بخشی از مقاله
چکیده
تعیین میزان تنوع ژنتیکی در مواد گیاهی، گام اولیه برای شناسایی، حفظ و نگهداری ذخایر توارثی و همچنین پایه و اساس تحقیقات ژنتیکی و برنامههای اصلاحی است. به منظور ارزیابی سطح تنوع ژنتیکی در 115 ژنوتیپ برنج طارم جلودار به همراه شاهد آنها، آزمایشی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سال 1396 انجام شد. در بررسی مورفولوژیکی 11 صفت اندازهگیری شد. ضرایب همبستگی بین صفات نشان داد که عرض برگ پرچم، تعداد پنجه، تعداد دانه پر و وزن صد دانه همبستگی مثبت و معنیداری با عملکرد دانه داشتند. در این مطالعه بین ارتفاع بوته - ژنوتیپهای پا کوتاه - و عملکرد همبستگی مثبت بدست آمد. نتایج تجزیه علیت نشان داد که بیشترین اثر مستقیم و مثبت مربوط به صفات تعداد پنجه - 0/59 - و وزن صد دانه - 0/37 - میباشد. تحلیل رگرسیون گام به گام نشان داد که صفات طول خوشه، وزن صد دانه و تعداد دانه پوک حدود 58/9 درصد از تغییرات عملکرد را توجیه کردند. با توجه به همبستگی مثبت و معنیدار صفات تعداد پنجه - 0/59 - و وزن صد دانه - 0/37 - و نیز اثرات مستقیم بالا با عملکرد میتوان این صفات را به عنوان معیار گزینش - در برنامههای اصلاحی - در ژنوتیپهای با عملکرد بالا در بین ژنوتیپهای موتانت طارم جلودار در نظر گرفت.
کلمات کلیدی: برنج، موتاسیون، تنوع ژنتیکی، همبستگی، تجزیه علیت
.1 مقدمه
برنج به عنوان یکی از مهمترین محصولات زراعی دنیا، در بخشهای وسیعی از سراسر جهان کشت میشود و غذای اصلی بیش از نیمی از مردم جهان میباشد - پارک و همکاران،. - 2014 برنج پس از گندم دومین محصول عمدهی زراعی از نظر سطح زیر کشت و اولین محصول از نظر میزان تولید در سطح جهان میباشد - مک لیان و همکاران، . - 2002 به منظور تأمین منابع غذایی برای جمعیت روز افزون دنیا، تولید برنج تا سال 2025 باید به دو برابر افزایش یابد - یاشیتولا و همکاران، - 2002 تا جوابگوی نیازهای جمعیت رو به رشد باشد. بنابراین باید از طریق عملیات به زراعی و به نژادی به این میزان تولید دست یافت. برنج از قدیمی ترین گیاهانی است که در دنیا کشت شده æ خاستگاه آن آسیای جنوب شرقی، به خصوص کشورهای هند و چین میباشد - فائو، 2013؛ پیردشتی و همکاران، . - 1385یکی از یافتههای مهم طی چند دههی گذشته در زمینه اصلاح نباتات، شناخت وجود سرمایهی عظیم تنوع ژنتیکی در گیاهان بوده است - وان برون و ویرچو، . - 1996 تعیین میزان تنوع ژنتیکی در مواد گیاهی گام اولیه برای شناسایی، حفظ و نگهداری ذخایر توارثی و پایه و اساس تحقیقات ژنتیکی æ برنامه های اصلاحی است - سماگن و همکاران، . - 2006 وقتی که صفات مطلوب در هیچکدام از منابع ژرم پلاسم یافت نشود، به نژادگر تنوع را توسط دورگ گیری و القاء جهش ایجاد میکند.
اهداف اولیه در اصلاح موتاسیونی شامل فراوانی و طیف موتاسیونها، افزایش درصد موتاسیون های زنده و تا حدی کنترل و بررسی فرآیندهای موتاسیونی میباشد - استوسکوف و همکاران، . - 1978 اصلاح موتاسیون یک روش مقرون به صرفه و کاهش دهنده زمان اصلاح برای تغییر یک صفت خاص در یک رقم، بدون تغییر بقیهی ترکیبات ژنتیکی آن میباشد - میک، . - 1999 در بین موتاژنهای شیمیایی، استفاده از EMS رایجتر است . اتیل متان سولفونات - EMS - به عنوان عامل ایجاد جهشهای نقطهای، باعث پیدایش دامنهی گستردهای از آللهای موتانت، مانند از دست دادن کارکرد، به دست آوردن کارکرد یا بروز صفات، تغییر در کارکرد و تولید موتانتهای جدید با خصوصیات ویژه میگردد - پنمتسا و کوک،. - 1997 برتری ویژهی اصلاح موتاسیونی در گیاهان، امکان به دست آوردن تنوع ژنتیکی کافی ونیز بهبود گیاهان با تکثیر رویشی میباشد؛
به خصوص زمانی که هدف به نژادگر یک یا تعداد کمی خصوصیت از یک واریته تجاری الیت باشد . - 19 - با توجه به روند رو به رشد جمعیت، افزایش تولید مواد غذایی از جمله برنج ضروری به نظر میرسد. با توجه به عدم قابلیت رشد و توسعه ی زمینهای زیر کشت این مقدار غذا باید از زمینهای موجود بدست آید. اولین مرحله در ارزیابی میزان تفاوت ژنتیکی و دامنهی تنوع بین برنجهای ایرانی جهت تعیین راهبردهای اصلاحی، اطلاع از تنوع ژنتیکی و روابط خویشاوندی بین ارقام و لاینهای مختلف است. بنابراین در این پژوهش، بررسی ژنوتیپهای موتانت طارم جلودار برای ارزیابی تفاوتهای مورفولوژیکی میان آنها و تعیین سطح تنوع ژنتیکی موجود مورد هدف قرار گرفت.
.2 مواد و روش
این آزمایش در مزرعهی آموزشی-پژوهشی و آزمایشگاه بیوتکنولوژی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری واقع در کیلومتر 9 جاده خزر آباد در 36 درجه و 42 دقیقه شمالی و 53 درجه و 13 دقیقه شرقی، در سال 1396 انجام شد.در این تحقیق 115 ژنوتیپ موتانت طارم جلودار به همراه والد آنها درنسل M2 - عامل موتانزایی آنها موتاژن شیمیایی اتیل متان سولفونات - EMS150 mM - مورد استفاده قرار گرفت. در طول دورهی رشد در زمانهای مناسب طبق دستورالعمل ارزیابی استاندارد برنج، موسسه تحقیقات بینالمللی برنج - IRRI - ارزیابیهای لازم برای صفاتی مثل ارتفاع بوته - سانتی متر - ، تعدا پنجه، طول و عرض برگ پرچم - سانتی متر - ، طول خوشه - سانتی متر - ، وزن صد دانه - گرم - ، تعداد دانه پر و پوک، طول و عرض شلتوک - میلی متر - و عملکرد تک بوته - گرم - برای ژنوتیپهای که به طور تصادفی انتخاب شدند انجام گردید.
1-2 تجزیه و تحلیل آماری داده ها
این آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. روشهای آماری چند متغیره نظیر کلاستر، تجزیه به مؤلفههای اصلی برای تجزیه و تحلیل زنوتیپها مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه آماری کلیه صفات توسط نرم افزار SAS و SPSS و مقایسه میانگین ها از طریق روش LSD انجام شد.
.3 نتایج و بحث
1-3 همبستگی ساده بین صفات
تجزیه ضرایب همبستگی بین صفات مختلف با به تصمیمگیری در مورد اهمیت نسبی این صفات و ارزش آنها به عنوان معیارهای انتخاب برای عملکرد دانه کمک میکند . - 15 - برای تعیین همبستگی بین صفات از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج - جدول - 1 نشان داد که بین عملکرد با صفات ارتفاع - r=0/292 - ، عرض برگ پرچم - r= 0/25 - ، تعداد پنجه - r=0/56 - ، تعداد دانه پر - r=0/43 - و وزن صد دانه - r=0/36 - در سطح احتمال یک درصد همبستگی مثبت و معنیدار وجود دارد، در حالی که تعداد دانه پوک - r=0/306 - همبستگی منفی و معنیدار با عملکرد دانه دارد. حسینزاده فشالمی - 10 - و کبریایی و همکاران - 13 - نیز همبستگی مثبت و معنیداری بین صفات تعداد پر در خوشه، تعداد خوشه، طول خوشه و همچنین همبستگی منفی تعداد دانه پوک با عملکرد گزارش کردند که با نتایج این تحقیق مطابقت دارد. مجیدی و همکاران - 17 - در بررسی لاینهای موتانت برنج گزارش کردند که بین عملکرد دانه با صفات تعداد دانه پر در خوشه، تعداد خوشه و طول خوشه در سطح احتمال 1 درصد و وزن هزار دانه در سطح احتمال 5 درصد رابطه مثبت و معنی داری مشاهده میشود.
در صورتی ارتفاع همبستگی منفی و معنیدار با عملکرد دانه نشان داد. که این نتیجه مخالف نتایج این آزمایش میباشد و دلیل آن این است که رقم طارم محلی یک رقم پا بلند با عملکرد پایین است لذا ارتفاع با عملکرد رابطه منفی خواهد داشت اما رقم طارم جلودار یک رقم پا بلند با عملکرد پایین بوده و ارقام پاکوتاه به دلیل تعداد پنجهی بیشتر و قابلیت کود پذیری بالا عملکرد بیشتری داشته و لذا در این مطالعه بین ارتفاع بوته - ژنوتیپهای پا کوتاه - و عملکرد همبستگی مثبت بدست آمد. زانگ و همکاران - 24 - با بررسی یازده صفت مورفولوژیک، همبستگی مثبت و معنیداری بین عملکرد دانه و صفات ارتفاع گیاه، تعداد دانه در خوشه و تعداد خوشه در بوته بدست آوردند. از بین صفات مورد مطالعه صفت تعداد پنجه بیشترین همبستگی مثبت و معنیدار - 0/568 - با عملکرد دانه داشت.
از طرفی تعداد پنجه با طول خوشه - r=0/473 - و تعداد دانه پر - r=0/318 - همبستگی مثبت و معنی دار داشته و باعث افزایش عملکرد دانه شده است. برای مثال ژنوتیپهای 75 و 109 - تعداد پنجه و طول خوشه بیشتر - و ژنوتیپهای 63، 105 و 115 تعداد پنجه و تعدا دانه پر - . صفت طول خوشه با عرض شلتوک همبستگی منفی و معنیدار در سطح 1 درصد - 0/298 - دارد. لذا این نتیجه بیانگر این است که ژنوتیپهایی که طول خوشه بیشتری دارند عرض شلتوک در این ژنوتیپها کمتر خواهد بود. این موضوع در ژنوتیپهای شمارهی 73 و 65 صدق میکند. افزایش طول خوشه سبب افزایش تعداد دانه پر در خوشه را منجر شده و این خود راهبردی برای به نژادی ارقام با تولید دانه بیشتر است
2-3 تجزیه علیت
به منظور تفسیر جامعتر نتایج حاصل از همبستگیهای ساده و نیز تعیین رواب علت و معلولی جهت تعیین اثر مستقیم و غیر مستقیم اجزاء و صفات، از تجزیه علیت استفاده شد. نتایج تجزیهی علیت نشان داد که بیشترین اثر مستقیم و مثبت مربوط به صفات تعداد پنجه - 0/59 - و وزن صد دانه - 0/37 - میباشد - جدول . - 2 در این مطالعه تعداد پنجه دارای اثر مستقیم مثبت و بالا و اثرات غیر مستقیم مثبت از طریق طول و عرض برگ پرچم به ترتیب 0/30 - و - 0/25 و طول خوشه - 0/28 - میباشد. هرچند که اثرات غیر مستقیم و منفی نظیر صفات طول و عرض شلتوک و وزن صد دانه بر عملکرد تأثیر منفی دارند ولی به دلیل وجود اثر مستقیم مثبت و بالای تعداد پنجه، این کاهش محسوس نیست و درنتیجه همبستگی تعداد پنجه با عملکرد دانه در سطح 1 درصد معنیدار شده است. از این رو این صفت میتواند برای افزایش عملکرد تک بوته به خوبی مورد استفاده قرار گیرد. راویندرابابو و همکاران - 21 - در پژوهشی که روی 21 هیبرید برنج انجام دادند گزارش کردند که طول خوشه و تعداد پنجه اثر مستقیم و مثبت روی عملکرد دارد. به طور کلی نتایج تجزیهی علیت نشان داد که صفات تعداد پنجه و وزن صد دانه با توجه به اثرات مستقیم بالا و ضرایب همبستگی مثبت و معنیدار با عملکرد میتوانند به عنوان معیار گزینش برای انتخاب لاینهایی با عملکرد بالا در بین ژنوتیپهای موتانت طارم جلودار باشند
