تحقیقات غلات
سال:1391 | دوره:2 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

توده های بومی از ذخایر ژنتیکی با ارزش در برنامه های اصلاحی گیاهان زراعی می باشند. تعیین سطح تنوع و روابط ژنتیکی بین توده های بومی، لازمه حفاظت و بهره برداری بهینه از این منابع با ارزش است. در پژوهش حاضر، تنوع و روابط ژنتیکی 119 توده بومی و 25 لاین پیشرفته و تجاری جو از کشورهای ایران، چین، مصر، روسیه، پاکستان و اسپانیا با استفاده از 22 جفت آغازگرEST-SSR   بررسی شد. در مجموع، 87 آلل در 21 جایگاه EST-SS، با میانگین 4.14 آلل به ازای هر جایگاه تکثیر شد. میزان اطلاعات چندشکلی از 0.23 (GBM1212) تا 0.84 (SCSSR09398) با میانگین 0.52 متغیر بود. نشانگرهای مورد مطالعه، دارای میانگین تنوع ژنی 0.58 با دامنه 0.24 تا 0.86 بودند. تجزیه خوشه ای بر اساس داده های EST-SSR و با استفاده از الگوریتم Neighbor-Joining و ضریب فاصله تکاملی Kimura 2-Parameter، ژنوتیپ ها را به پنج گروه منتسب کرد. در تجزیه به بردارهای اصلی، سه بردار اول در مجموع 70.09 درصد از تغییرات مولکولی کل بین ژنوتیپ ها را تبیین کردند. نمایش دو بعدی ژنوتیپ ها بر اساس دو بردار اصلی اول، گروه بندی حاصل از تجزیه خوشه ای را تائید کرد. بر اساس تجزیه واریانس مولکولی، تنوع ژنتیکی بالایی درون گروه های جغرافیایی مشاهده شد که می تواند در برنامه های اصلاح جو استفاده شود. نتایج نشان داد که نشانگرهای EST-SSR به عنوان نشانگرهای عملکردی از کارایی مناسبی برای بررسی روابط ژنتیکی ژتوتیپ ها و تعیین ساختار جمعیت ها برخوردار هستند.

مهم ترین عامل پذیرش ارقام برنج توسط مصرف کننده ایرانی کیفیت پخت و خوراک آن است. این تحقیق به منظور تعیین دقیق درجه حرارت ژلاتینی شدن نشاسته برنج به دو روش لیتل و گرماسنجی افتراقی، روی 10 نمونه از ارقام برنج محلی ایرانی انجام شد. ارقام انتخاب شده از نظر میزان آمیلوز و نمره دهی خواص ژلاتینی بر اساس روش لیتل در یک گروه بودند. با استفاده از منحنی حاصل از دستگاه گرماسنج افتراقی، معیارهایی نظیر انرژی لازم برای ژله ای شدن و درجه حرارت لازم برای شروع و تکمیل ژلاتینی شدن در ارقام مختلف به دست آمد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ارقام مختلف برنج از نظر کلیه خصوصیات حاصل از روش گرماسنجی افتراقی تفاوت های معنی دار وجود دارد، در حالی که در داده های حاصل از روش لیتل تفاوت معنی داری بین ارقام مشاهده نشد. بیشترین انرژی مورد نیاز برای غلبه بر ساختار کریستالی و ایجاد یک حالت ژلاتینی در رقم دم سرخ (11.48 ژول بر گرم) و کمترین مقدار در رقم حسن سرایی (6.44 ژول بر گرم) بود، در حالی که ارقام دم سرخ و حسن سرایی در روش لیتل نمره نزدیکی را از نظر میزان تغییرات در محیط قلیا نشان دادند. در ارقامی با آمیلوز مشابه، ایجاد کمپلکس بین آمیلوز- لیپید، باعث استحکام بیشتر ساختار کریستالی نشاسته شده و انرژی بیشتری برای غلبه بر آن در حین پخت نیاز است. نتایج نشان داد که همبستگی معنی داری بین درصد چربی و انرژی مورد نیاز برای ژلاتینی شدن در سطح احتمال 5 درصد وجود دارد. در مقایسه میانگین داده ها، کمترین درجه حرارت مورد نیاز برای شروع ژلاتینی شدن در رقم دم سفید (64.82 درجه سانتی گراد) و بیشترین آن در رقم دم سیاه (67.70 درجه سانتی گراد) بود. همچنین، همبستگی معنی داری بین درجه حرارت مورد نیاز برای شروع ژلاتینی شدن و درصد چربی در سطح احتمال یک درصد وجود داشت. نتایج این پژوهش نشان داد که روش لیتل یک روش سریع و مقرون به صرفه برای انتخاب ارقام و لاین هایی که نمره ژلاتینی شدن مناسبی (5-3) دارند، می باشد، اما در مواردی که روش لیتل قادر به توضیح تفاوت های بین ارقام نیست، روش گرماسنجی افتراقی می تواند جزئیات بیشتری از تفاوت های پخت بین ارقام برنج را توضیح دهد.

اصلاح برنج برای تحمل به خشکی نیازمند ارزیابی صحیح تنوع موجود در جمعیت های اصلاحی و تجزیه ژنتیکی شاخص های مرتبط با تحمل به خشکی است. در این مطالعه، 150 فامیل F5 حاصل از تلاقی بین ارقام سپید رود (Indica)  و غریب  (Indica) به منظور مکان یابی چند صفتی نواحی ژنومی (QTLs) کنترل کننده شاخص های تحمل به خشکی در دو شرایط نرمال و تنش مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تجزیه بای پلات نشان داد که شاخص های تحمل به تنش (STI)، میانگین بهره وری (MP)، میانگین هندسی بهره وری (GMP) و میانگین هارمونیک (HM)  شاخص های مناسب برای انتخاب ژنوتیپ های پرمحصول در برنامه های کاربردی اصلاح برنج می باشند. شناسایی QTL ها برای هر شاخص با استفاده از روش مکان یابی فاصله ای مرکب نشان داد که سه، سه، دو و سه QTL به ترتیب شاخص های GMP، MP، HP و STI را کنترل می نمایند، اما تجزیه مشترک داده ها برای بررسی روابط ژنتیکی بین این شاخص ها با استفاده از روش مکان یابی چند صفتی نشان داد که روابط ژنتیکی معنی داری بین شاخص ها ی مورد مطالعه وجود دارد، به طوری که هیچ یک از QTLهای شناسایی شده به طور مستقل یک شاخص را کنترل نکرده و به طور مشترک کنترل چند شاخص را بر عهده داشتند. نتایج این پژوهش نشان داد که تجزیه مشترک چند صفتی نه تنها QTLهای اضافی را شناسایی می کند، بلکه روابط ژنتیکی بین صفات با همبستگی بالا را نیز در سطح مولکولی آشکار می سازد.

مراحل جوانه زنی و سبزشدن از حساس ترین مراحل زندگی گیاه می باشند، زیرا در این مرحله بذر در معرض عوامل نامساعد محیطی قرار دارد و استقرار بوته با مشکل مواجه می شود. بنابراین پیش بینی زمان جوانه زنی یکی از مهمترین اهداف محققین علوم مدل سازی است. در این راستا روش های ریاضی از جمله تعیین بهترین تابع رگرسیونی که بتواند واکنش سرعت جوانه زنی نسبت به دما را کمی نموده و دماهای کاردینال را برآورد نماید، می تواند اطلاعات بسیار مفیدی در مورد ویژگی ها و نیازهای دمایی گیاه در این مرحله بدست دهد. پژوهش حاضر به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با استفاده از شش رقم برنج شامل بینام، هاشمی، عنبربو (محلی)، دشت، گیل 3 (اصلاح شده) و IR64 (خارجی) و 19 سطح دمایی در دامنه 12 تا 48 درجه سانتی گراد با فاصله دو درجه از هم در سال 1389 انجام شد. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که بین ژنوتیپ های مختلف برنج و اثر متقابل ژنوتیپ×دما، اختلاف معنی داری از لحاظ سرعت جوانه زنی بذرها وجود دارد. جهت توصیف رابطه بین سرعت جوانه زنی و دما از مدل های بتا، درجه دوم، منحنی، دندان مانند و دو تکه ای استفاده شد. معیارهای مختلف ارزیابی برازش مدل نشان دادند که دقت مدل های مختلف متفاوت می باشد، به طوری که مدل برتر برای رقم هاشمی مدل دو تکه ای، برای دشت و گیل 3 مدل بتا، برای عنبربو و IR64 مدل منحنی و برای بینام مدل های بتا و منحنی بودند. بر اساس یافته های حاصل از این پژوهش می توان از مدل های فوق برای پیش بینی زمان جوانه زنی بذرها و همچنین مدل سازی ارقام برنج مورد مطالعه استفاده نمود.

به منظور بررسی رقابت درون و برون گونه ای در اجتماع گندم و یولاف وحشی با استفاده از مدل های عکس عملکرد و شاخص های رقابتی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز اجرا شد. فاکتور اول شامل چهار سطح تراکم گندم (صفر، 2، 5 و 8 بوته در گلدان) و فاکتور دوم شامل چهار سطح تراکم یولاف وحشی (صفر، 2، 5 و 8 بوته در گلدان) بود. بذرهای گندم و یولاف وحشی بر اساس تیمارهای آزمایشی در داخل گلدان ها کاشته شدند و سپس گلدان ها در مزرعه (فضای باز) قرار گرفتند. ضریب رقابت برون گونه ای یولاف وحشی روی گندم به مراتب بیشتر از ضریب رقابت برون گونه ای گندم روی یولاف وحشی بود. گندم و یولاف وحشی از اثرات رقابت درون گونه ای کمتری نسبت به اثرات رقابت برون گونه ای برخوردار بودند. همچنین، بوته های گندم نسبت به یولاف وحشی به رقابت درون گونه ای حساسیت بیشتری نشان دادند. قابلیت رقابت نسبی در گندم پایین تر از یولاف وحشی بود و این امر حاکی از آن بود که یک بوته گندم بیشتر از اینکه تحت تاثیر رقابت بوته های گندم قرار گیرد، از رقابت بوته های یولاف وحشی متاثر شده است. عملکرد نسبی در نسبت های مخلوط مورد مطالعه در حدود یک و کمتر از آن بود و نشان داد که یولاف وحشی و گندم بر سر منابع مشترکی با هم رقابت می کنند. با بررسی ضریب ازدحام نسبی این دو گونه نسبت به یکدیگر مشخص شد که یولاف وحشی رقیب قوی تری نسبت به گندم است. اثرات رقابت نسبی نیز مشخص کرد که توان رقابتی یولاف وحشی از لحاظ عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک به ترتیب 3.48 و 2.9 برابر توان رقابتی گندم می باشد.

به منظور ارزیابی اثر کود نیتروژن، ارتفاع برش محصول اصلی برنج و زمان کشت شبدر برسیم به عنوان کشت همراه بر صفات کیفی و کمی راتون و شبدر برسیم، آزمایشی در دو سال زراعی 1389-1388 و 1390-1389 به صورت کرت های دو بار خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در شهرستان جویبار استان مازندران اجرا شد. سه سطح کود نیتروژن (صفر، 35 و 70 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار) به عنوان عامل اصلی، دو تاریخ کاشت شبدر برسیم (همزمان و 40 روز بعد از برداشت محصول برنج) به عنوان عامل فرعی و دو سطح ارتفاع برش گیاه اصلی برنج رقم طارم محلی (10 سانتی متر و 40 سانتی متر از سطح زمین) به عنوان عامل فرعی فرعی در نظر گرفته شد. تجزیه واریانس داده های آزمایش نشان داد که بیشترین عملکرد دانه، 50 درصد گلدهی و شاخص برداشت راتون با مصرف 70 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و از ارتفاع برش 10 سانتی متر به دست آمد، در حالی که بیشترین عملکرد بیولوژیک مربوط به ارتفاع برش 40 سانتی متر بود. افزایش میزان نیتروژن، صفات کیفی دانه راتون شامل دمای ژلاتینه شدن و مقدار پروتئین دانه را نیز افزایش داد، اما بر میزان آمیلوز و قوام ژل تاثیر معنی داری نداشت. عملکرد علوفه تر و خشک شبدر برسیم در هر دو چین در ارتفاع برداشت 10 سانتی متر و سطح نیتروژن 35 کیلوگرم بیشترین مقدار بود. زمان های کاشت شبدر برسیم روی عملکرد دانه و کیفیت محصول راتون تاثیر معنی داری نداشت. بیشترین عملکرد وزن تر و خشک و میزان الیاف شبدر برسیم، از کشت همزمان شبدر برسیم با برداشت محصول اصلی برنج به دست آمد. با توجه به نتایج این آزمایش می توان گفت کاشت شبدر برسیم همزمان با برداشت برنج با ارتفاع برش حدود ده سانتی متر و مصرف کود نیتروژن به عنوان کود استارتر شرایط مناسبی برای تولید محصول راتون برنج با کیفیت بالاتر و نیز برداشت علوفه قصیل شبدر به همراه بقایای کلش برنج در منطقه است.