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

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 پرمحصول است. برای بهبود صفت پیچیده ای مانند عملکرد دانه که وراثت پذیری پایینی دارند، می توان از انتخاب غیرمستقیم توسط صفات دیگر و یا شاخص های انتخاب توسعه یافته 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 آگاهی بخش تهیه شد. هدف از مطالعه حاضر نیز تهیه شاخص های گزینش مناسب در ذرت در راستای بهبود عملکرد دانه بود.مواد و روش ها: مواد گیاهی این پژوهش ۹۷ ژنوتیپ ذرت بود که در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با شش تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه کشت شدند. اندازه گیری صفات مورفولوژیک از مرحله تاسل دهی تا رسیدگی فیزیولوژیک انجام گرفت. برای تهیه پروفیل مولکولی ژنوتیپ های ذرت مورد مطالعه نیز از ۱۶ ترکیب آغازگر ISSR استفاده شد. جهت انتخاب ژنوتیپ های مطلوب از دو شاخص شامل شاخص انتخاب فنوتیپی خطی و شاخص انتخاب مولکولی خطی استفاده و کارآیی شاخص ها با برآورد پارامترهای مختلف مانند میزان پیشرفت ژنتیکی و پاسخ به گزینش حاصل از آن ها مقایسه شد.یافته های تحقیق: نتایج به دست آمده از شاخص انتخاب فنوتیپی خطی نشان داد که بالاترین میزان پیشرفت ژنتیکی بر مبنای شاخص (DG) برای صفت محتوای کلروفیل (۹۹.۱۵) و کم ترین آن برای صفت تعداد بلال در بوته (۰.۰۱) مشاهده شد. میزان بهره مورد انتظار از شاخص برای مجموع صفات مورد مطالعه (DH) و پاسخ به گزینش (RS) نیز به ترتیب ۱۶۳.۲۲۳۴ و ۰.۷۷۴ برآورد شد. بر اساس شاخص انتخاب مولکولی خطی، بالاترین میزان پیشرفت ژنتیکی بر مبنای شاخص (DG) برای صفت مساحت برگ (۹۹.۳۱) و کم ترین مقدار آن برای صفت تعداد بلال در بوته (۰.۰۲) مشاهده شد. میزان بهره مورد انتظار از شاخص برای مجموع صفات مورد مطالعه (DH) و پاسخ به گزینش (RS) در این شاخص به ترتیب ۵۰.۹۷۲ و ۰.۷۷۴ برآورد شد. نتایج نشان داد که مقدار همبستگی شاخص و ارزش اصلاحی (rHI) در شاخص LPSI  معنی­دار و در حد نسبتا مطلوب (کم تر از یک) و در شاخص LMSI معنی­دار و در حد مطلوب (یک) بود، اما کارایی انتخاب از طریق شاخص (ΔH) برای شاخصLPSI  برابر با ۱۶۳.۲۲ و برای شاخص LMSI برابر با ۵۰.۹۷ بود. از طرفی میزان پیشرفت ژنتیکی صفات با توجه به نوع شاخص متفاوت بود. به عنوان نمونه، نسبت میزان پیشرفت ژنتیکی برای صفات تعداد بلال در بوته و عملکرد از طریق شاخص مولکولی به فنوتیپی بیش تر از بقیه صفات و به ترتیب برابر با ۲.۰۰ و ۱.۲۸ به دست آمد. بهترین ژنوتیپ نیز بر اساس هر دو شاخص، ژنوتیپ شماره ۶۱ بود. نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر و مرور منابع انجام شده در این زمینه، به نظر می رسد که بتوان در پروژه های به نژادی در نسل های در حال تفرق اولیه از مزایای توسعه شاخص LMSI بهره مند شد، اما در نسل های پیشرفته تر بهتر است گزینش ژنوتیپ ها را با شاخص LPSI  توسعه داد که در این صورت هزینه ارزیابی های مولکولی هم کم خواهد شد.

Keywords:

انتخاب غیر مستقیم , رگرسیون نشانگر-صفت , شاخص انتخاب فنوتیپی , شاخص انتخاب مولکولی