اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات283
تعداد نشریات سازمان81
تعداد شماره‌ها2,727
تعداد مقالات31,052
تعداد مشاهده مقاله28,154,257
تعداد دریافت فایل اصل مقاله16,251,277
فلاح, الهیار, باقری, لیلا, نبی پور, علیرضا. (1395). انتخاب ژنوتیپ‌های برتر در نسل چهارم موتانت‌های ارقام برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو. سامانه مدیریت نشریات علمی, 29(4), 1-12. doi: 10.22092/aj.2017.100258.1001
الهیار فلاح; لیلا باقری; علیرضا نبی پور. "انتخاب ژنوتیپ‌های برتر در نسل چهارم موتانت‌های ارقام برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو". سامانه مدیریت نشریات علمی, 29, 4, 1395, 1-12. doi: 10.22092/aj.2017.100258.1001
فلاح, الهیار, باقری, لیلا, نبی پور, علیرضا. (1395). 'انتخاب ژنوتیپ‌های برتر در نسل چهارم موتانت‌های ارقام برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو', سامانه مدیریت نشریات علمی, 29(4), pp. 1-12. doi: 10.22092/aj.2017.100258.1001
فلاح, الهیار, باقری, لیلا, نبی پور, علیرضا. انتخاب ژنوتیپ‌های برتر در نسل چهارم موتانت‌های ارقام برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1395; 29(4): 1-12. doi: 10.22092/aj.2017.100258.1001

انتخاب ژنوتیپ‌های برتر در نسل چهارم موتانت‌های ارقام برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو

پژوهش های کاربردی زراعی
مقاله 1، دوره 29، شماره 4 - شماره پیاپی 113، دی 1395، صفحه 1-12    اصل مقاله (1.13 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/aj.2017.100258.1001
نویسندگان
الهیار فلاح* 1؛ لیلا باقری2؛ علیرضا نبی پور1
1استادیار پژوهشی موسسه تحقیقات برنج کشور، معاونت مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، آمل، ایران
2پژوهشگر پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، پژوهشکده کشاورزی هسته‌ای، کرج،
چکیده
تولید ارقام زراعی مناسب برای کاشت در اراضی شالیزاری، به بررسی ذخایر ژنتیکی و شناسایی مواد گیاهی برتر وابسته است. به منظور بررسی صفات زراعی و عملکرد در 133 موتانت‌ نسل چهارم حاصل از پرتوتابی سه رقم طارم محلی، حسنی و عنبربو، نشاهای این موتانت‌ها به همراه والدین به صورت طرح بلوک‌های حجیم شده (آگمنتد) با 6 بلوک در مزرعه کاشته شدند. برای هر موتانت و شاهد، صفات تعداد روز تا 50% گلدهی، ارتفاع بوته، تعداد پنجه بارور، عملکرد و اجزای عملکرد اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که موتاسیون باعث بروز تنوع معنی‌دار در تمام صفات مورد مطالعه شده است. تجزیه خوشه‌ایِ موتانت‌های حاصل از طارم محلی، حسنی و عنبربو، آن‌ها را به ترتیب به 5، 3 و 4 گروه تقسیم‌بندی کرد. بررسی میانگین صفات نشان داد که موتانت‌ها بطور میانگین نسبت به شاهدها زودرس‌تر بودند. همچنین، موتانت‌ها، نسبت به شاهد مربوطه بین 10 تا 30 درصد کاهش ارتفاع نشان دادند. هرچند از نظر صفت عملکرد تنوع معنی‌داری بین موتانت‌ها دیده شد، ولی در بیشتر موارد، عملکرد موتانت‌ها مشابه با شاهد بود. افزایش عملکرد موتانت‌های انتخابی نسبت به شاهد بین 10 تا 27 درصد بود. در نتیجه آزمایش اخیر، 8 لاین‌ با عملکرد بیشتر نسبت به شاهدها و 12 لاین زودرس و پاکوتاه با عملکرد مشابه شاهد برای مطالعات بعدی انتخاب شدند.
کلیدواژه‌ها
"اجزای عملکرد:؛ "تجزیه خوشه‌ای"؛ "طرح حجیم شده""موتانت برنج"
عنوان مقاله [English]
Selection of improved genotypes in M4 mutants of Tarom Mahalli, Hasani and Anbarboo local varieties
نویسندگان [English]
Allahyar Fallah1؛ Leila Bagheri2؛
1Assistant Professor of the Rice research institute of Iran, Mazandaran Branch, Agricultural research, Education and Extension Organization (AREEO), Amol, Iran
2Researcher of Nuclear Agriculture Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Karaj, Iran
چکیده [English]
Abstract

Introduction:
Development of improved rice varieties for paddy fields relies on the assessment of genetic resources and the selection of the superior plant material (Kiani & Nematzadeh, 2013). One of the best methods for improving the high quality but low yielding rice local varieties, which are highly appreciated by customers, would be mutation breeding, as it changes only rather small parts of genome and there are high chances that the good quality of these varieties would remain unintact (Majad et al., 2003). Gamma irradiation has been reported to be highly successful in rice breeding (Wani & Anis, 2008).
Material and methods:
In order to study yield and agronomic traits in gamma-induced rice mutants, 133 M4 mutants from Tarom Mahalli, Hasani and Anbarboo local varieties, along with their parents, were planted under an augmented design with 6 blocks. Measurements were made on the number of days to flowering, plant height, number of panicles per hill, yield and yield components.
Results &Discussion:
Results showed that mutation produced significant genetic diversity in mutants for all of the studied traits. Cluster analysis divided the mutants from Tarom Mahalli, Hasani and Anbarboo varieties into 5, 3 and 4 groups, respectively. On average, mutants were earlier than their respective parents and had a shorter plant height. Although most of the mutants had a yield similar to their parents, but the selected mutants had yields 10 to 27% higher than their respective check. The improvement in yield was attributed to the higher number of grains per panicle. Based on the results, eight lines with high yield, and 12 lines with same yield as checks but with early maturity and short plant stature, were selected.
Wani & Anis (2008) reported that improvements in morphological traits such as number of grains per pod and number of pods were the main reasons for the higher performance of three gamma-induced pea mutant lines. Esfahani & Fotokian (2003) found a rice mutant line from Domsiah local variety which was 15 days earlier than the original variety. Zenalinajad et al. (2003), using cluster analysis based on morphological traits, divided their 100 rice genotypes into four groups.
Conclusion:
Days to 50% flowering of Hasani and Tarom mahali were 95 days, while in Anbarboo variety it was 108 days. The yield of Hasani variety was lower than the other varieties. The range of plant height in the mutants was between 100-135 cm. Only one mutant of Anbarboo had163 grains per panicle, which it was significantly higher than the other Anbarboo mutants. The genetic gain of yield in mutants was between 11 to 17 percent over Anbarboo check. 20 Mutant liness were selected based on higher yield than checks and shorter growth duration, and most of them were from groups 3 and 4. They had lower height and more filled grains per panicles than check vareties.

Key word: Yield components, Cluster analysis, Gamma ray, Induced mutation, Rice mutant, 50% Flowering
References

1. Kiani G.H., and Nematzadeh, Gh.A. 2013. Genetic diversity of fertility restoring lines in rice based on morphological characteristics. Agronomy Journal (Pajouhesh & Sazandegi) No 97 pp: 122-130. (In Persian).
2. Majad, F., Rahimei, M., and Rezazadeh, M. 2003. Evolving of mutant line resistant to lodging and high yielding rice variety by induction mutation Gamma ray (physical mutagen). Journal of Nuclear Science and Technology. 26:37-43. (In Persian).
3. Wani, A. and Anis, M. 2008. Gamma Ray- and EMS-Induced Bold-Seeded High-Yielding mutants in chickpea (Cicer arietinum). Turkish Journal of Biology. 32: 1-5.
4. Esfahani, M. and Fotokian, M. J. 2003. Induction of early maturity mutant and awn remove of Domsiah variety. Journal of Iranian crop sciences. Vol. 4. No. 2. 95- 106. (In Persian).
کلیدواژه‌ها [English]
"Yield components", "Cluster analysis", Augmented design", "Rice mutant"
اصل مقاله

مقدمه

تنوع و انتخاب دو رکن اصلی هر برنامه اصلاحی است و موفقیت یک پروژه اصلاحی منوط به وجود تنوع مطلوب و هدف مشخص می‌باشد (Kiani & Nematzadeh, 2013). موتاسیون با ایجاد تنوع ژنتیکی بیشتر، در بخشی از فرآیند دوقسمتی تکامل که شامل تنوع و انتخاب می‌باشد، نقش دارد و به‌این‌ترتیب در اصلاح و تکامل گیاهان بسیار حائز اهمیت است (Esfahani & Fotokian, 2003).

پرتوهای یونیزه کننده از جمله اشعه گاما، با اثرات موتاژنی خود، خزانه ژنی متنوع‌تری را در منابع گیاهی ایجاد کرده و به‌عنوان یک ابزار تکمیلی در فرآیندهای اصلاحی به‌کار گرفته می‌شوند (Khialparast, 1991; Bagheri et al., 2014). با وجود بعضی از محدودیت‌ها در اصلاح موتاسیونی، همچنان از القای جهش به میزان قابل‌توجهی در اصلاح گیاهان استفاده می‌شود. مزیت اصلاح موتاسیونی، پتانسیل اصلاح یک یا چند صفت بدون تغییر دیگر قسمت‌های ژنوم می‌باشد (Wani & Anis, 2008).

 تولید ارقام برنج مناسب برای کاشت در اراضی شالیزاری با شناسایی و بررسی ذخایر ژنتیکی این گیاه امکان‌پذیر است. برای ارزیابی و به‌کارگیری مواد ژنتیکی گیاهی، ضروری است ماهیت ژنتیکی ژرم‌پلاسم بررسی شود. استفاده از صفات زراعی اولین گام برای ارزیابی مواد ژنتیکی می‌باشد (Bajracharya, et al., 2006). البته انتخاب در صورتی دارای کارایی بالایی است که صفت موردنظر توارث‌پذیری ژنتیکی مناسبی داشته و جمعیت مورد بررسی هم به اندازه کافی بزرگ باشد (Falconer and Mackay, 1996).

محققان متعددی با استفاده از صفات مورفولوژیکی مختلف، تنوع ارقام برنج ایرانی را بررسی کرده‌اند (Rahim Sorosh et al., 2005; Behpouri et al., 2006).  Oladi et al(2014) با ارزیابی 126 لاین F3 از طریق صفات زراعی نتیجه گرفتند 28 لاین دارای عملکرد بیشتر و معنی‌داری نسبت به رقم شاهد قائم بودند. Kiani & Nematzadeh (2013) 35 لاین برنج خارجی را همراه با دو لاین برنج ایرانی ازنظر 8 صفت زراعی ارزیابی کردند و بیان داشتند سه مولفه زراعی در مجموع 68 درصد تنوع کل داده‌ها را توجیه کردند، که دراین‌بین، مولفه پر شدن دانه بیشترین تاثیر را داشت.

 Babaei et al (2011) در بررسی میزان تنوع ژنتیکی حاصل از موتاسیون اشعه گاما در ژنوتیپ‌های مختلف برنج، گزارش نمودند که در نسل دوم حاصل از موتاسیون، 80 درصد صفات زراعی مورد مطالعه در موتانت‌های رقم نعمت تنوع معنی‌دار داشتند، در مقابل، این مقدار در رقم طارم هاشمی و سنگ طارم به ترتیب 50 و 10 درصد بود. Esfahani & Fotokian (2003) در مطالعه تاثیر پرتو گاما بر برنج دمسیاه، به یک لاین موتانت برخوردند که 15 روز زودرس‌تر از لاین شاهد بود. Majad et al (2003) نیز از طریق القای موتاسیون به‌وسیله پرتودهی گاما، یک لاین متحمل به خوابیدگی را از رقم موسی طارم معرفی کردند. Kademian & Babaiean Jelodar (1999) با پرتودهی رقم طارم محلی در دزهای 250 و 350 گری و اداره نسل‌ها تا M5، به یک لاین موتانت زودرس، پاکوتاه و کیفی دست یافتند.

ارقام محلی برنج در ایران که شامل نام‌های مشهوری همچون طارم، هاشمی، دمسیاه و ... می‌باشند، به دلیل داشتن عطروطعم خاص خود، بازارپسندی مطلوبی داشته و علیرغم پایین بودن عملکردشان نسبت به ارقام پرمحصول، از اقبال قابل‌توجهی نزد کشاورزان و مصرف‌کنندگان ایرانی برخوردارند. با توجه به استقبال قابل‌توجه از این ارقام، یکی از موثرترین راهکارها برای بهبود عملکرد در مزارع برنج کشور را باید در اصلاح عملکرد و رفع ضعف‌های عمده ارقام محلی بدون افت کیفیت آن‌ها جستجو کرد. معمولا، موتاسیون باعث بروز تغییر در تعداد اندکی از صفات گیاه برنج می‌شود، درنتیجه می‌تواند راهکار مناسبی برای اصلاح ارقام بومی برنج باشد. هدف این آزمایش، استفاده از موتاسیون برای بهبود عملکرد و ساختار بوته ارقام محلی برنج بدون کاهش کیفیت آن‌ها، از طریق انتخاب لاین‌های برتر برنج در بین موتانت‌های نسل چهارم ارقام برنج محلی مازندران با مقایسه صفات زراعی در مزرعه بود.

مواد و روش

            برای دستیابی به لاین‌های مناسب برای اراضی شالیزاری، ابتدا بذور ارقام طارم محلی، حسنی و عنبربو توسط دستگاه گاما سل با دزهای 350، 300، 250، 200، 100 گری در سال 1389 در پژوهشکده کشاورزی هسته‌ای کرج، پرتوتابی شدند. با آزمایش جوانه‌زنی و اندازه‌گیری صفات رشدی و درصد بقای بذر، دزهای 200، 250 و 300 گری به‌عنوان دز مناسب انتخاب شد. انتخاب لاین‌ها در نسل دوم موتانت ((M2 ارقام طارم محلی، حسنی و عنبربو بر اساس زودرسی، تیپ خوشه و ارتفاع بوته، عملکرد کپه و تحمل نسبی به آفات و بیماری‌ها صورت گرفت. در 20 فروردین 93، بذور حاصل از موتانت‌های منتخب نسل سوم ارقام طارم محلی (66 ژنوتیپ)، حسنی (38 ژنوتیپ) و عنبربو (29 ژنوتیپ)، به‌صورت تک‌خوشه در خزانه ایستگاهی معاونت موسسه تحقیقات برنج کشور در مازندران (آمل) کاشته شدند. بذر ارقام شاهد طارم محلی، حسنی و عنبربو نیز در سطحی معادل 2 مترمربع بذرپاشی شد. مراقبت از خزانه به مدت یک ماه صورت گرفت. زمین اصلی در نیمه اول اردیبهشت شخم زده و سپس با آبیاری و شخم دوم و سوم عمود برهم مزرعه گل‌آب شد. عملیات تسطیح زمین توسط ماله چوبی انجام گرفت. طرح آزمایشی به‌صورت بلوک‌های حجیم‌شده (آگمنتد)[1] با 6 بلوک اجرا شد که سه رقم شاهد (طارم محلی، حسنی و عنبربو) در هر بلوک به‌صورت تصادفی قرار گرفتند. هرکدام از موتانت‌های نسل چهارم نیز فقط یک‌بار در بلوک‌ها واقع شدند.

نشاکاری در تاریخ 21/2/93 انجام گرفت. هر ژنوتیپ به‌صورت تک‌ بوته و با فاصله کاشت 25×25 سانتی‌متر و در سطحی معادل یک مترمربع نشاکاری شد. فاصله بین بلوک‌ها 75 سانتی‌متر بود. سه نوع کود سولفات آمونیوم، کلرور پتاسیم و سوپر فسفات تریپل به میزان یک کیلوگرم بر اساس مقدار توصیه‌شده، در دو نوبت، 20 و 40 روز بعد از نشاکاری داده شد. برای مبارزه با علف‌های هرز دو بار وجین دستی انجام شد. سم‌پاشی فقط یک‌بار علیه بلاست و کرم ساقه‌خوار در حدود مرحله 50% گلدهی مزرعه انجام شد.

صفات مورداندازه‌گیری شامل تاریخ 50% گلدهی، ارتفاع بوته، تعداد پنجه بارور، عملکرد دانه، تعداد دانه در خوشه، تعداد دانه‌های پر، پوک و کل در خوشه بودند. صفات ارتفاع بوته و تعداد پنجه بارور در مرحله گلدهی اندازه‌گیری شدند. تعداد دانه پر، پوک و کل در خوشه بر اساس ده بوته تصادفی از هر کرت و عملکرد با برداشت یک مترمربع و تبدیل به هکتار با رطوبت 14 درصد، اندازه‌گیری شدند.

تجزیه‌وتحلیل‌های آماری برای تیمارهای شاهد بر اساس مدل طرح بلوک‌های کامل تصادفی با استفاده از نرم‌افزار SAS انجام شد. مقایسه میانگین به روش حداقل اختلاف معنی‌دار انجام گردید (LSD5%). برای مقایسه میانگین لاین‌های موتانت، برآورد انحراف معیار با کمک رابطه  Sd=√MSE(2c+1)/c انجام شد که در آن  MSE میانگین مربعات خطایآزمایش برای ارقام شاهد برای هر صفت و C تعداد شاهد است. به‌منظور گروه‌بندی موتانت‌های نسل چهارم حاصل از هر شاهد، تجزیه خوشه‌ای بر اساس صفات اندازه‌گیری شده به روش وارد (Ward) و با نرم‌افزار SPSS 16 انجام شد.

نتایج و بحث

جدول تجزیه واریانس مربوط به ارقام شاهد (جدول 1) نشان داد که اثر ژنوتیپ برای همه صفات به‌غیر از عملکرد معنی‌دار بود. در مقابل، اثر بلوک برای هیچ‌یک از صفات مورد ارزیابی معنی‌دار نشده و درنتیجه داده‌ها نیاز به تصحیح نداشتند. مقایسه میانگین ارقام شاهد (جدول 2)، نشان داد که ارتفاع بوته، تعداد پنجه بارور، تعداد دانه پر و تعداد دانه کل در خوشه رقم حسنی کمتر از رقم طارم محلی و عنبربو بود. تعداد روز تا 50% گلدهی رقم حسنی و طارم محلی مشابه (95 روز)، ولی در رقم عنبربو بیشتر بود (108 روز). میزان عملکرد ارقام بومی طارم محلی، حسنی و عنبربو؛ از نظر آماری تفاوت معنی‌داری نسبت به هم نداشتند (جدول 2).

جدول 1----- و  2

 

تعداد روز تا 50% گلدهی: مقایسه میانگین‌های این صفت موردمطالعه برای موتانت‌های نسل چهارم (M4) نشان داد که در بین 66 موتانت طارم محلی، 49 موتانت زودرس‌تر از شاهد خود (95 روز) بودند. در بین موتانت‌ها، دو موتانت تعداد روز تا 50% گلدهی آن‌ها، 84 روز بود. تمامی 38 موتانت رقم حسنی نسبت به شاهد (96 روز) زودرس‌تر بودند. فقط یک موتانت حاصل از رقم حسنی تعداد روز تا 50% گلدهی آن، معادل 80 روز بود. تمامی 29 موتانت عنبربو نیز نسبت به شاهد (108 روز) زودرس‌تر بودند. پنج موتانت رقم عنبربو 24 روز از والد خود زودرس‌تر بوده و دارای 84 روز تا مرحله 50% گلدهی بودند. Esfahani & Fotokian (2003) در مطالعه تاثیر اشعه گاما بر برنج دمسیاه، لاین موتانتی ایجاد کردند که 15 روز زودرس‌تر از شاهد بود. داشتن لاین‌های زودرس، علاوه بر کاهش دوره رشد و مصرف آب آبیاری، امکان کشت مجدد برنج در یک سال زراعی را در شمال کشور میسر می‌نماید.

ارتفاع بوته: تعداد 18 موتانت طارم محلی به‌طور معنی‌داری کوتاه‌تر از خود طارم محلی بودند. ارتفاع بوته این موتانت‌ها بین 135-127 سانتی‌متر بود درحالی‌که متوسط ارتفاع بوته شاهد طارم محلی به 154 سانتی‌متر می‌رسید. در بین موتانت‌های حسنی، چهار موتانت به‌طور معنی‌داری ارتفاع بوته کم‌تری از شاهد حسنی (132 سانتی‌متر) داشتند. کم‌ترین ارتفاع بوته در موتانت شماره 2317 با مقدار 25/96 سانتی‌متر دیده شد. در بین موتانت‌های عنبربو 17 موتانت به‌طور معنی‌دار ارتفاع بوته کمتری نسبت به شاهد عنبربو (157 سانتی‌متر) داشتند. کم‌ترین ارتفاع بوته در موتانت شماره 3227 با مقدار 25/102 سانتی‌متر بود (جدول 3).

به نظر می‌رسد که جهش القایی از پتانسیل بالایی در تولید لاین‌های پاکوتاه در برنج برخوردار باشد (Ahmadikhah et al., 2014). Babaei et al  (2011) نتیجه گرفتند که کاهش ارتفاع بوته سنگ طارم در تیمارهای مختلف گاما نسبت به شاهد معنی‌دار بود. Torang (2011) دو لاین برتر موتانت برنج حاصل از رقم دمسیاه را با رقم دمسیاه محلی مقایسه نمود و نتیجه گرفت که این دو لاین ازنظر ارتفاع بوته نسبت به شاهد کاهش معنی‌داری را نشان دادند. Kademian & Babaiean Jelodar(1999) با پرتوتابی طارم محلی در دزهای 250 و 350 گری و اداره نسل‌ها تا M5 به لاین‌های موتانت زودرس، پاکوتاه و کیفی رسیدند. داشتن ارتفاع بوته کمتر در مقایسه با ارقام بومی، علاوه بر کاهش احتمال ورس یا خوابیدگی ساقه برنج، میزان سرعت انتقال مواد فتوسنتزی به دانه را بهبود می‌بخشد.

عملکرد و صفات موثر در عملکرد: در بین موتانت‌های طارم محلی و حسنی، دو موتانت بیشترین تعداد پنجه بارور را دارا بودند (1%=α) ولی در موتانت‌های عنبربو تنوع این صفت معنی‌دار نبود (جدول 3). ازنظر طول خوشه فقط یک موتانت طارم محلی تفاوت معنی‌داری با سایر موتانت‌ها داشت، ولی این صفت برای موتانت‌های حسنی و عنبربو دارای تنوع معنی‌دار نبود. صفت تعداد دانه پر در موتانت‌های طارم محلی و حسنی نسبت به شاهد بهبود معنی‌دار نداشت ولی در عنبربو یک موتانت با داشتن 163 دانه پر در خوشه نسبت به شاهد برتری معنی‌دار داشت (جدول 3).

در بین موتانت‌های طارم محلی 9 موتانت دارای تعداد دانه پوک در خوشه بیشتری از شاهد و 21 موتانت دارای دانه پوک کمتری از شاهد بوده و بقیه مشابه شاهد بودند. در بین موتانت‌های حسنی هیچ موتانتی تعداد دانه پوک کمتر از شاهد حسنی نداشت ولی در عنبربو تعداد 11 موتانت دارای دانه پوک کمتر از شاهد عنبربو بودند (جدول 3). یک موتانت عنبربو با دارا بودن 173 دانه در خوشه نسبت به بقیه موتانت‌ها و شاهد برتری معنی‌داری نشان داد، ولی در طارم محلی و حسنی موتانت‌ها نسبت به شاهد اختلاف معنی‌داری نداشتند (جدول 3).

 ازنظر میزان عملکرد، اختلاف عملکرد هیچ‌کدام از موتانت‌ها با ارقام شاهد معنی‌دار نشد. ولی جهت مقایسه در بین موتانت‌های حاصل از طارم محلی، نتایج نشان داد که 5 تا از موتانت‌های حاصل از طارم محلی بین 12-10 درصد و دو تا از موتانت‌ها، 22 درصد نسبت به رقم شاهد طارم محلی، عملکرد بالاتری داشتند. متوسط عملکرد شاهد طارم محلی 7630 کیلوگرم در هکتار بود. در بین موتانت‌های حسنی، شماره‌های 231 و 2313 به ترتیب 17 و 11 درصد افزایش عملکرد نسبت به شاهد حسنی داشتند. متوسط عملکرد شاهد حسنی 6751 کیلوگرم در هکتار بود. در بین موتانت‌های حاصل از عنبربو، همه موتانت حدود 14 درصد ولی یکی از موتانت‌ها حدود 27% نسبت به رقم شاهد عنبربو، عملکرد بیشتر داشتند. متوسط عملکرد شاهد عنبربو 6/7530 کیلوگرم در هکتار بود (جدول 3).

Oladi et al (2014) گزارش کردند که حداقل افزایش عملکرد لاین‌های انتخابی آن‌ها نسبت به شاهد 25 درصد و معنی‌دار بوده است. بیشتر این افزایش عملکرد از طریق افزایش تعداد خوشه و بالا رفتن تعداد دانه پر صورت گرفت (Oladi et al., 2014; Ahmadikhah et al., 2014). این نتایج با یافته این تحقیق مطابقت دارد، زیرا لاین‌های دارای عملکرد بالاتر نسبت به شاهد، از تعداد دانه در خوشه و تعداد دانه پر بالاتری برخوردار بوده‌اند (جدول 3). Torang (2011) گزارش کرد که دو لاین موتانت پاکوتاه وی ازنظر صفات زمان رسیدن کامل، تعداد پنجه بارور، خصوصیات کیفی و عملکرد دانه، همانند دمسیاه محلی بودند. Wani & Anis (2008) با کاربرد اشعه گاما در نخود به سه لاین موتانت با عملکرد بالا از طریق افزایش صفات مورفولوژیکی نظیر اندازه و تعداد دانه، برگچه، گل‌ها و غلاف دست یافتند. محققین با بررسی صفات مورفولوژیک در دو جمعیت نسل سوم برنج اشاره کردند که انتخاب بر اساس تعداد دانه پر در خوشه، طول خوشه و تعداد خوشه در کپه اثر بالایی در بهبود عملکرد در برنامه‌های اصلاحی برنج دارد (et al., 2013 Eidi Kohnaki).

تجزیه خوشه‌ای: تجزیه خوشه‌ای موتانت‌های حاصل از عنبربو (29 موتانت همراه با شاهد) را به 4 گروه یا خوشه تقسیم کرد (شکل 1). گروه اول شامل 11 موتانت بود. گروه دوم 5 موتانت همراه با شاهد عنبربو را در خود داشت و گروه سوم دارای 10 موتانت بود. گروه چهارم تنها شامل موتانت شماره 322 بود که کمترین عملکرد را داشت (2969 کیلوگرم در هکتار).

نتایج تجزیه خوشه‌ای موتانت‌های حاصل از حسنی (38 موتانت همراه با شاهد) تعداد 3 گروه یا خوشه را نشان داد (شکل 2). خوشه اول 21 لاین همراه با شاهد رقم حسنی است. 13 لاین با موتانت نسل چهارم حسنی در گروه دوم قرار دارند. خوشه سوم شامل 8 موتانت بوده و لاین شماره 2312 جزو آخرین لاین در تجزیه کلاستر بود و با عملکرد 7121 کیلوگرم در هکتار و 87 روز تا 50% گلدهی جز لاین انتخابی بود (شکل 2).

تجزیه خوشه‌ای موتانت‌های حاصل از طارم محلی (66 موتانت همراه با شاهد) را به 5 خوشه یا گروه تقسیم کرد (شکل 3). رقم شاهد طارم محلی به همراه 13 لاین در گروه سوم قرار گرفت. گروه چهارم با 4  لاین شماره 1114، 1218، 1120، 1212 بیشترین عملکرد را داشتند. لاین 1320 در گروه پنجم ازنظر ژنتیکی با سایر لاین‌ها فرق دارد. نتایج گروه‌بندی با تجزیه کلاستر نشان داد لاین‌های انتخابی ما تا حدودی با خوشه‌بندی هم‌خوانی دارد. اولادی و همکاران (Oladi et al., 2014) نیز با تجزیه کلاستر 28 لاین گزینش‌شده، آن‌ها را به هفت گروه تقسیم‌بندی کردند و گروه چهارم و پنجم را خوشه برتر انتخاب کردند. (Kiani & Nematzadeh, 2013) نیز 38 ژنوتیپ برنج را تجزیه کلاستر کرده و ژنوتیپ‌ها را در سه گروه قرار دادند. همچنین زینعلی‌نژاد و همکاران (Zeinalinejad et al., 2003)، 100 ژنوتیپ برنج را بر اساس صفات مورفولوژیک با معیار 10 فاصله در تجزیه کلاستر به چهار گروه تقسیم کردند.

جدول 3---------- شکل 1- 3-------

نتیجه‌گیری کلی

نتایج این تحقیق نشان داد که القای موتاسیون توانسته است باعث کاهش ارتفاع بوته و زودرسی ژنوتیپ‌ها شود. همچنین، تعدادی از ژنوتیپ‌ها از نظر عملکرد و صفات ظاهری برتر از والدین بودند. یکی از برتری‌های روش اصلاح موتاسیونی نسبت به روش اصلاح کلاسیک، سریع‌تر بودن آن است، زیرا با توجه به اینکه لاین‌های موتانت نسبت به لاین‌های حاصل از تلاقی میزان هتروزیگوسیتی بسیار کمتری دارند، در نتیجه زودتر از آن‌ها به خلوص می‌رسند. در نتیجه، لاین‌های مورد ارزیابی در این آزمایش را می‌توان برای آزمایشات مقدماتی عملکرد مورد استفاده قرار داد. هشت ژنوتیپ برتر در این آزمایش شامل شماره‌های 1120، 1218، 1316، 1320، 2212، 231، 327 و 3226 بودند که متوسط عملکرد در هکتار آن‌ها معادل 5/9-5/8 تن در هکتار بود. این لاین‌ها همراه با 12 ژنوتیپ زودرس برای آزمایشات تکمیلی و بررسی‌های کیفی انتخاب شدند.

 

سپاسگزاری

بدین‌وسیله از پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، پژوهشکده کشاورزی هسته‌ای و معاونت موسسه تحقیقات برنج کشور (آمل) به‌خاطر تقبل هزینه‌های پژوهشی تشکر و قدردانی می‌شود.


[1] Augmented design

مراجع
راستین، ص. (1384). مد یریت پاید ار از د ید گاه بیولوژی خاک. ضرورت تولید  صنعتی کود های بیولوژیک د ر کشور. نشر آموزش کشاورزی. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، وزارت کشاورزی، تهران، ایران.
قربانی، غ.، (1388).اصول پرورش گاو شیری (ترجمه). مرکز نشرد انشگاهی. د انشگاه صنعتی اصفهان. اصفهان. ایران.
ملکوتی، م. ج. و م. بابااکبری (1384). ضرورت افزایش کارایی کود های نیتروژنه د ر کشور، قسمت اول : تعاریف و مثالهای کاربرد ی. موسسه تحقیقات خاک و آب. نشریه فنی شماره 425.
ملکوتی، م. ج.، کشاورز، پ. و ن. کریمیان. (1387). روش جامع تشخیص و توصیه بهینه کود  برای کشاورزی پاید ار. انتشارات د انشگاه تربیت مد رس. تهران. ایران.
Anjum, N. A., Gill, S.S., and R. Gill. (2014). Plant Adaptation to Environmental Change: Significance of Amino Acids and their Deriva-tives. Published by CABI, Oxfordshire, UK.
Aslam, M., Travis R. L., and D.W. Rains. (2001). “Differential effect of amino acids on nitrate uptake and reduction systems in barley roots.” Plant Science 160: 219–228.
Chen, G. and X. Gao. (2002). Effect of partial replacement of nitrate by amino acid and urea on nitrate content of nonheading Chinese cabbage and lettuce in hydroponics (Chinese). Sci. Agri. Sinica, 35: 187–191.
Chen, Z., J. Huang, J. He and K. Cai. (1997). Influence of L-tryptophan applied to soil on yield and nutrient uptake of cabbage (Chi-nese). Acta Ped. Sinica, 34: 200–205.
Chen, T. H. H. and N. Murata. (2011). Glycinebetaine protects plants against abiotic stress: mechanisms and biotechnological applica-tions. Plant, Cell & Environment, 34: 1–20.
El-Naggar, A., d. N. A., El-Araby and H. Høgh-Jensen (2009). Simultaneous uptake of multiple amino acids by wheat. Journal of Plant Nutrition 32: 725-740.
Fan, X., F. Li and D. Kumar. (2004). Fertilization with a new type of coated urea: Evaluation for nitrogen efficiency and yield in winter wheat. Journal of Plant Nutrition 25: 853-865.
Filner, P. (1966). Regulation of nitrate reductase in cultured tobacco cells. Biochim. Biophys. 118: 299-310.
Gamborg, O. L. (1970). The effects of amino acids and ammonium on the growth of plant cells in suspension culture. Plant Physiol. 45: 372-375.
Gunes, A., Post, W.N.K. Kirkby, E.A. and M. Aktas. (1994). Influence of partial replacement of nitrate by amino acid nitrogen or urea in the nutrient medium on nitrate accumulation in NFT grown winter lettuce. J. Plant Nutr. 17: 1929–1938.
Gunes, A., Inal, A. and M. Aktas. (1996). Reducing nitrate content of NFT grown winter onion plants (Allium cepa L.) by partial re-placement of NO3 - with amino acid in nutrient solution. Sci. Hortic., 65: 203–208
Hassanpanah, D., E. Gurbanov, A. Gadimov and R. Shahriari. (2008). Shortening transplanation periods of potato plantlets by use of potassium humate and kadostim and their effects on mini-tuber productions. Pakistan journal of biological sciences 11(10): 1370-1374.
Kalra, Y.P., (1998). Handbook of refrence methods for plant analysis.CRC press, Boca Raton. USA.
Linko, R., A. Lapvetelainen, P. Laakso and H. Kallio. (1989). Protein Composition of a High-Protein Barley Flour and Barley Grain. Ce-real Chem. 66(6): 478-482.
Liu, X. Q., K. Y. Ko, S. H. Kim and K. S. Lee. (2007). Enhancement of nitrate uptake and reduction by treatment with mixed amino acids in red pepper (Capsicum annuum L.). Acta Agriculturae Scandinavica Section B-Soil and Plant Science 57: 167-172.
Liu, X. Q., K. Y. Ko, S. H. Kim and K. S. Lee. (2008). Effect of Amino Acid Fertilization on Nitrate Assimilation of Leafy Radish and Soil Chemical Properties in High Nitrate Soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis 39: 269–281.
Liu, C.W., Sung, Y., Chen,B. and H. Lai. (2014). Effects of Nitrogen Fertilizers on the Growth and Nitrate Content of Lettuce (Lactuca sativa L.). Int. J. Environ. Res. Public Health. 11(4): 4427-4440.
Majerowicz, N., G. B. Kerbauy, C. C. Nievola and R. M. Suzuki. (2000). Growth and nitrogen metabolism of Catasetum fimbriatum (Or-chidaceae) grown with different nitrogen source. Environ. Exp. Bot. 44: 195–206.
Marschner, H., E. Kirkby and I. Cakmak. (1996). Effect of mineral nutritional status on shoot-root partitioning of photoassimilates and cycling of mineral nutrients Journal of Experimental Botany 47: 1255–1263.
Mobini, M., Khoshgoftarmanesh, A.H., and Ghasemi, S. 2014. The effect of partial replacement of nitrate with arginine, histidine, and a mixture of amino acids extracted from blood powder on yield and nitrate accumulation in onion bulbScientia Horticulturae. 176: 232–237
Muhammad, A., L. T. Robert and D. W. Rains. (2001). Differential effect of amino acids on nitrate uptake and reduction systems in barley roots. Plant Science 160 (2001) 160: 219–228.
Owen, A. G. and D. L. Jones. (2001). Competition for amino acids between wheat roots and rhizosphere microorganisms and the role of amino acids in plant N acquisition. Soil Biology & Biochemistry 33: 651-657.
Park, C. S. (1988). Feeding barley to dairy cattle. 46:18-19., North Dakota Farm Research. 46: 18-19.
Persson, J. and T. N¨asholm. (2003). Regulation of amino acid uptake by carbon and nitrogen in Pinus sylvestris. Planta 217: 309-315.
Thornton, B. and D. Robinson. (2005). Uptake and assimilation of nitrogen from solutions containing multiple N sources. Plant Cell and Environment 28 :813-821.
Vitousek, P. M., J. D. Aber, R. W. Howarth, G. E. Likens, P. A. Matson, D. W.Schindler, W. H. Schlesinger and D. G. Tilman. (1997). Human alteration of the global nitrogen cycle: Sources and consequences. Ecological Applications 7: 737-750.
West, C.P., D.W. Walker, R.K. Bacon, D.E. Longer, and K.E. Turner. (1991). Phenological analysis of forage yield and quality in winter wheat. Agron. J. 83: 217-224.
Ahmadikhah, A., Shojaeian, H., Pahlevani, M.H., and Nayyeipasand, L. 2014. Study on ethyl methane sulfonate (EMS)-induced variabil-ity in morphological traits of rice and identification of mutant lines with high yield potential. J. Plant Prod. Res. 21 (2)47-65.
Babaei, A., Nematzadeh Gh. A., and Hashemi, H. 2011. Study of effect of Gamma ray on creating diversity of Sangtarom, Tarom Hashemi and Nemat (M1 and M2). 14th National rice congress. (In Persian).
Bagheri, L., Fallah, A., Moghyseh, E., and Amiri Khan, R. 2014. Screening for salt-individual plant tolerance in locally adapted Rice (Oryza sativa L.) by induced mutation using Gamma ray. The First Conference Nuclear Technology Application In Food Industry & Agri-culture- University Of Tabriz 2014. (In Persian).
Behpouri, A., KHradnam, M., and Bejanzadeh, A. 2006. Evaluation of 100 rice genotypes by using of morphological characters. Journal of Agricultural science. 12 (4) 799-809. (In Persian).
Bajracharya, J., Steele, K.A., Jarvis, D.I. Sthapit, B.R. and Witcombe, J.R. 2006. Rice land race diversity in Nepal: Variability of agro-morphological traits and SSR markers in landraces from a high-altitude site. Field Crops Research. 95: 327-335.
Eidi Kohnaki, M., Kiani, G.H. and Nematzadeh Gh.A. 2013. Relationship between morphological traits in rice restorer lines at F3 generation using multivariate analysis. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 1(6): 572-577.
Esfahani, M. and Fotokian, M. J. 2003. Induction of early maturity mutant and awn remove of Domsiah variety. Journal of Iranian Crop Sciences. Vol. 4. No. 2. 95- 106. (In Persian).
Falconer, D.S., and Mackay, T.F.C. 1996. Introduction to quantitative genetics. Longmans Green, Harlow, Essex, UK.
Kademian, R. and Babaiean Jelodar, N. 1999. Production of mutant –short plant lines, early maturity, with high yield from Tarom Mahal-li of variety by Gamma ray. The second national conference in applied technology of nuclear science in Agriculture and Natural Sciences, Institute of Agriculture Biotechnology of Iran. (In Persian).
Khialparast, F. 1991. Evaluation of genetic and geographic diversity of Mungbean collection of Iran. M.Sc. Thesis. Karaj Agricultural Col-lege. Tehran University.
Kiani G.H., and Nematzadeh, Gh.A. 2013. Genetic diversity of fertility restoring lines in rice based on morphological characteristics. Agronomy Journal (Pajouhesh & Sazandegi) No 97 pp: 122-130. (In Persian).
Majad, F., Rahimei, M., and Rezazadeh, M. 2003. Evolving of mutant line resistant to lodging and high yielding rice variety by induction mutation Gamma ray (physical mutagen). Journal of Nuclear Science and Technology. 26:37-43. (In Persian).
Oladi M., Nematzadeh, Gh.A., Hashemi, S.H.R., Gholizadeh, A., Afkhami Ghadi A., and Rezaei, M. 2014. Screening of Rice Promising Lines from Multiple Cross using Agro- Morphological Traits. Journal of Crop Breeding 6(14)15-26 (In Persian).
Ramanujam, S., Tiwari A.S. and Mehra, R.B. 1974. Genetic divergence and hybrid performance in mung bean. Theoretical and Applied Genetics, 45: 211-214.
Rahim Sorosh, H., Mesbah, H., Hosseinzadeh,H. and Bozorgipour, R. 2005. Genetic and phenotypic variability and cluster analysis for quantitative and qualitative traits of rice. Seed and Plant Improvement Journal 20(2)167-182 (In Persian).
Rawling, J. O., Hanway D.D.G. and Gardner, C.O. 1958. Variation in quantitative characters of soybean after seed irradiation. Agricul-ture Journal. 50: 524-528
Torang, A. 2011. Evaluation of quantitative and qualitative traits of rice mutant line of Domsia variety. Selected papers of 14th National rice congress (In Persian).
Wani, A. and Anis, M. 2008. Gamma Ray- and EMS-Induced Bold-Seeded High-Yielding mutants in chickpea (Cicer arietinum). Turkish Journal of Biology. 32: 1-5.
Zeinalinejad, H., Mirlohi, A. Nematzadeh, Gh.A., and Rezaei. M. 2003. Genetic diversity of some Iranian rice variability of sources base on morphologic characteristics. Journal of Science and technology of Agriculture and Natural Resources. 7 (4) 199-213. (In Persian).

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,001
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 562


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب