بخشی از مقاله
چکیده
به منظور مطالعه تنوع ژنتیکی ژنوتیپ هاي برنج، تعداد 225 ژنوتیپ - موتانت سنگ طارم نسل ٢ - M به همراه رقم والدي مورد ارزیابی قرار گرفتند. این آزمایش در دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري در سال 1396 انجام گرفت.. در دسته بندي ژنوتیپ ها با استفاده از تجزیه کلاستر بر اساس الگوریتم UPGMA، ژنوتیپ هاي برنج در سه گروه مختلف قرار گرفتند. گروه اول به دلیل بیشتر بودن میانگین صفات تعداد خوشچه ثانویه، تعداد دانه پر و عملکرد از میانگین کل وضعیت بهتري دارا بودند.
در تجزیه به مولفههاي اصلی 226 ژنوتیپ موتانت سنگ طارم، پنج مولفه معرفی شدند که 72/35 درصد از تغییرات کل را توجیه نمودند. مولفه ي اول صفات تعداد دانه پر، تعداد خوشچه اولیه و ثانویه و عملکرد و در مولفه دوم صفات عرض و قطر شلتوك بیشترین بار عاملی مثبت را دارا می باشند. در نمایش باي پلات ژنوتیپ هاي موتانت 35،18،30، 58 را با توجه به صفات تعداد خوشچه اولیه و ثانویه، تعداد دانه پر، قطر و عرض شلتوك به عنوان ژنوتیپ هاي مطلوب شناسایی شدند که در برنامه اصلاحی آتی مورد استفاده قرار میگیرند.
مقدمه
برنج بعد از گندم مهم ترین محصول غذایی ایران بوده و لذا انجام هر برنامه اصلاحی براي افزایش صفات کیفی و کمی در آن ضروري می باشد . - Poehlamn et al., 1985 - سطح زیر کشت برنج در جهان بالغ بر 150 میلیون هکتار است که معادل 10 درصد از اراضی مزروعی دنیاست، به منظور تامین منابع غذایی براي جمعیت روز افزون دنیا ، تولید برنج تا سال 2025 باید به دو برابر افزایش یابد . - Yashito et al., 2002 -
از اقدامات اساسی که قبل از انجام هر برنامه اصلاحی باید مورد توجه قرار گیرد. دستیابی به تنوع ژنتیکی موجود است تا به نژادگر به نحو مطلوبی به خصوصیات ذخایر ژنتیکی آگاهی کامل حاصل نماید - وجدانی و همکاران، - 1372 و در به نژادي، تنوع و انتخاب دو رکن اساسی هستند. امروزه در راستاي بررسی تنوع ژنتیکی، روش هاي آماري چند متغیره، از مهم ترین راهکارها براي مطالعه و دسته بندي ژنوتیپ ها می باشد .
- Ajmal et al., 2013 - از جمله روش هاي چند متغیره آماري ، تجزیه خوشه اي می باشد که جهت گروه بندي متغیرها بر اساس میزان تفاوت یا تشابه آن ها استوار است - آقایی سربرزه و همکاران، . - 1373 علاوه بر این تجزیه به مولفههاي اصلی به همراه رسم پلات دو بعدي براي مطالعه فاصله بین افراد مناسب می باشد. چنین روش هاي آماري اساس مطالعه بسیاري از محققین براي بررسی تنوع ژنتیکی ذخایر توارثی گیاهان قرار گرفته است. هدف از این مطالعه انتخاب ژنوتیپ هاي مطلوب برنج از نظر کیفیت و کمیت محصول به کمک روش هاي چند متغیره آماري می باشد.
مواد و روشها
این آزمایش در مزرعه ي آموزشی – پژوهشی و آزمایشگاه بیو تکنولوژي دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري در سال هاي 1396 انجام شد. در این تحقیق تعداد 225 ژنوتیپ موتانت سنگ طارم نسل M2 که عامل موتانت زایی آن، موتاژن شیمیایی اتیل متان سولفانات mm - ١٥٠ - EMS به همراه رقم والد آن ها - سنگ طارم - تهیه و براي بررسی تنوع ژنتیکی مورد استفاده قرار گرفت. بذر ژنوتیپ هاي مورد مطالعه در اوایل اردیبهشت - 96 /2/1 - جهت تهیه نشاء در خزانه بذر پاشی و نشاء کاري اواخر اردیبهشت - 96/1/28 - به صورت دستی و تک بوته انجام شد.
در طول فصل رشد عملیات زراعی از قبیل آبیاري، مبارزه با علف هاي هرز و مبارزه با آفات طبق عرف منطقه و توصیه کارشناسی انجام شد. در این آزمایش 14 صفت مورفولوژیکی در طول دوره رشد بر اساس ارزیابی استاندارد برنج - ١٩٩٦، - IRRI مورد اندازه گیري قرار گرفتند. پس از یادداشت برداري و اندازه گیري صفات، تجزیه به مولفههاي اصلی - ٣ - PCA انجام شد.
در این مطالعه تجزیه به مولفههاي اصلی با استفاده از نرم افزار SPSS16 انجام گرفت. آنالیز خوشه اي به منظور گروه بندي مطلوب ژنوتیپ ها بر اساس داده هاي مورفولوژیکی، ضریب تشابه تطابق ساده محاسبه گردید و همچنین براي رسم دندروگرام الگوریتم UPGMA با استفاده از نرم افزار NTSYSP-C استفاده گردید.
نتایج و بحث
به منظور تعیین فاصله ژنتیکی 226 ژنوتیپ برنج بر اساس 14 صفت مورفولوژیکی، دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه اي به روش UPGMA ترسیم شد شکل .«1» بر اساس تجزیه خوشه اي ژنوتیپ ها در سه کلاستر گروه بندي شدند. کلاستر اول شامل46، کلاستر دوم شامل 127 ژنوتیپ از جمله شاهد آزمایش و کلاستر سوم 53 ژنوتیپ می باشند.
در این تحقیق به منظور بررسی سهم صفات مورد مطالعه در ایجاد هر کلاستر، انحراف از میانگین هر کلاستر از میانگین کل براي کلیه صفات محاسبه گردید جدول .«1» ارزش فنوتیپی انحراف از میانگین کل در کلاستر اول براي صفات ، تعداد خوشچه ثانویه، تعداد دانه پر و عملکرد نسبت به شاهد وضعیت بهتري داشتند. بیشترین انحراف مثبت این گروه مربوط به صفات تعدادخوشچه ثانویه و تعداد دانه پر مربوط می باشد ارتفاع بوته بیشترین انحراف منفی نسبت به میانگین مانع ایجاد حداکثر عملکرد دانه در این کلاستر شده است، ژنوتیپ هاي شماره 47 ،53 ،5 نزدیکترین مقادیر را به میانگین صفات کلاستر اول داشتند و می توان آنها را به عنوان نماینده اي این گروه معرفی کرد.
در کلاستر دوم بیشترین انحراف مثبت از میانگین کل را صفات ، درصد باروري، طول برگ، تعداد پنجه، عملکرد دارا می باشند، وجود مقادیر منفی ارتفاع بوته مانع ایجاد حداکثر میانگین عملکرد دانه در این کلاستر شده است. ژنوتیپ هاي 114، 140،207،82 نزدیکترین مقادیر را به میانگین صفات این کلاستر داشت و می توان آن را به عنوان نماینده این گروه معرفی کرد. کلاستر سوم شامل ژنوتیپ هاي با بیشترین بار عاملی منفی در صفات تعداد دانه پر ، درصد باروري و عملکرد و، بیشترین انحراف مثبت نیز در صفات تعداددانه پر و وزن صد دانه دارا هستند.
در کلاستر سوم بیشترین انحراف منفی مربوط به صفت درصد باروري خوشه می باشد، این در حالی است که صفت تعداد دانه پوك در این گروه انحراف مثبت را نسبت به میانگین کل داراست و عملکرد در این گروه پایین تر از سایر گروه ها می باشد. شماره ژنوتیپ هاي 153، 183، 48، 219، در این گروه قرار گرفتند. در تجزیه یه مولفه هاي اصلی 226 ژنوتیپ موتانت سنگ طارم، پنج مولفه معرفی شدند که 72/35 درصد از تغییرات کل را توجیه نمودند جدول.«2» بر اساس تجزیه به مولفه، در مولفه ي اول صفات تعداد خوشچه اولیه و ثانویه، تعداد دانه پر و عملکرد بار عاملی بزرگ و مثبتی را داشتند از طرفی مولفه ي اول داراي بار عاملی منفی و بزرگی براي صفاتی همچون طول شلتوك و وزن صد دانه می باشد.
بنابراین ژنوتیپ هاي این مولفه را می توان با تعداد پنجه بیشتر و عملکرد بالا در نظر گرفت. مولفه دوم بیشترین بار عاملی مثبت را در صفاتی مانند قطر و عرض شلتوك دارد. بنابراین این مولفه تاثیر بسزایی در صفات شکل دانه داشته ولی بار عاملی منفی بزرگ اثري هم در صفات درصد باروري و تعداد دانه پوك دارد. مولفه سوم داراي بیشترین ضرایب مثبت عاملی مربوط به صفات تعداد پنجه و طول خوشه و ضریب منفی در صفات ارتفاع بوته می باشد، بنابراین ژنوتیپ هاي این گروه با ارتفاع کمتر ولی داراي عملکرد بیشتري هستند.
مولفه ي چهارم داراي بار عاملی بزرگ و مثبتی در صفات درصد باروري و طول برگ می باشد، این مولفه داراي خوشه هایی با تعداد دانه ي پوك کمتري هستند و همچنین هر چه طول برگ بیشتر باشد عمل فتوسنتز هم بیشتر شده و درصد باروري افزایش می یابد هم چنین بار عاملی عرض شلتوك در مولفه ي پنجم حداکثر میزان مثبت را به خود اختصاص داد.
با توجه به اینکه در تجزیه به مولفههاي اصلی، مولفه ها مستقل و غیر همبسته هستند، بنابراین نقش مهمی در شناسایی جنبه هاي مختلف صفات و گزینش ارقام در برنامه هاي اصلاح نباتات ایفا می کند . - Rahimi etal., 2009 - عدم همبستگی این مولفه ها به یکدیگر به دلیل اندازه گیري جنبه هاي مختلف داده ها بسیار مفید است.
