پديد آورندگان :
اميني زاده، سميه دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت و اصلاح نباتات، كرمان، ايران , عبدالشاهي، روح الله دانشگاه شهيد باهنر كرمان - پژوهشكده فناوري توليدات گياهي (RTIPP) - گروه زراعت و اصلاح نباتات، كرمان، ايران , پورسيدي، شهرام دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده كشاورزي - گروه بيوتكنولوژي، كرمان، ايران , محمدي نژاد، قاسم دانشگاه شهيد باهنر كرمان - پژوهشكده فناوري توليدات گياهي (RTIPP) - گروه زراعت و اصلاح نباتات، كرمان، ايران , مهيجي، مهدي دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت و اصلاح نباتات، كرمان، ايران , فرح بخش، حسن دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت و اصلاح نباتات، كرمان، ايران
كليدواژه :
تلاقي برگشتي به كمك نشانگر , زود گلدهي , ژن‌هاي فتوپريود (Ppd) , ژن‌هاي ورناليزاسيون (Vrn) , گندم نان
چكيده فارسي :
هدف: زودرسي به عنوان مكانيزم سازگاري در محيط‌هايي با گرما و خشكي آخر فصل و يك صفت مهم در برنامه‌هاي بهنژادي گندم است. Ppd و Vrn مهم‌ترين ژن‌هاي كنترل كننده زودرسي هستند. هدف از اين تحقيق بررسي تاثير ژن‌هاي Ppd و Vrn بر زودرسي، عملكرد و صفات مهم زراعي در نسل BC4F2 حاصل از تلاقي برگشتي روشن (والد تكراري) و اكسكليبر بود
مواد و روش‌ها: جمعيت BC4F2 حاصل از تلاقي روشن و اكسكليبر در دانشگاه شهيد باهنر كرمان ايجاد شد. در اين برنامه‌ي بهنژادي، صفت زود گلدهي از رقم اكسكليبر به رقم روشن انتقال داده شد (روشن به عنوان والد تكراري بود). اين جمعيت ، شامل 175 ژنوتيپ نسل BC4F2، و والدين آنها در سال زراعي 1399-1398 در مزرعه تحقيقاتي دانشگاه شهيد باهنر كرمان كشت شدند. والدين و نتاج با استفاده از نشانگرهاي اختصاصي Vrn و Ppd ژنوتيپ‌يابي شدند. در اين جمعيت زودرسي، عملكرد و صفات مهم زراعي بررسي شد.
نتايج: در جايگاه ژني Ppd-1، رقم اكسكليبر داراي آلل Ppd-D1a و رقم روشن داراي آلل Ppd-D1b بود. فراواني آلل Ppd-D1a در جمعيت مورد بررسي 33/27 درصد، و بيش‌ترين فراواني آللي مربوط به آلل‌هاي هتروزيگوت (45 درصد) بود. در جمعيت مورد بررسي ژنوتيپ Ppd-D1a/ Ppd-D1a نسبت به Ppd-D1b/ Ppd-D1bبه طور متوسط 6 روز و نسبت به ژنوتيپ هتروزيگوت به طور متوسط 4 روز زودتر وارد فاز زايشي شدند. تغييرات آللي در مكان ژني Vrn -1 در جمعيت مورد مطالعه نشان مي‌دهد كه بين نتاج در اين تلاقي تنوع آللي وجود ندارد. زود سنبله‌دهي با عملكرد دانه، وزن 1000 دانه، تعداد سنبله بارور و تعداد دانه در بوته همبستگي منفي و معني‌داري داشت.
نتيجه‌گيري: اين نتايج اهميت ژن Ppd-D1a در زودرسي و بهبود عملكرد و اجزاي عملكرد را تأييد مي‌كند. گزينش براي زودسنبله‌دهي باعث افزايش عملكرد دانه، وزن 1000 دانه، تعداد سنبله بارور، عملكرد بيولوژيك و وزن خشك سنبله شد. با توجه به تاثير بزرگ و معني دار ژن Ppd-D1a بر عملكرد و اجزاي عملكرد، توصيه مي‌گردد در برنامه‌هاي بهنژادي گندم، گزينش به كمك نشانگر اين ژن مورد توجه قرار گيرد. تا قبل از نسل BC4F2 گزينش فنوتيپي انجام شد و تنوع ژن Vrn در جمعيت تثبيت شده بود.
چكيده لاتين :
Objective
Early heading as an adaptation mechanism for end season heat and drought stress is an important goal in wheat breeding programs. Photoperiod (Ppd) and vernalization (Vrn) are the most important genes controlling early heading in bread wheat. The aim of the present study was to investigate the effect of Ppd and Vrn genes on early heading, grain yield and important agronomic traits in BC4F2 generation of Roshan (recurrent parent) and Excalibur backcross.
Materials and methods
A BC4F2 population resulted from backcross of Roshan and Excalibur was generated in Shahid Bahonar University of Kerman. In this breeding program, early heading was transferred from Excalibur cultivar to Roshan (recurrent parent). This population, including 175 BC4F2 progenies, and their parents were cultivated in the research field of Shahid Bahonar University of Kerman in the 2019-2020 growing season. The progenies were genotyping using specific markers Vrn-B1, Vrn-D1 and Ppd-D1. In this population, early heading, grain yield and important agronomic traits were evaluated.
Results
Excalibur and Roshan had Ppd-D1a, and Ppd-D1b alleles, respectively. The frequency of Ppd-D1a/Ppd-D1a and heterozygous genotypes in the evaluated population were 27.33% and 415%, respectively. In this population, Ppd-D1a/Ppd-D1a, which is photoperiod insensitive genotype, was 6 and 4 days earlier heading than Ppd-D1b/Ppd-D1b and Ppd-D1a/Ppd-D1b genotypes, respectively. There was no allelic diversity between progeny for Vrn-1 locus. Early heading had a significant negative correlation with grain yield, 1000-grain weight, spikes number and grains number per spike.
Conclusions
The results confirm the importance of Ppd-D1a gene in the early heading, grain yield and yield components. Selection for early heading increased grain yield, 1000-grain weight, spikes number, biological yield, stover biomass at harvest and spikes dry weight. Due to the large and significant effect of Ppd-D1a gene on grain yield and yield components, we recommend marker assisted selection of this gene in wheat breeding programs. Phenotypic selection was performed before BC4F2 generation and Vrn gene diversity was established in the population.
