تابستان
برگشت به فهرست مقالات |
برگشت به فهرست نسخه ها
چکیده: (6 مشاهده)
مقدمه و هدف: چغندرقند بهعنوان یکی از دو منبع اصلی تولید شکر در جهان، نقشی حیاتی در امنیت غذایی و پایداری اقتصاد کشاورزی کشورها ایفا میکند. با توجه به رشد روزافزون جمعیت و نیاز فزاینده به شکر، بهبود مستمر پتانسیل ژنتیکی این گیاه برای دستیابی به عملکرد بالاتر، کیفیت مطلوب و سازگاری با شرایط متغیر اقلیمی، یک ضرورت انکارناپذیر است. هدف اصلی در برنامههای بهنژادی چغندرقند، بهبود همزمان عملکرد ریشه و کیفیت تکنولوژیک (درصد قند بالا و ناخالصیهای کم) است. با این حال، دستیابی به این هدف به دلیل وجود همبستگی منفی فیزیولوژیک بین این دو صفت، همواره یکی از چالشهای اساسی در برنامههای بهنژادی بوده است. این تضاد فیزیولوژیک، بهکارگیری روشهای آماری و گزینشی پیشرفته را برای شناسایی ژنوتیپهایی با تعادل بهینه بین صفات اجتنابناپذیر میسازد. ارزیابی دقیق ژرمپلاسم و برآورد پارامترهای ژنتیکی اطلاعاتی ارزشمندی را در اختیار بهنژادگران قرار میدهد تا بتوانند مؤثرترین برنامه گزینش را تدوین نمایند. در همین راستا، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی پتانسیل ژنتیکی و گزینش هیبریدهای برتر چغندرقند بر پایه تجزیه و تحلیل صفات کمی و کیفی طراحی و اجرا گردید تا از یک سو برترین هیبریدها برای معرفی و ورود به مراحل بعدی ارزیابی شناسایی شوند و از سوی دیگر، والدین امیدبخش برای تلاقیهای آینده و ایجاد ژنوتیپهای جدید انتخاب گردند.
مواد و روشها: این مطالعه در سال ۱۴۰۲ در ایستگاه تحقیقات چغندرقند مهندس مطهری کرج وابسته به مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند انجام شد. مواد گیاهی شامل ۱۴۰ هیبرید آزمایشی به همراه چهار رقم شاهد خارجی بود. به دلیل تعداد زیاد ژنوتیپها، جهت ارزیابی دقیق آنها، از طرح مقایسه عملکرد مقدماتی (آگمنت) در قالب پنج بلوک ناقص استفاده شد. این طرح با تکرار ارقام شاهد در تمام بلوکها، امکان کنترل خطای محیطی و در نتیجه، برآورد مقادیر تصحیح شده صفات برای هیبریدهای آزمایشی (بدون تکرار) را فراهم آورد. کلیه عملیات زراعی بر اساس دستورالعملهای استاندارد منطقه اجرا گردید. در مرحله برداشت، صفات کلیدی شامل عملکرد ریشه، درصد قند ناخالص و عملکرد شکر مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیههای آماری با استفاده از نرمافزار R انجام شد. تجزیه واریانس برای ارزیابی معنیداری تفاوتهای ژنتیکی انجام گرفت. پارامترهای ژنتیکی شامل واریانسهای فنوتیپی و ژنتیکی، ضرایب تنوع فنوتیپی و ژنتیکی، وراثتپذیری عمومی و پیشرفت ژنتیکی مورد انتظار از گزینش برآورد شدند. برای گزینش همزمان بر اساس چند صفت و شناسایی ژنوتیپهای نزدیک به ژنوتیپ ایدهآل، شاخص گزینش ژنوتیپ ایدهآل (SIIG) به کار گرفته شد. در نهایت، بهمنظور طبقهبندی ژنوتیپها تجزیه خوشهای به روش Ward بر اساس فاصله اقلیدسی انجام پذیرفت.
یافتهها: نتایج تجزیه واریانس حاکی از وجود تنوع ژنتیکی معنیدار برای صفات عملکرد ریشه و عملکرد شکر در بین ژنوتیپهای مورد مطالعه بود که پیشنیاز اصلی برای موفقیت در گزینش ژنوتیپها است. در مقابل، برای صفت درصد قند تفاوت معنیداری چه در بین کل ژنوتیپها و چه در مقایسه درونگروهی هیبریدها و شاهدها مشاهده نشد که میتواند به دلیل دامنه محدودتر تنوع ژنتیکی برای این صفت در مواد آزمایشی یا اثر غالب محیط در سال اجرای آزمایش باشد. برآورد پارامترهای ژنتیکی، اطلاعات عمیقتری را در خصوص کنترل ژنتیکی صفات فراهم آورد. صفات عملکرد ریشه و عملکرد شکر، وراثتپذیری عمومی بسیار بالایی (بیش از ۷۰ درصد) را به همراه پیشرفت ژنتیکی مورد انتظار قابل توجهی نشان دادند. این نتیجه، به ویژه هنگامی که همراه با پیشرفت ژنتیکی بالای مورد انتظار در نظر گرفته شود، قویاً بر اهمیت بالای اثرات ژنتیکی افزایشی در کنترل این صفات دلالت دارد و نشان میدهد که گزینش مستقیم فنوتیپی میتواند با کارایی بالا منجر به بهبود ژنتیکی آنها شود. در مقابل، وراثتپذیری پایین برآورد شده برای درصد قند ناخالص، تأثیرپذیری بیشتر این صفت از عوامل محیطی و پیچیدگی کنترل ژنتیکی آن را در این مجموعه مواد گیاهی نشان داد. نتایج مقایسه میانگینها نشان داد که هیبریدهای 35458 و 37350 با عملکرد ریشه بیش از ۱۱۴ تن در هکتار، برتری قابل توجهی نسبت به شاهدها داشتند. از نظر عملکرد شکر نیز ژنوتیپ 35458 با تولید 61/۱۷ تن در هکتار، عملکردی همتراز با بهترین شاهد خارجی یعنی BTS6975N به ثبت رساند. برای گزینش بر مبنای چندصفت، شاخص SIIG به کار گرفته شد. شاهد BTS6975N با امتیاز شاخص SIIG 88/0 و هیبرید 35458 با امتیاز شاخص SIIG 85/0 بهعنوان نزدیکترین ژنوتیپها به ژنوتیپ ایدهآل شناسایی شدند. همخوانی بالای نتایج این شاخص با نتایج مقایسه میانگین، اعتبار ژنوتیپهای برتر شناساییشده را دوچندان کرد. در نهایت، تجزیه خوشهای ژنوتیپها را در پنج گروه متمایز طبقهبندی نمود. ژنوتیپهای برتر عمدتاً در دو خوشه با ویژگیهای عملکرد ریشه بالا و عملکرد ریشه متعادل و با کیفیت تکنولوژیک بالا قرار گرفتند. فاصله ژنتیکی قابل توجه بین این خوشهها، پتانسیل بالایی را برای ایجاد هتروزیس در صورت استفاده از لاینهای والدی این هیبریدها در تلاقیهای آینده نشان میدهد.
نتیجهگیری: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که ژرمپلاسم مورد بررسی، منبع غنی از تنوع ژنتیکی برای بهبود صفات در چغندرقند است. هیبریدهای مطلوبی همچون 35458، 37412 و 37352 بهعنوان کاندیداهای مناسبی برای پیشبرد مراحل بعدی برنامههای اصلاحی و یا معرفی برای کشت شناسایی شدند. نتایج بهوضوح نشان داد که در این مجموعه مواد ژنتیکی، تمرکز بر گزینش برای عملکرد ریشه بالا، مؤثرترین و کارآمدترین راه برای دستیابی به حداکثر عملکرد شکر است. گروهبندی ژنتیکی بهدستآمده نیز میتواند بهعنوان یک نقشه راه عملی برای طراحی تلاقیهای هدفمند و بهرهگیری از پتانسیل ژنتیکی موجود برای تولید نسل بعدی هیبریدهای برتر مورد استفاده قرار گیرد.
مواد و روشها: این مطالعه در سال ۱۴۰۲ در ایستگاه تحقیقات چغندرقند مهندس مطهری کرج وابسته به مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند انجام شد. مواد گیاهی شامل ۱۴۰ هیبرید آزمایشی به همراه چهار رقم شاهد خارجی بود. به دلیل تعداد زیاد ژنوتیپها، جهت ارزیابی دقیق آنها، از طرح مقایسه عملکرد مقدماتی (آگمنت) در قالب پنج بلوک ناقص استفاده شد. این طرح با تکرار ارقام شاهد در تمام بلوکها، امکان کنترل خطای محیطی و در نتیجه، برآورد مقادیر تصحیح شده صفات برای هیبریدهای آزمایشی (بدون تکرار) را فراهم آورد. کلیه عملیات زراعی بر اساس دستورالعملهای استاندارد منطقه اجرا گردید. در مرحله برداشت، صفات کلیدی شامل عملکرد ریشه، درصد قند ناخالص و عملکرد شکر مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیههای آماری با استفاده از نرمافزار R انجام شد. تجزیه واریانس برای ارزیابی معنیداری تفاوتهای ژنتیکی انجام گرفت. پارامترهای ژنتیکی شامل واریانسهای فنوتیپی و ژنتیکی، ضرایب تنوع فنوتیپی و ژنتیکی، وراثتپذیری عمومی و پیشرفت ژنتیکی مورد انتظار از گزینش برآورد شدند. برای گزینش همزمان بر اساس چند صفت و شناسایی ژنوتیپهای نزدیک به ژنوتیپ ایدهآل، شاخص گزینش ژنوتیپ ایدهآل (SIIG) به کار گرفته شد. در نهایت، بهمنظور طبقهبندی ژنوتیپها تجزیه خوشهای به روش Ward بر اساس فاصله اقلیدسی انجام پذیرفت.
یافتهها: نتایج تجزیه واریانس حاکی از وجود تنوع ژنتیکی معنیدار برای صفات عملکرد ریشه و عملکرد شکر در بین ژنوتیپهای مورد مطالعه بود که پیشنیاز اصلی برای موفقیت در گزینش ژنوتیپها است. در مقابل، برای صفت درصد قند تفاوت معنیداری چه در بین کل ژنوتیپها و چه در مقایسه درونگروهی هیبریدها و شاهدها مشاهده نشد که میتواند به دلیل دامنه محدودتر تنوع ژنتیکی برای این صفت در مواد آزمایشی یا اثر غالب محیط در سال اجرای آزمایش باشد. برآورد پارامترهای ژنتیکی، اطلاعات عمیقتری را در خصوص کنترل ژنتیکی صفات فراهم آورد. صفات عملکرد ریشه و عملکرد شکر، وراثتپذیری عمومی بسیار بالایی (بیش از ۷۰ درصد) را به همراه پیشرفت ژنتیکی مورد انتظار قابل توجهی نشان دادند. این نتیجه، به ویژه هنگامی که همراه با پیشرفت ژنتیکی بالای مورد انتظار در نظر گرفته شود، قویاً بر اهمیت بالای اثرات ژنتیکی افزایشی در کنترل این صفات دلالت دارد و نشان میدهد که گزینش مستقیم فنوتیپی میتواند با کارایی بالا منجر به بهبود ژنتیکی آنها شود. در مقابل، وراثتپذیری پایین برآورد شده برای درصد قند ناخالص، تأثیرپذیری بیشتر این صفت از عوامل محیطی و پیچیدگی کنترل ژنتیکی آن را در این مجموعه مواد گیاهی نشان داد. نتایج مقایسه میانگینها نشان داد که هیبریدهای 35458 و 37350 با عملکرد ریشه بیش از ۱۱۴ تن در هکتار، برتری قابل توجهی نسبت به شاهدها داشتند. از نظر عملکرد شکر نیز ژنوتیپ 35458 با تولید 61/۱۷ تن در هکتار، عملکردی همتراز با بهترین شاهد خارجی یعنی BTS6975N به ثبت رساند. برای گزینش بر مبنای چندصفت، شاخص SIIG به کار گرفته شد. شاهد BTS6975N با امتیاز شاخص SIIG 88/0 و هیبرید 35458 با امتیاز شاخص SIIG 85/0 بهعنوان نزدیکترین ژنوتیپها به ژنوتیپ ایدهآل شناسایی شدند. همخوانی بالای نتایج این شاخص با نتایج مقایسه میانگین، اعتبار ژنوتیپهای برتر شناساییشده را دوچندان کرد. در نهایت، تجزیه خوشهای ژنوتیپها را در پنج گروه متمایز طبقهبندی نمود. ژنوتیپهای برتر عمدتاً در دو خوشه با ویژگیهای عملکرد ریشه بالا و عملکرد ریشه متعادل و با کیفیت تکنولوژیک بالا قرار گرفتند. فاصله ژنتیکی قابل توجه بین این خوشهها، پتانسیل بالایی را برای ایجاد هتروزیس در صورت استفاده از لاینهای والدی این هیبریدها در تلاقیهای آینده نشان میدهد.
نتیجهگیری: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که ژرمپلاسم مورد بررسی، منبع غنی از تنوع ژنتیکی برای بهبود صفات در چغندرقند است. هیبریدهای مطلوبی همچون 35458، 37412 و 37352 بهعنوان کاندیداهای مناسبی برای پیشبرد مراحل بعدی برنامههای اصلاحی و یا معرفی برای کشت شناسایی شدند. نتایج بهوضوح نشان داد که در این مجموعه مواد ژنتیکی، تمرکز بر گزینش برای عملکرد ریشه بالا، مؤثرترین و کارآمدترین راه برای دستیابی به حداکثر عملکرد شکر است. گروهبندی ژنتیکی بهدستآمده نیز میتواند بهعنوان یک نقشه راه عملی برای طراحی تلاقیهای هدفمند و بهرهگیری از پتانسیل ژنتیکی موجود برای تولید نسل بعدی هیبریدهای برتر مورد استفاده قرار گیرد.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
