده شد كه نشان دهنده وجود تنوع ژنتیكی مناسب برای سازگاری به كم آبی است. تلفیق عملكرد در شرایط نرمال و تنش، شاخص های تحمل به خشكی و تجزیه های چندمتغیره، امكان شناسایی دقیق تر ژنوتیپ های برتر را فراهم كرد. ژنوتیپ های 10، 54، 102، 122، 124، 143، 149، 154، 159 و 198 در چندین تحلیل به عنوان مواد ژنتیكی برتر شناسایی شدند. همچنین ژنوتیپ های 54، 98، 102، 105، 122، 124، 143، 159، 196 و 198 از نظر مجموعه ای از صفات فیزیولوژیك و تحمل به خشكی عملكرد مطلوبی نشان دادند. ارزیابی كیفیت دانه و آرد نشان داد كه لاین های SHW-DL دارای تنوع ژنتیكی قابل توجهی برای صفات اندازه گیری شده با NIR و SRC هستند و وراثت پذیری متوسط تا بالا برای بسیاری از این صفات، امكان بهره برداری از این تنوع در برنامه های اصلاحی را نشان داد. تلفیق عملكرد، تحمل به خشكی و كیفیت دانه، ژنوتیپ های 54، 102، 122، 124، 159 و 198 را به عنوان لاین های امیدبخش برای استفاده در برنامه های اصلاح گندم معرفی كرد. نتایج فنوتیپ برداری طیفی نشان داد كه شاخص های بازتابی مختلف توان متفاوتی در تشخیص اثر تنش خشكی و تفاوت های ژنتیكی دارند. شاخص های مرتبط با رنگیزه ها، سبزینگی، وضعیت آب گیاه، NIR و ناحیه قرمز دور توان بیشتری در آشكارسازی تغییرات ناشی از تنش نشان دادند. با توجه به همبستگی بالا و افزونگی اطلاعاتی میان شاخص های طیفی، پنج شاخص تركیبی شامل شاخص تركیبی سبزینگی (CGI)، شاخص تركیبی قرمز/نزدیك مادون قرمز (CRNI)، شاخص تركیبی آب (CWI)، شاخص تركیبی كلروفیل (CCI) و شاخص تركیبی رنگیزه (CPI) استخراج شدند. تحلیل همبستگی، تجزیه مؤلفه های اصلی و رگرسیون گام به گام نشان داد كه تركیب چند شاخص طیفی نسبت به شاخص های منفرد، توان بیشتری در تبیین تغییرات صفات فیزیولوژیك، عملكرد و كیفیت دارد. نتایج GWAS نیز ماهیت چندژنی صفات مرتبط با عملكرد، تحمل به خشكی و كیفیت را تأیید كرد. نشانگرهای مرتبط با صفات در هر سه زیرژنوم A، B و D شناسایی شدند و برخی نواحی ژنومی با چند صفت ارتباط داشتند. كروموزوم های A5 و A7 نقش مهمی در كنترل برخی صفات عملكردی و كیفیتی داشتند و شناسایی جایگاه های مرتبط با كیفیت در ژنوم D، اهمیت تنوع منشأگرفته از Ae. tauschii را نشان داد. همچنین SNPهای تشخیصی و ژن های كاندید مرتبط با تنظیم رونویسی، انتقال پیام، پاسخ دفاعی و فرآیندهای متابولیكی شناسایی شدند كه می توانند در انتخاب به كمك نشانگر مورد استفاده قرار گیرند. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد كه گندم های هگزاپلوئید ساختگی و لاین های مشتق از آن ها منابع ارزشمندی برای بهبود هم زمان عملكرد، تحمل به خشكی، سازگاری فیزیولوژیك و كیفیت دانه و آرد هستند. تلفیق اطلاعات زراعی، فیزیولوژیك، طیفی و ژنومی چارچوب مناسبی برای شناسایی ژنوتیپ های برتر و نواحی ژنومی مطلوب فراهم كرد. لاین های برتر به ویژه ژنوتیپ های 54، 102، 122، 124، 159 و 198 و نشانگرهای SNP شناسایی شده، پس از اعتبارسنجی در محیط ها و جمعیت های مستقل، می توانند در توسعه ارقام گندم پرمحصول، متحمل به خشكی و دارای كیفیت مناسب مورد استفاده قرار گیرند.

