ارزیابی تنوع ژنتیکی با استفاده از ویژگی‌های زراعی در ارقام مختلف برنج

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 استاد اصلاح نباتات/ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 دانشیار اصلاح نباتات/ دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

سابقه و هدف: برنج یکی از مهترین غلات جهان است و غذای اصلی بیش از نیمی از مردم جهان بشمار می‌رود. با توجه به نرخ رو به رشد افزایش جمعیت در کشورهای مصرف کننده برنج تقاضا برای تولید بیشتر این محصول در سالهای آتی افزایش پیدا خواهد کرد و افزایش محصول هدف اصلی بهنژادگران خواهد بود این هدف با ایجاد واریته‌های پر محصول، افزایش کیفیت غذایی و تحمل به تنش‌های زیستی و غیرزیستی تامین می‌شود. مطالعه تنوع ژنتیکی و ساختار جوامع طبیعی برای تعین استراتزی‌های اصلاح نباتات اهمیت دارد.
مواد و روش ها: صد ژنوتیپ متنوع برنج شامل بخشی از ذخایر توارثی ایرانی، واریته‌های از کشورهای مختلف جهان و لاین‌های بین‌المللی اصلاحی به منظور بررسی روابط ژنتیکی بین صفات مختلف در قالب طرح بلوک‌های ناقص سه‌گانه کشت شدند. این کلکسیون برای صفات پر‌اهمیت زراعی و کیفی همچون عملکرد و اجزای آن، صفات شکل دانه، صفات برگ پرچم و زودرسی ارزیابی شد.
یافته ها: نتایج تجزیه واریانس حاکی از تفاوت معنی‌دار بین ژنوتیپ‌ها در سطح احتمال یک درصد برای تمامی صفات مورد بررسی بود. مقایسات گروهی حاکی از پتانسیل منحصر به فرد هریک از این گروه‌ها بود به طوری که می‌توان ذخایر توارثی ایرانی را به عنوان منبعی برای ژن‌های موثر در کیفیت دانه دانست در حالی‌که ارقام خارجی علی‌رغم عملکرد دانه مناسب فاقد کیفیت دانه بودند با این حال لاین‌های اصلاحی از لحاظ صفات اجزای عملکرد دارای بالاترین پتانسیل بودند. تجزیه کلاستر بر اساس صفات مورد مطالعه ژنوتیپ‌ها را در سه گروه با ویژگی‌های متفاوت گروه‌بندی کرد. تجزیه به مولفه‌های اصلی پنج مولفه که میزان 8/84 % از تغییرات کل را توجیه کردند را به عنوان مولفه‌های اصلی معرفی کرد که قادربه تفکیک کلکسیون برای صفات مختلف بودند.
نتیجه‌گیری: این تحقیق با ارزیابی صفات پر اهمیت زراعی در ژرم‌پلاسم برنج ایرانی و یافتن جایگاه این ژرم‌پلاسم در مقابل لاین‌های اصلاحی و کولتیوارهای خارجی نتایج مناسبی جهت بهره‌وری از ذخایر توارثی کشور و یافتن ژنوتیپ‌های با پتانسیل مناسب صفات زراعی در ژرم‌پلاسم دیگر نقاط جهان به عنوان مکملی برای اهداف به‌نژادی در ذخایر توارثی برنج ایرانی ارئه می‌دهد. جمعیت مورد بررسی دارای تنوع مناسب در تمام صفات مورد بررسی بود. با توجه به نتایج مقایسات گروهی هرکدام از سه گروه ژنوتیپ‌های ایرانی، ارقام خارجی و لاین‌های اصلاحی دارای ویژگی‌های منحصر بفردی هستند. به طوری که ارقام ایرانی را می‌توان ارقامی مناسب از لحاظ صفات مربوط به کیفیت دانه دانست ولی در مقابل ارقام خارجی دارای عملکرد دانه مناسب ولی کیفیت نه چندان خوب دانه بودند. این در حالی است که لاین‌های اصلاحی منبع مناسبی برای صفات اجزای عملکرد به نظر می‌رسیدند. از این رو، می توان این مجموعه را مجموعه غنی و متنوع از نظر صفات پر اهمیت زراعی دانست. تجزیه کلاستر و تجزیه به مولفه‌های اصلی در این تحقیق موفق به تفکیک ژنوتیپ‌های برنج بر اساس صفات ظاهری شد و افراد دارای صفات مشابه در گروه یکسان قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of genetic diversity through morphologic characteristics in rice genotypes

نویسندگان [English]

  • mojtaba jahani 1
  • Ghorbanali Nematzadeh 2
  • Ghasem Mohammadi-Nejad 3
چکیده [English]

Background and objectives: Rice (Oryza sativa) is one of the most important cereal crops and is the staple food source for over fifty percent of the world’s population. The population of rice-consuming countries is multiplying daily, and it is estimated that rice production must be increased in the coming years and an incensement in production will be the main goal of plant breeders. This has to be achieved by the development of high yielding rice varieties with improved nutritional quality and tolerance to biotic and abiotic stresses. Studies on genetic diversity and genetic structure of natural populations are important in order to define strategies for plant breeding.
Materials and methods: 100 diverse rice accessions including global genotypes from different countries and international breeding lines were chosen to assess genetic relationships between traits. The experiment was carried out in an incomplete block design (lattice) with three replications. This collection was used to measure important agronomic traits such as: yield and yield component, grain shape characteristics, flag leaf characters and flowering time.
Results: The ANOVA revealed significant (P < 0.01) variation for all the traits. Orthogonal comparisons for three categories of Iranian genotypes, foreign varieties and inbred lines, revealed Iranian genotypes were defined as a rich source for grain quality genes, while foreign varieties despite the lack of grain quality had appropriate grain yield, whereas breeding lines had suitable potential in yield components. Ward’s clustering method classified genotypes in three main groups with different characteristics. Principal components analysis explained 84.8% of variation with five first components.
Conclusion: The present study, evaluate important agronomic traits to find out status of Iranian germplasm against foreign inbred lines and varieties, results determine that foreign germplasm with appropriate characteristics could be a complementary material beside Iranian germplasm in rice breeding projects. Evaluated population has an appropriate variation for all traits. According to the results of the orthogonal comparison, each of the Iranian genotypes, foreign genotypes and breeding lines had unique characteristics. However, Iranian genotypes could be considered appropriate in terms of grain quality traits but against foreign varieties had high yield but not suitable in grain quality. Though, breeding lines sounds a good source for yield component traits. Hence, the population could be a rich and diverse collection of important agronomic traits. In present study cluster analysis and principal component analysis separate the rice genotypes based on morphological characters, and individuals with similar characteristics were classified in similar group.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice
  • genetic diversity
  • Principal components analysis
  • Cluster analysis
  • Orthogonal comparisons