پديد آورندگان :
افكار، سهيلا دانشگاه پيام نور - دانشكده كشاورزي - گروه اصلاح نباتات، تهران، ايران , كريم زاده، قاسم دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده كشاورزي - گروه اصلاح نباتات و بيوتكنولوژي، تهران، ايران , اشرف جعفري، علي سازمان تحقيقات آموزش و ترويج كشاورزي - مؤسسه تحقيقات جنگلها و مراتع كشور - بخش تحقيقات مرتع، تهران، ايران
كليدواژه :
پيشرفت ژنتيكي , متغيرهاي ژنتيكي , مقدار نسبي DNA هسته , وراثت پذيري , arundinacea Festuca
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: گونه‌هاي فستوكا در ايران رشد مي‌كنند و پلي‌پلوئيدي بودن نقش مهمي در تكامل اين گروه دارد. گياه Festuca arundinacea متعلق به خانواده گراس‌ها بوده و شامل گونه‌هاي متفاوتي است كه بعنوان علوفه، چمن و همچنين براي محافظت از خاك استفاده مي‌شوند. هدف از اين تحقيق مطالعه تغيير در مقدار نسبي DNA هسته و صفات فنولوژيكي–مورفولوژيكي در ژنوتيپ-هاي مختلف F.arundinacea جمع‌آوري شده از مناطق متفاوت مي‌باشد.
مواد و روش‌ها: اين آزمايش در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با 3 تكرار انجام شد. پارامترهاي ژنتيكي براي همه صفات شامل زمان ظهور خوشه، زمان گلدهي، ارتفاع گياه، سرعت جوانه‌زني، قدرت جوانه‌زني، پايداري، عملكرد علوفه، تعداد شاخه در بوته، طول سنبله، وزن هزاردانه، درصد جوانه‌زني، وزن بذر در بوته، شاخص برداشت، تعداد بذر در بوته محاسبه گرديد. براي انداز‌گيري مقدار نسبي DNA از گياهچه‌هاي با طول عمر سه هفته، فلوروكروم DAPI و گياه جو (Hordeum vulgare) رقم سلطان بعنوان استاندارد داخلي استفاده شد.
يافته‌ها: ارزيابي پارامترهاي ژنتيكي نشان داد تفاوت بين ضريب تغييرات ژنتيكي و فنوتيپي براي تعداد روز تا خوشه‌دهي، تاريخ گلدهي، تعداد ساقه در بوته، سرعت و قدرت جوانه‌زني، قوه ناميه، تعداد بذر در بوته، وزن هزار دانه و ارتفاع گياه ناچيز بوده كه مي-توان گفت نقش واريانس ژنتيكي بيشتر از واريانس محيطي است. از طرف ديگر مقدار وراثت‌پذيري صفات بين 95-66% بود. وراثت-پذيري بالا براي همه صفات بجزء طول خوشه مشاهده شد كه نشان مي‌دهد روش‌هاي مبتني بر گزينش براي اين صفات از كارايي بالايي برخوردار است. به علت تفاوت ناچيز PCV و GCV، وراثت‌پذيري بالا به همراه پيشرفت ژنتيكي بالا براي صفات تعداد روز تا خوشه‌دهي، تاريخ گلدهي و قدرت جوانه‌زني مي‌توان نتيجه گرفت اين صفات توسط ژن‌هاي افزايشي كنترل مي‌شوند و مي‌توان آنها را در برنامه‌هاي اصلاحي از طريق گزينش بهبود داد. مشخص شد كه تفاوت معني‌داري بين ژنوتيپ‌هاي مورد مطالعه براي مقدار نسبي DNA هسته وجود دارد كه نشان‌دهنده تنوع درون گونه‌اي بالا بين ژنوتيپ‌هاي متفاوت از مناطق مختلف است. نتايج مقايسه ميانگين نشان داد ژنوتيپ‌ها در 7 گروه قرار مي‌گيرند كه بالاترين و كمترين مقدار نسبي DNA هسته به ترتيب در ژنوتيپ‌هاي G13, G20, G21 وG22, G16 بود. با توجه به مطالعات گذشته، تغيير در مقدار نسبي DNA هسته را در اين ژنوتيپ‌ها را مي‌توان به وجود كروموزوم B و تغيير در طول كروموزوم نسبت داد.
نتيجه‌گيري: پيشنهاد مي‌شود از صفات زمان ظهور سنبله، زمان گلدهي و قدرت جوانه‌زني براي برنامه‌هاي اصلاحي استفاده شود. همچنين تغيير در مقدار نسبي DNA و صفات مورفولوژيكي-فنولوژيكي مي‌توانند فاكتورهاي مهمي در تكامل و سازگاري اين گونه به شرايط محيطي مختلف باشند.
چكيده لاتين :
Introduction: Festuca species grow in Iran and widespread occurrence of polyploidy has an important role in the evolution of this group. Festuca arundinacea belong to the grass family and include different species that used as forage, turf grass and for soil conservation. The aim of this work was the study of changing in DNA content morphological and phenological traits in different genotypes of F. arundinacea which collected from different regions.
Material and Methods: This experiment was conducted using a complete block design with 3 replications. Genetic parameters were estimated for all traits including Day to head emergence, Flowering date, Plant height, Number of. stem per plant, Spike length, 1000-seed weight, Germination percentage, Germination rate, Germination vigor, Stability, Forage yield, Seed yield, Seed weight per stem, Harvest Index, Number of seed per plant. Three-week-old plants, fluorochrome DAPI and Hordeum vulgare L. cv. Sultan (2C= 11.12 pg) as an internal standard for DNA content measurement were used.
Results: Evaluation of genetic parameters indicated that the difference between PCV and GCV was low for days to head emergence, flowering date, number of stem per plant, germination percentage, number of seed per plant, 1000-seed weight, germination rate, germination vigor and plant height, which clearly indicated the role of genetic variance was higher than the environmental variance. On the other hand, heritability was ranged between 66-95%. High broad-sense heritability was also observed for all the characters except spike length which indicate selection-based methods have high efficiency for these traits. Due to the low difference between PCV and GCV, high heritability and high genetic advance for days to head emergence, flowering date and germination vigor, it can be concluded that these traits are controlled by additive genetic action and can be improved through selective breeding programs. ANOVA results for relative nuclear DNA amount showed a significant difference between studied genotypes which suggest there is a high intraspecies variation for various genotypes in the different regions. The results of the mean comparison showed that the genotypes can be categorized into 7 separate groups. The highest and lowest relative amount of nuclear DNA was in (G13, G20, G21) and (G22, G16) genotypes respectively. According to previous studies, the change in the relative amount of nuclear DNA can be attributed to the presence of chromosome B and change the length of the chromosome.
Conclusion: It is suggested that day to head emergence, flowering date and germination vigor traits to be used for plant breeding programs. Moreover, the change in relative DNA content and morphological-phenological traits can be considered factors in the evolution of F.arundinacea and adaptation to varying environmental condition.
