ارزیابی شاخص‌های انتخاب فنوتیپی و مولکولی برای بهبود عملکرد دانه در ذرت (Zea mays L.)

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

3 استاد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

doi
10.22124/cr.2023.25516.1787
چکیده

مقدمه: ذرت از جمله غلات مناطق گرمسیری و یک منبع اصلی تامین غذا برای انسان و دام و همچنین تهیه­ سوخت­های زیستی و فیبر در برخی نقاط جهان است. افزایش تولید ذرت از اولویت­های اساسی کشور محسوب می­شود. یکی از ارکان افزایش تولید، توسعه ارقام جدید پُرمحصول است. برای بهبود صفت پیچیده‌ای مانند عملکرد دانه که وراثت‌پذیری پایینی دارند، می‌توان از انتخاب غیرمستقیم توسط صفات دیگر و یا شاخص‌های انتخاب توسعه‌یافته بر اساس چند صفت استفاده کرد. در این مطالعه، شاخص انتخاب فنوتیپی خطی (LPSI) و شاخص انتخاب مولکولی خطی (LMSI) با استفاده از ترکیب صفات مورفولوژیک و نشانگرهای مولکولی ISSR آگاهی‌بخش تهیه شد. هدف از مطالعه حاضر نیز تهیه شاخص‌های گزینش مناسب در ذرت در راستای بهبود عملکرد دانه بود.مواد و روش‌ها: مواد گیاهی این پژوهش 97 ژنوتیپ ذرت بود که در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با شش تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه کشت شدند. اندازه‌گیری صفات مورفولوژیک از مرحله تاسل‌دهی تا رسیدگی فیزیولوژیک انجام گرفت. برای تهیه پروفیل مولکولی ژنوتیپ‌های ذرت مورد مطالعه نیز از 16 ترکیب آغازگر ISSR استفاده شد. جهت انتخاب ژنوتیپ‌های مطلوب از دو شاخص شامل شاخص انتخاب فنوتیپی خطی و شاخص انتخاب مولکولی خطی استفاده و کارآیی شاخص‌ها با برآورد پارامترهای مختلف مانند میزان پیشرفت ژنتیکی و پاسخ به گزینش حاصل از آن‌ها مقایسه شد.یافته‌های تحقیق: نتایج به‌دست آمده از شاخص انتخاب فنوتیپی خطی نشان داد که بالاترین میزان پیشرفت ژنتیکی بر مبنای شاخص (DG) برای صفت محتوای کلروفیل (99.15) و کم‌ترین آن برای صفت تعداد بلال در بوته (0.01) مشاهده شد. میزان بهره مورد انتظار از شاخص برای مجموع صفات مورد مطالعه (DH) و پاسخ به گزینش (RS) نیز به‌ترتیب 163.2234 و 0.774 برآورد شد. بر اساس شاخص انتخاب مولکولی خطی، بالاترین میزان پیشرفت ژنتیکی بر مبنای شاخص (DG) برای صفت مساحت برگ (99.31) و کم‌ترین مقدار آن برای صفت تعداد بلال در بوته (0.02) مشاهده شد. میزان بهره مورد انتظار از شاخص برای مجموع صفات مورد مطالعه (DH) و پاسخ به گزینش (RS) در این شاخص به‌ترتیب 50.972 و 0.774 برآورد شد. نتایج نشان داد که مقدار همبستگی شاخص و ارزش اصلاحی (rHI) در شاخص LPSI  معنی­دار و در حد نسبتاً مطلوب (کم‌تر از یک) و در شاخص LMSI معنی­دار و در حد مطلوب (یک) بود، اما کارایی انتخاب از طریق شاخص (ΔH) برای شاخصLPSI  برابر با 163.22 و برای شاخص LMSI برابر با 50.97 بود. از طرفی میزان پیشرفت ژنتیکی صفات با توجه به نوع شاخص متفاوت بود. به‌عنوان نمونه، نسبت میزان پیشرفت ژنتیکی برای صفات تعداد بلال در بوته و عملکرد از طریق شاخص مولکولی به فنوتیپی بیش‌تر از بقیه صفات و به‌ترتیب برابر با 2.00 و 1.28 به‌دست آمد. بهترین ژنوتیپ نیز بر اساس هر دو شاخص، ژنوتیپ شماره 61 بود. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج به‌دست آمده از تحقیق حاضر و مرور منابع انجام شده در این زمینه، به‌نظر می‌رسد که بتوان در پروژه‌های به‌نژادی در نسل‌های در حال تفرق اولیه از مزایای توسعه شاخص LMSI بهره‌مند شد، اما در نسل‌های پیشرفته‌تر بهتر است گزینش ژنوتیپ‌ها را با شاخص LPSI  توسعه داد که در این صورت هزینه ارزیابی‌های مولکولی هم کم خواهد شد.