پديد آورندگان :
كازراني، برزو دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - دانشكده توليد گياهي - گروه اصلاح نباتات و بيوتكنولوژي، گرگان، ايران , نواب پور، سعيد دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - دانشكده توليد گياهي - گروه اصلاح نباتات و بيوتكنولوژي، گرگان، ايران , صبوري، حسين دانشگاه گنبد كاووس - دانشكده كشاورزي و منابع طبيعي - گروه توليدات گياهي، گنبد كاووس، ايران , رمضان پور، ساناز دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - دانشكده توليد گياهي - گروه اصلاح نباتات و بيوتكنولوژي، گرگان، ايران , زينلي نژاد، خليل دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - دانشكده توليد گياهي - گروه اصلاح نباتات و بيوتكنولوژي، گرگان، ايران , اسكندري، علي پژوهشگاه علوم و فنون هسته اي - پژوهشكده كشاورزي هسته اي، كرج، ايران
كليدواژه :
تنوع ژنتيكي , تنش خشكي , تجزيه خوشه اي , تجزيه تابع تشخيص , برنج
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: برنج از مهمترين محصولات كشاورزي ايران و جهان است و خشكي عامل محدودكننده مهم در توليد اين
محصول است. اصلاح براي تحمل به خشكي مي تواند روشي مؤثر براي بهبود و پايداري عملكرد در مناطق كم آب باشد. القاي
جهش شيوهاي مناسب در افزايش تنوع ژنتيكي گياهان زراعي است. پژوهش حاضر به منظور شناسايي و گروه بندي لاين هاي
جهش يافته برنج متحمل و حساس به تنش خشكي انجام شد.
مواد و روشها: لاين هاي والدي از نسل نهم حاصل از تلاقي ارقام اهلمي طارم )نسبتاً متحمل به خشكي( و سپيدرود
)نسبتاً حساس به خشكي( به دست آمد. در سال 1394به منظور بهبود تنوع ژنتيكي در تحمل به خشكي پرتوتابي با پرتو گاما
) 250گري( بر روي 300لاين نسل نهم در پژوهشكده كشاورزي هسته اي كرج صورت پذيرفت. با انجام غربال اوليه در
نسل M1بر مبناي صفات مهم زراعي و اصلاحي، 96لاين جهش يافته انتخاب شدند. آزمايش حاضر با 96لاين جهش يافته
برنج ) (M2در قالب طرح بلوك هاي كامل تصادفي با سه تكرار در دو محيط بدون تنش )غرقاب( و تنش خشكي در سال
زراعي 1395در مزرعه تحقيقاتي دانشگاه گنبد كاووس اجرا گرديد. با استفاده از عملكرد هر ژنوتيپ و ميانگين عملكرد
ژنوتيپ ها در شرايط تنش و بدون تنش، شاخصهاي تحمل به تنش خشكي محاسبه شد. شاخصهاي مورد مطالعه شامل
بودند. برايSNPI, SPI, SSPI, RDY, RDI, K2STI, K1STI, DI, ATI, STI, SSI, YI, YSI, HM, GMP, MP, TOL
تعيين بهترين شاخص هاي شناسايي ژنوتيپ هاي پرمحصول در شرايط متفاوت رطوبتي، از همبستگي شاخص ها با عملكرد در
شرايط تنش و بدون تنش استفاده شد. براي شناسايي ارتباط شاخص ها از تجزيه هاي چندمتغيره شامل تجزيه به مؤلفه هاي اصلي،
تجزيه خوشه اي و تجزيه تابع تشخيص استفاده شد. براي تعيين تعداد گروه معنيدار در تجزيه خوشهاي و محل برش دندروگرام
از تابع تشخيص استفاده شد. جهت انتخاب بهترين ژنوتيپها و شاخص هاي تعيين ژنوتيپ هاي متحمل و حساس به تنش
خشكي بايپلات ترسيم شد.
يافته ها: نتايج تحليل همبستگي بين شاخص هاي تحمل به خشكي و عملكرد دانه نشان داد كه MP ،STI ،HM ،GMPو RDY
براي شناسايي ژنوتيپ هاي با عملكرد بالا در هر دو شرايط غرقاب و تنش خشكي مناسب هستند. با بررسي توأم همبستگي
شاخصها با عملكرد دانه )شرايط تنش و بدون تنش( و ضريب تغييرات آنها مشخص ميگردد، شاخص STIبه علت دارا بودن
همبستگي قابل توجه در هر دو محيط و مقدار ضريب تغييرات بالا به عنوان شاخصي كه بيشترين تنوع را در شرايط متفاوت
رطوبتي توجيه مي كند، ميتوان معرفي كرد. تجزيه به مؤلفه هاي اصلي نشان داد كه سه مؤلفه اصلي و مستقل 99/93درصد از
تغييرات كل داده ها را توجيه كردند. مؤلفه هاي اول، دوم و سوم با دارا بودن 14/12 ،84/47و 1/33درصد از واريانس كل
به ترتيب به حساسيت به تنش خشكي، مقاومت به تنش خشكي و پتانسيل عملكرد نامگذاري گرديد. تجزيه خوشه اي با روش
WARDو فاصله اقليدوسي منجر به گروه بندي لاينهاي جهش يافته برنج شد. تجزيه تابع تشخيص نشان داد كه چهار گروه
معنيدار در تجزيه خوشه اي وجود دارد. گروه هاي اول تا چهارم به ترتيب داراي 17 ،25 ،7و 47ژنوتيپ بودند. ژنوتيپ هاي
خوشه هاي اول و سوم به ترتيب به عنوان متحمل و حساس به تنش خشكي شناسايي شدند.
نتيجه گيري: ژنوتيپ شماره 94به عنوان بهترين لاين جهش يافته از لحاظ عملكرد و تحمل به تنش خشكي در بين منابع گياهي
موجود در پژوهش حاضر انتخاب شد. بايپلات بر اساس دو مؤلفه اول، شاخص هاي SNPIو SSPIرا به ترتيب به عنوان
معيارهاي شناسايي ژنوتيپ هاي متحمل و حساس به تنش خشكي معرفي كرد.
چكيده لاتين :
Background and objectives Rice is one of the most important crops in Iran and all over the world, and Drought stress is a significant limiting factor in producing this crop. Breeding for drought tolerance could be an effective method to improve and sustain yield in drought-prone regions. Inducing mutation is a suitable method for increasing the genetic variation of crops. The current research aimed was carried out to identify and classify tolerant and sensitive mutant lines of rice to drought stress. Materials and methods Parent lines of the ninth generation resulting from a cross of Ahlemi-Tarom (relatively drought sensitive) and Sepidroud (relatively drought tolerance) were obtained. In 2015, to improve genetic diversity in drought tolerance, an irradiation with gamma-ray (250 grays) was conducted on 300 ninth generation lines at Nuclear Science and Technology Research Institute in Karaj. Using a primary screening in M1 based on important agronomic and breeding traits, ninety-six mutant lines were selected. The present experiment was conducted on 96 mutant lines of rice (M2) in two environments, i.e. non-stress (flooding) and drought stress conditions, on the research farm of Gonbad Kavous University in 2016 using a randomized complete block design with three replications. Through applying yield for each genotype and yield mean for all genotypes under stress and non-stress conditions, seventeen drought tolerance indexes were calculated. The indexes under study included TOL, MP, GMP, HM, YSI, YI, SSI, STI, ATI, DI, K1STI, K2STI, RDI, RDY, SSPI, SPI and SNPI. To determine the best indicators for identifying high yielding genotypes under different moisture conditions, correlations of indices with yield in stress and non-stress conditions were employed. To identify the relationship between the indices, multivariate analyses including a principal component analysis, a cluster analysis, and a discriminant function analysis were used. The discriminant function analysis was used to determine the number of significant groups in cluster analysis and dendrogram cutting points. In order to select the best genotypes and indicators for determination of tolerant and sensitive genotypes to drought stress, a biplot was drawn. Results Results of the correlation analysis between drought tolerance indices and grain yield showed that GMP, HM, STI, MP, and RDY were the best indices for identifying high yield of genotypes under flooding and drought stress conditions. By examining the correlations of indices with grain yield (stress and non-stress conditions) and their coefficient of variations, it was determined that the STI index, due to its significant correlation in both environments and its high coefficient of variation, can be introduced as an index which justifies the greatest variation under different moisture conditions. The principal component analysis showed that three principal and independent factors explained 99.93 percent of total variance in all data. The first, second, and third factors with 84.47, 14.12, and 1.33 percent of the variance respectively were named as drought sensitive, drought tolerance and yield potential. The cluster analysis using the WARD method and Euclidean distance led to grouping mutant lines of rice. The discriminant function analysis showed that there were four significant groups in the cluster analysis. The first to fourth groups had 7, 25, 17 and 47 genotypes, respectively. The first and third cluster genotypes were identified as tolerant and sensitive to drought stress, respectively. Conclusion Genotypes No. 94 was selected as the best mutant line in terms of yield and tolerance to drought stress among plant sources in the present study. The biplot drawn based on the first two components introduced SNPI and SSPI indices as indexes for identifying tolerant and sensitive drought stress genotypes, respectively.
