مطالعه تنوع ژنتیکی بنیه بذر برنج با استفاده از روش‌های آماری چند متغیره

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار گروه زراعت دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشیار

4 استادیار

چکیده

سابقه و هدف: بنیه بذر برآیند مجموعه‌ای از فرآیندهای فیزیولوژیکی است که از پس زمینه ژنتیکی وسیعی برخوردار است. مطالعه تنوع ژنتیکی، نقش مؤثری در افزایش میزان توانایی اصلاحگر در زمینه گزینش و دیگر عملیات اصلاحی بازی می‌کند. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی ژنوتیپ‌های برنج با استفاده از صفات مورفولوژیکی فیزیولوژیکی مرتبط با بنیه بذر و گروه‌بندی آنها جهت دستیابی به والدین مناسب برای استفاده در برنامه‌های به‌نژادی و دورگ‌گیری برنج انجام شد.
مواد و روش‌ها: به منظور بررسی تنوع ژنتیکی بنیه بذر برنج، تعداد 49 ژنوتیپ برنج در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1392 در موسسه تحقیقات برنج کشور- رشت مورد ارزیابی قرار گرفت. در این آزمایش در شرایط جوانه‌زنی استاندارد، تعدادی از صفات مرتبط با جوانه‌زنی و رشد گیاهچه اندازه‌گیری شد. به منظور برآورد رابطه بین صفات، ابتدا ضرایب همبستگی محاسبه و سپس از رگرسیون گام به گام به منظور تعیین صفاتی که سهم بیشتری در توجیه تنوع بنیه بذر دارند، استفاده شد. در این پژوهش پس از آزمون نرمالیته با روش کالموگراف-اسمیرنوف، تجزیه به عامل‌ها برای گروه‌بندی صفات و درک روابط پنهانی بین آن‌ها به روش مولفه‌های اصلی انجام گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد اثر رقم برای صفات مرتبط با بنیه بذر همانند سرعت جوانه‌زنی، یکنواختی جوانه‌زنی، تعداد گیاهچه نرمال، وزن خشک گیاهچه، طول گیاهچه، کارائی مواد تخلیه شده از بذر، شاخص بنیه، شاخص جوانه‌زنی و انرژی جوانه‌زنی در سطح 1% معنی‌دار است که نشان دهنده تنوع بنیه بذر بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی می‌باشد. با درنظر گرفتن شاخص بنیه به عنوان مهم‌ترین صفت مورد ارزیابی، صفات طول ریشه‌چه، طول ساقه‌چه، طول گیاهچه و سرعت جوانه زنی (R50) بیشترین ضریب همبستگی مثبت و معنی‌دار را با شاخص بنیه داشتند. بر اساس نتایج رگرسیون گام‌به‌گام صفات طول گیاهچه، سرعت جوانه‌زنی (R50) و وزن خشک ریشه‌چه سهم موثرتری در توجیه تغییرات شاخص بنیه داشتند .در تجزیه به عامل‌ها، تعداد 4 عامل معرفی شدند که در مجموع 83/83 درصد از تنوع موجود را توجیه نمودند. با توجه به ضرایب صفات در هر عامل، عامل اول به عنوان عامل بنیه جوانه‌زنی، عامل دوم به عنوان عامل بنیه گیاهچه، عامل سوم به عنوان عامل فیزیولوژی بذر و عامل چهارم به عنوان عامل وزن بذر نامگذاری شد. در دو عامل اصلی اول و دوم صفات شاخص جوانه‌زنی، یکنواختی جوانه‌زنی، D05 و D95 (به ترتیب مدت زمانی که طول می‌کشد تا جوانه‌زنی به 5 و 95 درصد حداکثر خود برسد)، سرعت جوانه‌زنی، انرژی جوانه‌زنی، شاخص بنیه، وزن خشک ریشه‌چه، وزن خشک ساقه‌چه، وزن خشک گیاهچه و طول گیاهچه در مجموع 63 درصد از تنوع را به خود اختصاص دادند. بر اساس صفات موثر در دو عامل اصلی اول، تجزیه‌ خوشه‌ای ژنوتیپ‌های برنج را در 3 خوشه مجزا قرار داد.
نتیجه‌گیری: به‌طورکلی، بررسی حاضر با تفکیک مناسب ژنوتیپ‌های برنج بر اساس بنیه بذر در سه گروه (ژنوتیپ‌های بومی، اصلاح شده و وارداتی) نشان داد که بنیه بذر در ارقام بومی پائین‌تر از ارقام اصلاح شده و وارداتی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study the genetic variation of rice seed vigour by multivariate statistical methods

نویسنده [English]

  • salar monajjem 1
1 دانشجوی دکتری علوم و تکنولوژی بذر
چکیده [English]

Background and objectives: Seed vigour is the resultant of a broad range of physiological processes which have genetic background. The study of genetic variation, play an important role in enhancing the ability of breeders in selection and breeding operation. This study aimed to evaluate rice genotypes with the physiological and morphological characteristics related to seed vigour and grouping them in order to achieve good parents for rice breeding and hybridization program.
Materials and methods: To study the genetic diversity of rice seed vigour, 49 rice genotypes were evaluated in a completely randomized design with three replications in 2013 in Rice Research Institute of Iran-Rasht. In this study, some morphological and physiological traits related to germination and seedling growth were measured under standard germination conditions. In order to estimate the relationship between the traits, the correlation coefficients were calculated and then stepwise regression analysis were used to determine the traits that have great role in explanation of seed vigour variation. In this study, after normality test by Kolmogorov-Smirnov method, factor analysis to grouping the traits was performed by principal component analysis.
Results: The results showed that the effect of genotype was significant for the traits related to seed vigour such as germination rate, uniformity of germination, number of normal seedling, dry weight of seedling, length of seedling, conversion efficiency of depleted seed reserve, vigour index, germination index and energy index that reflects the diversity of seed vigour between the genotype investigated. With regard the vigour index as most important trait, some traits such as length of radicle, length of shoot, length of seedling and germination rate have the most significant and positive correlation coefficient to vigour index. According to the results stepwise regression, length of seedling, germination rate and dry weight of radicle had more contribution in the vigour index variations. Factor analysis determined four factors that accounted 83/83% of total variations among genotypes. Based on the trait coefficients in per factor, the first factor as germination vigour, the second factor as seedling vigour, the third factor as seed physiology and fourth factor as seed physical factor were nominated. In first and second factors, germination index, germination uniformity, D05 and D95 (time it takes to reach germination percentage to 5 and 95 of maximun), germination rate, germination energy, vigour index, dry weight of radicle, dry weight of shoot, dry weight of seedlings and seedling length were caused 63% of the total variation. Cluster analysis based on the more important traits in the first and second factors distinct rice genotypes into 3 clusters.
Conclusion: In general, the present study by appropriate separation of rice genotypes based on the seed vigour in tree groups (native, improved and imported) showed that seed vigour in native genotypes was lower than improved and imported genotypes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Factor Analysis
  • Genetic variation
  • Rice genotypes
  • Seed vigour