بررسی تنوع ژنتیکی لاین های ذرت (Zea mays L.) بر اساس صفات اگرومورفولوژیک با استفاده از تحلیل عاملی تحت شرایط کمبود روی

اولین گام در برنامه های به نژادی، استفاده از تنوع ژنتیکی موجود در بین جمعیت ها، ارقام و لاین های موجود است. ذرت به عنوان یک گیاه مدل برای مطالعات ژنتیک صفات مختلف استفاده می شود. ذرت نسبت به سایر محصولات زراعی، نیاز بالایی به روی (Zn) دارد و به عنوان شاخص ارزیابی کمبود روی در خاک شناخته می شود. ایران از نظر شرایط آب و هوایی در منطقه خشک و نیمه خشک قرار دارد و عموما کمبود عناصر ریزمغذی به ویژه روی در آن وجود دارد. کمبود عناصر غذایی از قبیل روی یکی از تنش های غیرزیستی مهمی است که بر رشد و نمو گیاهان از جمله ذرت تاثیر می گذارد. هدف از انجام این مطالعه، ارزیابی تنوع ژنتیکی تعدادی از لاین های ذرت تحت دو شرایط بهینه و کمبود روی بود.

به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی 95 لاین ذرت بر اساس صفات اگرو- مورفولوژیک، آزمایشی در قالب طرح آلفا لاتیس در دو تکرار تحت دو شرایط نرمال یا بهینه (استفاده از کود سولفات روی) و کمبود روی (عدم استفاده از کود سولفات روی) در مرکز تحقیقات کشاورزی زابل به مدت دو سال اجرا شد. لاین های ذرت مورد تحقیق از دانشگاه رازی کرمانشاه، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی و موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج در قالب طرح تحقیقاتی شماره 94/101/T.T مصوب پژوهشکده زیست فناوری دانشگاه ارومیه تهیه شدند. تعداد 29 صفت اندازه گیری و ثبت شد. تجزیه واریانس مرکب صفات مورد مطالعه تحت شرایط نرمال و کمبود روی با استفاده از نرم افزار SAS نسخه 9.4 انجام شد. سایر تجزیه های آماری با استفاده از نرم افزار R و بسته های مختلف شامل آماره های توصیفی با استفاده از بسته pastecs، ضریب همبستگی پیرسون با استفاده از بسته corrplot، تحلیل رگرسیون گام به گام پیشرو با استفاده از بسته olsrr و تحلیل عاملی با استفاده از بسته psych انجام شد.

یافته های تحقیق: 

نتایج این مطالعه نشان داد که تغییرات فنوتیپی زیادی در میان لاین های ذرت مورد استفاده برای تمامی صفات در هر دو شرایط محیطی وجود داشت. نتایج تجزیه واریانس وجود تنوع فنوتیپی بالا در بین لاین های ذرت را تایید کرد. همه صفات تحت تاثیر محیط قرار گرفتند و تفاوت آماری معنی داری بین دو محیط از نظر تمامی صفات اندازه گیری شده در لاین ها مشاهده شد. برهم کنش ژنوتیپ× محیط نیز برای بیش تر صفات مطالعه شده معنی دار بود. برآورد آماره های توصیفی نشان داد که تنوع قابل توجهی در میان لاین ها وجود داشت، به طوری که برای صفات مورفولوژی در هر دو محیط کمبود روی و نرمال، بیش ترین میزان تنوع در صفات عملکرد در واحد سطح، عملکرد اقتصادی و تعداد دانه در بلال مشاهده شد. از لحاظ همبستگی، صفات وزن پنج بلال، تعداد دانه در بلال و وزن 100 دانه در هر دو محیط نرمال و کمبود روی دارای همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد اقتصادی بودند. بنابراین این سه صفت را می توان به عنوان صفاتی مهم در گزینش اولیه لاین های متحمل به کمبود روی معرفی کرد. در تحلیل عاملی صفات مورفولوژی با استفاده از روش تجزیه و تحلیل موازی، تعداد چهار عامل مستقل و پنهانی در هر دو شرایط نرمال و کمبود روی تعیین شد که به ترتیب 63 و 57 درصد از تنوع کل لاین ها را توجیه کردند. بر اساس نتایج تحلیل عاملی، صفات تعداد روز تا تاسل دهی، تعداد روز تا ظهور گرده، تعداد روز تا بلال دهی، ارتفاع بوته، قطر و عرض بلال، تعداد دانه در بلال، عملکرد اقتصادی، عملکرد در واحد سطح و شاخص برداشت که میزان اشتراک بالایی در هر دو شرایط بهینه و کمبود روی داشتند، به عنوان صفات کلیدی جهت انتخاب لاین های متحمل به کمبود روی پیشنهاد می شوند.

نتایج این تحقیق نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی از لحاظ صفات مورفولوژی در بین لاین های ذرت مورد مطالعه تحت هر دو شرایط نرمال و کمبود روی وجود داشت که امکان استفاده از این لاین ها را در برنامه های به نژادی به عنوان یک منبع ژنی ارزشمند جهت بهبود عملکرد لاین ها و تولید لاین های اصلاح شده در شرایط نرمال و کمبود روی فراهم می کند.