هتروزيس در پنبه: چالش‌ها و فرصت‌هاي توليد ارقام هيبريد

پنبه به‌عنوان گياهي راهبردي و مهمترين گياه ليفي، يكي ازپرارزش‌ترين گياهان زراعي است كه اهميت اقتصادي، كشاورزي و تجاري ويژه‌اي در جهان و ايران يافته است، و از گذشته اصلاح ارقام هيبريد در اين گياه مدنظر بوده است. در اين مقاله مروري، آخرين پيشرفت‌ها در زمينه هتروزيس پنبه همراه با ساز و كار توسعه ارقام هيبريد به‌صورت سنتي، و استفاده از لاين‌هاي نرعقيم سيتوپلاسمي(CMS)  و ژنتيكي (GMS) در چند دهه گذشته مورد بررسي قرار خواهند گرفت. در حال حاضر، سه نوع هيبريد حاصل از روش سنتي، CMS و GMS در توليد و كشت و كار پنبه به كار مي‌روند. از ميان اينها، مطلوب‌ترين روش توليد بذور هيبريد استفاده از لاين GMS يا CMS همراه با گرده‌افشاني به كمك حشرات است و در صورتي كه دانه گرده به اندازه كافي وجود داشته باشد، لاين‌هاي A و B گرده‌افشاني شده به كمك زنبور عسل مي‌توانند عملكردهاي مساوي از بذر پنبه در مزرعه توليد كنند. در حال حاضر، بيشتر هيبريدهاي تجاري با استفاده از روش سنتي و دستي توليد مي‌شوند كه روشي بسيار پرهزينه است. بنابراين، در بسياري از نقاط دنيا به دليل هزينه بالاي توليد بذرF1 ، بذر هيبريد  F2به‌طور گسترده‌ كشت مي‌شود. عملكرد هيبريدهاي نسل F2 معمولاً 5 تا 15 درصد بيشتر از ارقام شاهد است. يكي از مزاياي استفاده از نسل F2 اين است كه با اينكه فقط نيمي از دانه‌هاي گرده F1 توانايي بازگرداندن باروري را دارند، والدين F2 توانايي بازگرداندن كامل باروري را دارند. با اين وجود، گزينش و تأييد هتروزيس بالا در نسل F2 ضرورت دارد؛ زيرا با وجود اينكه هتروزيس بالايي در نسل F1 وجود دارد، برخي از هيبريدهاي F2 هتروزيس نشان نمي‌دهند. بعلاوه، در نسل F2 هتروزيس در عملكرد وجود دارد، اما در كيفيت الياف F2 هتروزيس وجود ندارد. براي توسعه لاين‌هاي نرعقيم و شناسايي مكانيسم نرعقيمي، ژن‌هاي GMS مانند ms2 و ms5ms6 و ژن‌هاي ميتوكندريايي (نرعقيمي سيتوپلاسمي) از G. harknessii كلون شده‌اند. از سوي ديگر، شناسايي و بهبود نرعقيمي ژنتيكي حساس به شرايط محيطي القاء شده به‌وسيله عواملي مانند نور و دما اين امكان را فراهم ساخته است تا از برخي صفات GMS به‌منظور اصلاح گياهان هيبريد استفاده شود. لاين EGMS مي‌تواند به‌عنوان يك لاين نرعقيم، و همچنين در صورت كنترل شرايط مساعد محيطي و تحقق اصلاح متقاطع دو لاين، به‌عنوان لاين نگهدارنده باروري مورد استفاده قرار گيرد. در اين مقاله مروري به چالش‌ها و فرصت‌هاي استفاده از هتروزيس و توسعه ارقام هيبريد در پنبه پرداخته خواهد شد.