تحقیقات غلات
سال:1397 | دوره:8 | شماره:4 |تعداد مقالات:7

به منظور مطالعه عملکرد دانه، کاراییمصرفنیتروژن، انتقال مجدد و مولفه های پرشدن دانه برنج در واکنش به کاربرد نیتروژن و کودهای زیستی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1393 در مزرعه ای در شهرستان سیاهکل استان گیلان انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل مقادیر کود نیتروژن در چهار سطح (صفر، 60، 90 و 120 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص) از منبع اوره و کودهای زیستی در چهار سطح (عدم کاربرد کود زیستی، کاربرد میکوریز، کاربرد ازتوباکتر و آزوسپریلیوم، کاربرد توأم میکوریز با ازتوباکتر و آزوسپریلیوم) بودند. نتایج نشان داد که بیش ترین عملکرد دانه و مولفه هایپرشدندانه (سرعت، طول دوره و دوره موثر پر شدن دانه) در بالاترین سطح نیتروژن و کاربرد توأممیکوریز با ازتوباکتر و آزوسپریلیومبه دست آمد. با افزایش سطوح نیتروژن، میزان انتقال مجدد ماده خشک از کل بوته و ساقه کاهش یافت. کاربرد میکوریز، ازتوباکتر و آزوسپریلیوم با 120 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، سهم فرآیند انتقال مجدد در عملکرد دانه و میزان مشارکت ذخایر ساقه را کاهش داد. بیش ترین کارایی مصرف نیتروژن به سطح کودی 60 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و کم ترین آن به سطح کودی 120 کیلوگرم در هکتار نیتروژن تعلق داشت. به طور کلی، نتایج این تحقیق نشان داد که120 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص و کاربرد توأم میکوریز با ازتوباکتر و آزوسپریلیوم می تواند به عنوان ابزار مناسب برای افزایش عملکرد دانه برنج مورد استفاده قرار گیرد.

به منظور شناسایی QTLهای اصلی و اپیستاتیک و برهمکنش آن ها با محیط برای برخی صفات مهم زراعی برنج، تعداد 242 لاین خالص نوترکیب از دو جمعیت نسل F6حاصل از تلاقی IR67017-180-2-1-2 / علی کاظمی (جمعیتIRA) و صالح / علی کاظمی (جمعیتSA) در دو منطقه مورد ارزیابی قرار گرفتند. نقشه پیوستگی دو جمعیت با استفاده از 87 نشانگر ریزماهواره (SSR)، 1356 سانتی مورگان از ژنوم برنج را با فاصله متوسط 58/15سانتی مورگان بین نشانگر ها پوشش داد. در مجموع بیست QTL اصلی و 33 QTL اپیستاتیک با آثار مثبت و منفی شناسایی شدند. تعداد پنج QTLاصلی و پنج QTL اپیستاتیک دارای برهمکنش معنی دار با محیط بودند و هشت QTLاصل یوده QTLاپیستاتیک کنترل کننده صفات زراعی مطلوب شناسایی شدند که هیچ گونه برهمکنش معنی داری با محیط نداشتند. اینQTLها شامل: دوQTL اصلی و دو QTL اپیستاتیک برای کاهش ارتفاع بوته، سه QTLاصلی و سه QTL اپیستاتیک برای کاهش تاریخ خوشه دهی، یک QTLاصلی و یک QTL اپیستاتیک برای افزایش طول خوشه و دو QTL اصلی و چهارQTL اپیستاتیک برای افزایش عملکرد دانه بودند که بین 12/11 درصد (qHD6 ) تا 5/24 درصد (qGY1) از تنوع فنوتیپی صفات مربوطه را توجیهکردند. بنابراین، از این QTLهای مطلوب می توان در برنامه هرمی کردن ژن ها برای بهبود صفات مورد مطالعه استفاده کرد. همچنین، شش نشانگر پیوسته (RM421، RM178، RM3441، RM5101، RM7551 و RM5302) با فاصله کم تر از پنج سانتی مورگان با این QTLها شناسایی شدند که می توان از آن ها در برنامه های انتخاب به کمک نشانگر به منظور به نژادی لاین-های برنج برای صفات مطلوب در نسل های در حال تفکیک استفاده کرد.

افزایش عملکرد دانه مهم ترین هدف به نژادگران در گندم است. از آنجا که عملکرد دانه دارای توارث پلی ژنتیک است، مطالعه آن مشکل است. بر این اساس، به نژادگران غالباً از اجزای عملکرد برای بهبود آن استفاده می کنند. جهت بررسی ژنتیکی عملکرد و صفات وابسته به آن در گندم، آزمایشی در قالب طرح دی آلل 7×7 یک طرفه تحت شرایط تنش خشکی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بیرجند طی سال زراعی 95-1394اجرا شد. ژنوتیپ ها شامل هفت والد (الوند، آنفارم9، چمران2، بک-کراسروشن، قدس، افق و رقم محلی سرخ دانه) و 21 دورگ حاصل از آن ها طی سال زراعی 96-95 کشت شدند. تجزیه واریانس نشان داد که در کلیه صفات بین ژنوتیپ ها تفاوت معنی دار وجود داشت. تجزیه دای آلل با روش گریفینگ نشان داد که اثرات GCA و SCAبرای کلیه صفات به استثنای شاخص برداشت معنی دار بود. تجزیه دای آلل به روش هیمن نیز نشان داد که جزء a (واریانس افزایشی)، جزء b (واریانس غالبیت)، جزء b2(فراوانی نابرابر آلل های غالب و مغلوب) و جزء b3 (ترکیب پذیری خصوصی) در بیش تر صفات معنی دار بود. جزء b1(هتروزیس) نیز در همه صفات به جزء شاخص برداشت، طول پدانکل، عملکرد زیستی، وزن ساقه و وزن سنبله معنی دار شد و بنابراین هتروزیس برای این صفات وجود داشت. در مجموع نتایج این تحقیق نشان داد که رقم محلی سرخ دانه و الوند به عنوان بهترین و رقم های افق، قدس و آنفارم9 ضعیف-ترین والدین از نظر ترکیب پذیری عمومی بودند. دورگ های قدس×سرخ دانه و آنفارم9×الوند نیز دورگ های مناسب و دورگ های افق×سرخ دانه و چمران2×سرخ دانه دورگ های ضعیفی در شرایط آب و هوایی بیرجند بودند.

شاخص های تحمل به تنش، از جمله پرکاربردترین روش های انتخاب ژنوتیپ های متحمل به تنش در بین محققین می باشند. در این تحقیق، یازده رقم گندم نان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفیبا سه تکرار تحت دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان-خرم آباد، که دارای اقلیم گرم و خشک است، در سال زراعی 96-1395 مورد ارزیابی قرار گرفتند و سپس از شاخص های مختلف تحمل به تنش برای بررسی تحمل رقم های مورد مطالعه استفاده شد. همچنین، برای تشخیص بهترین شاخص از ضریب تبیین (مربع ضریب همبستگی، R2) بین شاخص ها با عملکرد دانه تحت دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی استفاده و با روش بوت استرپ، حدود اطمینان ضریب تبیین شاخص های مرتبط با عملکرد تحت شرایط بدون تنش و تنش خشکی برآورد شد. نتایج نشان داد که شاخص های تحمل به تنش تغییریافته تحت شرایط بدون تنش(K1STI)، میانگین هندسی بهره وری(GMP) و متوسط بهره وری (MP) شاخص های اختصاصی شرایط بدون تنش و شاخص های تحمل به تنش تغییر یافته تحت شرایط تنش (K2STI) و حساسیت به خشکی(DI) شاخص های اختصاصی برای شرایط تنش خشکی بودند. شاخص میانگین هارمونیک (HM) نیز همبستگی نسبتاً پایداری با عملکرد دانه تحت هر دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی داشت. در نهایت، بر اساس تمامی شاخص های اختصاصی و عمومی، رقم آفتاب برترین رقم در هر دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی بود و رقم پوگاری نیز به عنوان متحمل ترین رقم برای شرایط تنش خشکی شناخته شد.

حساسیت ذرت به تنش سرما طی مراحل اولیه رشد اتوتروفیک، محدودیت مهمی جهت کاشت آن در مناطق سرد به شمار می رود. به منظور شناسایی اساس فیزیولوژیک هتروزیس تحمل به سرما در گیاهچه ذرت، تغییرات برخی از صفات فیزیولوژیک در لاین ها و هیبریدهای متحمل و حساس به سرما در مرحله گیاهچه ای در دانشگاه زنجان در سال 1396 مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که تأثیر تیمار سرما بر صفات فلورسانس کلروفیل، محتوای رطوبت نسبی، نشت الکترولیت، محتوای کلروفیل a، محتوای کلروفیل b، کاروتنوئیدها، حجم ریشه، سطح ریشه و وزن خشک ریشه معنی دار بود. هتروزیس نسبت به والد برتر در محتوای کلروفیل b، سطح ریشه، حجم ریشه و نشت الکترولیت در بیش تر هیبریدها مشاهده شد. کارایی هیبرید MO17×EP80 از نظر صفات فیزیولوژیک تحت شرایط تنش نسبت به بقیه هیبریدها بهتر بود. هیبریدهای EP42×MO17 و A661×MO17 نیز رشد و گستردگی ریشه بهتری تحت شرایط تنش سرما داشتند. همبستگی معنی دار بین مقادیر هتروزیس فقط در برخی صفات که دارای اساس ژنتیکی، فیزیولوژیک و یا نموی مشترک بودند، مانند وزن خشک ریشه و محتوی آب نسبی و یا محتوای کلروفیل b و نشت الکترولیت مشاهده شد، اما همبستگی بین مقادیر هتروزیس در سایر صفات به طور کلی ضعیف بود که نشان می دهد اساس ژنتیکی هتروزیس وابسته به صفت است و احتمالاً توسط یک مکانیسم واحد کنترل نمی شود. وجود اختلافات معنی دار بین ژنوتیپ ها در همه صفات، امکان جدیدی برای بهبود تحمل به تنش سرما در یک گیاه گرمسیری با استفاده از اصلاح نباتات فراهم می کند.

خشک سالی و آثار ناشی از آن مهم ترین و رایج ترین تنش محیطی است که تولیدات کشاورزی را در جهان با محدودیت روبه رو ساخته است. یکی از راه بردهای مفید اصلاح گیاهان زراعی برای مقاومت به خشکی، حفظ و بهره گیری از تنوع موجود ژرم پلاسم آن ها می باشد. به منظور شناسایی منابع مقاومت به خشکی، 125ژنوتیپ گندم نیای آژیلوپس تائوشی در قالب طرح آگمنت با سه تکرار و تحت دو شرایط بدون تنش (آبیاری تکمیلی در سه مرحله ساقه دهی، گلدهی و پرشدن دانه) و تنش خشکی (بدون آبیاری تکمیلی) کشت و بر اساس شاخص های تحمل به خشکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. مطالعه همبستگی عملکرد با شاخص های تحمل نشان داد که شاخص های میانگین حسابی (MP)، میانگین هندسی (GMP)، تحمل به تنش (STI) و تحمل (TOL) برای شناسایی ژنوتیپ های با عملکرد بالا در هر دو شرایط تنش و بدون تنش خشکی مناسب بودند. بر اساس این شاخص ها، به ترتیب ژنوتیپ های شماره 55، 50، 58 و 65 متحمل ترین ژنوتیپ ها و ژنوتیپ های شماره 45، 34، 3 و 9 حساس ترین ژنوتیپ ها تعیین شدند. گروه بندی ژنوتیپ ها بر مبنای شاخص های تحمل با استفاده از تجزیه خوشه ای به روش متوسط فاصله بین گروه ها (UPGMA)، ژنوتیپ ها را در هفت گروه مختلف دسته بندیکرد. ژنوتیپ های شماره50، 55، 58 و 65 کهدارایبیش ترین مقادیر برایاین شاخص ها بودند، در دو گروه سه و پنجقرار گرفتند. نتایج تحلیل های آماری مختلف در این تحقیق نشان داد که دو ژنوتیپ شماره 50 و 55 به عنوان متحمل ترین ژنوتیپ ها بودند و می-توانند به عنوان منابع ژنتیکی مناسب در برنامه های به نژادی گندم برای تحمل به خشکی مورد توجه قرار گیرند.

امروزه پیشرفت های زیادی در به نژادی گیاهان زراعی با استفاده از ابزار مهندسی ژنتیک به دست آمده به طوری که سطح زیرکشت گیاهان تغییریافته ژنتیکی (Genetically modified=GM) در 20 سال گذشته در نقاط مختلف دنیا افزایش قابل توجه ای یافته است. با وجود مزایای زراعی و اقتصادی و تاثیرات مفید غیرقابل انکار آنها بر محیط و سلامتی انسان، شک و تردید جامعه و مصرف کنندگان نسبت به گیاهان GMسبب شده است تا اجرا، بهره برداری و تجاری سازی آن ها و به عبارتی کاربرد تکنیک هایمولکولی در بسیاری از گیاهان زراعی متوقف شود. این امر عمدتاً به سبب ورود ژن های نشانگر انتخابی با منشا باکتریایی به ژنوم گیاه میزبان و نیز مرتبط با آثار سوء احتمالی انتقال عناصر ژنتیکی بین گیاهانی است که در طبیعت معمولاً غیرقابل تلاقی هستند. اولین مرحله در اجرای این هدف، طراحی یک ناقلDNA ویژه برای هر گیاه زراعی است به گونه ای که منطقه T-DNA آن فقط از عناصر ژنتیکی همان گیاه و یا خویشاوندان نزدیک ژنتیکی آن به دست آمده باشد که در این صورت می تواند پذیرش مصرف کنندگان را به همراه داشته باشد. از مهم ترین عناصر، پروموتر، ترمیناتور، مرزهای تکراری چپ و راست T-DNA و غیره است که باید با انواع گیاهی جایگزین شود. در اغلب موارد استفاده از ژن هاینشانگر که منشا باکتریایی دارند باید اجتناب شود یاپس از تولید و ایزوله کردن گیاه تراریخت، از گیاه هدف به روش های مختلف حذف شوند. در این مقاله، مفهوم رهیافت های سیس ژنیک یا اینتراژنیکبرای به نژادی گیاهان و نکات علمی و فنی برای طراحی وکتورهای گیاهی به طور خلاصه بررسی و ارایه شده است.