غربالگري برخي لاين‌هاي موتانت نسل دهم برنج (Oryza sativa L.) از طريق ارزيابي زراعي و بيوشيميايي در شرايط شور

مقدمه و هدف: تنش شوري يكي از مهمترين محدوديت‌هاي كشت برنج در سراسر جهان به‎شمار مي‏رود. از طرفي استفاده از مواد جهش‌زاي فيزيكي و شيميايي مي‌تواند براي توسعه و تركيب ژن هاي جديد يا آلل‌هايي با اهميت زراعي، بسيار مهم باشد و باعث سازگاري و پايداري بيشتر ژنوتيپ‌ها به شرايط آب‌و‌هوايي و خاك شود. به‎همين جهت، با توسعه و پيشرفت ارقام برنج متحمل و سازگار به شوري مي‌توان زمينه افزايش توليد پايدار اين محصول را فراهم نمود. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسي واكنش موتانت‏هاي نسل دهم (M10) برنج به تنش شوري در مرحله زايشي با استفاده از ويژگي‌هاي زراعي و بيوشيميايي انجام شد.مواد و روش‌ها: در اين پژوهش، 13 لاين موتانت حاصل از پرتوتابي اشعه گاما از چشمه كبالت 60 از ارقام سنگ طارم، هاشمي و خزر كه به‎عنوان لاين هاي متحمل در مطالعات مولكولي شناسايي شده‏اند، به‎همراه ارقام متحمل نونابوكرا و ديلماني و حساس به شوري برنج شامل IR29 و سپيدرود در سه سطح شوري (0، 4 و 8 دسي‌زيمنس بر متر) از منبع كلريد سديم به‏صورت آزمايش فاكتوريل در قالب طرح بلوك هاي كامل تصادفي براي صفت هاي زراعي و عملكرد و به‏صورت فاكتوريل كرت‏هاي خرد‌شده در قالب طرح بلوك‎هاي كامل تصادفي براي صفات بيوشيميايي در سه تكرار مورد ارزيابي قرار گرفتند.پارامترهاي قابل اندازه‎گيري براي صفات زراعي در شرايط تنش و بدون تنش شوري شامل تعداد پنجه، تعداد دانه پر و پوك، وزن هزار دانه، ارتفاع بوته، روز تا50 درصد گل‎دهي و عملكرد تك بوته بود و براي صفات بيوشيميايي فعاليت آنزيم‏ هاي كاتالاز و سوپراكسيد ديسموتاز، محتواي پروتئين، پرولين و مالون‌دي‌آلدهيد و درصد نشت الكتروليت محاسبه شدند. يافته‌ها: نتايج حاصل از تجزيه واريانس داده‌ هاي آزمايش نشان داد كه اثر ساده شوري و ژنوتيپ و برهم‌كنش آنها براي تمام صفات زراعي مورد مطالعه معني دار شد. گستره وسيعي از تنوع ژنتيكي در ميان ژنوتيپ‌ها براي صفات زراعي و بيوشيميايي مورد مطالعه مشاهده شد. در ميان صفات، عملكرد شلتوك به‌عنوان بهترين و شاخص‏ترين صفت براي شناسايي ژنوتيپ متحمل در شرايط تنش شوري شناسايي شد. در بين موتانت‌هاي مورد بررسي در سطوح مختلف شوري بالاترين عملكرد تك بوته در هر سه سطح صفر، چهار و هشت دسي‌زيمنس ‌بر ‌متر به‎ترتيب براي ژنوتيپ‎هاي MP6، MP10 و رقم ديلماني به‌دست آمد. ژنوتيپ MP10 در سطح شوري هشت دسي‌زيمنس بر متر عملكرد تك بوته نزديك به رقم ديلماني (متحمل به شوري) را نشان داد. با افزايش شوري از صفر تا 8 دسي‌زيمنس بر متر ميزان صفات اندازه‎گيري ‌شده روند كاهشي داشتند كه بيانگر تأثير منفي شوري بر صفات مورد مطالعه بود. نمودار تجزيه خوشه‌اي ژنوتيپ‌هاي مورد مطالعه براساس صفات زراعي و عملكرد بوته در سطح شوري چهار دسي‌زيمنس بر متر، ژنوتيپ‌ها را به سه گروه مجزا تفكيك نمود. در گروه دوم كه رقم ديلماني به‎عنوان شاهد متحمل نيز در آن حضور داشت، ژنوتيپ‎هاي MP2، MP3، MP4، MP9 و MP10 قرار گرفتند. نمودار تجزيه خوشه‌اي صفات زراعي و عملكرد حاصل از گروه‌بندي ژنوتيپ‌هاي موتانت در سطح تنش شوري هشت دسي‌زيمنس بر متر ژنوتيپ ‏ها را به چهار گروه مختلف تفكيك نمود. در گروه سوم دو ژنوتيپ MP9 و MP10 با رقم طارم ديلماني (متحمل) قرار گرفتند. ضريب همبستگي بين صفات زراعي و عملكرد براي سطح تنش شوري هشت دسي‌زيمنس بر متر نشان داد كه عملكرد بوته همبستگي مثبت و معني‏داري با صفات ارتفاع بوته (0/51=r)، تعداد دانه پر (0/88=r) و وزن هزار دانه (0/63=r) داشت. همچنين، بين تعداد روز تا گلدهي با صفات ارتفاع بوته (0/70- =r) و تعداد دانه پر (0/62-=r) همبستگي منفي و با صفت تعداد پنجه (0/60=r) همبستگي مثبت و معني‏داري مشاهده شد. تجزيه باي‏پلات براساس صفات زراعي در سطح شوري چهار دسي‌زيمنس بر متر، لاين‏هاي مورد مطالعه را به چهار گروه تقسيم نمود. گروه اول شامل شش لاين به‎عنوان گروه خيلي‌حساس، گروه دوم شامل دو لاين به‏عنوان گروه حساس، گروه سوم با سه ژنوتيپ شامل لاين‏هاي MP9، MP10 و رقم طارم ديلماني (شاهد متحمل) به عنوان گروه متحمل و گروه چهارم با شش ژنوتيپ شامل لاين‏هاي MP11، MP12، MP13 و رقم نونابوكرا (شاهد متحمل) و همچنين رقم هاي سپيدرود و IR29 با تحمل بالاي شوري بود. همچنين تجزيه باي پلات براساس صفات زراعي در سطح شوري هشت دسي‌زيمنس بر متر، لاين ها ي مورد مطالعه را به چهار گروه تقسيم نمود. گروه اول تعداد سه لاين به ‏عنوان گروه خيلي‌حساس، گروه دوم شامل شش لاين به‎عنوان گروه حساس، گروه سوم با پنج ژنوتيپ شامل لاين‏هاي MP11 و MP13 و رقم‏هاي نونابوكرا (شاهد متحمل)، سپيدرود و IR29 به عنوان گروه متحمل و گروه چهارم با سه ژنوتيپ شامل لاين‏هاي MP9 و MP10 و رقم طارم ديلماني (شاهد متحمل) با تحمل بالاي شوري بود. براي صفات بيوشيميايي در تنش هشت دسي‌زيمنس بر متر، بيشترين ميزان سوپراكسيد ديسموتاز در رقم ديلماني (شاهد متحمل)، پروتئين براي موتانت MP2، پرولين براي موتانت MP3 و كمترين ميزان نشت الكتروليت و مالون دي‌آلدهيد به‎ترتيب براي موتانت‌هاي MP2 و MP10 ثبت شد. نتيجه‌گيري: در مجموع و با توجه به اولويت عملكرد در مزراع شور، لاين MP10 با عملكرد شلتوك نزديك به رقم ديلماني (متحمل داخلي) و ويژگي‌هاي مطلوب بيوشيميايي به‌عنوان لاين برتر براي ادامه تحقيقات در شرايط شور انتخاب و شناسايي شد.