دوره 13، شماره 40 - ( زمستان 1400 1400 )
جلد 13 شماره 40 صفحات 161-151 |
برگشت به فهرست نسخه ها
مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان زنجان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، زنجان، ایران
چکیده: (1711 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: بهبود عملکرد گیاهان زراعی تحت شرایط تنش خشکی یکی از مهم‌ترین اهداف اصلاح گیاهان است. تحمل خشکی معمولاً با عملکرد گیاه تحت تنش کم‌آبی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد اما به علت تأثیرپذیری از سایر صفات در شرایط تنش، این صفت به‌تنهایی نمی‌تواند نشان‌دهنده تحمل به خشکی ژنوتیپ‌ها باشد. بنابراین، بهتر است در برنامه‌های اصلاحی، صفات تحمل به خشکی ژنوتیپ‌ها شناسایی گردیده و هدایت برنامه‌ها بر اساس عملکرد و سایر صفات مهم فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی انجام پذیرد. مشخص نمودن مقادیر واریانس ژنتیکی و بخش افزایشی و غالبیت واریانس ژنتیکی در کنترل صفات در دو شرایط نرمال و تنش، اساس تصمیم‌گیری در مورد نحوه استفاده از ژرم‌پلاسم‌های موجود در شرایط مختلف است که محققین بر پایه روش‌های مختلفی نسبت به برآورد آن‌ها اقدام می‌نمایند. هدف از این تحقیق برآورد پارامترهای ژنتیکی صفات مرتبط با عملکرد کمی و صفات کیفی چغندرقند در شرایط تنش خشکی و نرمال به‌منظور استفاده در برنامه‌های به نژادی بود.
مواد و روش ها: به‌منظور تعیین پارامترهای ژنتیکی و وراثت‌پذیری عمومی و خصوصی صفات مختلف عملکرد و اجزا عملکرد و کیفیت چغندرقند، دو سری ژنوتیپ تمام خواهری و هیبریدهای حاصل از تلاقی برخی از این ژنوتیپ‌های تمام خواهری به‌عنوان لاین‌های والد پدری و دو لاین SC C2 و SC 261 به‌عنوان لاین‌های مادری در آزمایش‌های جداگانه در سال زراعی 1396 در ایستگاه تحقیقات مطهری کرج در دو شرایط خشکی و نرمال، مورد بررسی قرار گرفتند. پس از اجرای آزمایش صفات مختلف فیزیولوژیکی و کیفی ژنوتیپ ها در دو محیط اندازه گیری شد و در نهایت پارامترهای ژنتیکی محاسبه شد.
یافته ها: در آزمایش ژنوتیپ‌های تمام خواهری در شرایط تنش صفات میزان سدیم، نسبت پتاسیم به سدیم، میزان ازت، ضریب قلیائی‌ات، خلوص شربت، قند ملاس، مساحت سطح برگ، وزن تر اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، نسبت جرمی ریشه و نسبت ریشه به ساقه دارای واریانس ژنتیکی بیشتری نسبت به واریانس محیطی بودند و بالطبع دارای وراثت‌پذیری عمومی بالاتری نیز بودند. بنابراین به دلیل این میزان واریانس ژنتیکی، می‌توان از این صفات در برنامه‌های اصلاحی و گزینشی استفاده کرد. در شرایط نرمال وضعیت متفاوت بود و در تمامی صفات، میزان واریانس ژنتیکی کم و درنتیجه وراثت‌پذیری عمومی اندک بود. در آزمایش مقایسه هیبریدها در شرایط تنش برای صفات عملکرد قند، میزان سدیم، نسبت سدیم به پتاسیم، میزان ازت و مساحت سطح برگ و در شرایط نرمال برای صفات عملکرد قند و نسبت سدیم به پتاسیم واریانس ژنتیکی بالا وجود داشت و وراثت‌پذیری عمومی بالای 0/5 مشاهده شد. بنابراین در برنامه‌های اصلاحی و گزینشی می‌توان این صفات را مورد استفاده قرارداد. در شرایط خشکی بیشترین میزان وراثت‌پذیری به ترتیب مربوط به میزان پتاسیم با 0/77، قند ملاس با 0/65، درصد قند قابل استحصال با 0/48، خلوص شربت با 0/44 و میزان سدیم و محتوای آب نسبی برگ هرکدام با 0/43 بود. بنابراین این صفات توسط اثرات افزایشی کنترل می‌شوند. در شرایط نرمال صفات عملکرد خالص قند با 4/0 و میزان سدیم با 0/44 بیشترین میزان وراثت‌پذیری را نشان دادند.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که پارامترهای ژنتیکی محاسبه شده در محیط تنش، به محیط غیرتنش قابل تعمیم نیست، در نتیجه مطالعه ویژگی‌های ژنتیکی لاین‌ها و هیبریدهای تحت محیط‌های متفاوت امری اجتناب‌ناپذیر است تا برآورد عمل ژن‌ها با دقت بیشتری همراه باشد. در هر دو محیط وراثت‌پذیری عملکرد ریشه پایین ولی وراثت‌پذیری عملکرد قند در حد متوسط بود، بنابراین در اصلاح عملکرد ریشه می‌توان با تولید هیبرید و در اصلاح عملکرد قند از گزینش در نسل‌های متمادی و انتهایی و همچنین تولید هیبرید استفاده کرد.
مقدمه و هدف: بهبود عملکرد گیاهان زراعی تحت شرایط تنش خشکی یکی از مهم‌ترین اهداف اصلاح گیاهان است. تحمل خشکی معمولاً با عملکرد گیاه تحت تنش کم‌آبی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد اما به علت تأثیرپذیری از سایر صفات در شرایط تنش، این صفت به‌تنهایی نمی‌تواند نشان‌دهنده تحمل به خشکی ژنوتیپ‌ها باشد. بنابراین، بهتر است در برنامه‌های اصلاحی، صفات تحمل به خشکی ژنوتیپ‌ها شناسایی گردیده و هدایت برنامه‌ها بر اساس عملکرد و سایر صفات مهم فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی انجام پذیرد. مشخص نمودن مقادیر واریانس ژنتیکی و بخش افزایشی و غالبیت واریانس ژنتیکی در کنترل صفات در دو شرایط نرمال و تنش، اساس تصمیم‌گیری در مورد نحوه استفاده از ژرم‌پلاسم‌های موجود در شرایط مختلف است که محققین بر پایه روش‌های مختلفی نسبت به برآورد آن‌ها اقدام می‌نمایند. هدف از این تحقیق برآورد پارامترهای ژنتیکی صفات مرتبط با عملکرد کمی و صفات کیفی چغندرقند در شرایط تنش خشکی و نرمال به‌منظور استفاده در برنامه‌های به نژادی بود.
مواد و روش ها: به‌منظور تعیین پارامترهای ژنتیکی و وراثت‌پذیری عمومی و خصوصی صفات مختلف عملکرد و اجزا عملکرد و کیفیت چغندرقند، دو سری ژنوتیپ تمام خواهری و هیبریدهای حاصل از تلاقی برخی از این ژنوتیپ‌های تمام خواهری به‌عنوان لاین‌های والد پدری و دو لاین SC C2 و SC 261 به‌عنوان لاین‌های مادری در آزمایش‌های جداگانه در سال زراعی 1396 در ایستگاه تحقیقات مطهری کرج در دو شرایط خشکی و نرمال، مورد بررسی قرار گرفتند. پس از اجرای آزمایش صفات مختلف فیزیولوژیکی و کیفی ژنوتیپ ها در دو محیط اندازه گیری شد و در نهایت پارامترهای ژنتیکی محاسبه شد.
یافته ها: در آزمایش ژنوتیپ‌های تمام خواهری در شرایط تنش صفات میزان سدیم، نسبت پتاسیم به سدیم، میزان ازت، ضریب قلیائی‌ات، خلوص شربت، قند ملاس، مساحت سطح برگ، وزن تر اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، نسبت جرمی ریشه و نسبت ریشه به ساقه دارای واریانس ژنتیکی بیشتری نسبت به واریانس محیطی بودند و بالطبع دارای وراثت‌پذیری عمومی بالاتری نیز بودند. بنابراین به دلیل این میزان واریانس ژنتیکی، می‌توان از این صفات در برنامه‌های اصلاحی و گزینشی استفاده کرد. در شرایط نرمال وضعیت متفاوت بود و در تمامی صفات، میزان واریانس ژنتیکی کم و درنتیجه وراثت‌پذیری عمومی اندک بود. در آزمایش مقایسه هیبریدها در شرایط تنش برای صفات عملکرد قند، میزان سدیم، نسبت سدیم به پتاسیم، میزان ازت و مساحت سطح برگ و در شرایط نرمال برای صفات عملکرد قند و نسبت سدیم به پتاسیم واریانس ژنتیکی بالا وجود داشت و وراثت‌پذیری عمومی بالای 0/5 مشاهده شد. بنابراین در برنامه‌های اصلاحی و گزینشی می‌توان این صفات را مورد استفاده قرارداد. در شرایط خشکی بیشترین میزان وراثت‌پذیری به ترتیب مربوط به میزان پتاسیم با 0/77، قند ملاس با 0/65، درصد قند قابل استحصال با 0/48، خلوص شربت با 0/44 و میزان سدیم و محتوای آب نسبی برگ هرکدام با 0/43 بود. بنابراین این صفات توسط اثرات افزایشی کنترل می‌شوند. در شرایط نرمال صفات عملکرد خالص قند با 4/0 و میزان سدیم با 0/44 بیشترین میزان وراثت‌پذیری را نشان دادند.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که پارامترهای ژنتیکی محاسبه شده در محیط تنش، به محیط غیرتنش قابل تعمیم نیست، در نتیجه مطالعه ویژگی‌های ژنتیکی لاین‌ها و هیبریدهای تحت محیط‌های متفاوت امری اجتناب‌ناپذیر است تا برآورد عمل ژن‌ها با دقت بیشتری همراه باشد. در هر دو محیط وراثت‌پذیری عملکرد ریشه پایین ولی وراثت‌پذیری عملکرد قند در حد متوسط بود، بنابراین در اصلاح عملکرد ریشه می‌توان با تولید هیبرید و در اصلاح عملکرد قند از گزینش در نسل‌های متمادی و انتهایی و همچنین تولید هیبرید استفاده کرد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1400/1/10 | ویرایش نهایی: 1400/10/26 | پذیرش: 1400/7/14 | انتشار: 1400/10/26
دریافت: 1400/1/10 | ویرایش نهایی: 1400/10/26 | پذیرش: 1400/7/14 | انتشار: 1400/10/26
فهرست منابع
1. Abdollahian Noghabi, M., Z. Radaei Al-Amoli, G.A. Akbari and S.A. Sadat Nuri. 2011. Effect of sever water stress on morphological, quantitative and qualitative characteristics of 20 sugar beet genotypes. Iranian Journal of Crop Sciences, 42(3): 453-464.
2. Ahmadi, M. 1992. Evaluation of quantitative traits in plant breeding. Publication of Research, Education and Promotion Organization of Agriculture, Iran, 71 pp (In Persian).
3. Amiri Oghan, H., A.H. Shirani Rad and F. Shariati. 2020. Inheritance of Winter Oilseed Rape Fatty Acid under Normal and Late Sowing Conditions. Journal of Crop Breeding, 12(35): 113-124
4. Amiri, R., S. Vahedi, M. Mesbah, M.R. Bi-Hemta and V.A. Yousef Abadi. 2009. Investigation of genetic variance components of agronomic traits in germplasm of monogerm sugar beet, Agricultural Science, 19(1): 77-87 (In Persian).
5. Antonov, I. 1985. Effect of parents on yield and quality in hybrid of sugar beet. Plant Breeding Abstracts, 55(2): 1146.
6. Bates, L.S., R.P. Waldren and I.D. Teare. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil, 39: 205-207. [DOI:10.1007/BF00018060]
7. Bosemark, N.O. 1993. Genetics and breeding. In: Cooke D.A. and R.K. Scott (Eds.), the sugar beet crops, science into practice, Chapman and Hall, London. [DOI:10.1007/978-94-009-0373-9_3]
8. Campbell, L.G. 2002. Sugar beet breeding and improvement. In: Kang, M.S. (Ed.), Crop Improvement in the twenty-first century, Food Products Press, Binghamton, NY.
9. Cattivelli, L., F. Rizza, F.W. Badeck, E. Mazzucotelli, A.M. Mastrangelo, E. Francia, C. Mare, A. Tondelli and A.M. Stanca. 2008. Drought tolerance improvement in crop plants: An integrated view from breeding to genomics. Field Crops Researches, 105: 1-14. [DOI:10.1016/j.fcr.2007.07.004]
10. Chaparzadeh, C., R.A. Khavari-Nejad, F. Navari-Izzo and R. Izzo. 2003. Water relations and ionic balance in (Calendula officinalis L.) under salinity conditions. Agrochimica, 47(1-2): 69-79.
11. Curcic, Z., N. Nagl, K. Taski-Ajdukovic, D. Danojevic, Z. Stojakovic and L. Kovacev. 2013. Genetic diversity and combining abilities for root of sugar beet pollinators. Genetica, 45: 361-368. [DOI:10.2298/GENSR1302361C]
12. Falconer, D.S. and T.F.C. Mackay. 1996. Introduction to quantitative genetics. Longman, Harlow.
13. Fathi, M.R., M. Mesbah, Z.A. Ranji, S. Vazan and E. Farokhi. 2008. Evaluation of general and specific combining ability of sugar beet diploid pollinators. Sugar beet. 23(2): 151-162 (In Persian).
14. Hashemi, G.R., A. Farnia, M. Rahnamaeian and M. Shaban. 2014. Changes in carbohydrates and sugar yield in sugar beet (Beta vulgaris L.) under different biofertilizers and irrigation closed time, International Journal of Advanced and Biomedical Research, 2(8): 2350-2355.
15. Hallauer, A.R. and J.B. Miranda. 1982. Quantitative genetics in maize breeding. Pages 46, 195, 200 and 201. Iowa State University Press. Ames. Iowa. U.S.A.
16. Hoffman, A.A. and P.A. Parsons. 1991. Evolutionary genetics and environmental stress. Oxford Uni Press, New York.
17. Ilikaei, M.N., P. Habibi, D. Foroozesh, D.F. Taleghani, A. Rajabi, S. Orojnia and M. Davoodifar. 2012. Study on quantitative and qualitative traits of different sugar beet genotypes under drought stress condition. Journal of Agronomy and Plant Breeding, 8(4): 127-144.
18. Jamshid-moghaddam M., E. Farshadfar and A. Najaphy. 2019. Estimation of Genetic Effects for Different Traits in Rapeseed (Brassica napus L.) using Line × Tester Crosses under Water-Stressed and Well-Watered Conditions, Journal of Crop Breeding, 11(29): 17-28 (In Persian). [DOI:10.29252/jcb.11.29.17]
19. Kacser, H. and J.A. Burns. 1981. The molecular basis of dominance. Genetics, 97: 639-666. [DOI:10.1093/genetics/97.3-4.639]
20. Kolaee, H., S.B. Mahmoudi and M. Hasani. 2010. Evaluation of resistance of beet breeding lines to Rhizoctonia root and crown rot. Journal of Sugar Beet, 26(1): 31-42 (In Persian).
21. Maclachlan, J.B. 1972. Estimation of genetic parameters in a population of monogerm sugar beet (Beta vulgaris L.). Analysis of a diallel set of crosses among heterozygous population. Irish Journal of Agricultural Research, 11: 327-338.
22. Mohammad Salehi, M.S. and P. Vojdani. 1998. Investigation of some genetic characteristics in a number of rice cultivars. Abstract of the articles of the 5th Congress of Agriculture and Plant Breeding, Seedling Breeding Research Institute, 77 p (In Persian).
23. Morant-Manceau, A., E. Pradier and G. Tremblin. 2004. Osmotic adjustment, gas exchanges and chlorophyll fluorescence of a hexaploid triticale and its parental species under salt stress. Journal of Plant Physiology, 161: 25-33. [DOI:10.1078/0176-1617-00963]
24. Nayyar, H. 2003. Accumulation of osmolytes and osmotic adjustment in water-stressed wheat (Triticum aestivum) and maize (Zea mays) as affected by calcium and its antagonists. Environmental and Experimental Botany, 50: 253-264. [DOI:10.1016/S0098-8472(03)00038-8]
25. Niazian, M., A. Rajabi, R. Amiri, S.M.M. Mortazaviyan and M.R. Orazizadeh. 2013. Genetic study of some morphological traits of sugar beet root through diallel analysis and GGE biplot methods, Crop and Horticulture Breeding, 2(2): 87-92 (In Persian).
26. Niazian, M., R. Amiri, S.M. Mahdi Mortazavian, A. Rajabi and M.R. Orazizadeh. 2009. Genetical analysis for yield traits in tropical Beet using of GGE-Biplot analysis of Diallel cross data. Journal of Crop Breeding, 1(4): 77-94 (In Persian).
27. Ober, E.S., C.J.A. Clark, K.W. Jaggard and J.D. Pidgeon. 2004. Progress towards improving the drought tolerance of sugar beet. Zuckerindustrie, 129: 101-104.
28. Ogata, N., K. Taguchi and M. Tanaka. 2003 Half-diallel analysis for yield components and top traits in self-fertilized O-types of sugar beet. Abstracts presented at the 2003 Join Meeting of the ASSBT and IIRB. Hayatt Regency Riverwalk. San Antino, Texas USA.
29. Pant, D.P. and T.B. Singh. 1993. Studies on variability, heritability and genetic advance in three cycles of selection for two population of sugar beet (Beta vulgaris L.). Indian Sugar. 42(11): 859-863.
30. Parvizi Almani, M., S. Sadeghian, Y. Fathullah Taleghani, and R. Mohammadian. 1998. Assesment of drought tolerance indices for important traits of sugar beet. Abstract of the articles of the 5th Congress of Agriculture and Plant Breeding, Seedling Breeding Research Institute, 13-19 (In Persian).
31. Rajabi, A., P. Pirnia, R. Amiri, M. Ebrahimi and M. Aghaeizadeh. 2013. Assessment of heritability and identification of suitable hybrids for late sowing in sugar beet. Journal of Sugar Beet, 2 (29): 163-174 (In Persian).
32. Rajabi, A., H. Griffiths, E.S. Ober, W. Kromdijk and J.D. Pidgeon. 2008. Genetic characteristics of water-use related traits in sugar beet, Euphytica, 160: 175-187. [DOI:10.1007/s10681-007-9520-5]
33. Rajabi, A., M. Moghadam, F. Rahimzadeh Khoei, M. Mesbah and Z. Ranji. 2002. Evaluation of genetic diversity of agronomic traits in sugar beet stands. Iranian Journal of Agricultural Science, 33(3): 533-567 (In Persian).
34. Rao, S.A. and T. McNeilly. 1999. Genetic basis of variation for salt tolerance in maize (Zea mays L.). Euphytica, 108(3): 145-150. [DOI:10.1023/A:1003612411293]
35. Reinefeld, E., A. Emmerich, G. Baumgarten, C. Winner and U.m Beiß. 1974. Zur voraussage des melassezuckers aus rübenanalysen. Zucker, 27: 2-15.
36. Romano, A., A. Sorgona, A. Lupini, F. Araniti, P. Stevanato, G. Cacco and M.R. Abenavoli. 2013. Morpho-physiological responses of sugar beet (Beta vulgaris L.) genotypes to drought stress. Acta Physiologiae Plantarum, 35: 853-865. [DOI:10.1007/s11738-012-1129-1]
37. Roozbeh, F. 1998. Possibility of using embryo rescue technique in between species hybrids of sugar beet and analysis of molecular hybrid with RAPD markers. Msc thesis of plant Science. Faculty of Science. Tarbiat Modarres University, Pp 99 (In Persian).
38. Sadeghian, S.Y., T. Fazli, R. Mohamadian and D. Taleghani. 2000. Genetic variation for drought stress in sugar beet. Journal of Sugar Beet Researches, 37: 55-77. [DOI:10.5274/jsbr.37.3.55]
39. Scaracis G.N. and G.A. 1984. Smith. Prediction of three way top cross sugar beet hybrid performance. Crop Science, 24: 55-60. [DOI:10.2135/cropsci1984.0011183X002400010013x]
40. Schrag, T.A., J. Möhring, A.E. Melchinger, B. Kusterer, B.S. Dhillon, H.P. Piepho and M. Frisch. 2010. Prediction of hybrid performance in maize using molecular markers and joint analyses of hybrids and parental inbreds. Theoretical and Applied Genetics, 120: 451-461. [DOI:10.1007/s00122-009-1208-x]
41. Schittenhelm, M.S. 1999. Agronomic performance of root chichory, Jerursalem artichoke and sugarbeet in stress and non-stress environments. Crop Science, 39: 1815-1823. [DOI:10.2135/cropsci1999.3961815x]
42. Schneider, K., R. Schäfer-Pregl, D.C. Borchardt and F. Salamini. 2002. Mapping QTLs for sucrose content, yield and quality in a sugar beet population fingerprinted by EST-related markers. Theoretical and Applied Genetics, 104: 1107-1113. [DOI:10.1007/s00122-002-0890-8]
43. Sheikholeslami, R. 1997. Laboratory methods and their application in process control in sugar industry. 1th edn. Mersa, Inc. Tehran, Iran, 342 pp (In Persian).
44. Shiri, M., Aliyev, R.T. and R. Choukan. 2010. Water stress effects on combining ability and gene action of yield and genetic properties of drought tolerance indices in Maize. Research Journal of Environmental Sciences, 1-10. [DOI:10.3923/rjes.2010.75.84]
45. Smith, G.A., R.J. Hecker, G.W. Maag and D.M. Rasmuson. 1973. Combining ability and gene action estimates in an eight parent diallel cross of sugar beet. Crop Science, 13: 312-316. [DOI:10.2135/cropsci1973.0011183X001300030007x]
46. Srivastava, H.M., R. Kapur and B.L. Srivastava. 1986. Heterosis, combining ability and gene action in a seven parent diallel crosses in sugar beet. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 46: 484-489.
47. Stancic, I., J. Zivic, S. Petrovic and D. Knezevic. 2014. Impact of genes and proportional contribution of parental genotypes to inheritance of root yield and sugar content in diploid hybrids of sugar beet. The Scientific World Journal, http://dx.doi.org/10.1155/2014/580623. [DOI:10.1155/2014/580623]
48. Taleghani, D.F., R. Mohammadian and S. Sadeghzadeh Hemayati. 2014. Autumn sugar beet, Guidelines for sowing, husbandry and harvest. Agriculture Research, Education and Extension Organization, Sugar Beet Seed Institute, Karaj, Iran. 89 pp (In Persian).
49. Yang, R.C., S. Jana and J.M. Clarke. 1991. Phenotypic diversity and associations of some potentially drought responsive characters of durum wheat. Crop Sciences, 31: 1484-1491. [DOI:10.2135/cropsci1991.0011183X003100060018x]
50. Zakhriev, A. 1990. Effect of the maternal and pollen parent on the formation of normally developed but un-germinating (hard) seeds in some triploid hybrids of sugar beet. Rasteniev dni-Nauki, 27: 72-76.
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |