دوره 17، شماره 2 - ( تابستان 1404 )                   جلد 17 شماره 2 صفحات 127-113 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Norouzi P, Yarahmadi S, Saremirad A. (2025). Exploring Sugar Beet Traits and Molecular, Quantitative, and Qualitative Analysis with a Focus on Bolting Resistance. J Crop Breed. 17(2), 113-127. doi:10.61882/jcb.2024.1541
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1541-fa.html
نوروزی پیمان، یاراحمدی سعید، صارمی راد علی.(1404). بررسی صفات چغندرقند و تجزیه و تحلیل کمی و کیفی و مولکولی با تمرکز بر مقاومت به ساقه‌روی پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 17 (2) :127-113 10.61882/jcb.2024.1541

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1541-fa.html


1- مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
2- بخش تحقیقات علوم زراعی-باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران
چکیده:   (787 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: اهمیت چغندرقند در کاربردهای مختلف و فواید تغذیهای آن نهفته است. این گیاه حاوی غلظت بالایی از ساکارز است که آن را به منبع قابل توجهی از قند تبدیل می‌کند. کشت چغندرقند در فصل پاییز به دلیل عوامل متعددی از جمله افزایش بهرهوری، افزایش اتکا به بارندگی‌های فصلی، کاهش نیاز آبی و کاهش بروز بیماری‌ها و آفات، نسبت به کشت بهاره مزیت دارد. این امر باعث شده است که کشت پاییزه چغندرقند در استان‌های مختلف کشور برای سرمایه گذاری جهت بهره‌وری از این مزایا در نظر گرفته شود؛ اما در این ارتباط، پدیده ساقه‌روی به‌عنوان محدودیتی حیاتی در کشت پاییزه چغندرقند مطرح است که می‌تواند به طور قابل‌توجهی بر عملکرد و کیفیت محصول تأثیر بگذارد. لذا، در این مطالعه به بررسی میزان ساقه‌روی در برخی از ارقام خارجی پرداخته شد. در این راستا، اولین هدف شناسایی رقم برتری بود که مقاومت در برابر ساقه‌روی نشان می‌دهد. علاوه بر این، این مطالعه به دنبال روشن کردن همبستگی بین نشانگرهای مولکولی کاندیدا و مقاومت ارقام مختلف در برابر ساقه‌روی بود.
مواد و روش‌ها: فنوتیپ‌سنجی مطالعه حاضر با آزمایش شش رقم مختلف چغندرقند در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گنبد کاووس طی سال زراعی 1402-1401 انجام شد. آزمایش بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار انجام گرفت. صفات مورد ارزیابی شامل عملکرد ریشه، عملکرد شکر سفید، درصد قند ناخالص، محتوی سدیم، پتاسیم، نیتروژن آمینه، درصد قند خالص، ضریب استحصال شکر و درصد ساقه‌روی بود. به‌منظور ژنوتیپ‌سنجی ارقام مورد بررسی، در فصل بهار از بوته‌های حساس و مقاوم به ساقه‌روی، نمونه‌برداری برگ برای آزمون مولکولی با استفاده از نشانگرهای کاندیدا انجام شد. پس از حصول داده‌های فنوتیپ‌سنجی، در ابتدا پیش از انجام هرگونه تجزیه و تحلیلی، فرض نرمال بودن داده‌ها بررسی شد. با تأیید نرمال بودن داده‌های آزمایشی، تجزیه واریانس و مقایسه میانگین به‌وسیله آزمون حداقل اختلاف معنی‌دار برای صفات مورد مطالعه انجام شد. شاخص گزینش همزمان فاصله چندمتغیره از لاین ایده‌آل (MGIDI) به‌منظور رتبه‌بندی و گزینش ارقام برتر بر اساس تمامی صفات مورد مطالعه در نرم‌افزار R محاسبه شد.
یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس صفات نشان دادند که ارقام آزمایشی از نظر همه صفات شامل عملکرد ریشه، عملکرد شکر سفید، درصد قند ناخالص، محتوی سدیم، پتاسیم، نیتروژن آمینه، درصد قند خالص، ضریب استحصال شکر و درصد ساقه‌روی به‌جز نمره سرکوسپورا اختلاف معنی‌داری داشتند. نتایج مقایسه میانگین ارقام آزمایشی از نظر عملکرد ریشه مؤید برتری رقم Jerra با میانگین عملکرد 97/34 تن در هکتار بودند. در این میان، رقم SHR01-P.12 پایین‌ترین میزان عملکرد ریشه را به میزان 25/47 تن در هکتار به ‎خود اختصاص داد. از بین شش رقم مورد بررسی، پنج رقم شامل Jerra، Klara، Juncal، Shannon و Granate به ‎ترتیب با میانگین عملکرد شکر سفید 10/71، 10/22، 9/74، 9/69 و 9/36 تن در هکتار بیشترین مقادیر صفت نامبرده را از آن خود کردند و رقم SHR01-P.12 کمترین میزان عملکرد شکر سفید را به‎ خود اختصاص داد. طبق نتایج به‌دست‌آمده، ارقام Klara، Granate، Juncal و Shannon به‎ ترتیب با ثبت 16/61، 15/39، 15/30 و 15/16 درصد قند ناخالص و 13/93، 12/26، 12/48 و 12/05 درصد قند خالص رتبه‌های نخست را به‎ خود اختصاص دادند. ارقام Klara، Juncal، Shannon، Granate و Jerra کمترین و SHR01-P.12 بیشترین میزان سدیم را از آن خود نمودند. از نقطه‌نظر ناخالصی مربوط به پتاسیم، ارقام Klara، Juncal، Jerra و Granate کمترین مقادیر را بههمراه داشتند. در این رابطه، بیشترین میزان صفت مذکور به رقم SHR01-P.12 متعلق بود. رقم SHR01-P.12 با میانگین 1/12 میلی‌اکی‌والان در 100 گرم خمیر ریشه کمترین مقدار نیتروژن آمینه را از آن خود کرد. بالا‌ترین میزان نیتروژن آمینه به رقم Granate اختصاص پیدا کرد. بیشترین میزان ضریب استحصال شکر ارقام آزمایشی در Klara، Juncal، Granate، Shannon و Jerra به‎ ترتیب با میانگین 83/82، 81/37، 79/64، 79/49 و 77/43 درصد مشاهده شد. رقم Jerra بدون هیچ‌گونه ساقه‌روی در رتبه نخست از نظر کمترین میزان این صفت قرار گرفت. پس از آن ارقام Granate و Juncal با میانگین 2/69 و 5/49 درصد رتبه‌های بعدی را به‎خود اختصاص دادند. بیشترین میزان ساقه‌روی در رقم SHR01-P.12 با میانگین 93/42 درصد ثبت شد. بر اساس شاخص گزینش MGIDI، با اعمال فشار گزینشی 30 درصد، رقم Juncal با مقدار شاخص MGIDI 0/21 در رتبه نخست و رقم Shannon با مقدار 0/25 در رتبه بعدی بر‌ترین ارقام قرار گرفت. از سوی دیگر، رقم SHR01-P.1 بیشترین مقادیر MGIDI (2/56) را به‎ خود اختصاص داد و رقم نامطلوبی شناخته شد. در رابطه با نشانگرهای مولکولی کاندیدای مرتبط با تحمل به ساقه‌روی، دو نشانگر کاندیدای پلی‎مورف مرتبط و دو نشانگر کاندیدای پلی‎مورف تصادفی و تعداد پنج نشانگر کاندیدای دیگر فاقد چندشکلی بودند.
نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست‌آمده نشان دادند که تنوع ژنتیکی میان ارقام آزمایشی موجب بروز پاسخ‌های متفاوتی در صفات مورد ارزیابی شد؛ اما میزان تأثیرگذاری تنوع ژنتیکی ارقام بر صفات با توجه به شرایط می‌تواند تغییر ‌یابد. از ارقام منتخب می‌توان به‌منظور کشت پاییزه چغندرقند در استان گلستان و افزایش تولید شکر کشور بهره‌برداری کرد. همچنین، از نشانگرهای چندشکل مرتبط با تحمل به ساقه‌روی حاصل از این تحقیق می‌توان برای برنامه‌های تکمیلی آتی و غربال لاین‌های اصلاحی چغندرقند مقاوم به ساقه‌روی استفاده نمود.
متن کامل [PDF 1835 kb]   (30 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اصلاح نباتات
دریافت: 1403/7/4 | پذیرش: 1403/11/17

فهرست منابع
1. Abe, J., Guan, G.-P., & Shimamoto, Y. (1997a). A gene complex for annual habit in sugar beet (Beta vulgaris L.). Euphytica, 94, 129-135. [DOI:10.1023/A:1002963506818]
2. Abe, J., Guan, G.-P., & Shimamoto, Y. (1997b). A marker-assisted analysis of bolting tendency in sugar beet (Beta vulgaris L.). Euphytica, 94, 137-144. [DOI:10.1023/A:1002915623657]
3. Abou-Elwafa, S. F., Büttner, B., Kopisch-Obuch, F. J., Jung, C., & Müller, A. E. (2012). Genetic identification of a novel bolting locus in Beta vulgaris which promotes annuality independently of the bolting gene B. Molecular Breeding, 29, 989-998. [DOI:10.1007/s11032-011-9671-x]
4. Akyüz, A., & Ersus, S. (2021). Optimization of enzyme assisted extraction of protein from the sugar beet (Beta vulgaris L.) leaves for alternative plant protein concentrate production. Food Chemistry, 335, 127673. [DOI:10.1016/j.foodchem.2020.127673]
5. Bayat, A., Dastmalchi, A., Shahbazi, H. A., & Fazli, H. (2000). Investigation the possibility of winter cultivation of sugar beet without irrigation to get water from cereals (Final report of project., Issue.
6. Boudry, P., Wieber, R., Saumitou-Laprade, P., Pillen, K., Van Dijk, H., & Jung, C. (1994). Identification of RFLP markers closely linked to the bolting gene B and their significance for the study of the annual habit in beets (Beta vulgaris L.). Theoretical and Applied Genetics, 88, 852-858. [DOI:10.1007/BF01253996]
7. Broccanello, C., Stevanato, P., Biscarini, F., Cantu, D., & Saccomani, M. (2015). A new polymorphism on chromosome 6 associated with bolting tendency in sugar beet. BMC Genetics, 16, 1-7. [DOI:10.1186/s12863-015-0300-2]
8. Büttner, B., Abou-Elwafa, S. F., Zhang, W., Jung, C., & Müller, A. E. (2010). A survey of EMS-induced biennial Beta vulgaris mutants reveals a novel bolting locus which is unlinked to the bolting gene B. Theoretical and Applied Genetics, 121, 1117-1131. [DOI:10.1007/s00122-010-1376-8]
9. Chiurugwi, T., Holmes, H. F., Qi, A., Chia, T. Y., Hedden, P., & Mutasa-Göttgens, E. (2013). Development of new quantitative physiological and molecular breeding parameters based on the sugar-beet vernalization intensity model. The Journal of Agricultural Science, 151(4), 492-505. [DOI:10.1017/S0021859612000573]
10. Cook, D., & Scott, R. (1993). The sugar beet crop: science into practice. Champan and Hall Press. [DOI:10.1007/978-94-009-0373-9]
11. Dellaporta, S. L., Wood, J., & Hicks, J. B. (1983). A plant DNA minipreparation: version II. Plant Molecular Biology Reporter, 1, 19-21. [DOI:10.1007/BF02712670]
12. El-Mezawy, A., Dreyer, F., Jacobs, G., & Jung, C. (2002). High-resolution mapping of the bolting gene B of sugar beet. Theoretical and Applied Genetics, 105, 100-105. [DOI:10.1007/s00122-001-0859-z]
13. Grubbs, F. E. (1969). Procedures for detecting outlying observations in samples. Technometrics, 11(1), 1-21. [DOI:10.1080/00401706.1969.10490657]
14. Guan, G., Abe, J., & Shimamoto, Y. (1994). Genetic analysis of bolting in sugarbeet using a gene for annuality (B) In: Proc 7th Int. Cong. of Soc Adv Breed Res in Asia and Oceania, Faculty of Agriculture. Hokkaido University, Sappor, Japan.
15. Hamidi, H., Ahmadi, M., & Taleghani, D. (2022). Selection of Suitable Sugar Beet Genotypes for Winter Sowing (Pending) in Torbat-e-Jam Region. Iranian Journal of Field Crops Research, 20(3), 335-348. [DOI:10.22067/jcesc.2022.74787.1138]
16. Hoffmann, C. M., & Kluge-Severin, S. (2011). Growth analysis of autumn and spring sown sugar beet. European Journal of Agronomy, 34(1), 1-9. [DOI:10.1016/j.eja.2010.09.001]
17. Hohmann, U., Jacobs, G., & Jung, C. (2005). An EMS mutagenesis protocol for sugar beet and isolation of non‐bolting mutants. Plant Breeding, 124(4), 317-321. [DOI:10.1111/j.1439-0523.2005.01126.x]
18. Kunz, M., Martin, D., & Puke, H. (2002). Precision of beet analyses in Germany explained for polarization. Zuckerindustrie, 127(1), 13-21.
19. Milford, G., & Limb, R. (2008). Bolting in sugar beet-time to re-evaluate our advice. British Sugar Beet Rev, 76, 3-5.
20. Monteiro, F., Frese, L., Castro, S., Duarte, M. C., Paulo, O. S., Loureiro, J., & Romeiras, M. M. (2018). Genetic and genomic tools to asssist sugar beet improvement: the value of the crop wild relatives. Frontiers in Plant Science, 9, 74-85. [DOI:10.3389/fpls.2018.00074]
21. Olivoto, T., Lúcio, A. D. C., da Silva, J. A. G., Sari, B. G., & Diel, M. I. (2019). Mean Performance and Stability in Multi-Environment Trials II: Selection Based on Multiple Traits. Agronomy Journal, 111(6), 2961-2969. https://doi.org/10.2134/agronj2019.03.0221 [DOI:https://doi.org/10.2134/agronj2019.03.0221]
22. Olivoto, T., & Nardino, M. (2021). MGIDI: toward an effective multivariate selection in biological experiments. Bioinformatics, 37(10), 1383-1389. [DOI:10.1093/bioinformatics/btaa981]
23. Owen, F. (1941). Photothermal induction of flowering in sugar beets. Journal of Agricultural Research, 61, 101.
24. Pfeiffer, N., Tränkner, C., Lemnian, I., Grosse, I., Müller, A. E., Jung, C., & Kopisch-Obuch, F. J. (2014). Genetic analysis of bolting after winter in sugar beet (Beta vulgaris L.). Theoretical and Applied Genetics, 127, 2479-2489. [DOI:10.1007/s00122-014-2392-x]
25. Pin, P., & Nilsson, O. (2012). The multifaceted roles of flowering locus T in plant development. Plant, Cell & Environment, 35(10), 1742-1755. [DOI:10.1111/j.1365-3040.2012.02558.x]
26. Pour-Aboughadareh, A., Sanjani, S., Nikkhah-Chamanabad, H., Mehrvar, M. R., Asadi, A., & Amini, A. (2021). Identification of salt-tolerant barley genotypes using multiple-traits index and yield performance at the early growth and maturity stages. Bulletin of the National Research Centre, 45(1), 1-16. [DOI:10.1186/s42269-021-00576-0]
27. Ravi, S., Campagna, G., Della Lucia, M. C., Broccanello, C., Bertoldo, G., Chiodi, C., Maretto, L., Eslami, A. S., Srinivasan, S., & Squartini, A. (2021). SNP alleles associated with low bolting tendency in sugar beet. Frontiers in Plant Science, 12, 693285. [DOI:10.3389/fpls.2021.693285]
28. Reinfeld, E., Emmerich, G., Baumgarten, C., Winner, & Beiss, U. (1974). Zur Voraussage des Melassez zuckersaus Ruben analysen Zucker. Chapman & Hall, World Crop Series.
29. Reinsdorf, E., Koch, H.-J., Loel, J., & Hoffmann, C. (2014). Yield of bolting winter beet (Beta vulgaris L.) as affected by plant density, genotype and environment. European Journal of Agronomy, 54, 1-8. [DOI:10.1016/j.eja.2013.11.011]
30. Ribeiro, I. C., Pinheiro, C., Ribeiro, C. M., Veloso, M. M., Simoes-Costa, M. C., Evaristo, I., Paulo, O. S., & Ricardo, C. P. (2016). Genetic diversity and physiological performance of Portuguese wild beet (Beta vulgaris spp. maritima) from three contrasting habitats. Frontiers in Plant Science, 7(1), 1293. [DOI:10.3389/fpls.2016.01293]
31. Sadeghzadeh Hemayati, S., Shirzadi, M., Aghaeezadeh, M., Taleghani, D., Javaheri, M., & Aliasghari, A. (2012). Evaluation of sowing and harvesting date effects on yield and quality of five sugar beet cultivars in Jiroft region (autumn planting). Journal of Sugar Beet, 28(1), 42-25.
32. Sadeghzadeh Hemayati, S., Taleghani, D., Rajabi, A., Aghaeezadeh, M., & Orazizadeh, M. R. (2014). Suitable areas and varieties for autumn sugar beet cultivation in Iran. The 36th seminar of Iranian sugar factories, Karaj, Iran.
33. Schnepel, K., & Hoffmann, C. (2016). Effect of extending the growing period on yield formation of sugar beet. Journal of Agronomy and Crop Science, 202(6), 530-541. [DOI:10.1111/jac.12153]
34. Shimamoto, Y., Tanada, T., & Abe, J. (1990). Analysis for bolting of sugarbeet by means of the test crosses of biennial lines with annual line. Proceedings of the Japanese Society of Sugar Beet Technologists, 134-137.
35. Shirzad, A., Asghari, A., Zali, H., Sofalian, O., & Mohammaddoust Chamanabad, H. (2022). Application of the multi-trait genotype-ideotype distance index in the selection of top barley genotypes in the warm and dry region of darab [Applicable]. Journal of Crop Breeding, 14(44), 65-76. https://doi.org/10.52547/jcb.14.44.65 [DOI:10.52547/jcb.14.44.65 [In Persian]]
36. Taleghani, D., Hosseinpour, M., Nemati, R., & Saremirad, A. (2023a). Study of the possibility of winter sowing of sugar beet (Beta vulgaris L.) early cultivars in Moghan region, Iran. Iranian Journal of Crop Sciences, 24(4), 319-334.
37. Taleghani, D., Hosseinpour, M., Nemati, R., & Saremirad, A. (2023b). Study of the possibility of winter sowing of sugar beet (Beta vulgaris L.) early cultivars in Moghan region, Iran [Scientific & Research]. Iranian Society of Crops and Plant Breeding Sciences, 24(4), 319-334. http://agrobreedjournal.ir/article-1-1269-fa.html
38. Taleghani, D., Moharamzadeh, M., Hemayati, S. S., Mohammadian, R., & Farahmand, R. (2011). Effect of sowing and harvest time on yield of autumn-sown sugar beet in Moghan region in Iran. Seed and Plant Production Journal, 27(2), 355-371.
39. Taleghani, D., Rajabi, A., Saremirad, A., & Darabi, S. (2023c). Estimation of gene action and genetic parameters of some quantitative and qualitative characteristics of sugar beet (Beta Vulgaris L.) by line × tester analysis [Research]. Journal of Crop Breeding, 15(48), 201-212. https://doi.org/10.61186/jcb.15.48.201 [DOI:10.61186/jcb.15.48.201 [In Persian]]
40. Taleghani, D., & Saremirad, A. (2023). Evaluation of the sugar beet (Beta vulgaris L.) half-sib lines response to drought stress. Crop Science Research in Arid Regions, 5(1), 81-104.
41. Taleghani, D., Saremirad, A., Hosseinpour, M., Ahmadi, M., Hamidi, H., & Nemati, R. (2022). Genotype × Environment Interaction Effect on White Sugar Yield of Winter-Sown Short-Season Sugar Beet (Beta vulgaris L.) Cultivars. Seed and Plant Journal, 38(1), 53-69. [DOI:10.22092/spj.2022.360021.1275]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی: یکتاوب افزار شرق

© 2025 CC BY-NC 4.0 | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by: Yektaweb