پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی
سال:1398 | دوره:11 | شماره:30 |تعداد مقالات:20

برهمکنش ژنوتیپ در محیط مسئله ای مهم در مطالعه صفات کمی می باشد زیرا تفسیر آزمایش های ژنتیکی را دشوار و پیش بینی ها را با مشکل مواجه می سازد، همچنین پایداری عملکرد در محیط های مختلف را تقلیل می دهد. روش های مختلفی برای درک الگوهای برهمکنش ژنوتیپ × محیط ارایه شده است. به منظور تعیین پایداری عملکرد و سازگاری لاین های اینبرد آفتابگردان و تجزیه برهمکنش ژنوتیپ × محیط، 100 لاین خالص آفتابگردان روغنی که از نقاط مختلف جهان تهیه شده اند، در دو شرایط تنش و بدون تنش شوری به مدت دو سال زراعی (1393-1394) یعنی 4 محیط در محوطه گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در هر یک از شرایط معمول و شوری 8 دسی زیمنس بر متر مورد ارزیابی قرار گرفتند. در تجزیه پایداری به روش واریانس محیطی و ضریب تغییرات محیطی، لاین های با کد 33 و 71 کمترین مقادیر واریانس و ضریب تغییرات را نشان دادند. بر اساس واریانس انحراف از خط ابرهارت و راسل، لاین های 25، 40، 45، 71 و بر اساس ارزش پایداری AMMI (ASV) لاین های 71، 93، 77 و 51 به عنوان لاین های پایدار شناسایی شدند. جهت شناسایی ژنوتیپ های سازگار با محیط های خاص از روش بای پلات استفاده شد. بر پایه نتایج بای پلات لاین های 71، 61 و 17 پایدارتر از دیگر لاین های مورد بررسی بودند. لاین 71 عملکرد بالاتری نسبت به دو لاین دیگر داشت. لاین 50 با عملکرد بالا، سازگاری خصوصی به محیط نرمال و لاین های 90 و 48 با عملکرد بالا، سازگاری خصوصی به شرایط شور نشان دادند. براساس آماره های پایداری مورد بررسی و روش AMMI، لاین 71 به عنوان پایدارترین لاین تحت شرایط نرمال و تنش شوری معرفی می شود.

به منظور بررسی واکنش ژنوتیپ های نخود به تنش خشکی از نظر شاخص های فیزیولوژیکی و تغییرات بیوشیمیایی ایجاد شده، آزمایشی بر روی پنج ژنوتیپ نخود در سه سطح تنش 100 (شاهد)، 65 و 30 درصد ظرفیت زراعی در دو دوره ی 7 و 14 روز پس از اعمال تنش (4 تا 6 برگی)، به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در زمان در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال 1392 صورت گرفت. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ ها، سطوح تنش، مدت زمان تنش و برهمکنش آن ها اختلاف معنی داری وجود داشت. تنش خشکی به طور معنی داری باعث کاهش محتوای آب نسبی و افزایش مقدار نشت الکترولیت گردید. میزان نشت الکترولیت در شرایط تنش خشکی در ژنوتیپ های متحمل به خشکی معمولا کم تر از ژنوتیپ های حساس است که ژنوتیپ های 998 و 606 از این نظر مقاوم و ژنوتیپ 357 ژنوتیپی حساس بود. افزایش مدت زمان تنش میزان فعالیت آنزیم ها را کاهش داد. فعالیت آنزیم های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز با افزایش شدت تنش در هر دو دوره افزایش یافت، ولی فعالیت سوپراکسید دیسموتاز با افزایش شدت تنش کاهش یافت. فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز در هر دو دوره با بیشتر شدن شدت تنش تا سطح 65 درصد ظرفیت زراعی افزایش یافت ولی در سطح تنش 30 درصد فعالیت آنزیم نسبت به سطح تنش 65 درصد کاهش یافت. اما پاسخ همه ژنوتیپ ها یکسان نبود و برخی از ژنوتیپ ها روند افزایشی داشتند. ژنوتیپ 606 و 998 از لحاظ آنزیم های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در شرایط تنش فعالیت بیش تر و ژنوتیپ 357 فعالیت کم تری داشتند. از لحاظ فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز ژنوتیپ 236 و 357 به ترتیب بیش ترین و کم ترین فعالیت را داشتند. در شرایط تنش خشکی فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی در گیاهان متحمل بیش از گیاهان حساس است. با توجه به این که فعالیت آنزیم های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در ژنوتیپ های 606 و 998 دارای بیش ترین میزان بود بنابراین به عنوان ژنوتیپ-های متحمل به خشکی، و ژنوتیپ 357 که دارای کم ترین میزان فعالیت آنزیمی بود به عنوان ژنوتیپ حساس به خشکی در این آزمایش معرفی شد. البته واکنش گیاهان به تنش خشکی بسته به شدت و مدت تنش، نوع گیاه و مرحله رشدی آن به طور قابل ملاحظه ای متفاوت می-باشد.

شوری یکی از مهم ترین عوامل محدود کننده رشد و تولید گیاهان در سراسر دنیاست. شناسایی ارقام متحمل به شوری و بهبود تحمل گیاهان، یکی از راه های بهبود عملکرد است. به منظور ارزیابی تحمل به شوری برخی از ژنوتیپ های کلزا و تعیین روابط بین صفات زراعی و بیوشیمیایی کلزا و گروه بندی ژنوتیپ های کلزا در شرایط شوری، آزمایشی بصورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل: 30 ژنوتیپ کلزا و شوری در دو سطح (صفر و 12 دسی زیمنس بر متر) بود. ارتفاع بوته، تعداد شاخه در هر بوته، تعداد کپسول در بوته، طول کپسول، تعداد دانه در کپسول، وزن هزار دانه، وزن خشک اندام هوایی گیاه، میزان گوگرد برگ و دانه، نسبت سدیم/پتاسیم، محتوای کلروفیل a و b، محتوای کارتنوئید، درصد روغن، درصد پروتئین، عملکرد بیولوژیکی، شاخص برداشت و عملکرد دانه در هر بوته ارزیابی شدند. ژنوتیپ ها در هردو شرایط نرمال و تنش شوری از نظر کلیه صفات اختلاف معنی داری نشان دادند. اثر شوری و اثر متقابل ژنوتیپ و شوری نیز برای اکثر صفات مورد بررسی معنی دار بود. تجزیه خوشه ای به روش وارد، 30 ژنوتیپ را در هردو شرایط نرمال و تنش شوری در سه گروه مجزا دسته بندی نمود. نتایج مقایسه میانگین گروه ها نشان داد که در شرایط شوری ژنوتیپ های (28، 26، 27، 5، 2 و 24)، کمترین و ژنوتیپ های (3، 22، 3، 6، 7، 16، 20، 21و 30) بیشترین میزان صفات، عملکرد، شاخص برداشت، طول کپسول، تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه را نشان دادند. در نتیجه ژنوتیپ های گروه اول به عنوان حساس و ژنوتیپ های گروه دوم به عنوان متحمل معرفی می شوند. نتایج حاصل از تجزیه به عامل ها و رسم بای پلات ها نیز همخوانی نسبتاً زیادی با گروه-بندی حاصل از تجزیه خوشه ای داشت. از ژنوتیپ های متحمل برای پروژه های اصلاحی آتیمی توان استفاده کرد.

به منظور بررسی روابط بین صفات زراعی و مورفولوژیکی موثر بر عملکرد گندم، دو ژنوتیپ گندم والدی Gasspard و لاین DN11 به همراه نسل های حاصل از تلاقی این دو والد (F1، F2، خانواده های F3، BC1 و BC2) در قالب طرح آزمایشی بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در دو شرایط نرمال و تنش کمبود آب انتهای فصل و دو سال زراعی متوالی در مزرعه پژوهشی پژوهشکده کشاورزی هسته ای کرج مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه رگرسیون گام به گام نشان داد که صفت عملکرد کاه اولین صفتی بود که وارد مدل شد و به تنهایی به ترتیب 46 و 65 درصد از تغییرات عملکرد دانه تک بوته را در شرایط نرمال و تنش کمبود آب توجیه نمود، پس از این صفت در شرایط نرمال صفات تعداد دانه در سنبله، وزن 100 دانه، تعداد پنجه و تعداد سنبله بیشترین تأثیر را در عملکرد دانه داشت و در مجموع حدود 78-% از کل تغییرات عملکرد دانه تک بوته را توجیه نمودند. در شرایط تنش نیز صفات تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبله، وزن 100 دانه و تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیک 92 درصد از تغییرات عملکرد دانه تک بوته را توجیه کردند. نتایج تجزیه علیت نشان داد که در شرایط نرمال صفات وزن 100 دانه، تعداد دانه در سنبله، تعداد پنجه، عملکرد کاه و تعداد سنبله و در شرایط تنش کمبود آب انتهای فصل صفات تعداد سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن 100 دانه و عملکرد کاه به ترتیب بیشترین اثر مستقیم را بر روی عملکرد دانه تک بوته داشتند.

این مطالعه با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی 122 ژنوتیپ گلرنگ موجود در مؤسسه تحقیقات ژنتیک گیاهی و گیاهان زراعی (IPK) و مرکز بین المللی اصلاح گندم و ذرت (CIMMYT) و مقایسه خصوصیات زراعی آن ها با پنج رقم زراعی گلرنگ کشور (صفه، گلدشت، گل مهر، پدیده و پرنیان) طی سال زراعی 96-1395 در قالب طرح آگمنت در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج انجام شد. نتایج بیانگر وجود تنوع ژنتیکی بالا در ژرم پلاسم مورد مطالعه بود و در بین ژنوتیپ های گلرنگ صفت ارتفاع بوته از بیشترین تنوع برخوردار بود. تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های مورد بررسی را به چهار خوشه اصلی تفکیک نمود که خوشه اول شامل ژنوتیپ های زودگل و خاردار، خوشه دوم شامل ژنوتیپ هایی با پتانسیل عملکرد بالا و ارتفاع بوته زیاد، خوشه سوم شامل ژنوتیپ های پاکوتاه و خاردار و خوشه چهارم شامل ژنوتیپ های نیمه پاکوتاه، خاردار و نسبتاً زودگل با عملکرد دانه نسبتاً کم بودند. با استفاده از تجزیه به مؤلفه های اصلی، صفات مورد مطالعه به دو مؤلفه با واریانس تجمعی 7/56 درصد کاهش یافتند. بر این اساس، مؤلفه اول زمان گل دهی و مؤلفه دوم عملکرد نام گرفت. بر اساس نتایج حاصله از ترسیم نمودار بای پلات، ژنوتیپ ها در 4 گروه طبقه بندی شدند که ژنوتیپ های موجود در گروه های اول و دوم از نظر عملکرد دانه برتر بودند. بیشترین عملکرد دانه را ژنوتیپ NSZK "A" دارا بود (400 گرم در متر مربع)، بیشترین ارتفاع را ارقام تجاری و ایرانی صفه، پرنیان، گل مهر به همراه ژنوتیپ ایرانی 49 دارا بودند و کمترین تعداد روز تا گل دهی مربوط به ژنوتیپ شماره 91 (آلمانی) بود. ژنوتیپ های پابلند از عملکرد دانه بهتری در مقایسه با پا کوتاه ها برخوردار بودند و اکثر ژنوتیپ های خاردار زودگل تر از ژنوتیپ های بدون خار بودند. در مجموع نتایج نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه ای در ژرم پلاسم گلرنگ وجود دارد که می تواند جهت گزینش والدین و ژنوتیپ هایی مطلوب در برنامه های به نژادی گلرنگ مورد استفاده قرار گیرد.

با توجه به اطلاعات محدود در ارتباط با نواحی کروموزومی مرتبط با تجمع عنصر روی در بذر جو تحقیقی برای مکان یابی QTL های کنترل کننده غلظت و محتوای روی (Zn) روی 121 ژنوتیپ جو مشتمل بر ارقام محلی، اصلاح شده و لاین های بومی جو دریافتی از بانک ژن تحت شرایط مزرعه ای انجام گردید. آزمایش در قالب طرح لاتیس مربع با 2 تکرار در سال های زراعی 95-1394 و 96-1395 در موسسه تحقیقات دیم کشور (ایستگاه مراغه) اجرا شد. جهت ارزیابی ساختار جمعیت و تجزیه ارتباط، از تعداد 149 مارکر ریزماهواره استفاده گردید. بر اساس نتایج تجزیه واریانس، بین ژنوتیپ ها برای صفات غلظت و محتوی روی در بذر اختلاف آماری معنی دار وجود داشت. ضمناً دامنه تغییرات این صفات بسیار زیاد بود که نشانگر وجود تنوع ژنتیکی بسیار خوب بین ژنوتیپ ها می باشد. در ارتباط با صفت غلظت عنصر روی در بذر جو، 5 عدد QTL روی کروموزوم های H2، H3، H4 و H5 شناسایی شدند که در مجموع 81 درصد از واریانس فنوتیپی غلظت روی در بذر را تبیین کردند. در بین این نشانگرها، نشانگر ریزماهواره BMAG0720 بیشترین میزان (25%) ضریب تبیین واریانس فنوتیپی صفت غلظت روی و همچنین 23 درصد از تغییرات فنوتیپی صفت محتوای روی در بذر را تبیین می کرد. پنج نشانگر ریزماهواره بر روی کروموزم های 2، 3 و 4 با صفت محتوای روی در بذر ارتباط معنی دار نشان دادند. بطور خلاصه می توان گفت که شناساییQTL های بزرگ اثر برای صفات غلظت و محتوای روی در بذر جو، سودمندی استفاده از نشانگرهای مولکولی در نقشه یابی ژنی برای این قبیل صفات را نشان می دهد که از این پتانسیل می توان برای انتخاب به کمک نشانگر (MAS) در آینده ای نزدیک در برنامه های اصلاح برای بهبود ارزش تغذیه ای جو استفاده کرد.

توسعه ارقام پرمحصول، هدف اصلی در بسیاری از برنامه های اصلاحی گندم بوده و تحقق این هدف به شناخت روابط بین عملکرد دانه و اجزای مرتبط با آن بستگی دارد. به منظور بررسی روابط بین عملکرد دانه با برخی از صفات مورفوفیزیولوژیک و تعیین اهمیت نسبی هر یک از آنها، تعداد 25 ژنوتیپ گندم نان از نظر 14 صفت مورفوفیزیولوژیک در دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط مزرعه طی سال های زراعی 1395-1393 در شرایط آب و هوایی مدیترانه ای غرب کشور (ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم سرارود کرمانشاه) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس، تفاوت معنی داری را بین لاین ها از نظر کلیه صفات مورد مطالعه در دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی نشان داد. ضرایب همبستگی ساده بین صفات در هر دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی نشان داد صفات پایداری غشاء سلولی، طول برگ پرچم، طول ریشک، محتوای آب نسبی، وزن هزار دانه و درصد کلروفیل، بیشترین همبستگی را با عملکرد دانه داشتند. نتایج تجزیه رگرسیون نشان داد که صفات طول پدانکل، محتوای آب نسبی، محتوای پرولین و درصد کلروفیل در شرایط دیم و صفات محتوای آب نسبی و محتوای پرولین در شرایط آبیاری تکمیلی وارد مدل رگرسیونی شدند و به ترتیب 906/0 و 840/0 از کل تغییرات مربوط به عملکرد دانه را تبیین نمودند. برای مشخص نمودن آثار مستقیم و غیرمستقیم و سهم هر یک بر عملکرد نیز تجزیه ضرایب مسیر انجام شد که بر این اساس، بیشترین آثار مستقیم مثبت مربوط به طول پدانکل، محتوای آب نسبی و درصد کلروفیل تحت شرایط دیم و محتوای آب نسبی تحت شرایط آبیاری تکمیلی بود که نشان دهنده اهمیت این صفات بر عملکرد دانه می باشد. ژنوتیپ شماره 1 (آذر 2) برای شرایط آبیاری تکمیلی و ژنوتیپ شماره 25 (ریژاو) برای شرایط دیم از بقیه ارقام و لاین های مورد بررسی برتر بوده و قابل معرفی برای کشت در شرایط آب و هوایی منطقه مورد مطالعه می باشند. صفات فیزیولوژیکی محتوای آب نسبی برگ، میزان پرولین، درصد کلروفیل و همچنین صفات مورفولوژیکی طول پدانکل و طول برگ پرچم به عنوان صفات مناسب به منظور اصلاح ارقام دیم معرفی می گردند.

تنش خشکی یکی از عوامل مهمی است که باعث محدودیت رشد و کاهش عملکرد در کلزا می شود. این پژوهش به منظور مطالعه ویژگی های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی ژنوتیپ های زمستانه کلزا در شرایط بدون تنش و تنش خشکی انجام شد. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 95-96 در مزرعه تحقیقاتی پردیس تحقیقات کشاورزی بروجرد اجرا شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب صفات نشان داد که برهمکنش ژنوتیپ و محیط برای صفاتی مانند عملکرد دانه، دوره گلدهی، تعداد روز تا شروع گلدهی، دوره رسیدگی دانه در سطح احتمال یک درصد معنی دار شد. از طرفی برهمکنش ژنوتیپ و محیط برای صفت میزان سبزینگی برگ در سطح احتمال پنج درصد معنی دار شد. نتایج مقایسه میانگین ها نشان داد که در شرایط تنش خشکی ژنوتیپ L72 بیشترین عملکرد دانه را داشت. ژنوتیپ 1142 در هر دو شرایط تنش و بدون تنش خشکی کمترین عملکرد دانه را داشت. دو صفت دوره رشد تا گلدهی و دوره رسیدگی دانه به ترتیب با 94% و 97%، بیشترین وراثت پذیری عمومی را در شرایط بدون تنش و تنش خشکی داشتند. در تجزیه به عامل ها در شرایط بدون تنش عامل های اول تا چهارم و در شرایط تنش عامل های اول تا سوم به ترتیب 82% و 72% از واریانس کل را به خود اختصاص دادند. در شرایط بدون تنش و تنش خشکی به ترتیب بیشترین فاصله ژنتیکی بین ژنوتیپ های 1139 با احمدی و 1139 با 1144 مشاهده شد. در نتیجه، ژنوتیپ های که دارای فاصله ژنتیکی بیشتری از همدیگر هستند، می توانند به عنوان کاندید برای برنامه های اصلاحی آینده مورد استفاده قرار گیرند.

به منظور ارزیابی مقدماتی از لحاظ خصوصیات زراعی مهم، 54 رقم و لاین خالص وارداتی سویا در یک طرح آگمنت با سه شاهد ویلیامز، کوثر و سحر در مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج در سال 1395 مطالعه شدند. در طول دوره رشد از خصوصیات مهم زراعی نظیر ارتفاع بوته، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، تعداد شاخه در بوته و تاریخ های سبز شدن، گلدهی، کپسول بندی، رسیدگی، برداشت و یادداشت برداری به عمل آمد. پس از برداشت، عملکرد دانه، وزن صد دانه و درصد روغن دانه تعیین شد. به علاوه، ارقام مورد نظر از نظر مقاومت به بیماری پوسیدگی فیتوفترایی بررسی شدند. بر اساس نتایج حاصل از درصد ضریب تغییرات در بین ژنوتیپ های وارداتی مورد بررسی در منطقه کرج بیشترین مقدار ضریب تنوع فنوتیپی مربوط به تعداد غلاف های پوچ (08/99)، تعداد غلاف در شاخه های فرعی (12/83)، تعداد دانه در یک بوته ( 73/72) و تعداد غلاف در تک بوته (68/66) و کمترین ضریب تنوع فنوتیپی مربوط به درصد روغن (77/11)، تعداد روز تا رسیدگی کامل (94/14) و تعداد روز تا پر شدن دانه (9/18) بودند. ژنوتیپ های مورد نظر به چهار گروه بر اساس تجزیه کلاستر برای کلیه صفات زراعی تقسیم بندی شدند. به علاوه، ارزیابی واکنش ارقام و لاین های خالص وارداتی سویا به بیماری پوسیدگی فیتوفترایی نشان داد که از بین 54 ژنوتیپ تعداد 22 ژنوتیپ دارای واکنش نیمه مقاوم و مقاوم بودند. نتایج کلاستربندی ارقام بر اساس مقاومت به بیماری، آن ها را در 2 گروه اصلی و 4 زیر گروه قرار داد. به طور کلی می توان پیشنهاد کرد که ارقام Amcor 89، Beeson 80، Winchester، Graham و Colfax عملکرد دانه تک بوته بالا و همچنین مقاومت به بیماری پوسیدگی فیتوفترایی را نشان دادند که از این ارقام می توان در برنامه های اصلاحی در آینده استفاده کرد.

سیاهدانه با نام علمی Nigella sativa L. یکی از گیاهان دارویی تیره Ranunculaceae است، که دانه های آن حاوی روغن، پروتئین، آلکالوئید (مثل نیجلیسین و نیجلیدین)، کینون ها (مانند تیموکینون)، ساپونین و اسانس فرار می باشند. تنوع ژنتیکی رکن اصلی بیش تر برنامه های اصلاحی بوده و انجام گزینش وابسته به وجود تنوع ژنتیکی مطلوب در صفات مورد بررسی می باشد. از این رو، به منظور تعیین تنوع ژنتیکی تعدادی از اکوتیپ های سیاهدانه و انتخاب بهترین اکوتیپ های گیاه دارویی سیاهدانه بومی ایران، آزمایشی در استان اردبیل به صورت طرح بلوک های کاملاً تصادفی با 4 تکرار و در دو مکان از نظر صفات مورفولوژیکی و زراعی انجام پذیرفت. نتایج تجزیه واریانس داده ها تفاوت معنی داری بین صفات مورد بررسی در هر دو مکان نشان داد، که بیانگر وجود تنوع ژنتیکی بین اکوتیپ ها و متفاوت بودن اثر مکان بر میزان عملکرد و صفات مورفولوژیک اکوتیپ های سیاهدانه است. براساس نتایج تجزیه همبستگی، صفات عملکرد بیولوژیک، تعداد برگ، تعداد انشعابات ساقه، تعداد گل و کپسول در بوته به عنوان صفات مهم و تأثیرگذار بر عملکرد دانه شناخته شده اند. در مجموع مقایسه میانگین عملکرد دانه نشان داد که اکوتیپ های کرج، اردبیل1، تاکستان، همدان و لردگان از نظر عملکرد دانه در هر دو مکان از سایر اکوتیپ ها برتر بودند.

تنش خشکی یکی از مهم ترین تنش های غیر زنده محیطی می باشد که تولید محصولات کشاورزی را تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور شناسایی جمعیت های متحمل به تنش کم آبی در رازیانه و تعیین موثرترین شاخص های تحمل به خشکی، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در دو شرایط آبیاری مطلوب و محدود به طور مجزا در سه تکرار بر روی 19 جمعیت رازیانه در سال 1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز به اجرا گذاشته شد. اعمال تنش کمبود آب به صورت قطع آبیاری از زمان شروع گلدهی بوته ها برای شرایط تنش کمبود آب انجام شد. در شرایط آبیاری مطلوب و نیز تا مرحله گلدهی بوته ها در شرایط تنش کم آبی آبیاری به روال مرسوم انجام گرفت. بر اساس نتایج تجزیه واریانس مرکب، بین شرایط مختلف آبیاری و نیز بین جمعیت های مورد مطالعه از نظر اکثر صفات در سطح احتمال یک درصد اختلاف معنی داری وجود داشت. همچنین برهمکنش شرایط×جمعیت برای اکثر صفات در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. صفات تعداد چتر در بوته، تعداد دانه در چتر، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و عملکرد اسانس در تمام جمعیت های مورد ارزیابی در شرایط تنش کم آبی کاهش معنی دار یافتند. در حالی که میزان اسانس در تمام جمعیت ها در شرایط تنش افزایش معنی دار داشت. ارزیابی جمعیت ها از نظر تحمل به خشکی توسط شش شاخص مختلفSSI، TOL، MP، STI، GMP و HARMصورت گرفت. با توجه به همبستگی مثبت شاخص های MP، HARM، GMP و STI با عملکرد دانه و اسانس در شرایط آبیاری مطلوب و تنش کم آبی این چهار شاخص به عنوان موثرترین شاخص برای تعیین جمعیت های متحمل به تنش کم آبی شناسایی شدند. بر اساس این چهار شاخص مهم، جمعیت های بناب، بیرجند، آلمان (11486) و همدان متحمل به تنش کم آبی و جمعیت های قاضی آنتپ و خورشیدآباد حساس به تنش کم آبی شناسایی شدند. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که جمعیت بناب از نظر صفات مهم نظیر عملکرد دانه، عملکرد اسانس، تعداد چتر در بوته، وزن هزار دانه و زیست توده در شرایط آبیاری مطلوب و از نظر تعداد چتر در بوته در شرایط تنش بیشترین میانگین این صفات را در مقایسه با سایر جمعیت ها دارا بود.

به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی و خصوصیات کمی و کیفی ژنوتیپ های گندم در رابطه با زیر واحدهای گلوتنین با وزن ملکولی بالا، تعداد 30 رقم و لاین امید بخش گندم از نظر تنوع آللی در مکان های ژنی کنترل کننده پروتئین گلوتنین به روش SDS-PAGE مورد ارزیابی قرار گرفت. الگوی باندی پروتئین های گلوتنین استخراج شده از بذر ارقام و لاین ها حاکی از حضور سه زیر واحد در جایگاه ژنی Glu-A1، چهار زیر واحد در جایگاه Glu-B1 و دو زیر واحد در جایگاه Glu-D1 بود. در مکان ژنی Glu-A1 آلل های نول، 1 در مکان ژنی Glu-B1، زیر واحدهای 8+7 و 18+17 و در مکان ژنی Glu-D1 زیر واحدهای 10+5 دارای بالاترین فراوانی بودند. در تحقیق حاضر ژنوتیپ های زرین، پیشگام، آذر، رسول، توس، 26 و 29 با امتیاز ژنومی 10 به عنوان بهترین ژنوتیپ ها از لحاظ کیفیت نانوایی شناسایی شدند. بر اساس نتایج تجزیه رگرسیون داده ها آلل *2 جایگاه ژنی Glu-A1، 43 درصد از تغییرات درصد رطوبت دانه، آلل های *2 جایگاه ژنی Glu-A1 و آلل 10+5 جایگاه ژنی Glu-D1 درمجموع 52 درصد از تغییرات میزان پروتئین دانه، آلل 10+5 جایگاه ژنی Glu-D1، 43 درصد از تغییرات عدد زلنی، آلل 8+7 جایگاه ژنی Glu-B1، 40 درصد از تغییرات میزان سختی دانه و آلل 16+13 مکان ژنی Glu-B1 38 درصد از تغییرات میزان نشاسته دانه را توجیه نمودند.

تنش خشکی اثرات زیانباری بر رشد و تولید بسیاری از گیاهان از جمله گیاهان زراعی دارد. نخود (Cicer arietinum L. ) به عنوان یکی از مهم ترین حبوبات، در معرض تنش خشکی انتهایی در مناطق خشک و نیمه خشک قرار می گیرد. عوامل رونویسی نقش های کلیدی مهمی در انتقال پیام و واکنش سازگاری به تنش های غیرزیستی نظیر خشکی ایفا می کنند. در مطالعه حاضر، عوامل رونویسی در یک مطالعه ترانسکریپتوم در بافت های ریشه و اندام هوایی در دو رقم نخود کابلی با سطوح متفاوت تحمل به خشکی، شامل بیونیج (متحمل) و هاشم (حساس) ارزیابی گردید. از 4572 ژن افتراقی، 1806 ژن به عنوان عوامل رونویسی با استفاده از جستجو در پایگاه عوامل رونویسی گیاهی (PTFD) شناسایی شدند. بیشترین اعضا (101) به خانواده bHLH تعلق داشت و خانواده های ERF (87)، kinase superfamily (76)، NAC (74)، MYB (72)، WRKY (72) و غیره در رتبه های بعدی قرار گرفتند. مقایسه ارقام متحمل (بیونیج) و حساس (هاشم) در شرایط خشکی نشان داد که توزیع عوامل رونویسی به نوع رقم و بافت نمونه برداری شده بستگی دارد. خانواده های عوامل رونویسی شامل B3، NAC، MYB، WRKY و bHLH و غیره در پاسخ به تنش خشکی بیشترین اعضاء را داشتند. همچنین، نتایج نشان داد که چندین عامل رونویسی که در واکنش های مربوط به تنش های غیرزیستی و مسیرهای بیوسنتزی مهم نظیر بیوسنتز اسید آبسزیک و پرولین درگیر بودند، در بافت هوایی رقم بیونیج بیان بالاتری نسبت به رقم هاشم داشتند که نشان دهنده نقش بیشتر بافت هوایی در القای تحمل به خشکی در رقم متحمل بود. به طور کلی، یافته های این تحقیق محققان را در درک بهتر انتقال پیام و شبکه های تنظیمی درگیر در تنش ها در گیاه نخود یاری می کند و زمینه برای استفاده از عوامل رونویسی کلیدی و بهبود تحمل به تنش خشکی از طریق مهندسی ژنتیک را فراهم می کند.

عدس به خاطر توانایی اش در تثبیت نیتروژن، نگهداری رطوبت خاک و محدود کردن فرسایش خاک می-تواند به افزایش حاصلخیزی خاک کمک کند. به منظور مقایسه و طبقه-بندی 14 ژنوتیپ عدس، آزمایشی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار با بررسی 21 صفت، در طول سال زراعی 91-90 انجام شد. تجزیه واریانس تنوع قابل توجهی در میان ژنوتیپ های مورد مطالعه نشان داد و تفاوت معنی-داری برای عملکرد بذر، عملکرد بیولوژیکی، وزن صد دانه، تعداد غلاف دو بذر و بهره-وری از بارش بدست آمد. همچنین مقایسه میانگین نشان داد که ژنوتیپ10G بهترین ژنوتیپ برای عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی، تعداد غلاف دو بذر و بهره-وری از بارش بوده، بنابراین برای کشت توسط کشاورز قابل توصیه است. در نتیجه تجزیه مولفه-های اصلی، 5 مولفه اول 83% تغییرات را بیان می-کنند که مولفه اول، دوم، سوم، چهارم و پنجم به ترتیب 41%، 14%، 12%، 8% و 6% کل تغییرات را توجیه کردند. تجزیه کلاستر بر اساس صفات مطالعه شده با استفاده از فاصله اقلیدسی و روش وارد، ژنوتیپ-ها را در سه گروه قرار داد و بیشترین فاصله بین گروه 1 و 3 بود. بنابراین ژنوتیپ هایی از گروه-هایی که از نظر ژنتیکی از هم دور هستند می توانند به عنوان والدین در برنامه دورگ گیری برای بدست آوردن ژنوتیپ-های مطلوب استفاده شوند. می توان نتیجه گیری کرد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی بین ژنوتیپ-های عدس مورد مطالعه وجود دارد که می تواند برای غربال کردن ژنوتیپ ها و والدین مناسب جهت برنامه-های اصلاحی عدس بکار برده شوند.

به منظور بررسی تاثیر کود اوره بر روی بیان ژن نیترات ردوکتاز و صفات مورفولوژیک دو ژنوتیپ گندم، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سال زراعی 91-90 با چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل دو ژنوتیپ گندم، رقم مروارید و لاین N 8019، دو رژیم متفاوت کود اوره شامل 150 کیلوگرم در هکتار با تقسیط 50 کیلوگرم در زمان کاشت و 100 کیلوگرم در مرحله ساقه دهی و شاهد (بدون تیمار کود) بودند. نمونه گیری از بافت ریشه در مراحل یک روز پس از کود سرک، هفت روز پس از کود سرک و زمان رسیدگی فیزیولوژیک انجام شد. نتایج حاصل از الگوی بیان ژن نیترات ردوکتاز با کاربرد روش Real Time PCR نشان داد بیان ژن نیترات ردوکتاز تحت تاثیر کود اوره تغییر یافت و اختلاف معنی داری در بیان ژن نیترات ردوکتاز بین دو ژنوتیپ گندم وجود داشت. مصرف کود اوره به طور معنی داری باعث بهبود تمام صفات مهم زراعی اندازه گیری شده به جز وزن هزار دانه شد. مصرف کود اوره عمدتا از طریق افزایش تعداد دانه در سنبله باعث افزایش عملکرد دانه گردید. همبستگی مثبت بین میزان بیان ژن نیترات ردوکتاز و صفات طول ریشه، وزن خشک ریشه، طول سنبله، وزن هزاردانه و وزن خشک اندام هوایی ملاحظه شد. این مسئله از جنبه اصلاحی امکان معرفی یک شاخص همبسته را در پروژه های انتخاب میسر می نماید.

به منظور شناسایی ریزماهواره های پیوسته با برخی صفات زراعی گندم در شرایط تنش خشکی انتهای فصل، جمعیتی شامل 96 خانواده F2: 4 حاصل از تلاقی ژنوتیپ های خارچیا (والد متحمل) و گاسپارد (والد حساس) طی 2 سال ارزیابی شدند. از میان 92 ریز ماهواره برای ارزیابی والدین، 32 ریزماهواره چند شکلی داشتند که در کروموزوم های B2، D2، B3، A4، B4، D4، A5، B5، D5، B6، A7، B7، D7 گندم توزیع شده بودند. بر اساس روش مکان یابی فاصله ای مرکب، سه QTL برای صفت ارتفاع گیاه مکان یابی گردید که بر روی کروموزوم B7 قرار داشتند و بالاترین QTL با بیشترین LOD برابر با 21/3 و در فاصله بین Xgwm274 و Xgwm369 قرار داشت و 3/14 درصد از تغییرات فنوتیپی را توجیه می کرد، برای صفت تعداد دانه در سنبله اصلی یک QTL بر روی کروموزوم B2 و برای صفت شاخص برداشت نیز یک QTL بر روی کروموزوم B4 شناسایی گردید. جایگاه مشترک برخی از QTLهای مکان یابی شده بیانگر پیوستگی ژنی یا اثر پلیوتروپیک است. اشباع نقشه مورد نظر و ارزیابی پایداری صفات مورد بررسی می تواند با قابلیت بیشتری شناساییQTL های کنترل کننده را تأیید نماید و زمینه گزینش بر اساس نشانگر را فراهم نماید.

خشکی مهم ترین تنش غیرزیستی است که تولید و کیفیت محصول گندم را در ایران تحت تاثیر قرار می دهد. اطلاعات درباره کنترل ژنتیکی توارث تحمل به تنش خشکی عملکرد دانه برای تعیین نوع برنامه اصلاحی و تولید ارقام متحمل ضروری است. این امر اصلاح گران را قادر می سازد تا مناسب ترین راه کار را برای اصلاح صفت انتخاب کنند. در این مطالعه، استنباط بیزی با به کارگیری روش گزینش متغیر گیبز (GVS) برای شناسایی مهم ترین اثرات ژنتیکی مرتبط با تحمل به خشکی و شرایط عادی در چارچوب روش تجزیه میانگین نسل ها مورد استفاده قرار گرفت. به همین منظور آزمایش هایی شامل دو جفت تلاقی با ارقام حساس و متحمل (هامون × دریا و سپاهان × مروارید) و نسل های حاصل از تلاقی آنها برای دو سال به صورت کرت-های خرد شده در دو شرایط آبیاری مطلوب و قطع آبیاری از زمان گرده افشانی بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شدند. برای مطالعه توارث صفت در تجزیه میانگین نسل ها از آزمون مقیاس مشترک استفاده می شود. محدود بودن درجات آزادی به تعداد پارامترهای موجود در مدل و امکان برآورد بیش از حد یا کمتر از حد اثرات اصلی و اپیستازی از معایب این روش هستند. یک روش جایگزین برای رفع این محدودیت ها استفاده از استنباط بیزی و روش های گزینش مدل مثل GVS است. GVS با برآورد احتمالات پسین در بر گرفتن پارامترهای مدل، شناسایی اثرات برخوردار از بیشترین قدرت تمایز در مدل را امکان پذیر می سازد. نتایج نشان دهنده کنترل توارث عملکرد دانه در شرایط تنش و غیرتنش توسط عمل ژنی افزایشی، غالبیت و اپیستازی بودند. بنابراین استفاده از روش هایی مانند گزینش دوره ای و به دنبال آن روش شجره ای که تمام اثرهای ژنی را در بردارند می تواند روشی سودمند برای بهبود تحمل به تنش خشکی باشد. از آن جایی که عمل ژنی افزایشی، غالبیت و اپیستازی در توارث عملکرد دانه مؤثر بودند، روش هایی که از تمام اثرهای ژنی استفاده می کنند مثل تولید بذر هیبرید ممکن است در بهبود عملکرد گندم در شرایط مختلف مؤثر باشد.

به منظور بررسی تنوع ژنتیکی لاین های اصلاحی جدید برنج از نظر صفات مختلف زراعی، 20 لاین پیشرفته جدید به همراه رقم فجر در مزرعه معاونت تحقیقات برنج کشور (آمل) در سال زراعی 1390 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. بر روی هر ژنوتیپ صفات طول شلتوک، عرض شلتوک، طول دانه، عرض دانه، ارتفاع بوته، بیشترین طول خوشه، تعداد پنجه، متوسط طول خوشه، شکل دانه، تعداد دانه های پُر و پوک، درصد دانه های پُر، وزن هزار دانه و عملکرد دانه ارزیابی شدند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ ها از نظر صفات مورد بررسی به غیر از صفت عرض دانه اختلافات معنی داری وجود دارد که نشان دهنده حضور تنوع ژنتیکی در لاین های مورد بررسی است. در مقایسه میانگین عملکرد، گروهی از لاین ها برتری معنی داری نسبت به شاهد فجر داشتند. بر اساس مقایسه میانگین ها، لاین های NA9، NA17 و NA5 بیشترین عملکرد را تولید نمودند که لاین NA5 علاوه بر عملکرد بالاتر، از نظر صفات وزن هزار دانه و طول شلتوک نیز دارای اندازه های مناسبی بود. بر اساس نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام دو صفت ارتفاع بوته و وزن هزاردانه به عنوان متغیرهای تاثیرگذار بر عملکرد وارد مدل شدند، به طوری که وزن هزاردانه حدود 30 درصد تاثیر بیشتر نسبت به ارتفاع بوته بر مقدار عملکرد داشت. تجزیه علیت نشان داد که دو صفت فوق هر کدام مستقل از همدیگر و عمدتاً به کمک اثرات مستقیم در تعیین عملکرد تاثیر دارند. تجزیه خوشه ای با استفاده از روش WARD، لاین ها را به چهار خوشه گروه بندی کرد.

به منظور مطالعه تنوع ژنتیکی و تعیین روابط میان عملکرد دانه و برخی صفات مورفو فیزیولوژیک، تعداد 103 خانواده جو F3 حاصل از تلاقی بادیا و کویر در سال زراعی 93-1394 در مزرعه پژوهشی دانشگاه گنبدکاووس در قالب طرح بلوک-های کامل تصادفی در سه تکرار ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که صفات عملکرد دانه و اجزای آن از تنوع بالایی برخوردار بوده و بین خانواده ها تفاوت معنی داری از لحاظ کلیه صفات مورد بررسی به جز طول دانه، طول برگ، قطر پدانکل، تعداد سنبلچه و ارتفاع بوته وجود داشت. صفت عملکرد دانه بیشترین همبستگی (**58/0) مثبت را با صفت وزن سنبله داشت. نتایج تجزیه رگرسیونی گام به گام نشان داد که صفات عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، وزن سنبله و ارتفاع بوته سهم بالا و مؤثری در عملکرد دانه داشتند. بر اساس نتایج تجزیه علیت نیز، بیشترین اثرات مستقیم و غیرمستقیم در جهت افزایش عملکرد دانه، به ترتیب به صفات عملکرد بیولوژیک (34/0) و وزن سنبله (15/0) تعلق داشت. بنابراین، این صفات به عنوان مهم ترین اجزای مؤثر بر عملکرد دانه شناخته شدند و می توان آن ها را به عنوان معیارهای گزینش برای بهبود عملکرد دانه معرفی نمود. تجزیه خوشه ای بر اساس صفات اندازه گیری شده خانواده های مورد بررسی را به دو گروه تقسیم کرد که بین گروه ها از نظر بیشتر صفات اختلاف معنی داری وجود داشت، و گروه اول به عنوان گروه مطلوب برگزیده شد.

به منظور بررسی تاثیر نانو ذرات اکسیدآهن و اکسید روی بر زیست مانی کالوس های زرشک بی دانه (Berberis vulgaris L. )، آزمایشی در مهرماه 1396 در دانشکده کشاورزی بیرجند انجام شد. کالوس ها به مدت دو ماه بر روی محیط کشت MS/2 حاوی ترکیبات هورمونی (TDZ-BAP) و نانوذرات اکسید آهن و اکسید روی در غلظت های مختلف قرار گرفتند. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با ده تیمار در سه تکرار اجرا شد و صفات مورد بررسی شامل وزن تر، وزن خشک، درصد زیست مانی، سطح کالوس، درصد رطوبت جرمی و میزان جذب نوری (OD) بودند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد بین تیمارها از نظر صفات وزن تر، وزن خشک، درصد رطوبت جرمی در سطح پنج درصد اختلاف معنی داری وجود دارد، مقایسات میانگین تیمارها نشان داد (TDZ و نانو اکسید روی با غلظت 100 پی پی ام) دارای بالاترین وزن خشک کالوس، وزن تر و درصد رطوبت جرمی و (BAP و نانو اکسید روی با غلظت 75 پی پی ام) دارای بیشترین درصد زیست مانی بود. مقایسات متعامد بین تیمارها نشان دادند تیمار TDZ و نانو اکسید آهن با غلظت 100 پی پی ام دارای بالاترین و تیمار TDZ و نانو اکسید روی با غلظت 75 پی پی ام دارای کمترین میزان OD بودند. در مجموع، نتایج نشان دهنده اثر مثبت نانو ذرات اکسید روی بر کاهش قهوه ای شدن و افزایش زیست مانی کالوس های زرشک بی دانه بود.