ارزيابي ژنوتيپ‌هاي نوتركيب جو در محيط تنش همزمان شوري-خشكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

توليد و ژنتيك گياهي

كارشناسي ارشد

جو زراعي (Hordeum vulgare L.) يكي از مهم‌ترين غلات جهان و ايران است كه به‌دليل سازگاري گسترده، نقش كليدي در تأمين امنيت غذايي و خوراك دام ايفا مي‌كند. با اين حال، هزاران سال انتخاب طبيعي، اهلي‌سازي و انتخاب مصنوعي براي صفات خاص زراعي (نظير عملكرد و شاخص برداشت)، منجر به حدوث تنگناي ژنتيكي (Genetic bottleneck) و كاهش قابل‌توجه تنوع ژنتيكي در ارقام مدرن بويژه براي تنش هاي زيستي و غير زيستي شده است؛ پديده‌اي كه با افزايش پيامدهاي تغييرات اقليمي توانايي گياه براي مقابله با تنش‌هايي نظير شوري و خشكي را محدود كرده است. جو وحشي (Hordeum vulgare subsp. spontaneum) به‌عنوان جد و خويشاوند نزديك جو زراعي، به‌دليل تلاقي‌پذيري بالا و همولوژي ژنومي با جو اهلي، منبعي ارزشمند براي افزايش تنوع ژنتيكي و بهبود تحمل به تنش‌هاي غيرزيستي، از جمله شوري و خشكي، محسوب مي‌شود. اين پژوهش با هدف ارزيابي تنوع ژنتيكي بخشي از ژرم‌پلاسم جهاني جو در كنار لاين‌هاي نوتركيب حاصل از تلاقي بين‌گونه‌اي، شناسايي ژنوتيپ‌هاي متحمل به تنش همزمان شوري و خشكي، و بررسي روابط بين صفات زراعي و فنولوژيك انجام شد. بدين منظور، 74 ژنوتيپ جو در سه گروه شامل 44 لاين اينبرد نوتركيب منتخب از نسل BC1F8 جمعيت IBP-21 (حاصل از تلاقي 21 والد وحشي اسپانتانئوم با رقم زراعي ريحان 03)، كه شامل 30 لاين منتخب و 14 لاين داراي وزن هزار دانه بالا براي برنامه‌هاي اصلاحي ارقام مالتي بودند به همراه پنج رقم شاهد (گلشن، گوهران، يوسف، خاتم و ريحان) و 25 ژنوتيپ جهاني، در سال زراعي 1403–1404 در مزرعه تحقيقاتي لورك دانشگاه صنعتي اصفهان مورد ارزيابي قرار گرفتند. آزمايش در قالب طرح آگمنت با هفت بلوك ناقص و در دو محيط مجزاي نرمال (آبياري كامل) و تنش همزمان شوري (200 ميلي‌مولار كلريد سديم) و خشكي (قطع آبياري در مرحله گلدهي) با پنج رقم شاهد اجرا شد. صفات مورفولوژيك (تعداد ساقه، ارتفاع بوته و طول سنبله)، فنولوژيك (روز تا خوشه‌دهي، روز تا رسيدگي و طول دوره پرشدن دانه) و ويژگي هاي عملكردي (عملكرد دانه و وزن هزار دانه) اندازه‌گيري شد و شاخص‌هاي تحمل به تنش (STI)، پايداري عملكرد (YSI) و شاخص انتخاب چندمتغيره ژنوتيپ ايده‌آل (SIIG) محاسبه گرديد. نتايج نشان‌دهنده وجود تنوع ژنتيكي كافي بين ژنوتيپ‌ها براي اكثر صفات مورد بررسي در هر سه گروه ژنوتيپي مورد بررسي بود. تنش همزمان شوري و خشكي تأثير شديد و معني‌داري بر تمامي صفات داشت و عملكرد دانه را در لاين‌هاي نوتركيب، ارقام شاهد و ژنوتيپ‌هاي جهاني را به ترتيب 18، 22 و 19 درصد نسبت به شرايط نرمال كاهش داد. در گروه ارقام شاهد، رقم تجاري گلشن با عملكرد 437 گرم بر متر مربع در شرايط نرمال و 150 گرم بر متر مربع در شرايط تنش، بر اساس شاخص SIIG، به‌عنوان متحمل‌ترين رقم به تنش شناسايي شد. در مقابل، رقم يوسف با كمترين نوسان عملكرد در دو محيط، به‌عنوان باثبات‌ترين رقم معرفي شد و از شاخص ثبات YSI بالاتري برخوردار بود. در ميان لاين‌هاي نوتركيب، ژنوتيپ‌هاي 154، 257 و 283 عملكرد دانه بالايي در هر دو محيط نشان دادند و لاين 257 با كسب بالاترين مقدار شاخص SIIG، به‌عنوان متحمل‌ترين و باثبات‌ترين لاين معرفي شد. شايان ذكر است كه والد زراعي اين لاين‌ها (ريحان 03) در شرايط نرمال و تنش به‌ترتيب عملكرد 258 و 76 گرم بر متر مربع را ثبت كرد كه به‌مراتب كمتر از بسياري از لاين‌هاي نوتركيب جديد مذكور بود. اين نتيجه، كارايي استفاده از والد وحشي در برنامه اصلاحي را نشان مي‌دهد و بيانگر آن است كه ورود قطعات ژنومي والد وحشي به زمينه ژنتيكي رقم زراعي (ادغام آشيانه اي) ، امكان توليد لاين‌هايي با تركيب مطلوب عملكرد بالا و تحمل به تنش همزمان شوري و خشكي را فراهم كرده است. در گروه ژنوتيپ‌هاي جهاني نيز ژنوتيپ‌هاي H10، H21 و فورتونا (رقم مالتي جهاني) از عملكرد دانه برتري در هر دو محيط برخوردار بودند؛ به‌گونه‌اي كه ژنوتيپ H21 با بالاترين مقدار شاخص SIIG، به‌عنوان متحمل‌ترين و باثبات‌ترين ژنوتيپ جهاني شناخته شد. بررسي همبستگي صفات نشان داد كه عملكرد دانه در شرايط تنش، بيشترين همبستگي مثبت و معني‌دار را با شاخص‌هاي STI و SIIG داشت كه كارايي اين شاخص‌ها را در گزينش مستقيم ژنوتيپ‌هاي متحمل به تنش تأييد مي‌كند. به‌طور كلي، نتايج اين پژوهش نشان داد كه لاين‌هاي نوتركيب حاصل از تلاقي جو زراعي و جو وحشي، ظرفيت بالايي براي بهبود عملكرد و افزايش تحمل به تنش همزمان شوري و خشكي دارند و مي‌توانند به‌عنوان منابع ژنتيكي ارزشمند در برنامه‌هاي اصلاحي آينده مورد استفاده قرار گيرند.

238142

اصلاح نباتات

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان